本發(fā)明屬于功能材料制備技術(shù)領域，涉及一種環(huán)保型聚脲/聚氨酯囊壁微膠囊相變材料，本發(fā)明還涉及該環(huán)保型聚脲/聚氨酯囊壁微膠囊相變材料的制備方法。
背景技術(shù)：
能源是人類賴以生存的基礎，但是能源的供應與需求都有較強的時間性，在許多情況下人們還不能做到合理利用能源，儲能技術(shù)可用于解決熱能供給和需求失配的矛盾，是提高能源利用效率和保護環(huán)境的重要技術(shù)。相變蓄熱材料也是近年來國內(nèi)外在能源利用和材料科學方面開發(fā)研究十分活躍的領域。
相變材料膠囊是一種含有相變材料的微小容器。當環(huán)境溫度偏離相變材料的相變溫度時，膠囊內(nèi)的相變材料將會發(fā)生固—液相轉(zhuǎn)變，從而維持環(huán)境溫度的穩(wěn)定性。因此，相變材料可以通過自身的相轉(zhuǎn)變來調(diào)節(jié)溫度，并且相變材料膠囊的溫度調(diào)節(jié)具有雙向性和可逆性，不同于一般的保溫材料和降溫材料。
近年來，出于環(huán)境的保護和人體健康方面的考慮，采用界面聚合法制備的聚氨酯微膠囊受到越來越多研究工作者的關(guān)注，成為相變微膠囊領域的研究熱點，主要是因為采用這種方法制備的聚氨酯微膠囊不含甲醛等有害物質(zhì)。然而，這種聚氨酯微膠囊的致密性和熱穩(wěn)定性普遍較差，使其應用受到一定限制，特別是在紡織、服裝品上的應用更加受限。
因此，怎樣提高聚氨酯微膠囊的致密性和熱穩(wěn)定性成為近年來研究的熱點和難點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保型聚脲/聚氨酯囊壁微膠囊相變材料，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的微膠囊囊壁致密性及熱穩(wěn)定性不好，使用過程中相變材料容易發(fā)生泄漏，使用壽命差等問題，且不含有甲醛等有害物質(zhì)，健康環(huán)保。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，環(huán)保型聚脲/聚氨酯囊壁微膠囊相變材料，包括囊芯材料和包封在其外部的囊壁兩部分，囊壁為多元異氰酸酯分別與多元胺及多元醇類化合物反應形成的聚脲/聚氨酯復合樹脂。
本發(fā)明的特征還在于，
其中，囊壁為通過二元異氰酸酯與二元胺及含有三個官能度的多元醇類化合物聚合而形成的具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚脲/聚氨酯復合樹脂；囊芯材料為低熔點的脂肪酸酯或石蠟烴類物質(zhì)；
其中，多元醇類化合物為含有三個及以上羥基的多元醇，優(yōu)選的為含有三個伯羥基的三羥甲基丙烷。
其中，多元胺類化合物是指脂肪族二元胺或多元胺，優(yōu)選為二乙烯三胺。
本發(fā)明的另一目的是提供一種環(huán)保型聚脲/聚氨酯囊壁微膠囊相變材料的制備方法，該相變材料的壁材具有很高的熱穩(wěn)定性和致密性。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案是，一種環(huán)保型聚脲/聚氨酯囊壁微膠囊相變材料的制備方法，具體按照以下步驟實施：
步驟1，配制第一溶液，將囊芯組分與多異氰酸酯單體混合均勻形成第一溶液；
步驟2，制備第一溶液的微滴分散體；
步驟3，單體聚合形成微膠囊，得到聚脲/聚氨酯復合囊壁包封相變材料
的微膠囊。
本發(fā)明的特點還在于，
步驟1具體為：
步驟1.1，稱取囊芯組分和多異氰酸酯，其中，多異氰酸酯與囊芯組分的質(zhì)量比為0.1～0.5:1；
步驟1.2，將步驟1.1稱取的囊芯組分和多異氰酸酯在高于囊芯組分熔點溫度5～15℃的條件下進行混合，得到混合均勻的第一溶液。
囊芯組分為低熔點的脂肪酸酯或石蠟烴類化合物；多異氰酸酯為脂肪族的二元異氰酸酯。
