一種相變微膠囊及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種相變微膠囊，由以下重量份的原料制成：相變材料2～6份，環(huán)氧樹脂3～7份，水溶性胺類固化劑0.2～1份，乳化劑0.3～1份，有機溶劑0.5～3份，去離子水55～160份。本發(fā)明還提供了一種制備該微膠囊的方法，包括以下步驟：一、將環(huán)氧樹脂、相變材料和有機溶劑混合均勻，得到混合溶液；二、加入乳化劑和去離子水，剪切后得到O/W型乳液；三、將水溶性胺類固化劑加入O/W型乳液中攪拌，經(jīng)過濾、洗滌和干燥后，得到相變微膠囊。本發(fā)明相變微膠囊以固化后的環(huán)氧樹脂為囊壁，以相變材料為囊芯，制備工藝簡單，反應條件溫和，具有優(yōu)良的機械強度和熱氧穩(wěn)定性，原料價格便宜，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種相變微膠囊及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微膠囊【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種相變微膠囊及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 相變材料是利用相變過程中吸收或釋放的熱量來進行潛熱儲能的物質(zhì)，具有在相 變過程中將熱量以潛熱的形式儲存于自身或釋放給環(huán)境的性能。如果不對相變材料進行任 何處理，直接使用會帶來諸多問題，例如：穩(wěn)定性差、易泄漏以及循環(huán)使用性能差等。因此， 目前多將相變材料封裝使用，其中相變材料的微膠囊封裝是目前研究的熱點。
[0003] 相變材料的微膠囊封裝是指利用成膜材料包覆相變材料而形成微粒的一種技術(shù)。 相變微膠囊以成膜材料作為殼物質(zhì)，以相變材料作為芯物質(zhì)，這種殼核結(jié)構(gòu)使微膠囊具有 保護、阻隔性。通過微膠囊封裝技術(shù)可以實現(xiàn)相變材料的永久固態(tài)化，使得相變材料微膠囊 的使用、儲存和運輸更為方便。
[0004] 相變微膠囊的囊壁材料主要起到對相變材料的保護和密封作用，因此囊壁材料的 選擇對于材料的性能起到?jīng)Q定性作用。目前，已報道的相變材料微膠囊壁材包括脲醛樹脂、 三聚氰胺脲醛樹脂、密胺樹脂、聚脲以及聚脲-密胺樹脂雙層壁材等。然而以這些材料為囊 壁的相變微膠囊，或者價格昂貴，或者制備工藝復雜，難以工業(yè)化的生產(chǎn)。
[0005] 截至目前，尚未發(fā)現(xiàn)以環(huán)氧樹脂為囊壁的相變微膠囊見諸報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種一種相變微 膠囊。該微膠囊采用固化后的環(huán)氧樹脂為囊壁，采用相變材料為囊芯，制備工藝簡單，反應 條件溫和，具有優(yōu)良的機械強度和熱氧穩(wěn)定性，原料價格便宜，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種相變微膠囊，其特征在于， 由以下重量份的原料制成：相變材料2?6份，環(huán)氧樹脂3?7份，水溶性胺類固化劑0. 2? 1份，乳化劑〇. 3?1份，有機溶劑0. 5?3份，去離子水55?160份；所述有機溶劑為芳 香烴類有機溶劑、酮類有機溶劑或醇類有機溶劑。
[0008] 上述的一種相變微膠囊，其特征在于，由以下重量份的原料制成：相變材料3?5 份，環(huán)氧樹脂3. 5?5份，水溶性胺類固化劑0. 3?0. 8份，乳化劑0. 4?0. 8份，有機溶劑 0· 8?2份，去離子水80?120份。
[0009] 上述的一種相變微膠囊，其特征在于，由以下重量份的原料制成：相變材料4份， 環(huán)氧樹脂4份，水溶性胺類固化劑0. 5份，乳化劑0. 5份，有機溶劑1份，去離子水90份。
[0010] 上述的一種相變微膠囊，其特征在于，所述相變材料為脂肪酸、脂肪酸酯和C12? C2(l正構(gòu)烷烴中的一種或兩種以上。
[0011] 上述的一種相變微膠囊，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F 型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂或脂肪族環(huán)氧樹脂。
[0012] 上述的一種相變微膠囊，其特征在于，所述水溶性胺類固化劑為乙二胺、二乙烯三 胺或三乙烯四胺。
[0013] 上述的一種相變微膠囊，其特征在于，所述乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚 氧乙烯醚或聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯。
