[发明专利]一种二氧化钒有机复合微胶囊的制备方法

说明书

本发明提供一种二氧化钒有机复合微胶囊及其制备方法，属于纳米高分子复合材料合成技术领域。制备方法包括以下步骤：（1）内水相的制备，（2）油相的制备，（3）将步骤（1）制备的内水相逐滴滴加到步骤（2）制备的油相中，搅拌剪切处理，得到油包水型初乳，（4）外水相的制备，（5）将步骤（3）制得的油包水型初乳滴加到步骤（4）制得的外水相中，20～100 ^oC搅拌，后处理获得二氧化钒有机复合微胶囊。本发明所提供的二氧化钒有机复合微胶囊的制备方法操作简单，并且制备的二氧化钒有机复合微胶囊包封率较高，耐候性增强，提高了二氧化钒在涂料中的分散性，使二氧化钒纳米粉体的产业化适用范围得到提高。

技术领域

本发明属于纳米高分子复合材料合成技术领域，具体涉及一种二氧化钒有机复合微胶囊纳米高分子复合材料及其制备方法。

背景技术

随着世界人口的增长和社会现代化进程的加快，能源问题日益突出，因此能源的高效利用显得尤为重要。据估计，在发达国家，建筑能源的使用占总能源消耗的40%，超过了工业和交通部门，而供暖、通风和空调是建筑能源消耗的主要组成部分，约占建筑总能源消耗的50%。在所有建筑构件中，窗户是建筑与环境之间能量交换的主要通道。为了减少这部分能源消耗，具有特殊涂层的智能窗引起了人们地关注，这种玻璃涂层可以通过外部刺激(光、热、电等)智能调节太阳能，减少供暖、空调等的使用率，从而达到节能环保的效果。

在以往报道或使用的智能窗中，光学特性发生可逆变化的热致变色智能窗得到了广泛的研究，其中二氧化钒是最理想的热致变色材料之一。二氧化钒块材的本征相变温度约为68 ℃，当环境温度低于68 ^oC时，二氧化钒为半导体单斜相，允许红外传输；而当环境温度高于68 ^oC时，二氧化钒转变为金红石相，可有效地阻止红外传输。为了实际应用，二氧化钒纳米粉体的相变温度可以通过掺杂钨（W）或钼（Mo）等元素进行调节，使相变温度接近室温。但是，二氧化钒纳米粉体在空气中易被氧化，变为五氧化二钒（V₂O₅），失去对红外的调控能力。这个问题一直制约着二氧化钒纳米粉体的广泛应用。不同的防氧化方法如二氧化钛（TiO₂）或二氧化硅（SiO₂）包覆法等已经报道，但依旧存在缺陷，需要进一步改善提高。将二氧化钒纳米粉体胶囊化是解决该问题的有效途径，该方法操作简单、成本低、易规模化，包封后二氧化钒纳米粉体的稳定性及耐候性得到提高，对二氧化钒纳米粉体在智能玻璃、调光农膜领域的推广应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二氧化钒有机复合微胶囊及其制备方法，能够有效改善二氧化钒的稳定性及耐候性，使二氧化钒适用范围得到提高。

为了实现上述目的或者其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的。

一种二氧化钒有机复合微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

（1）内水相的制备：将二氧化钒纳米粉体、改性剂、交联剂、催化剂、水溶性乳化剂加入到去离子水中，搅拌至分散；

（2）油相的制备：将油溶性乳化剂加入到有机相中形成油相；

（3）将步骤（1）制备的内水相逐滴滴加到步骤（2）制备的油相中，搅拌剪切处理，得到油包水型初乳；

（4）外水相的制备：将壁材和水溶性乳化剂溶解于去离子水中形成外水相；

（5）将步骤（3）制得的油包水型初乳滴加到步骤（4）制得的外水相中，加热搅拌，后处理获得二氧化钒有机复合微胶囊。

进一步地，所述二氧化钒为纯二氧化钒纳米粉体或者F、Mg、W、Eu等元素掺杂的二氧化钒纳米粉体，改性剂选自邻苯二酚、聚乙烯吡咯烷酮、抗坏血酸中的一种或多种。

进一步地，所述交联剂选自丙二醛、丁二醛、戊二醛、己二醛中的一种或多种。优选地，所述交联剂为戊二醛。