[发明专利]一种导热增强型有机相变微胶囊、制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种导热增强型有机相变微胶囊的制备方法，包括：S1.分别制备水相溶液、导热增强剂分散液、油相混合液及引发剂溶液；S2.将导热增强剂分散液加入水相溶液形成水相混合液，进行加热并搅拌；S3.将油相混合液滴加到经搅拌后的所述水相混合液中，加热并高速搅拌，得到水/油相混合液；S4.将引发剂溶液滴加到水/油相混合液中，并通入惰性气体，经相应处理后得到导热增强型有机相变微胶囊。经本发明制得的导热增强型有机相变微胶囊，具有相变温度适宜、相变焓值高、导热性能好和力学性能优等优点，可用于临床生物骨水泥中实现骨水泥形成过程中有效降温效果，具有巨大的生物临床应用价值。

技术领域

本发明属于相变微胶囊热管理技术领域，具体涉及一种导热增强型有机相变微胶囊、制备方法和用途。

背景技术

变储热材料因储热密度大、储热效率高等优势而成为近年来被研究得较热门的较一种材料。其中，有机相变材料如脂肪酸、脂肪醇等，具有相变潜热高、无相分离和过冷等优点，吸引了许多应用研究者的目光，尽管这类材料存在固液相变易液漏等缺陷问题，但通过封装等技术手段可解决这一问题。在封装技术里，微胶囊封装技术是一种重要而有效的方式，它能够使相变材料以小颗粒形式作为芯材被封装在较硬的外壳里面，既能减少相变行为对外部环境的干扰，又能有效地增大传热面积，因此，微胶囊类相变材料可应用于诸多领域如建筑节能等，因而实用价值较高。

聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，俗称“亚克力、有机玻璃”，因其具有优异的力学强度性能以及对人体无毒等特性，是临床骨科上常用的骨水泥成分，也是目前FDA批准的唯一用于骨与关节感染的载药材料。现有技术一中通过添加石蜡/二氧化硅、石蜡/丙烯酸等相变微胶囊得到一种复合骨水泥，然而其并未涉及公开所添加相变微胶囊的合成方法及实施例，此外，添加的有机石蜡具有一定的生物毒性，无机壁材二氧化硅与人体骨组织界面相容性较差，而有机壁材聚合物的导热性则较差，严重制约了微胶囊的传热速率。

现有技术二中首先制备PMMA预聚体，然后再将预聚体加入相变乳液中合成PMMA预聚体包覆相变材料的微胶囊。这种两步法制备过程较为复杂，而且制备预聚体时聚合度存在不可控性，这将导致后续包覆是否完全以及芯材的包覆率无法得到有效的保障，而且有机聚合物壁材自身导热系数较低，从而将导致通过有机聚合物包覆后，相变微胶囊与外界的热交换速率降低，致使材料吸热过程有一定滞后性。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述问题，本发明提供一种导热增强型有机相变微胶囊、制备方法和用途，用于解决现有技术中存在的上述问题。

一种导热增强型有机相变微胶囊的制备方法，包括：

S1.分别配制一定质量分数乳化剂的水相溶液、导热增强剂分散液、有机相变材料、单体及交联剂组成的油相混合液及一定浓度的引发剂溶液；

S2.将所述导热增强剂分散液加入所述水相溶液液形成水相混合液，对所述水相混合液加热并进行机械搅拌；

S3.将所述油相混合液逐滴滴加到经搅拌后的所述水相混合液中，加热并高速搅拌，得到水/油相混合液；

S4.将所述引发剂溶液逐滴滴加到所述水/油相混合液中，并通入惰性气体，经过一系列处理后得到导热增强型有机相变微胶囊。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述乳化剂包括聚(苯乙烯-马来酸苷)、聚(苯磺乙烯-马来酸钠)、司班类、吐温类、十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述导热增强剂为纳米金属颗粒、纳米金属氧化物颗粒或纳米碳材料中的一种。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述有机相变材料为固-液有机相变材料，包括多元脂肪酸类，多元脂肪醇类、脂肪酯类中的一种或多种。