囊芯組分優(yōu)選為十六烷、十八烷、硬脂酸丁酯中的一種，所述多異氰酸酯優(yōu)選的為異佛爾酮二異氰酸酯。
步驟2具體為：
步驟2.1：量取與步驟1中制備的第一溶液不相溶的非反應性介質(zhì)溶液，非反應介質(zhì)溶液由乳化劑和蒸餾水配制而成，蒸餾水的質(zhì)量為囊芯材料質(zhì)量的5～10倍，優(yōu)選為7～8倍。
步驟2.2：將步驟2.1稱取的非反應性介質(zhì)溶液與第一溶液混合，并在高速剪切乳化機上進行乳化，攪拌轉(zhuǎn)速為3000～15000轉(zhuǎn)/分鐘，乳化時間為5～15分鐘，乳化過程中的溫度比囊芯組分的熔點高5～10℃，得到第一溶液的微滴分散體。
乳化劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物的鈉鹽、十二烷基苯磺酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)中的一種或它們中兩種的任意比例混合物。
乳化劑優(yōu)選為苯乙烯-馬來酸酐共聚物的鈉鹽，用量優(yōu)選為，乳化劑與囊芯組分的質(zhì)量比為0.04～0.1:1。
步驟3具體為：
步驟3.1：在400～800轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌轉(zhuǎn)速下，向步驟2中得到的第一溶液的分散體中滴加水溶性反應單體，即多元醇類化合物的蒸餾水溶液，使其與多異氰酸酯反應形成微膠囊囊壁，多元醇類化合物的滴加時間控制在20～40分鐘，滴加完畢后保溫反應30分鐘。其中，多元醇類化合物與多異氰酸酯的摩爾比為1～2:1；蒸餾水的用量與多元醇類化合物的質(zhì)量比為2～10：1，優(yōu)選為5：1。
步驟3.2，將步驟3.1的反應浴升溫至60℃，繼續(xù)反應2～3小時。然后滴加一定量的二元胺的蒸餾水溶液，使其與剩余的異氰酸根反應，形成致密的聚脲/聚氨酯復合囊壁。其中，二元胺與多異氰酸酯的摩爾比為0.3～1:1；蒸餾水的用量與多元醇類化合物的質(zhì)量比為2～10：1，優(yōu)選為5：1。
步驟3.3，將步驟3.2的反應浴升溫至70℃，繼續(xù)反應2～4小時。然后降溫，出料。
多元醇類化合物是含有三個及以上羥基的多元醇，優(yōu)選的為含有三個伯羥基的三羥甲基丙烷。
其中，多元胺類化合物是指脂肪族二元胺或多元胺，優(yōu)選為二乙烯三胺。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明環(huán)保型聚脲/聚氨酯囊壁微膠囊相變材料及其制備方法，采用二元異氰酸酯分別與一種含有三官能度的多元醇及二元胺反應制備一種具有三元網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)囊壁的微膠囊。從而使所制備微膠囊的殼體更加堅固致密，能夠更好地起到保護芯材的作用，從而使所制備微膠囊的穩(wěn)定性和致密性大大提高；本發(fā)明可以解決界面聚合法制備的微膠囊相變材料致密性和熱穩(wěn)定性較差的問題，所制備的微膠囊克服了固液相變材料在反復使用過程中易出現(xiàn)的相變材料泄漏等問題，同時制備的微膠囊不含甲醛等有害成分，價格低廉，制備工藝簡單，性能穩(wěn)定，殼體堅固致密，使用壽命長。
附圖說明
圖1是利用本發(fā)明的方法，以極性化合物硬脂酸丁酯為芯材所制備微膠囊相變材料的掃描電子顯微鏡(SEM)照片。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。
一種環(huán)保型聚脲/聚氨酯囊壁微膠囊相變材料，包括囊芯材料和包裹在其外部的囊壁兩部分，囊壁為多元異氰酸酯分別與多元醇及多元胺類化合物反應形成的聚脲/聚氨酯復合殼層的樹脂，優(yōu)選的，囊壁為通過二元異氰酸酯與含有三個伯羥基多元醇類及二元胺化合物聚合而形成的具有三元網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚脲/聚氨酯樹脂；
