[发明专利]石蜡／硅橡胶相变微胶囊的制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种石蜡硅橡胶相变微胶囊复合材料及其制备方法，尤其涉及一种用于建筑保温的石蜡硅橡胶相变微胶囊复合材料及其制备方法，属于保温材料技术领域。

背景技术

二十一世纪人类面临的最重大的威胁是全球变暖，建筑耗能占全球能源消耗的40％并伴有温室气体的排放，在全球变暖中发挥着举足轻重的作用。因此提高建筑领域对能源的利用率，对减缓能源危机及解决环境问题有很大的帮助。石蜡作为相变储能材料(phase change materials，PCM)有较高的相变潜热，无过冷及析出现象且价格便宜被广泛应用建筑材料中。但石蜡在吸收外界能量由固相转变为液相时，因流动会发生渗漏无法将能量存储，故需对石蜡进行封装。相变材料微胶囊(Microencapsulated Phase Change Materials，MEPCM)利用微胶囊化技术，采用无机或有机化合物将石蜡包覆形成微小颗粒，当石蜡囊芯发生相变时外层囊壁始终保持固态，故相变前后均为颗粒状，解决了相变过程中石蜡的流动性。但传统囊壁材料不具有蠕变性且壁厚为微纳米级别的情况下，不能支撑石蜡囊芯在固-液相变时的体积膨胀与收缩，也会由于囊壁破裂而发生渗漏。因此需要开发新型的微胶囊壁材，硅橡胶自身具备蠕变性且对石蜡的包覆率高；与传统材料相比，可大大提高微胶囊使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，制备一种物理性能，机械性能与化学性能较好，并且耐热耐寒性能较好的材料，并且要求该材料的使用寿命长；进一步地，本发明提供一种微胶囊的制备方法，该法制备成本低廉，工艺简单，制备过程绿色无污染，利用硅橡胶和石蜡微球的化学稳定性以及耐热性，以自主研发的石蜡微球为改性剂，制备出具有良好保温性能的材料；更进一步地，本发明提供一种微米尺度的石蜡微球的制备方法，该法制备的石蜡微球增加了本发明的微胶囊的化学稳定性，并利用氟硅橡胶的耐热性，稳定性以及机械性能，来制得一种使用寿命高，化学稳定性好，机械结合强度高的保温材料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

石蜡硅橡胶相变微胶囊复合材料，其特征在于：包括：材质为硅橡胶和石蜡微球组成的硅橡胶/石蜡微球复合物。

所述硅橡胶的材质包括型号为H1100室温硫化氟硅橡胶。

所述石蜡微球的为微米尺度的石蜡微球。

石蜡硅橡胶相变微胶囊复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S01，按质量比称取石蜡微球放在烧杯中，加入适量的水溶液，在向其中加入表面活性剂充分搅拌5min；所述的质量比为石蜡∶表面活性剂＝10∶2～3。

S02，按质量比称取硅橡胶，充分搅拌均匀后再加入固化剂，再充分搅拌 1～2min，得混合液；所述质量比为硅橡胶∶石蜡微球＝10～5∶1～2；

S03，将步骤S02中的混合液中抽滤或者离心，将所得的固体颗粒放置在表面皿里，待其自然烘干。

固化剂为实验室制备，一般为硅橡胶加入量的1/10

所述石蜡微球的制备方法包括以下步骤：

步骤一，在三颈烧瓶中加入水和3.75g的聚乙二醇辛基苯基醚，放入70℃～80℃恒温水浴锅中加热10～15min，用电动搅拌器搅拌2～3min；

步骤二，将固态的切片石蜡，加热熔融，形成液态石蜡；以每分钟3～5滴的速度，缓慢滴加到三颈烧瓶中，恒温持续搅拌2h后，得石蜡乳液；

步骤三，将石蜡乳液倒入烧杯中，室温下陈化12h；将上层聚集固体捞出，室温下自然晾干，得石蜡微球。

本发明石蜡微球主体，在其结构表面上聚合硅橡胶薄膜，并利用硅橡胶微球进一步增强材料保温性能。

石蜡为熔点较高的58～60℃的切片石蜡。

本发明的使用方法为：将本发明的石蜡硅橡胶相变微胶囊复合材料涂抹在墙壁内代替黄沙水泥混凝土或者其他保温材料。