[发明专利]相变微胶囊及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种相变微胶囊及其制备方法，所述相变微胶囊，包括外壳和包裹在所述的外壳中的囊芯，外壳的囊壁含有由下列单体形成的重复单体单元的聚合物材料：外壳与囊芯的重量比为：外壳∶囊芯＝1∶1～9；(A)丙烯酸C₁～C₂₄烷基酯或甲基丙烯酸的C₁～C₂₄烷基酯中的一种以上40～80wt％；(B)长链单体20～60wt％，长链单体通式为：CH₂＝CR₁COO(CH₂CH₂O)_m‑(CH₃CHCH₂O)_nR₂，囊芯为有机相变材料。本发明的产品在实际应用中，特别是在水性基质或无机材料的应用中具有良好的分散稳定性，进一步提高其储能性，同时长链亲水性基团可以增强相变微胶囊与基质间的界面作用力，避免材料在应用中强度下降等问题。

技术领域

本发明属于相变微胶囊制备方法技术领域。

背景技术

相变材料是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质，即从外界环境吸收热量或向外界环境放出热量，从而达到能量利用和控制环境温度的目的。尽管相变材料具有较高的相变潜热，在温度控制以及热量储存领域有着广泛的应用前景，但是相变材料也存在体积变化以及易与周围环境反应的问题，极大地限制了它的应用范围。

微胶囊技术是利用成膜囊壁将易挥发、易泄露或具有反应活性的液体或固体材料包封在壳层中形成微小颗粒。相变微胶囊就是利用微胶囊技术将相变材料包裹到胶囊内部，微胶囊化的相变材料具有更大的传热面积，能很好地控制相转变时材料的体积变化，提高相变材料的稳定性。相变微胶囊可以应用于众多领域，如建筑节能、纺织服装、食品工业、功能热流体以及军事领域等等。但是在实际应用中，特别是在水性基质或无机材料基质的应用中，相变微胶囊多存在分散不均匀，与基材的界面结合力较弱的问题，从而影响材料最终的使用性能。现已有部分专利公开了改善相变材料分散性的方法。

专利CN 1570014公开了一种复合壳层的相变蓄能微胶囊的制备方法，微胶囊外壳为经PEG200改性的密胺树脂或密胺共缩聚树脂，该改性树脂尽管有亲水性官能团，但是链长较短，水性区域厚度不足，无法赋予相变微胶囊充分的亲水性能。

专利CN 106674513公开了一种含磷与相变储能链段的改性聚醚多元醇的制备方法，所述的改性聚醚多元醇以三氯氧磷为偶联剂，通过其P-Cl键与OH的充分反应，将相变储能物质聚乙二醇键接到聚醚多元醇上，活性端羟基可以与异氰酸酯反应，改善相变材料在聚氨酯体系中的分散性。该专利改性后形成的端羟基是针对在聚氨酯体系的分散性问题，对于其他体系，特别是无机体系的适用性不强。

专利CN 104592803公开的有机硅改性相变微胶囊中，聚合单体和芯材需经过预乳化、乳液聚合反应以及后处理，从而减少相变微胶囊乳胶粒之间的碰撞凝聚，提高乳胶粒在涂料中的分散性。专利CN 105860936所述的一种氧化石墨烯分散型复合相变储能微胶囊，在制备氧化石墨烯、二元相变材料以及改性硅藻土后，反复通过石墨烯进行包裹形成以载体硅藻土为核心，相变材料为牵引体，氧化石墨烯为外层保护膜，从而反复进行微胶囊制作形成一个循环的体系，增强分散性。专利CN 103933913公开的阶梯型调温相变微胶囊采用预乳液聚合法制备十二醇、固体石蜡为芯材的微胶囊预聚体，再通过自由基聚合制备丙烯酸预乳液，将微胶囊预聚体与丙烯酸预乳液在反应器中进一步聚合形成阶梯型相变储能微胶囊乳液，改善微胶囊作为填料分散性差的问题。以上专利需经历多次处理、或反复循环或多次聚合的过程，均存在制备工艺较为复杂的问题。

发明内容

本发明的目的是公开一种相变微胶囊及其制备方法和应用，以克服现有技术存在的缺陷。

所述的相变微胶囊，包括外壳和包裹在所述的外壳中的囊芯，所述的外壳的囊壁含有由下列单体形成的重复单体单元的聚合物材料：