其中，囊芯材料為低熔點的脂肪酸酯或石蠟烴類化合物；
其中，多元醇類化合物為含有三個及以上伯羥基的多元醇，優(yōu)選的為含有三個伯羥基的三羥甲基丙烷。
其中，多元胺類化合物是指脂肪族二元胺或多元胺，優(yōu)選為二乙烯三胺。
囊壁的形成是通過界面聚合的方法達到的，這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的囊壁具有良好地致密性，可以對囊芯物質(zhì)起到很好的保護作用。
一種聚脲/聚氨酯微膠囊包封相變材料的制備方法，具體按照以下步驟實施：
步驟1，配制第一溶液，將囊芯組分與油溶性單體多異氰酸酯混合均勻形成第一溶液，具體按照如下步驟實施：
步驟1.1，稱取囊芯組分和多異氰酸酯，其中，多異氰酸酯與囊芯組分的質(zhì)量比為0.1～0.5:1；
囊芯組分為低熔點的脂肪酸酯或石蠟烴類化合物；囊芯組分優(yōu)選為十六烷、十八烷、硬脂酸丁酯中的一種。
多異氰酸酯為脂肪族的二元異氰酸酯。所述多異氰酸酯優(yōu)選的為異佛爾酮二異氰酸酯。
步驟1.2，將步驟1.1稱取的囊芯組分和多異氰酸酯在高于囊芯組分熔點溫度5～15℃的條件下進行混合，得到混合均勻的第一溶液。
步驟2，制備第一溶液的微滴分散體；
具體的步驟為：
步驟2.1：量取與步驟1中制備的第一溶液不相溶的非反應性介質(zhì)溶液，非反應介質(zhì)溶液由乳化劑和蒸餾水配制而成，蒸餾水的質(zhì)量為囊芯材料質(zhì)量的5～10倍，優(yōu)選為7～8倍。
乳化劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物的鈉鹽、十二烷基苯磺酸鈉、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)中的一種或它們中兩種的任意比例混合物。
乳化劑優(yōu)選為苯乙烯-馬來酸酐共聚物的鈉鹽，用量優(yōu)選為，乳化劑與囊芯組分的質(zhì)量比為0.04～0.1:1。
步驟2.2：將步驟2.1稱取的非反應性介質(zhì)溶液與第一溶液混合，并在高速剪切乳化機上進行乳化，攪拌轉(zhuǎn)速為3000～15000轉(zhuǎn)/分鐘，乳化時間為5～15分鐘，乳化過程中的溫度比囊芯組分的熔點高5～10℃，得到第一溶液的微滴分散體。
步驟3，單體聚合形成微膠囊，得到聚脲/聚氨酯復合囊壁包封相變材料
的微膠囊；
具體的步驟為：
步驟3.1：在400～800轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌轉(zhuǎn)速下，向步驟2中得到的第一溶液的分散體中滴加水溶性反應單體，即多元醇類化合物的蒸餾水溶液，使其與多異氰酸酯反應形成微膠囊囊壁，多元醇類化合物的滴加時間控制在20～40分鐘，滴加完畢后保溫反應30分鐘。其中，多元醇類化合物與多異氰酸酯的摩爾比為1～2:1；蒸餾水的用量與多元醇類化合物的質(zhì)量比為2～10：1，優(yōu)選為5：1。
多元醇類化合物是含有三個及以上羥基的多元醇，優(yōu)選的為含有三個伯羥基的三羥甲基丙烷。
步驟3.2，將步驟3.1的反應浴升溫至60℃，繼續(xù)反應2～3小時。然后滴加一定量的二元胺的蒸餾水溶液，使其與剩余的異氰酸根反應，形成致密的聚脲/聚氨酯復合囊壁。其中，二元胺與多異氰酸酯的摩爾比為0.3～1:1；蒸餾水的用量與多元醇類化合物的質(zhì)量比為2～10：1，優(yōu)選為5：1。
其中，多元胺類化合物是指脂肪族二元胺或多元胺，優(yōu)選為二乙烯三胺。
步驟3.3，將步驟3.2的反應浴升溫至70℃，繼續(xù)反應2～4小時。然后降溫，出料。
實施例1
制備環(huán)保型聚脲/聚氨酯囊壁微膠囊相變材料，具體按照以下步驟實施：
