[发明专利]石蜡-凹凸棒石复合相变微胶囊的制备方法

说明书

本发明公开了一种石蜡‑凹凸棒石复合相变微胶囊的制备方法，该微胶囊的制备方法包括以下步骤：将凹凸棒石原矿进行酸活化后，利用有机改性剂对其进行表面改性；然后以改性凹凸棒石颗粒作为稳定剂，将其分散在水相中后与石蜡相乳化形成石蜡‑凹凸棒石Pickering乳液；最后加入交联剂，室温反应，得到石蜡‑凹凸棒石复合相变微胶囊。本发明制备的石蜡‑凹凸棒石复合相变微胶囊具有成本低、性能优异、与环境友好的特点。

技术领域

本发明涉及一种石蜡-凹凸棒石复合相变微胶囊的制备方法，属于材料领域。

背景技术

相变储能材料在发生相变的过程时会向环境吸收或放出热量，从而达到控制周围环境温度与节能目的，且在这个过程中吸热和放热都是可逆的。目前，应用较多的相变材料主要分为无机水合盐类和有机相变材料两大类。无机类主要包括结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类。其中最典型的是结晶水合盐类（中国发明专利，申请号：201210037753.0、201310681548.2）。中国科学院理化技术研究所公开了一种利用结合水合物盐和环氧树脂制备的隔热保温相变涂料（中国发明专利，申请号：201310705375.3）。虽然结晶水合盐等无机类相变材料具有较高的储热密度，较大的溶解热和固定的熔点。但它们存在过冷和相分离现象，极大的限制了无机类相变材料在实际生产生活中的应用和推广。

有机物类相变材料主要包括脂肪酸、多元醇和石蜡。脂肪酸类相变材料主要有癸酸、月桂酸、肉豆范酸、硬脂酸、棕榈酸等以及他们的合金（中国发明专利，申请号：201110400642.7、201410737082.8、201410220101.X、201310387329.3、201410142063.0），拥有较高的储能和释能能力，过冷度小，适用于储热应用。但相变储热过程中，存在相变温度和储能能力变化小的缺点。多元醇相变材料主要包括季戊四醇、聚乙二醇、新戊二醇、三羟甲基氨基甲烷等（中国发明专利，申请号：201110399977.1、201110362944.X、201410069050.5），该类相变材料具有相变温度较高，其中季戊四醇、聚乙二醇、新戊二醇、三羟甲基氨基甲烷的加热相变温度分别约为185℃、70℃、44℃和134℃，主要在中高温度储能领域中使用。多元醇相变材料相变储能主要利用晶型间的转换来吸收和释放能量。该类相变材料具有相变体积小、腐蚀性小、无渗漏和无相分离的特点，但成本较高，有过冷现象，多次的储能和释能循环后稳定性不能保证。

石蜡作为提炼石油的副产品之一，具有可调的相变温度、较高的相变潜热、无过冷及析出现象、性能稳定、无毒无腐蚀性、价格便宜等优点且其相变温度范围（5~60℃）和人们实际生产生活的温度范围十分接近（中国发明专利，申请号：201210096138.7、201110244300.0、201110350793.6）。然而，石蜡作为相变材料在使用过程中容易渗漏，阻燃性能较差。目前，为了解决石蜡作为相变材料在使用过程中易发生渗漏的缺点，主要通过制备微胶囊石蜡和复合相变材料的方法提高石蜡的抗渗漏能力。中国发明专利（申请号：201110154862.6、201510015930.9、201210206382.4）报道了石蜡的微胶囊封装技术，先将石蜡分散为固态或液态的球形小颗粒，然后在其表面上包封一层性能稳定的囊壁材料如甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸共聚物、三聚氰胺甲醛树脂等。然而，这些高分子囊壁材料存在易燃、不耐磨损等缺点。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种绿色、环保的石蜡-凹凸棒石复合相变微胶囊的制备方法，所制备的石蜡-凹凸棒石复合相变微胶囊具有成本低、性能优异、与环境友好的特点。

本发明的技术解决方案是该石蜡-凹凸棒石复合相变微胶囊的制备方法包括以下步骤：将凹凸棒石原矿进行酸活化后，利用有机改性剂对其进行表面改性；然后以改性凹凸棒石颗粒作为稳定剂，将其分散在水相中后与石蜡-甲苯溶液均质，形成石蜡-凹凸棒石Pickering乳液；最后加入交联剂，室温反应，得到石蜡-凹凸棒石复合相变微胶囊。