一種相變微膠囊的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于功能材料技術領域，涉及相變材料加工技術，具體為一種相變微膠囊的制備方法
【背景技術】
[0002]固-液相變材料通過材料在固、液兩相之間轉變，在特定溫度區(qū)間發(fā)生相變，通過相變吸收或釋放熱量，以實現熱能的存儲和釋放。由于有機相變材料具有化學穩(wěn)定性良好、相變潛熱大、無過冷和相分離現象、來源廣泛、價格低廉等優(yōu)點，在相變材料方面得到了廣泛應用。然而這類材料在相變過程中易流動，在實際應用中受到限制，微膠囊化是解決這一問題的有效方法。
[0003]相變微膠囊是以相變材料為核心，聚合物作為壁材制備而成，作為核心的相變材料在壁材內發(fā)生相變。對于以固-液相變材料為核心的相變微膠囊，壁材限制了相變材料的流動從而避免了相變材料的滲漏，增加了相變材料的儲存穩(wěn)定性和長效性。
[0004]近年來，相變微膠囊及其制備技術已有專利公開，殼層材料以氨基樹脂及其改性材料體系為主體。中國專利CN190397A以固-液相變材料為芯材，直接將乳化劑溶解在三聚氰胺-甲醛樹脂預聚體溶液中，采用預聚、乳化、包覆工藝順序制備相變微膠囊，有效避免包覆過程中的破乳問題。中國專利CN1570014A以烷烴類固-液相變材料為芯材，外層分別包覆三聚氰胺-甲醛樹脂及PEG200改性三聚氰胺-甲醛樹脂，制備了外觀完整的變微膠囊，改善其密封性能和抗破碎性。中國專利CN102504765A以尿素-三聚氰胺-甲醛樹脂為壁材，十二醇為芯材，制備了相變潛熱高、耐水性及耐熱性好的相變微膠囊。
[0005]已報導的相變微膠囊的制備方法均未在制備過程中涉及壁材預聚體的分步滴加和控制乳液的PH值，使得預聚體反應不完全，一方面導致相變微膠囊破碎率增加，致密性不好，滲漏率較高，另一方面導致相變微膠囊中殘留的游離甲醛含量較高。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供了一種相變微膠囊的制備方法，以解決上述技術問題。
[0007]為實現上述目的本發(fā)明采用以下技術方案:
[0008]一種相變微膠囊的制備方法，以固-液相變材料為芯材，以聚合物為壁材，采用預聚體的合成、相變材料的乳化、預聚體的分步滴加制得粉末狀白色相變微膠囊；其中在每次滴加預聚體時控制乳液PH值使預聚體充分反應。
[0009]作為本發(fā)明進一步的方案，所述相變材料為固-液相變有機材料，如醇類、有機酸、酯類、烷烴類及石蠟，最優(yōu)為石蠟。
[0010]作為本發(fā)明進一步的方案，所述預聚體為壁材聚合物的預聚體，所用壁材為三聚氰胺-甲醛樹脂、脲醛樹脂、酚醛樹脂、尿素-三聚氰胺-甲醛樹脂的任一種，最優(yōu)為尿素-三聚氰胺-甲醛樹脂。
[0011]作為本發(fā)明進一步的方案，所述預聚體的合成是將壁材單體加入水中，攪拌并加熱到60?90°C，用三乙醇胺調節(jié)溶液pH值到8?10，恒溫反應30?90min，制得預聚體。
[0012]作為本發(fā)明進一步的方案，所述相變材料的乳化是將固-液相變材料融化再加入到乳化劑水溶液當中，高速攪拌下完成乳化。
[0013]作為本發(fā)明進一步的方案，所述預聚體的分步滴加采用2?5步進行，最優(yōu)為2?3步，每一步按如下步驟進行:⑴將固-液相變材料混合乳液的pH值調節(jié)到3?6 ; (2)滴加預聚體，60?90 °C下恒溫0.5?2h。
[0014]作為本發(fā)明進一步的方案，所述乳化的條件為采用高剪切乳化機乳化，其轉速3000?18000轉/分鐘，乳化時間為I?30分鐘。