[0014] 上述的一種相變微膠囊，其特征在于，所述芳香烴類有機溶劑為苯、甲苯或二甲 苯，所述酮類有機溶劑為環(huán)己酮，所述醇類有機溶劑為正丁醇。
[0015] 另外，本發(fā)明還提供了一種制備上述相變微膠囊的方法，其特征在于，其方法包括 以下步驟：
[0016] 步驟一、將環(huán)氧樹脂、相變材料和有機溶劑混合均勻，得到混合溶液；
[0017] 步驟二、將乳化劑、去離子水和步驟一中所述混合溶液一起加入高剪切均質(zhì)機中， 在剪切速度為l〇〇〇r/min?8000r/min的條件下剪切20min?30min，得到0/W型乳液；
[0018] 步驟三、將水溶性胺類固化劑加入到步驟二中所述0/W型乳液中，在溫度為 3(TC?9(TC，攪拌速度為100r/min?700r/min的條件下攪拌至出現(xiàn)固體顆粒物，然后在溫 度為30°C?90°C，攪拌速度為100r/min?700r/min的條件下繼續(xù)攪拌lOOrnin?150min, 之后依次進行過濾、洗滌和干燥處理，得到相變微膠囊。
[0019] 上述的方法，其特征在于，步驟三中所述干燥的具體過程為：在溫度為50°C? 60°C的條件下烘至恒重。
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：
[0021] 1、本發(fā)明相變微膠囊采用固化后的環(huán)氧樹脂為囊壁，采用相變材料為囊芯，其中， 相變材料的作用是儲熱和放熱，水溶性胺類固化劑的主要作用是使環(huán)氧樹脂固化，固化后 的環(huán)氧樹脂用于包覆相變材料，乳化劑用于形成0/W型乳液，使水溶性胺類固化劑與環(huán)氧 樹脂在水油界面處發(fā)生固化反應，有機溶劑的作用是使環(huán)氧樹脂和相變材料形成透明均一 的相溶性溶液。
[0022] 2、本發(fā)明相變微膠囊的囊壁材料為固化后的環(huán)氧樹脂，簡易、高效地包覆了相變 材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的相變微膠囊以熱固后的環(huán)氧樹脂為囊壁，以相變材料為囊 芯，制備工藝簡單，反應條件溫和，具有優(yōu)良的機械強度和熱氧穩(wěn)定性，原料價格便宜，易于 工業(yè)化生產(chǎn)。
[0023] 3、將本發(fā)明相變微膠囊于有機溶劑的沸點恒溫熱處理30min，用以除去微膠囊中 的有機溶劑，產(chǎn)生一定的預留膨脹空間，能夠提高微膠囊的耐熱溫度。
[0024] 4、本發(fā)明相變微膠囊粒徑均勻，結(jié)構(gòu)致密，耐熱性高，適用于道路、建筑等領(lǐng)域。
[0025] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明實施例1相變微膠囊的DSC曲線。
[0027] 圖2為本發(fā)明實施例1相變微膠囊以及囊壁的IR譜圖。
[0028] 圖3為本發(fā)明實施例1相變微膠囊的光學顯微照片。
[0029] 圖4為本發(fā)明實施例1相變微膠囊的TEM圖。

【具體實施方式】
[0030] 實施例1
[0031] 本實施例相變微膠囊由以下重量份的原料制成：相變材料4份，環(huán)氧樹脂4份，水 溶性胺類固化劑〇. 5份，乳化劑0. 5份，有機溶劑1份，去離子水90份；所述有機溶劑為芳 香烴類有機溶劑、酮類有機溶劑或醇類有機溶劑，其中芳香烴類有機溶劑優(yōu)選為苯、甲苯或 二甲苯，酮類有機溶劑優(yōu)選為環(huán)己酮，醇類有機溶劑優(yōu)選為正丁醇；所述相變材料優(yōu)選為脂 肪酸、脂肪酸酯和C 12?C2(l正構(gòu)烷烴中的一種或兩種以上；所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選為雙酚A型環(huán) 氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂或脂肪族環(huán)氧樹脂；所述水溶性胺類固化劑 優(yōu)選為乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化劑優(yōu)選為烷基酚聚氧乙烯醚（0P-10)、 壬基酚聚氧乙烯醚（NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯（吐溫-80)。
[0032] 本實施例所采用的相變材料為十四烷，所采用的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂， 所采用的水溶性胺類固化劑為乙二胺，所采用的乳化劑為0P-10,所采用的有機溶劑為苯。
[0033] 本實施例相變微膠囊的制備方法包括以下步驟：
[0034] 步驟一、將環(huán)氧樹脂、相變材料和有機溶劑混合均勻，得到混合溶液；
[0035] 步驟二、將乳化劑、去離子水和步驟一中所述混合溶液一起加入高剪切均質(zhì)機中， 在剪切速度為4000r/min的條件下高速剪切30min，得到0/W型乳液；
