[发明专利]一种可降解相变储能弹性体的制备方法

说明书

本发明公开了一种可降解相变储能弹性体的制备方法，其制备过程包括以下步骤：以对苯二甲酸、己二酸、1，4‑丁二醇、聚乙二醇、有机磷酸酯以及酯化催化剂为原料，惰性气体氛围中，催化剂作用下的酯化反应；在真空条件下进行缩聚反应。本发明制备的相变储能弹性体，具有较高的潜热值、良好的结构稳定性、优异的力学性能、可降解以及阻燃等特性，且该制备方法操作简单，可实现大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及相变储热材料制备领域，特别是涉及一种可降解相变储能弹性体的制备方法。

背景技术

相变储能材料由于具有高潜热储存能力，低成本且容易获得以及应用范围广等优点使其在太阳能系统、建筑、制冷系统、纺织和热回收领域有着广泛的应用。聚乙二醇(PEG)作为一种固-液相转变储能材料，其具有高潜热值、低过冷度、化学性质稳定、以及可回收利用等优点而被广泛用作相变组分应用于复合相变材料之中。

但是，相变储能材料被广泛应用的前提是需要同时具有结构稳定、阻燃、可降解、优异的力学性能等特点。目前相变储能材料虽然使材料拥有了较高的潜热值，但是其无法满足诸如力学性能、降解性、阻燃以及便于生产方面的要求，因而对其更加广泛应用产生了一定的影响。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种可降解相变储能弹性体的制备方法，所得的弹性体具有较高的潜热值、良好的结构稳定性、优异的力学性能、阻燃和可降解等特性，且制备方法简单，可实现大规模工业化生产。

技术方案：本发明的一种可降解相变储能弹性体的制备方法，包括如下步骤：

(1)酯化反应：将一定配比的对苯二甲酸、己二酸、1，4-丁二醇、聚乙二醇、有机磷酸酯和酯化催化剂加入缩聚反应釜，在惰性气体保护下加热进行熔融，进行酯化反应；

其中，对苯二甲酸、己二酸、1，4-丁二醇、聚乙二醇作为基体原料，有机磷酸酯作为成核剂；

(2)缩聚反应：步骤(1)的酯化反应结束后，开启反应釜的真空系统，在高温高真空状态下，开始酯化产物的缩聚反应，制备可降解相变弹性体；

其中，步骤(1)中，加热至130～160℃进行熔融，酯化反应温度为160～220℃，反应时间为1～2h；步骤(2)中，缩聚反应温度为240～255℃，反应时间为1～2h，聚合反应釜压强为0～100Pa。

优选地，步骤(1)中，原料中对苯二甲酸、己二酸和1，4-丁二醇三者的摩尔比为1～2∶1～2∶2～4，而对苯二甲酸含量过高会对材料的力学性能和结晶性能产生影响。

优选地，聚乙二醇的分子量为1000～6000，基体原料中，聚乙二醇的质量占比为30～60wt％；即1000g基体原料中，含有300～600g的聚乙二醇。聚乙二醇分子量越高、在材料体系中比例越高，材料的储能密度越大，但力学性能会随之下降，因此，合适的分子量和加入量尤为重要。

优选地，有机磷酸酯为2，2′-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯基)磷酸衍生物。其中，所述有机磷酸酯包括2，2′-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯基)磷酸(NA1)衍生物：乙酯(NA2)、乙二醇酯(NA3)、苯酯(NA4)、钠盐(NA5)和甘油酯(NA6)；即2，2′-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯基)磷酸乙酯、2，2′-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯基)磷酸乙二醇酯、2，2′-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯基)磷酸苯酯、2，2′-亚甲基双(4，6-二叔丁基苯基)磷酸酯钠、2，2′-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯基)磷酸甘油酯。其作为材料的阻燃剂和成核剂，所述有机磷酸酯的加入量为原料总重量的5～10wt％。

优选地，催化剂为氧化锗、乙二醇锑、三氧化二锑、钛酸正丁酯、乙酸锑中的至少一种；催化剂的加入量为原料总重量的0.5～1.0wt％。