40的直鏈烷烴、石蠟中的至少一種。該相變材料具有優(yōu)異的相變存儲(chǔ)熱能性能。在具體實(shí)施例中，該碳數(shù)為16-40的直鏈烷烴可以是正十六烷、正十八烷、正二十二烷和正二十八烷中的至少一種。
[0030]相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供了上文本發(fā)明實(shí)施例相變儲(chǔ)能微膠囊的一種制備方法。本發(fā)明實(shí)施例相變儲(chǔ)能微膠囊制備方法工藝如圖1所示，其包括如下步驟:
[0031]步驟S01.配制含納米碳管的油相混合物:將熔點(diǎn)在10-70°C的油溶性相變材料、二異氰酸酯單體和納米碳管在所述油溶性相變材料熔點(diǎn)以上的溫度進(jìn)行混料處理，得到油相混合物；
[0032]步驟S02.將油相混合物配制成乳液:將所述油相混合物與陰離子型乳化劑的水溶液混合后于所述油溶性相變材料熔點(diǎn)以上的溫度進(jìn)行乳化處理，獲得乳液；
[0033]步驟S03.向乳液中加入有機(jī)胺單體進(jìn)行聚合反應(yīng):將有機(jī)胺單體水溶液加入所述乳液中，使所述有機(jī)胺單體擴(kuò)散至所述乳液液滴表面進(jìn)行聚合反應(yīng)，生成含納米碳管的聚脲包覆的相變微膠囊；
[0034]步驟S04.將生成的相變微膠囊進(jìn)行洗滌、干燥處理:將含有所述相變微膠囊的聚合反應(yīng)溶液進(jìn)行固液分離、洗滌和干燥處理。
[0035]具體地，上述步驟SOl中，所述油溶性有機(jī)相變材料、納米碳管和二異氰酸酯單體三者是按照質(zhì)量比為100:(1-4): (40-90)的比例進(jìn)行物料混合處理，通過(guò)調(diào)整三者的比例，從而間接調(diào)整納米碳管在相變儲(chǔ)能微膠囊中的含量，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)相變儲(chǔ)能微膠囊傳熱性能和以便制備一系列摻雜不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)和不同尺寸納米碳管的相變儲(chǔ)能微膠囊。同時(shí)控制微膠囊殼體與相變復(fù)合芯材的比例，從而控制相變儲(chǔ)能微膠囊的力學(xué)性能、相變儲(chǔ)能性能。
[0036]在一實(shí)施例中，該二異氰酸酯單體選用異氟爾酮二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯中的至少一種。
[0037]油相混合物中的油溶性相變材料和納米碳管可以是如上文本發(fā)明相變儲(chǔ)能微膠囊中所述的油溶性相變材料和納米碳管，為了節(jié)約篇幅，在此不再贅述。
[0038]另外，在配制油相混合物的過(guò)程中，混料處理的方式只要是能將油溶性相變材料、二異氰酸酯單體和納米碳管均勻分散即可，如果攪拌，超聲等方式均可，當(dāng)然其他攪拌方式也是在本發(fā)明公開(kāi)的范圍之內(nèi)。
[0039]上述步驟S02中，當(dāng)油相混合物與陰離子型乳化劑的水溶液進(jìn)行乳化處理后，油相混合物會(huì)形成均勻分散的微小乳液。為了獲得穩(wěn)定的乳液，在一實(shí)施例中，所述油相混合物加入到所述陰離子型乳化劑的水溶液中的量為5% -20%。
[0040]在另一實(shí)施例中，所述乳化處理的條件為2000-10000r/min轉(zhuǎn)速下攪拌5_30min或 500-1000r/min 轉(zhuǎn)速下攪拌 30_60min。
[0041]在又一實(shí)施例中，所述陰離子型乳化劑選用苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物鈉鹽(SMA)、十二烷基苯磺酸鈉中的至少一種。
[0042]另外，該步驟S02中乳化處理的溫度是如上述步驟SOl中熔點(diǎn)為10_70°C的油溶性相變材料的熔點(diǎn)以上的溫度。陰離子型乳化劑水溶液的質(zhì)量濃度可以控制為0.5-3.0%。
[0043]上述步驟S03中，當(dāng)有機(jī)胺單體加入步驟S02中的乳液中后，有機(jī)胺單體會(huì)擴(kuò)散至乳液液滴表面，在聚合反應(yīng)條件下，該有機(jī)胺單體與乳液液滴中的二異氰酸酯單體發(fā)生聚合反應(yīng)，從而生成聚脲微膠囊殼體，將油溶性相變材料包覆在其內(nèi)，由于納米碳管與二異氰酸酯單體是均勻分散在乳液液滴中，因此該納米碳管會(huì)摻雜在聚脲微膠囊殼體和油溶性相變材料中。
[0044]在一實(shí)施例中，所述有機(jī)胺單體選用乙二胺、二乙烯三胺、聚醚胺中的至少一種；其中，聚醚胺可以是平均分子量為200-2000中的至少一種；這樣該有機(jī)胺單體能與乳液液滴中的二異氰酸酯單體有效發(fā)生聚合反應(yīng)生成聚脲化合物。
[0045]在另一實(shí)施例中，所述有機(jī)胺單體加入所述乳液中的量為二異氰酸酯單體質(zhì)量的0.5-2倍。通過(guò)控制有機(jī)胺單體的加入量實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)胺單體與二異氰酸酯單體兩者比例的控制，以獲得力學(xué)性能優(yōu)異的聚脲微膠囊殼體，以提高相變儲(chǔ)能微膠囊的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能。