步驟1，將囊芯組分與多異氰酸酯混合均勻形成第一溶液，具體按照如下步驟實施：
步驟1.1，稱取囊芯組分硬脂酸丁酯和多異氰酸酯，其中，多異氰酸酯與囊芯組分的質(zhì)量比為0.5:1；多異氰酸酯選用異佛爾酮二異氰酸酯；
步驟1.2，將步驟1.1稱取的硬脂酸丁酯和異佛爾酮二異氰酸酯在高于囊芯組分熔點10℃的條件下進行混合，得到混合均勻的第一溶液。
步驟2，制備第一溶液的微滴分散體；
步驟2.1，配制與步驟1中制備的第一溶液不相溶的非反應性介質(zhì)溶液，非反應性介質(zhì)溶液由乳化劑和蒸餾水配制而成，乳化劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物的鈉鹽，乳化劑與囊芯組分的質(zhì)量比為0.04:1，蒸餾水的質(zhì)量為囊芯組份質(zhì)量的7倍。
步驟2.2，將步驟2.1配制的非反應性介質(zhì)溶液與第一溶液混合，并在高速剪切乳化機上進行乳化，攪拌轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)/分鐘，乳化時間為10分鐘，乳化浴溫度為32℃(比囊芯組分硬脂酸丁酯的熔點高10℃)，得到第一溶液的微滴分散體。
步驟3，單體聚合形成微膠囊，得到一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚脲/聚氨酯復合殼層囊壁的微膠囊相變材料。
步驟3.1，在400轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌轉(zhuǎn)速下，向步驟2中得到的第一溶液的分散體中滴加多元醇類化合物的蒸餾水溶液，使其與多異氰酸酯反應形成微膠囊囊壁，多元醇類化合物的滴加時間控制在40分鐘，滴加完畢后繼續(xù)保溫反應30分鐘。其中多元醇類化合物選用三羥甲基丙烷，三羥甲基丙烷與異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為1:1，蒸餾水的用量與多元醇類化合物的質(zhì)量比為2：1。
步驟3.2，將步驟3.1的反應浴升溫至60℃，繼續(xù)反應2小時。然后滴加一定量的二元胺的蒸餾水溶液，使其與剩余的異氰酸根反應，形成致密的聚脲/聚氨酯復合囊壁。其中，二元胺類化合物選用二乙烯三胺，二元胺與多異氰酸酯的摩爾比為0.5：1；蒸餾水的用量與多元胺類化合物的質(zhì)量比為5：1。
步驟3.3，將步驟3.2的反應浴升溫至70℃，繼續(xù)反應2小時，使多異氰酸酯充分反應，殼體更加牢固致密。然后降溫，出料。
實施例2
制備環(huán)保型聚脲/聚氨酯囊壁微膠囊相變材料，具體按照以下步驟實施：
步驟1，將囊芯組分與多異氰酸酯混合均勻形成第一溶液，具體按照如下步驟實施：
步驟1.1，稱取囊芯組分十八烷和多異氰酸酯，其中，多異氰酸酯與囊芯組分的質(zhì)量比為0.1:1；多異氰酸酯選用異佛爾酮二異氰酸酯；
步驟1.2，將步驟1.1稱取的十八烷和異佛爾酮二異氰酸酯在高于囊芯組分熔點5℃的條件下進行混合，得到混合均勻的第一溶液。
步驟2，制備第一溶液的微滴分散體；
步驟2.1，配制與步驟1中制備的第一溶液不相溶的非反應性介質(zhì)溶液，非反應性介質(zhì)溶液由乳化劑和蒸餾水配制而成，乳化劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物的鈉鹽與十二烷基苯磺酸鈉的等質(zhì)量復配物，乳化劑與囊芯組分的質(zhì)量比為0.05:1，蒸餾水的質(zhì)量為囊芯組份質(zhì)量的5倍。
步驟2.2，將步驟2.1配制的非反應性介質(zhì)溶液與第一溶液混合，并在高速剪切乳化機上進行乳化，攪拌轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘，乳化時間為15分鐘，乳化浴溫度為33℃(比囊芯組分十八烷的熔點高5℃)，得到第一溶液的微滴分散體。