[0036] 步驟三、在溫度為60°C，攪拌速度為300r/min的條件下，將水溶性胺類固化劑加 入到步驟二中所述0/W型乳液中，攪拌至出現(xiàn)固體顆粒物后，以相同的溫度和攪拌速率繼 續(xù)攪拌120min，經(jīng)過濾、洗滌以及于50°C烘箱中烘至恒重后，得到相變微膠囊。
[0037] 圖1為本實施例相變微膠囊的DSC曲線。由圖1可知，本實施例相變材料（十四 烷）的相變溫度為6°C，該相變材料經(jīng)固化后的環(huán)氧樹脂包覆后，相變微膠囊的熔點稍微后 移，其主要原因是由于壁材對芯材的傳熱具有顯著的阻隔作用，使得芯材的相變點滯后。
[0038] 圖2為本實施例相變微膠囊和囊壁（即經(jīng)環(huán)己烷抽提掉囊芯后所剩部分）的IR 譜圖。由圖2可知，本實施例相變微膠囊在2923CHT 1和2852CHT1處的吸收峰相對于囊壁明 顯加強，這主要歸因于相變材料（十四烷）分子中-CH 2-的伸縮振動吸收峰，由此證明本實 施例相變微膠囊內(nèi)包覆有相變材料作為囊芯，而固化后的環(huán)氧樹脂作為囊壁包覆于相變材 料外。
[0039] 圖3為本實施例相變微膠囊采用二次聚焦法測的光學顯微照片。根據(jù)光學原理可 知，兩種介質(zhì)相包覆，用光學顯微鏡觀察時，在它們的界面處存在著貝克線（或衍射環(huán)）。圖 3中可明顯看出在囊芯和囊壁的分界處存在大量貝克線（或衍射環(huán)），由此說明本實施例相 變微膠囊確為微膠囊結(jié)構(gòu)，包括囊芯和囊壁兩部分。
[0040] 圖4為本實施例相變微膠囊的透射電鏡（TEM)照片。圖4中的球形黑色部分為囊 芯，在外部包覆的淺色部分為囊壁，由此說明本實施例相變微膠囊包括囊芯和囊壁兩部分。
[0041] 實施例2
[0042] 本實施例相變微膠囊由以下重量份的原料制成：相變材料3份，環(huán)氧樹脂5份，水 溶性胺類固化劑〇. 8份，乳化劑0. 4份，有機溶劑0. 8份，去離子水80份；所述有機溶劑為芳 香烴類有機溶劑、酮類有機溶劑或醇類有機溶劑，其中芳香烴類有機溶劑優(yōu)選為苯、甲苯或 二甲苯，酮類有機溶劑優(yōu)選為環(huán)己酮，醇類有機溶劑優(yōu)選為正丁醇；所述相變材料優(yōu)選為脂 肪酸、脂肪酸酯和C 12?C2(l正構(gòu)烷烴中的一種或兩種以上；所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選為雙酚A型環(huán) 氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂或脂肪族環(huán)氧樹脂；所述水溶性胺類固化劑 優(yōu)選為乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化劑優(yōu)選為烷基酚聚氧乙烯醚（0P-10)、 壬基酚聚氧乙烯醚（NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯（吐溫-80)。
[0043] 本實施例所采用的相變材料為脂肪酸，所采用的環(huán)氧樹脂為雙酚F型環(huán)氧樹脂， 所采用的水溶性胺類固化劑為二乙烯三胺，所采用的乳化劑為NP-10,所采用的有機溶劑為 甲苯。
[0044] 本實施例相變微膠囊的制備方法包括以下步驟：
[0045] 步驟一、將環(huán)氧樹脂、相變材料和有機溶劑混合均勻，得到混合溶液；
[0046] 步驟二、將乳化劑、去離子水和步驟一中所述混合溶液一起加入高剪切均質(zhì)機中， 在剪切速度為6000r/min的條件下高速剪切20min，得到0/W型乳液；
[0047] 步驟三、在溫度為30°C，攪拌速度為500r/min的條件下，將水溶性胺類固化劑加 入到步驟二中所述0/W型乳液中，攪拌至出現(xiàn)固體顆粒物后，以相同的溫度和攪拌速率繼 續(xù)攪拌l〇〇min，經(jīng)過濾、洗滌以及于50°C烘箱中烘至恒重后，得到相變微膠囊。
[0048] 本實施例相變微膠囊以固化后的環(huán)氧樹脂為囊壁，以相變材料為囊芯，制備工藝 簡單，反應條件溫和，具有優(yōu)良的機械強度和熱氧穩(wěn)定性，原料價格便宜，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0049] 實施例3
