[发明专利]一种生物可降解微胶囊蓄冷剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种生物可降解微胶囊蓄冷剂及其制备方法，该蓄冷剂的成分包括聚乳酸柠檬酸酯的新型囊材和以多元醇、和无机盐共混形成的复合相变蓄冷材料为芯材。本发明通过聚乳酸单体与柠檬酸交联剂界面聚合形成微胶囊。所述蓄冷剂的可调相变温度范围‑20℃～10℃，蓄冷能力强，过冷度较小，微胶囊封闭性良好，强度高，芯材不易流动不易泄露，蓄冷剂无毒无害且生物可降解，经济环保。

技术领域

本发明属于相变储能材料领域，具体涉及一种生物可降解微胶囊蓄冷剂及其制备方法。

背景技术

由于温度敏感性产品日益增多，运输过程中保护产品免受热损伤已经成为当今社会的一个重要课题，温控包装技术能使产品保持在合理的温度范围内，减缓产品在运输中变质。蓄冷剂对维持包装内温度稳定起关键作用。

蓄冷剂通常是一种由有机或(和)无机化合物组成的粘稠胶状混合物，可在低温下吸收并储存大量冷量，而在温度较高时又能放出大量冷量，能够较长时间保持自身及周围小范围内的低温环境。

现有蓄冷技术目前应用比较广泛，目前市场上使用最广泛的相变蓄冷剂为冰蓄冷剂和干冰蓄冷剂，造成相变温度不可调。现有技术也有将无机熔融盐作为相变材料，其过冷度较高，造成蓄冷剂稳定性较差，另外有机相变材料(如石蜡)等的单独使用会面临泄露、污染等问题，而生物可降解相变材料的使用以及相变微胶囊技术的出现则解决了其中的大部分问题。

与石蜡不同，多元醇类相变蓄冷剂是为数不多的可再生的相变材料，是实行可持续发展与环境保护理念的新研究方向。多元醇类相变材料具有化学和热稳定性好、无毒害，对基体材料无腐蚀性几乎不会发生过冷现象等优点，适用于蓄冷、储能等领域。由于多元醇类相变材料水溶性较好，而目前已知的微胶囊壁材水溶性较差，这给这类相变材料的包覆造成了极大困难。

聚乳酸是一种生物可降解的高分子聚合物，目前已在微胶囊封装技术中作为囊材广泛应用。但是单纯的聚乳酸囊材存在亲水性较差，对亲水性物质包覆率较低，力学强度低，抗冲击能力差等缺点。专利《聚乳-聚乙二醇包覆氟苯尼考的纳米纤维及其制备方法》通过对聚乳酸囊材进行改性，提高了其亲水性，但由于所用溶剂挥发法的缺陷，亲水性物质也难以用这种方法包覆成功。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相变潜热高、无毒无害、相变温度范围广、密封性好、可降解的新型微胶囊蓄冷剂，同时运用新型的含聚乳酸的囊材以及界面聚合的概念来制备新型微胶囊蓄冷剂。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种生物可降解微胶囊蓄冷剂，其特征在于：该蓄冷剂由芯材和包覆在芯材外的囊材组成，所述芯材为相变蓄冷材料，包括多元醇和无机盐；囊材为聚乳酸-柠檬酸酯交联形成的共聚物。

具体的，多元醇和无机盐的比例为13～19:4～8。

具体的，多元醇包括乙二醇、甘油、丁四醇、季戊四醇、新戊二醇、木糖醇中的一种或多种。

具体的，无机盐包括NaCl、CaCl₂、MgCl₂、KCl、NH₄NO₃、KOH、Na₂SO₄、NH₄Cl、Na₂CO₃、NaAc·3H₂O中的一种或多种。

具体的，所述芯材的焓值在100～220J/g之间，相变温度在10～20℃之间。

具体的，本发明所述囊材的结构为：

其中，n的范围为300～2000。

本发明还提供生物可降解微胶囊蓄冷剂的制备方法，包括如下步骤：