步驟3，單體聚合形成微膠囊，得到一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚脲/聚氨酯復合殼層囊壁的微膠囊相變材料。
步驟3.1，在600轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌轉(zhuǎn)速下，向步驟2中得到的第一溶液的分散體中滴加多元醇類化合物的蒸餾水溶液，使其與多異氰酸酯反應形成微膠囊囊壁，多元醇類化合物的滴加時間控制在20分鐘，滴加完畢后繼續(xù)保溫反應30分鐘。其中多元醇類化合物選用三羥甲基丙烷，三羥甲基丙烷與異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為2:1，蒸餾水的用量與多元醇類化合物的質(zhì)量比為6：1。
步驟3.2，將步驟3.1的反應浴升溫至60℃，繼續(xù)反應2.5小時。然后滴加一定量的二元胺的蒸餾水溶液，使其與剩余的異氰酸根反應，形成致密的聚脲/聚氨酯復合囊壁。其中，二元胺類化合物選用二乙烯三胺，二元胺與多異氰酸酯的摩爾比為1：1；蒸餾水的用量與多元胺類化合物的質(zhì)量比為10：1。
步驟3.3，將步驟3.2的反應浴升溫至70℃，繼續(xù)反應4小時，使多異氰酸酯充分反應，殼體更加牢固致密。然后降溫，出料。
實施例3
制備環(huán)保型聚脲/聚氨酯囊壁微膠囊相變材料，具體按照以下步驟實施：
步驟1，將囊芯組分與多異氰酸酯混合均勻形成第一溶液，具體按照如下步驟實施：
步驟1.1，稱取囊芯組分十八烷和多異氰酸酯，其中，多異氰酸酯與囊芯組分的質(zhì)量比為0.3:1；多異氰酸酯選用異佛爾酮二異氰酸酯；
步驟1.2，將步驟1.1稱取的十八烷和異佛爾酮二異氰酸酯在高于囊芯組分熔點10℃的條件下進行混合，得到混合均勻的第一溶液。
步驟2，制備第一溶液的微滴分散體；
步驟2.1，配制與步驟1中制備的第一溶液不相溶的非反應性介質(zhì)溶液，非反應性介質(zhì)溶液由乳化劑和蒸餾水配制而成，乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)，乳化劑與囊芯組分的質(zhì)量比為0.08:1，蒸餾水的質(zhì)量為囊芯組份質(zhì)量的8倍。
步驟2.2，將步驟2.1配制的非反應性介質(zhì)溶液與第一溶液混合，并在高速剪切乳化機上進行乳化，攪拌轉(zhuǎn)速為15000轉(zhuǎn)/分鐘，乳化時間為5分鐘，乳化浴溫度為38℃(比囊芯組分十八烷的熔點高10℃)，得到第一溶液的微滴分散體。
步驟3，單體聚合形成微膠囊，得到一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚脲/聚氨酯復合殼層囊壁的微膠囊相變材料。
步驟3.1，在600轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌轉(zhuǎn)速下，向步驟2中得到的第一溶液的分散體中滴加多元醇類化合物的蒸餾水溶液，使其與多異氰酸酯反應形成微膠囊囊壁，多元醇類化合物的滴加時間控制在30分鐘，滴加完畢后繼續(xù)保溫反應30分鐘。其中多元醇類化合物選用三羥甲基丙烷，三羥甲基丙烷與異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為1.5:1，蒸餾水的用量與多元醇類化合物的質(zhì)量比為10：1。
步驟3.2，將步驟3.1的反應浴升溫至60℃，繼續(xù)反應3小時。然后滴加一定量的二元胺的蒸餾水溶液，使其與剩余的異氰酸根反應，形成致密的聚脲/聚氨酯復合囊壁。其中，二元胺類化合物選用二乙烯三胺，二元胺與多異氰酸酯的摩爾比為0.5：1；蒸餾水的用量與多元胺類化合物的質(zhì)量比為8：1。