[0050] 本實施例相變微膠囊由以下重量份的原料制成：相變材料5份，環(huán)氧樹脂3. 5份， 水溶性胺類固化劑0. 3份，乳化劑0. 4份，有機溶劑0. 8份，去離子水95份；所述有機溶劑 為芳香烴類有機溶劑、酮類有機溶劑或醇類有機溶劑，其中芳香烴類有機溶劑優(yōu)選為苯、甲 苯或二甲苯，酮類有機溶劑優(yōu)選為環(huán)己酮，醇類有機溶劑優(yōu)選為正丁醇；所述相變材料優(yōu) 選為脂肪酸、脂肪酸酯和C 12?C2(l正構(gòu)烷烴中的一種或兩種以上；所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選為雙 酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂或脂肪族環(huán)氧樹脂；所述水溶性胺 類固化劑優(yōu)選為乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化劑優(yōu)選為烷基酚聚氧乙烯醚 (0P-10)、壬基酚聚氧乙烯醚（NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯（吐溫-80)。
[0051] 本實施例所采用的相變材料為脂肪酸酯，所采用的環(huán)氧樹脂為雙酚S型環(huán)氧樹 月旨，所采用的水溶性胺類固化劑為三乙烯四胺，所采用的乳化劑為吐溫-80,所采用的有機 溶劑為二甲苯。
[0052] 本實施例相變微膠囊的制備方法包括以下步驟：
[0053] 步驟一、將環(huán)氧樹脂、相變材料和有機溶劑混合均勻，得到混合溶液；
[0054] 步驟二、將乳化劑、去離子水和步驟一中所述混合溶液一起加入高剪切均質(zhì)機中， 在剪切速度為l〇〇〇r/min的條件下高速剪切30min，得到0/W型乳液；
[0055] 步驟三、在溫度為90°C，攪拌速度為100r/min的條件下，將水溶性胺類固化劑加 入到步驟二中所述0/W型乳液中，攪拌至出現(xiàn)固體顆粒物后，以相同的溫度和攪拌速率繼 續(xù)攪拌130min，經(jīng)過濾、洗滌以及于60°C烘箱中烘至恒重后，得到相變微膠囊。
[0056] 本實施例相變微膠囊以固化后的環(huán)氧樹脂為囊壁，以相變材料為囊芯，制備工藝 簡單，反應條件溫和，具有優(yōu)良的機械強度和熱氧穩(wěn)定性，原料價格便宜，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0057] 實施例4
[0058] 本實施例相變微膠囊由以下重量份的原料制成：相變材料3. 2份，環(huán)氧樹脂3. 6 份，水溶性胺類固化劑〇. 4份，乳化劑0. 8份，有機溶劑2份，去離子水100份；所述有機溶 劑為芳香烴類有機溶劑、酮類有機溶劑或醇類有機溶劑，其中芳香烴類有機溶劑優(yōu)選為苯、 甲苯或二甲苯，酮類有機溶劑優(yōu)選為環(huán)己酮，醇類有機溶劑優(yōu)選為正丁醇；所述相變材料優(yōu) 選為脂肪酸、脂肪酸酯和c12?c2(l正構(gòu)烷烴中的一種或兩種以上；所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選為雙 酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂或脂肪族環(huán)氧樹脂；所述水溶性胺 類固化劑優(yōu)選為乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化劑優(yōu)選為烷基酚聚氧乙烯醚 (0P-10)、壬基酚聚氧乙烯醚（NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯（吐溫-80)。
[0059] 本實施例所采用的相變材料為正十四烷和正十五烷按質(zhì)量比1:2混合均勻而成 的混合物，所采用的環(huán)氧樹脂為脂肪族環(huán)氧樹脂，所采用的水溶性胺類固化劑為乙二胺，所 采用的乳化劑為0P-10,所采用的有機溶劑為正丁醇。
[0060] 本實施例相變微膠囊的制備方法包括以下步驟：
[0061] 步驟一、將環(huán)氧樹脂、相變材料和有機溶劑混合均勻，得到混合溶液；
[0062] 步驟二、將乳化劑、去離子水和步驟一中所述混合溶液一起加入高剪切均質(zhì)機中， 在剪切速度為8000r/min的條件下高速剪切30min，得到0/W型乳液；
[0063] 步驟三、在溫度為30°C，攪拌速度為700r/min的條件下，將水溶性胺類固化劑加 入到步驟二中所述0/W型乳液中，攪拌至出現(xiàn)固體顆粒物后，以相同的溫度和攪拌速率繼 續(xù)攪拌130min，經(jīng)過濾、洗滌以及于50°C烘箱中烘至恒重后，得到相變微膠囊。
[0064] 本實施例相變微膠囊以固化后的環(huán)氧樹脂為囊壁，以相變材料為囊芯，制備工藝 簡單，反應條件溫和，具有優(yōu)良的機械強度和熱氧穩(wěn)定性，原料價格便宜，易于工業(yè)化生產(chǎn)。 [0065] 實施例5