[0046]在一實(shí)施例中，聚合反應(yīng)的溫度控制為40_90°C。
[0047]在另一實(shí)施例中，有機(jī)胺單體水溶液是緩慢加入乳液中的，如可以采用滴加的方式加入，以賦予有機(jī)胺單體充分的擴(kuò)散時(shí)間，使得充分富集在乳液液滴表面。在一具體實(shí)施例中，該有機(jī)胺單體水溶液的質(zhì)量濃度可以控制在10-60 %。
[0048]上述步驟S04中，對(duì)聚合反應(yīng)的溶液進(jìn)行固液分離，并收集濾餅。固液分離沒(méi)有特別要求，只要是能將步驟S03中生成相變微膠囊與反應(yīng)溶液分離即可。對(duì)濾餅洗滌可以采用去離子水洗滌。干燥處理可以采用真空干燥、冷凍干燥或室溫下晾干或曬干等方式。
[0049]由上述分析可知，本發(fā)明實(shí)施例相變儲(chǔ)能微膠囊制備方法采用二異氰酸酯單體與有機(jī)胺單體在油溶性相變材料微粒表面采用界面聚合法生成聚脲化合物殼層，從而有效提高了本發(fā)明相變儲(chǔ)能微膠囊的力學(xué)性能，將納米碳管均勻分散在油相材料中，這樣在聚合反應(yīng)過(guò)程中使得納米碳管能夠均勻且牢固的分布在相變復(fù)合芯材和微膠囊殼體中，起到良好的熱傳導(dǎo)作用，同時(shí)也能靈活納米碳管，以便制備一系列摻雜不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)和不同尺寸納米碳管的相變儲(chǔ)能微膠囊。另外，通過(guò)將納米碳管事先與油溶性相變材料混合，從而顯著提高了本發(fā)明相變儲(chǔ)能微膠囊制備方法的效率，使其工藝易控制，從而使得制備的相變儲(chǔ)能微膠囊結(jié)構(gòu)和性能穩(wěn)定。另外，上文本發(fā)明實(shí)施例相變儲(chǔ)能微膠囊制備方法避免采用甲醛單體等其他能釋放有害氣體的原料，從而有效保證了生產(chǎn)的安全性，且環(huán)保。
[0050]以下通過(guò)多個(gè)實(shí)施例來(lái)舉例說(shuō)明上述相變儲(chǔ)能微膠囊及其制備方法。
[0051]實(shí)施例1
[0052]一種相變儲(chǔ)能微膠囊及其制備方法，該相變儲(chǔ)能微膠囊結(jié)構(gòu)如圖2所示，其包括微膠囊殼體I和設(shè)置在所述微膠囊殼體I內(nèi)的相變復(fù)合芯材2。其中，所述相變復(fù)合芯材2包括熔點(diǎn)為10_70°C油溶性有機(jī)相變材料和摻雜在所述油溶性有機(jī)相變材料中的納米碳管3 ;所述微膠囊殼體I為摻雜有納米碳管3的聚脲化合物。
[0053]相變儲(chǔ)能微膠囊制備方法如下:
[0054]Sll首先在50ml燒杯中加入正十八燒7g、異佛爾酮二異氰酸醋3g和氨基化多壁納米碳管(長(zhǎng)度?50μηι)0.lg，升溫至40_60°C，磁力攪拌至混合均勾，超聲分散30分鐘，作為油相備用。
[0055]S12在10ml燒杯中加入1.5g苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物鈉鹽(SMA)和50ml去離子水，混勻后加入步驟Sll的油相混合物，在50°C下以5000r/min的轉(zhuǎn)速分散20分鐘，得到水包油乳液。
[0056]S13將步驟S12的乳液轉(zhuǎn)入250ml三頸燒瓶中，恒溫60°C，緩慢滴入5.6g 二亞乙基三胺(DETA)，引發(fā)油-水界面聚合反應(yīng)，形成相變微膠囊。
[0057]S14將步驟S13所得微膠囊混合液趁熱過(guò)濾、用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌2?3次，將濾餅冷凍干燥24h，得到蠕蟲(chóng)狀納米碳管復(fù)合型相變儲(chǔ)能微膠囊，平均粒徑約30 μ m，微膠囊相變潛熱為171.0J/g。
[0058]將本實(shí)施例1制備的相變儲(chǔ)能微膠囊在掃描電子顯微鏡下的觀測(cè)，其SEM圖片如圖3所示。從圖3中可以看出微膠囊分散性良好。
[0059]實(shí)施例2
[0060]一種相變儲(chǔ)能微膠囊及其制備方法，該相變儲(chǔ)能微膠囊結(jié)構(gòu)如圖2所示，其結(jié)構(gòu)如同實(shí)施例1中的相變儲(chǔ)能微膠囊。
[0061]相變儲(chǔ)能微膠囊制備方法如下:
[0062]S21首先在50ml燒杯中加入正十八烷7g、甲苯二異氰酸酯3g和短多壁納米碳管(長(zhǎng)度< 2 μηι)0.3g，升溫至40_60°C，磁力攪拌至混合均勾，超聲分散30分鐘，作為油相備用。
[0063]S22在10ml燒杯中加入1.5g十二烷基苯磺酸鈉和50ml去離子水，混勻后加入步驟S21的油相混合物，在50°C下以5000r/min的轉(zhuǎn)速分散20分鐘，得到水包油乳液。
[0064]S23將步驟S22的乳液轉(zhuǎn)入250ml三頸燒瓶中，恒溫90°C，緩慢滴入5.6g乙二胺，引發(fā)油-水界面聚合反應(yīng)，形成相變微膠囊。