步驟3.3，將步驟3.2的反應浴升溫至70℃，繼續(xù)反應3小時，使多異氰酸酯充分反應，殼體更加牢固致密。然后降溫，出料。
實施例4
制備環(huán)保型聚脲/聚氨酯囊壁微膠囊相變材料，具體按照以下步驟實施：
步驟1，將囊芯組分與多異氰酸酯混合均勻形成第一溶液，具體按照如
下步驟實施：
步驟1.1，稱取囊芯組分硬脂酸丁酯和多異氰酸酯，其中，多異氰酸酯與囊芯組分的質(zhì)量比為0.5:1；多異氰酸酯選用異佛爾酮二異氰酸酯；
步驟1.2，將步驟1.1稱取的硬脂酸丁酯和異佛爾酮二異氰酸酯在高于囊芯組分熔點15℃的條件下進行混合，得到混合均勻的第一溶液。
步驟2，制備第一溶液的微滴分散體；
步驟2.1，配制與步驟1中制備的第一溶液不相溶的非反應性介質(zhì)溶液，非反應性介質(zhì)溶液由乳化劑和蒸餾水配制而成，乳化劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物的鈉鹽，乳化劑與囊芯組分的質(zhì)量比為0.1:1，蒸餾水的質(zhì)量為囊芯組份質(zhì)量的7.5倍。
步驟2.2，將步驟2.1配制的非反應性介質(zhì)溶液與第一溶液混合，并在高速剪切乳化機上進行乳化，攪拌轉(zhuǎn)速為9000轉(zhuǎn)/分鐘，乳化時間為8分鐘，乳化浴溫度為3℃(比囊芯組分硬脂酸丁酯的熔點高8℃)，得到第一溶液的微滴分散體。
步驟3，單體聚合形成微膠囊，得到一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚脲/聚氨酯復合殼層囊壁的微膠囊相變材料。
步驟3.1，在800轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌轉(zhuǎn)速下，向步驟2中得到的第一溶液的分散體中滴加多元醇類化合物的蒸餾水溶液，使其與多異氰酸酯反應形成微膠囊囊壁，多元醇類化合物的滴加時間控制在30分鐘，滴加完畢后繼續(xù)保溫反應30分鐘。其中多元醇類化合物選用三羥甲基丙烷，三羥甲基丙烷與異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為1.5:1，蒸餾水的用量與多元醇類化合物的質(zhì)量比為5：1。
步驟3.2，將步驟3.1的反應浴升溫至60℃，繼續(xù)反應2.2小時。然后滴加一定量的二元胺的蒸餾水溶液，使其與剩余的異氰酸根反應，形成致密的聚脲/聚氨酯復合囊壁。其中，二元胺類化合物選用二乙烯三胺，二元胺與多異氰酸酯的摩爾比為0.3：1；蒸餾水的用量與多元胺類化合物的質(zhì)量比為6：1。
步驟3.3，將步驟3.2的反應浴升溫至70℃，繼續(xù)反應3.5小時，使多異氰酸酯充分反應，殼體更加牢固致密。然后降溫，出料。
實施例5
制備環(huán)保型聚脲/聚氨酯囊壁微膠囊相變材料，具體按照以下步驟實施：
步驟1，將囊芯組分與多異氰酸酯混合均勻形成第一溶液，具體按照如下步驟實施：
步驟1.1，稱取囊芯組分十八烷和多異氰酸酯，其中，多異氰酸酯與囊芯組分的質(zhì)量比為0.5:1；多異氰酸酯選用異佛爾酮二異氰酸酯；
步驟1.2，將步驟1.1稱取的十八烷和異佛爾酮二異氰酸酯在高于囊芯組分熔點15℃的條件下進行混合，得到混合均勻的第一溶液。
步驟2，制備第一溶液的微滴分散體；
步驟2.1，配制與步驟1中制備的第一溶液不相溶的非反應性介質(zhì)溶液，非反應性介質(zhì)溶液由乳化劑和蒸餾水配制而成，乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉，乳化劑與囊芯組分的質(zhì)量比為0.08:1，蒸餾水的質(zhì)量為囊芯組份質(zhì)量的10倍。
步驟2.2，將步驟2.1配制的非反應性介質(zhì)溶液與第一溶液混合，并在高速剪切乳化機上進行乳化，攪拌轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/分鐘，乳化時間為6分鐘，乳化浴溫度為35℃(比囊芯組分十八烷的熔點高7℃)，得到第一溶液的微滴分散體。