[0015]對所述的相變微膠囊的滲漏率實驗在真空干燥箱中進行，每個配方取3個試樣，編號后用粉末壓片機在5MPa下壓制成片，再用丙酮清洗，擦干后稱重，作為初始質量。然后放入真空干燥箱一段時間，取出，擦干表面石蠟，冷卻到室溫稱重，如此進行反復試驗，計算相變微膠囊的滲漏率。
[0016]對所述的相變微膠囊游離甲醛含量是依據酚試劑分光光度計(GB/18204.26-2000)測定。其原理為:甲醛與酚試劑(MBTH)反應生成嗪，嗪在酸性溶液中被高價鐵離子Fe3+氧化成藍綠色化合物。該化合物在波長635nm附近有最大吸收峰，吸光度值與甲醛含量在一定范圍內服從吸光定律，因而可用分光光度法來對甲醛含量進行有效測定。
[0017]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0018]本發(fā)明提供了一種相變微膠囊的制備方法，對預聚體進行分步滴加及控制乳液的PH值，制備的相變微膠囊性能優(yōu)異，破損率低，殘留的游離甲醛含量低；該相變微膠囊的制備方法適用于三聚氰胺-甲醛、脲醛樹脂、酚醛樹脂、尿素-三聚氰胺-甲醛樹脂等為殼層材料的微膠囊，且制備方法簡單，成本較低，所用原料均廉價易得；利用本發(fā)明可有效地降低相變微膠囊的殘留甲醛含量，擴展其應用范圍。
【附圖說明】
[0019]圖1為一步滴加制備的相變微膠囊掃描電鏡照片；
[0020]圖2為分步滴加制備的相變微膠囊掃描電鏡照片；
[0021]具體實施
[0022]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步闡述。
[0023]實施例1
[0024](I)預聚體的合成
[0025]在250ml三口燒瓶中加入1ml蒸餾水、4g三聚氰胺和9.5g濃度為37 %的甲醛溶液，攪拌并加熱到70°C，用三乙醇胺調節(jié)溶液pH值到10，恒溫反應30min，制得三聚氰胺-甲醛樹脂預聚體。將制備的預聚體分成5:5兩等份。
[0026](2)相變材料的乳化
[0027]將4.5g苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA)作為乳化劑，加入到250ml水中，加熱溶解，然后加入40g石蠟，在高剪切乳化劑中乳化，乳化條件為:轉速5000轉/分鐘，乳化時間1min,制得石錯乳液。
[0028](3)預聚體的第一次滴加
[0029]將⑵中乳液用檸檬酸調節(jié)pH值到4，以800轉/分鐘的速度攪拌，乳液溫度70°C。將50%預聚體滴加到乳液當中，反應lh。
[0030](4)預聚體的第二次滴加
[0031]將(3)中混合乳液pH值調節(jié)到5，轉速不變，乳液溫度升高到75°C。將50%預聚體滴加到乳液當中，反應2h。將得到的含有相變微膠囊的懸濁液采用真空抽濾的方法過濾，并在真空干燥箱中以50°C條件干燥2小時，制得粉末狀白色相變微膠囊。
[0032](5)經測試，制備的相變微膠囊滲漏率為5.45%，游離甲醛含量為35.32mg/kg。
[0033]實施例2
[0034](I)預聚體的合成
[0035]在250ml三口燒瓶中加入15ml蒸餾水、2g三聚氰胺、2g尿素和9.5g濃度為37%的甲醛溶液，攪拌并加熱到70V，用三乙醇胺調節(jié)溶液pH值到9，恒溫反應30min，制得尿素-三聚氰胺-甲醛樹脂預聚體。將制備的預聚體分成6:2:2三份。
[0036](2)相變材料的乳化
[0037]將4.5g苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA)作為乳化劑，加入到250ml水中，加熱溶解，然后加入45g石蠟，在高剪切乳化劑中乳化，乳化條件為:轉速10000轉/分鐘，乳化時間