[0066] 本實施例相變微膠囊由以下重量份的原料制成：相變材料6份，環(huán)氧樹脂3份，水 溶性胺類固化劑〇. 2份，乳化劑0. 3份，有機溶劑0. 5份，去離子水120份；所述有機溶劑 為芳香烴類有機溶劑、酮類有機溶劑或醇類有機溶劑，其中芳香烴類有機溶劑優(yōu)選為苯、甲 苯或二甲苯，酮類有機溶劑優(yōu)選為環(huán)己酮，醇類有機溶劑優(yōu)選為正丁醇；所述相變材料優(yōu) 選為脂肪酸、脂肪酸酯和C 12?C2(l正構(gòu)烷烴中的一種或兩種以上；所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選為雙 酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂或脂肪族環(huán)氧樹脂；所述水溶性胺 類固化劑優(yōu)選為乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化劑優(yōu)選為烷基酚聚氧乙烯醚 (0P-10)、壬基酚聚氧乙烯醚（NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯（吐溫-80)。
[0067] 本實施例所采用的相變材料為脂肪酸酯和正十八烷按質(zhì)量比2:1混合均勻而成 的混合物，所采用的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂，所采用的水溶性胺類固化劑為二乙烯 三胺，所采用的乳化劑為NP-10,所采用的有機溶劑為二甲苯。
[0068] 本實施例相變微膠囊的制備方法包括以下步驟：
[0069] 步驟一、將環(huán)氧樹脂、相變材料和有機溶劑混合均勻，得到混合溶液；
[0070] 步驟二、將乳化劑、去離子水和步驟一中所述混合溶液一起加入高剪切均質(zhì)機中， 在剪切速度為8000r/min的條件下高速剪切30min，得到0/W型乳液；
[0071] 步驟三、在溫度為30°C，攪拌速度為700r/min的條件下，將水溶性胺類固化劑加 入到步驟二中所述0/W型乳液中，攪拌至出現(xiàn)固體顆粒物后，以相同的溫度和攪拌速率繼 續(xù)攪拌150min，經(jīng)過濾、洗滌以及于50°C烘箱中烘至恒重后，得到相變微膠囊。
[0072] 本實施例相變微膠囊以固化后的環(huán)氧樹脂為囊壁，以相變材料為囊芯，制備工藝 簡單，反應條件溫和，具有優(yōu)良的機械強度和熱氧穩(wěn)定性，原料價格便宜，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0073] 實施例6
[0074] 本實施例相變微膠囊由以下重量份的原料制成：相變材料2. 0份，環(huán)氧樹脂3. 0 份，水溶性胺類固化劑1. 0份，乳化劑1. 0份，有機溶劑3. 0份，去離子水55份；所述有機溶 劑為芳香烴類有機溶劑、酮類有機溶劑或醇類有機溶劑，其中芳香烴類有機溶劑優(yōu)選為苯、 甲苯或二甲苯，酮類有機溶劑優(yōu)選為環(huán)己酮，醇類有機溶劑優(yōu)選為正丁醇；所述相變材料優(yōu) 選為脂肪酸、脂肪酸酯和C 12?C2(l正構(gòu)烷烴中的一種或兩種以上；所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選為雙 酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂或脂肪族環(huán)氧樹脂；所述水溶性胺 類固化劑優(yōu)選為乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化劑優(yōu)選為烷基酚聚氧乙烯醚 (0P-10)、壬基酚聚氧乙烯醚（NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯（吐溫-80)。
[0075] 本實施例所采用的相變材料為脂肪酸和正十四烷按質(zhì)量比1:1混合均勻而成的 混合物，所采用的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂，所采用的水溶性胺類固化劑為二乙烯三 胺，所采用的乳化劑為吐溫-80，所采用的有機溶劑為環(huán)己酮。
[0076] 本實施例相變微膠囊的制備方法包括以下步驟：
[0077] 步驟一、將環(huán)氧樹脂、相變材料和有機溶劑混合均勻，得到混合溶液；
[0078] 步驟二、將乳化劑、去離子水和步驟一中所述混合溶液一起加入高剪切均質(zhì)機中， 在剪切速度為6500r/min的條件下高速剪切30min，得到0/W型乳液；
[0079] 步驟三、在溫度為30°C，攪拌速度為400r/min的條件下，將水溶性胺類固化劑加 入到步驟二中所述0/W型乳液中，攪拌至出現(xiàn)固體顆粒物后，以相同的溫度和攪拌速率繼 續(xù)攪拌200min，經(jīng)過濾、洗滌以及于50°C烘箱中烘至恒重后，得到相變微膠囊。
[0080] 本實施例相變微膠囊以固化后的環(huán)氧樹脂為囊壁，以相變材料為囊芯，制備工藝 簡單，反應條件溫和，具有優(yōu)良的機械強度和熱氧穩(wěn)定性，原料價格便宜，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0081] 實施例7