步驟3，單體聚合形成微膠囊，得到一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚脲/聚氨酯復合殼層囊壁的微膠囊相變材料。
步驟3.1，在500轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌轉(zhuǎn)速下，向步驟2中得到的第一溶液的分散體中滴加多元醇類化合物的蒸餾水溶液，使其與多異氰酸酯反應形成微膠囊囊壁，多元醇類化合物的滴加時間控制在20分鐘，滴加完畢后繼續(xù)保溫反應30分鐘。其中多元醇類化合物選用三羥甲基丙烷，三羥甲基丙烷與異佛爾酮二異氰酸酯的摩爾比為1.3:1，蒸餾水的用量與多元醇類化合物的質(zhì)量比為6：1。
步驟3.2，將步驟3.1的反應浴升溫至60℃，繼續(xù)反應2～3小時。然后滴加一定量的二元胺的蒸餾水溶液，使其與剩余的異氰酸根反應，形成致密的聚脲/聚氨酯復合囊壁。其中，二元胺類化合物選用二乙烯三胺，二元胺與多異氰酸酯的摩爾比為0.7：1；蒸餾水的用量與多元胺類化合物的質(zhì)量比為2：1。
步驟3.3，將步驟3.2的反應浴升溫至70℃，繼續(xù)反應2～4小時，使多異氰酸酯充分反應，殼體更加牢固致密。然后降溫，出料。
本發(fā)明提供了一種微膠囊相變材料及其制備方法，這種微膠囊材料的獨特性在于其囊壁是一種具有三元網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚脲/聚氨酯復合囊壁。這種復合殼層囊壁的形成分兩步進行，首先是采用二元異氰酸酯與含有三個伯羥基的多元醇反應制備網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚氨酯囊壁，其次是反應一定時間后加入一定量的二元胺化合物進行擴鏈改性，使二元胺與剩余的異氰酸根繼續(xù)反應形成聚脲囊壁，最終形成的微膠囊囊壁是一種環(huán)保型聚脲/聚氨酯復合囊壁。由于所采用的多元醇是采用含有三個伯羥基的三羥甲基丙烷，其網(wǎng)狀交聯(lián)更加充分，所制備微膠囊表面凹陷較少，囊壁更加堅固致密，可以對囊芯物質(zhì)起到很好的保護作用，避免囊芯物質(zhì)在使用過程中發(fā)生不必要的泄漏，從而使其應用性能和使用壽命得到提高。這種網(wǎng)狀復合結(jié)構(gòu)囊壁特別適合于對芯材包封完全、滲漏性要求較低的物質(zhì)的包封，尤其是適合于對相變材料的包封。因此，本發(fā)明可以解決界面聚合法制備的微膠囊相變材料致密性和熱穩(wěn)定性較差的問題，所制備的微膠囊克服了固液相變材料在反復使用過程中易出現(xiàn)的相變材料泄漏等問題，同時制備的微膠囊不含甲醛等有害成分，價格低廉，制備工藝簡單，性能穩(wěn)定，殼體堅固致密，使用壽命長。
這種復合殼層囊壁的形成分兩步進行，首先是采用二元異氰酸酯與含有三個伯羥基的多元醇反應制備網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚氨酯囊壁，其次是反應一定時間后加入一定量的二元胺化合物進行擴鏈改性，使二元胺與剩余的異氰酸根繼續(xù)反應形成聚脲囊壁，最終形成的微膠囊囊壁是一種聚脲/聚氨酯復合殼層的囊壁，由于所形成的囊壁是一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的囊壁，相對于傳統(tǒng)的線性聚脲或聚氨酯囊壁而言，其殼體的熱穩(wěn)定性和致密性大大提高，從而使其具有良好的應用性能。由于所采用的多元醇是采用含有三個伯羥基的三羥甲基丙烷，相對于丙三醇(兩個伯羥基，一個仲羥基)其網(wǎng)狀交聯(lián)更加充分，所制備微膠囊表面凹陷較少，囊壁更加堅固致密。