[发明专利]一种水热法制备相变微胶囊的方法

说明书

本发明公开了一种水热法制备相变微胶囊的方法，包括：相变材料乳液的制备；将铋盐溶液滴入的相变材料乳液中，搅拌，然后将钨酸盐溶液或硼砂溶液滴入相变材料乳液，搅拌，在搅拌的过程中，采用氨水调节调节相变材料乳液呈中性，得到含有壳体前驱体的相变材料乳液；将含有壳体前驱体的相变材料乳液加入水热反应釜中，进行水热反应；将水热反应后的体系冷却至室温，取出相变微胶囊，用去离子水洗涤，烘干，得到相变微胶囊。本发明在制备相变微胶囊时采用水热法，具有反应简单、温度可调、产物形貌可控的优点；同时采用有机固‑液相变材料为芯材，具有辐射防护功能的无机材料为壳材，制备的相变微胶囊具有相变储能和辐射防护双功能。

技术领域

本发明属于水热法制备功能材料技术领域，涉及到相变储能材料，可广泛应用于航空航天、纺织品材料以及军事等方面，具体涉及一种水热法制备相变微胶囊的方法。

背景技术

众所周知，可再生能源的发展是实现可持续发展的核心和关键。其中，利用具有储能能力的相变材料进行储能有助于提高能源效率。在许多相变材料中，有机固液相变材料，具有化学稳定性，相变温度高，安全性和可靠性高的优点，而被用作热能存储的首选材料。这种材料已广泛用于建筑，食品工业，热泵系统，智能纺丝和生物材料等领域。但是，有机固液相变材料易于扩散和泄漏，且导热系数低等问题限制了其应用范围。微胶囊封装技术是现阶段解决相变材料使用受限问题的有效技术手段。

为了制造微胶囊化的相变材料，使用了多种方法，包括界面聚合，原位聚合，悬浮聚合等微胶囊封装技术。并将上述各种方法制备的相变微胶囊应用在潜热储能领域中。然而，未有报道涉及直接利用水热反应合成相变微胶囊。

水热法具有如下优点：1、在水溶液中离子混合均匀；2、水随温度升高和自身压力增大大幅提高了难溶物质的溶解度，促进反应的发生。高温还提高了反应物的反应活性，更容易跨越势垒；3、降温速度快,加热温度可调可控，从而可以捕获一些亚稳态，中间态物质。

本发明涉及一种合成相变微胶囊的水热法。通过这种方法设计的新型微胶囊特别适用于建筑节能，尤其是核装置，以及对智能调温和多种射线核辐射防护同步需要的领域。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种水热法制备相变微胶囊的方法，包括以下步骤：

步骤一、按重量份，将6～10份相变材料、20～30份乳化剂溶液和40～60份去离子水混合，在60～80℃下恒温水浴下溶解为混合液体，将混合液体乳化，得到相变材料乳液；

步骤二、按重量份，将70～90份铋盐溶液滴入60～80℃的相变材料乳液中，在500～800r/min的转速下搅拌2～5小时，然后将70～90份钨酸盐溶液或硼砂溶液滴入相变材料乳液，在200～400r/min的转速下搅拌0.5～1.5小时，在搅拌的过程中，采用氨水调节相变材料乳液呈中性，得到含有壳体前驱体的相变材料乳液；铋盐和钨酸盐或硼砂通过自组装沉淀在相变材料乳滴表面生成壳体的前驱体；

步骤三、将含有壳体前驱体的相变材料乳液加入水热反应釜中，在120～200℃下进行水热反应6～10小时；

步骤四、将水热反应后的体系冷却至室温，取出相变微胶囊，用去离子水洗涤，烘干，得到具有辐射防护功能壳体的相变微胶囊。

优选的是，所述相变材料为有机固-液相变材料，其包括石蜡、烷烃、脂肪酸、脂肪酸酯的一种或几种的组合。

优选的是，所述乳化剂溶液为阴离子乳化剂溶液，其包括苯乙烯-马来酸酐共聚物溶液、十二烷基硫酸钠溶液、十二烷基苯磺酸钠溶液中的一种或几种的组合；所述乳化剂溶液的浓度为2wt％。