[0082] 本實施例相變微膠囊由以下重量份的原料制成：相變材料2. 0份，環(huán)氧樹脂7. 0 份，水溶性胺類固化劑0. 2份，乳化劑0. 3份，有機溶劑0. 5份，去離子水100份；所述有機溶 劑為芳香烴類有機溶劑、酮類有機溶劑或醇類有機溶劑，其中芳香烴類有機溶劑優(yōu)選為苯、 甲苯或二甲苯，酮類有機溶劑優(yōu)選為環(huán)己酮，醇類有機溶劑優(yōu)選為正丁醇；所述相變材料優(yōu) 選為脂肪酸、脂肪酸酯和C 12?C2(l正構(gòu)烷烴中的一種或兩種以上；所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選為雙 酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂或脂肪族環(huán)氧樹脂；所述水溶性胺 類固化劑優(yōu)選為乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化劑優(yōu)選為烷基酚聚氧乙烯醚 (0P-10)、壬基酚聚氧乙烯醚（NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯（吐溫-80)。
[0083] 本實施例所采用的相變材料為脂肪酸和脂肪酸酯按質(zhì)量比3:1混合均勻而成的 混合物，所采用的環(huán)氧樹脂為雙酚S型環(huán)氧樹脂，所采用的水溶性胺類固化劑為二乙烯三 胺，所采用的乳化劑為NP-10,所采用的有機溶劑為環(huán)己酮。
[0084] 本實施例相變微膠囊的制備方法包括以下步驟：
[0085] 步驟一、將環(huán)氧樹脂、相變材料和有機溶劑混合均勻，得到混合溶液；
[0086] 步驟二、將乳化劑、去離子水和步驟一中所述混合溶液一起加入高剪切均質(zhì)機中， 在剪切速度為6000r/min的條件下高速剪切30min，得到0/W型乳液；
[0087] 步驟三、在溫度為45°C，攪拌速度為500r/min的條件下，將水溶性胺類固化劑加 入到步驟二中所述0/W型乳液中，攪拌至出現(xiàn)固體顆粒物后，以相同的溫度和攪拌速率繼 續(xù)攪拌lOOmin，經(jīng)過濾、洗滌以及于55°C烘箱中烘至恒重后，得到相變微膠囊。
[0088] 本實施例相變微膠囊以固化后的環(huán)氧樹脂為囊壁，以相變材料為囊芯，制備工藝 簡單，反應條件溫和，具有優(yōu)良的機械強度和熱氧穩(wěn)定性，原料價格便宜，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0089] 實施例8
[0090] 本實施例相變微膠囊由以下重量份的原料制成：相變材料3. 0份，環(huán)氧樹脂4. 0 份，水溶性胺類固化劑〇. 7份，乳化劑0. 8份，有機溶劑1. 5份，去離子水120份；所述有機溶 劑為芳香烴類有機溶劑、酮類有機溶劑或醇類有機溶劑，其中芳香烴類有機溶劑優(yōu)選為苯、 甲苯或二甲苯，酮類有機溶劑優(yōu)選為環(huán)己酮，醇類有機溶劑優(yōu)選為正丁醇；所述相變材料優(yōu) 選為脂肪酸、脂肪酸酯和C 12?C2(l正構(gòu)烷烴中的一種或兩種以上；所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選為雙 酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂或脂肪族環(huán)氧樹脂；所述水溶性胺 類固化劑優(yōu)選為乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化劑優(yōu)選為烷基酚聚氧乙烯醚 (0P-10)、壬基酚聚氧乙烯醚（NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯（吐溫-80)。
[0091] 本實施例所采用的相變材料為脂肪酸酯、正十六烷和正十八烷按質(zhì)量比1:2:1混 合均勻而成的混合物，所采用的環(huán)氧樹脂為脂肪族環(huán)氧樹脂，所采用的水溶性胺類固化劑 為三乙烯四胺，所采用的乳化劑為0P-10,所采用的有機溶劑為二甲苯。
[0092] 本實施例相變微膠囊的制備方法包括以下步驟：
[0093] 步驟一、將環(huán)氧樹脂、相變材料和有機溶劑混合均勻，得到混合溶液；
[0094] 步驟二、將乳化劑、去離子水和步驟一中所述混合溶液一起加入高剪切均質(zhì)機中， 在剪切速度為6500r/min的條件下高速剪切30min，得到0/W型乳液；
[0095] 步驟三、在溫度為40°C，攪拌速度為350r/min的條件下，將水溶性胺類固化劑加 入到步驟二中所述0/W型乳液中，攪拌至出現(xiàn)固體顆粒物后，以相同的溫度和攪拌速率繼 續(xù)攪拌120min，經(jīng)過濾、洗滌以及于50°C烘箱中烘至恒重后，得到相變微膠囊。
[0096] 本實施例相變微膠囊以固化后的環(huán)氧樹脂為囊壁，以相變材料為囊芯，制備工藝 簡單，反應條件溫和，具有優(yōu)良的機械強度和熱氧穩(wěn)定性，原料價格便宜，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0097] 實施例9
[0098] 本實施例相變微膠囊由以下重量份的原料制成：相變材料5. 5份，環(huán)氧樹脂3. 5 份，水溶性胺類固化劑0. 4份，乳化劑0. 6份，有機溶劑2份，去離子水160份；所述有機溶 劑為芳香烴類有機溶劑、酮類有機溶劑或醇類有機溶劑，其中芳香烴類有機溶劑優(yōu)選為苯、 甲苯或二甲苯，酮類有機溶劑優(yōu)選為環(huán)己酮，醇類有機溶劑優(yōu)選為正丁醇；所述相變材料優(yōu) 選為脂肪酸、脂肪酸酯和C 12?C2(l正構(gòu)烷烴中的一種或兩種以上；所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選為雙 酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂或脂肪族環(huán)氧樹脂；所述水溶性胺 類固化劑優(yōu)選為乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化劑優(yōu)選為烷基酚聚氧乙烯醚 (0P-10)、壬基酚聚氧乙烯醚（NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯（吐溫-80)。
[0099] 本實施例所采用的相變材料為脂肪酸、脂肪酸酯和正十八烷按質(zhì)量比3:1:2混合 均勻而成的混合物，所采用的環(huán)氧樹脂為雙酚F型環(huán)氧樹脂，所采用的水溶性胺類固化劑 為二乙烯三胺，所采用的乳化劑為NP-10,所采用的有機溶劑為環(huán)己酮。
[0100] 本實施例相變微膠囊的制備方法包括以下步驟：
[0101] 步驟一、將環(huán)氧樹脂、相變材料和有機溶劑混合均勻，得到混合溶液；
[0102] 步驟二、將乳化劑、去離子水和步驟一中所述混合溶液一起加入高剪切均質(zhì)機中， 在剪切速度為6000r/min的條件下高速剪切30min，得到0/W型乳液；
[0103] 步驟三、在溫度為70°C，攪拌速度為500r/min的條件下，將水溶性胺類固化劑加 入到步驟二中所述o/w型乳液中，攪拌至出現(xiàn)固體顆粒物后，以相同的溫度和攪拌速率繼 續(xù)攪拌150min，經(jīng)過濾、洗滌以及于60°C烘箱中烘至恒重后，得到相變微膠囊。
[0104] 本實施例相變微膠囊以固化后的環(huán)氧樹脂為囊壁，以相變材料為囊芯，制備工藝 簡單，反應條件溫和，具有優(yōu)良的機械強度和熱氧穩(wěn)定性，原料價格便宜，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0105] 實施例10
[0106] 本實施例相變微膠囊由以下重量份的原料制成：相變材料4. 0份，環(huán)氧樹脂4. 0 份，水溶性胺類固化劑0. 5份，乳化劑0. 5份，有機溶劑1. 0份，去離子水130份；所述有機溶 劑為芳香烴類有機溶劑、酮類有機溶劑或醇類有機溶劑，其中芳香烴類有機溶劑優(yōu)選為苯、 甲苯或二甲苯，酮類有機溶劑優(yōu)選為環(huán)己酮，醇類有機溶劑優(yōu)選為正丁醇；所述相變材料優(yōu) 選為脂肪酸、脂肪酸酯和C 12?C2(l正構(gòu)烷烴中的一種或兩種以上；所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選為雙 酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂或脂肪族環(huán)氧樹脂；所述水溶性胺 類固化劑優(yōu)選為乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化劑優(yōu)選為烷基酚聚氧乙烯醚 (0P-10)、壬基酚聚氧乙烯醚（NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯（吐溫-80)。
[0107] 本實施例所采用的相變材料為脂肪酸、脂肪酸酯、正十五烷和正二十烷按質(zhì)量比 1:1:1:2混合均勻而成的混合物，所采用的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂，所采用的水溶性 胺類固化劑為三乙烯四胺，所采用的乳化劑為0P-10,所采用的有機溶劑為苯。
[0108] 本實施例相變微膠囊的制備方法包括以下步驟：
[0109] 步驟一、將環(huán)氧樹脂、相變材料和有機溶劑混合均勻，得到混合溶液；
[0110] 步驟二、將乳化劑、去離子水和步驟一中所述混合溶液一起加入高剪切均質(zhì)機中， 在剪切速度為5000r/min的條件下高速剪切30min，得到0/W型乳液；
[0111] 步驟三、在溫度為60°c，攪拌速度為300r/min的條件下，將水溶性胺類固化劑加 入到步驟二中所述0/W型乳液中，攪拌至出現(xiàn)固體顆粒物后，以相同的溫度和攪拌速率繼 續(xù)攪拌120min，經(jīng)過濾、洗滌以及于55°C烘箱中烘至恒重后，得到相變微膠囊。
[0112] 本實施例相變微膠囊以固化后的環(huán)氧樹脂為囊壁，以相變材料為囊芯，制備工藝 簡單，反應條件溫和，具有優(yōu)良的機械強度和熱氧穩(wěn)定性，原料價格便宜，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0113] 本發(fā)明所述的相變材料、環(huán)氧樹脂、水溶性胺類固化劑、乳化劑以及有機溶劑均為 市售易得的本領(lǐng)域常規(guī)材料。本發(fā)明所述的高剪切均質(zhì)機為市售易得的本領(lǐng)域常規(guī)設(shè)備。
[0114] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制。凡是根據(jù)發(fā)明技 術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案 的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種相變微膠囊，其特征在于，由以下重量份的原料制成：相變材料2?6份，環(huán)氧 樹脂3?7份，水溶性胺類固化劑0. 2?1份，乳化劑0. 3?1份，有機溶劑0. 5?3份，去 離子水55?160份；所述有機溶劑為芳香烴類有機溶劑、酮類有機溶劑或醇類有機溶劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變微膠囊，其特征在于，由以下重量份的原料制成：相 變材料3?5份，環(huán)氧樹脂3. 5?5份，水溶性胺類固化劑0. 3?0. 8份，乳化劑0. 4?0. 8 份，有機溶劑0. 8?2份，去離子水80?120份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種相變微膠囊，其特征在于，由以下重量份的原料制成：相 變材料4份，環(huán)氧樹脂4份，水溶性胺類固化劑0. 5份，乳化劑0. 5份，有機溶劑1份，去離 子水90份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種相變微膠囊，其特征在于，所述相變材料為脂肪 酸、脂肪酸酯和C12?C 2(l正構(gòu)烷烴中的一種或兩種以上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種相變微膠囊，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A 型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂或脂肪族環(huán)氧樹脂。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種相變微膠囊，其特征在于，所述水溶性胺類固化劑 為乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種相變微膠囊，其特征在于，所述乳化劑為烷基酚聚 氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種相變微膠囊，其特征在于，所述芳香烴類有機溶劑 為苯、甲苯或二甲苯，所述酮類有機溶劑為環(huán)己酮，所述醇類有機溶劑為正丁醇。
9. 一種制備如權(quán)利要求1、2或3所述相變微膠囊的方法，其特征在于，其方法包括以下 步驟： 步驟一、將環(huán)氧樹脂、相變材料和有機溶劑混合均勻，得到混合溶液； 步驟二、將乳化劑、去離子水和步驟一中所述混合溶液一起加入高剪切均質(zhì)機中，在剪 切速度為l〇〇〇r/min?8000r/min的條件下剪切20min?30min，得到0/W型乳液； 步驟三、將水溶性胺類固化劑加入到步驟二中所述0/W型乳液中，在溫度為30°C? 90°C，攪拌速度為100r/min?700r/min的條件下攪拌至出現(xiàn)固體顆粒物，然后在溫度為 30°C?90°C，攪拌速度為100r/min?700r/min的條件下繼續(xù)攪拌lOOrnin?150min，之后 依次進行過濾、洗滌和干燥處理，得到相變微膠囊。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，步驟三中所述干燥的具體過程為：在溫 度為50°C?60°C的條件下烘至恒重。
【文檔編號】C09K5/06GK104096521SQ201410363769
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】魏堃, 馬骉 申請人:長安大學