專利名稱：單分散相變微膠囊的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相變微膠囊，特別涉及具有尺寸可控、形貌可控的單分散性 相變微膠囊的制備方法，以及由該方法獲得的單分散性相變微膠囊。
背景技術(shù)：
隨著世界能源問題以及環(huán)境問題的日趨嚴重，節(jié)能和環(huán)保已經(jīng)成為能源 應(yīng)用領(lǐng)域的重要課題。為了提高能源的利用效率，利用相變材料的相變潛熱 進行能量存儲和再利用的節(jié)能技術(shù)研究被日益重視。
相變材料是一種利用材料相變潛熱的材料。目前常用的相變材料主要包 括無機物和有機物兩大類。大多數(shù)無機物相變材料具有腐蝕性而且在相變過 程中具有過冷和相分離的缺點，影響了其蓄能能力；而有機物相變材料腐蝕 性小，化學(xué)性能穩(wěn)定，且價格便宜，因此具有廣泛的應(yīng)用。為了解決相變材 料在液態(tài)時泄漏和腐蝕問題，常將相變材料通過微膠囊化制成微膠囊相變材 料。
另一方面，通過微膠囊技術(shù)可以將5碳 8碳的低沸點烷烴包裹到膠囊中， 做成物理發(fā)泡微膠囊。將其添加到高分子樹脂中，在高分子熔融加工時烷烴 氣化，體積膨脹從而使材料發(fā)泡。但目前國內(nèi)在物理膠囊發(fā)泡材料方面卓有 成效的研究還比較少。同時眾所周知具有大的可控比表面積的微膠囊在分離、 分析以及催化等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。
由于微膠囊化后烷烴的穩(wěn)定性能提高，用致密材料包裹低沸點的烷烴所 制備微膠囊可以作為物理發(fā)泡材料。另外由于烷烴是最簡單的有機物，是很 多生物分子、高分子的結(jié)構(gòu)組成部分，單分散尺寸可控的垸烴微膠囊體系可 以為研究高分子以及生物體系廣泛存在的受限結(jié)晶行為提供理論模型。
目前關(guān)于相變微膠囊的制備以及應(yīng)用國內(nèi)外已有一些報道。早在1988年 就有關(guān)于將相變材料包覆到微球中，然后紡絲成織物的專利(U.S. Patents 4756958)。邢建偉等人(CN1688387A)，利用界面聚合法，并采用聚苯乙烯 磺酸鈉或高分子量的聚丙烯酸或其衍生物作體系穩(wěn)定劑，制備了微膠囊化的
烷烴乳液。顧紅艷等人(CN 1693312A)，利用油溶性引發(fā)劑，利用細乳液技 術(shù)，結(jié)合可逆加成一斷鏈鏈轉(zhuǎn)移(RAFT技術(shù))活性自由基技術(shù)，制備出形態(tài) 結(jié)構(gòu)精確可控的相變微膠囊。王立新等人(CN1513938A)利用聚苯乙烯馬來 酸酐為體系分散劑，利用原位聚合法制備出結(jié)構(gòu)致密，應(yīng)用于建筑墻體內(nèi)抹 灰面的微膠囊相變材料。然而，到目前為止通過簡單原位聚合方法制備具有尺寸和表面形貌可控 的單分散相變微膠囊還未見報道。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種單分散相變微膠囊的制備方法。 本發(fā)明的再一 目的是提供一種由目的一獲得的具有尺寸和表面形貌可控 的單分散性相變微膠囊。本發(fā)明的單分散相變微膠囊的制備方法是首先是芯材乳化液的制備，以碳數(shù)為5 50的烷烴為囊芯，體系乳化時所采用的是非離子乳化劑；同時 制備水溶性的蜜胺樹脂或脲醛樹脂預(yù)聚體，將預(yù)聚體加入到芯材的乳化液中， 調(diào)節(jié)溶液pH值，原位聚合為耐熱性的高分子材料。利用上述耐熱性的高分子 材料為囊壁，將具有相變功能的有機囊芯包裹起來，得到單分散相變微膠囊。 具體制備過程包括以下步驟-(1 ).芯材乳化液的制備以質(zhì)量濃度為0.1% 5%的50ml非離子乳化劑 水溶液中含有碳數(shù)為5 50的垸烴芯材0.5wtn/。 20wtQ/。計；首先配制質(zhì)量濃 度為0.1% 5%的非離子乳化劑水溶液50ml，加熱至芯材原料熔點以上，然 后將碳數(shù)為5 50的烷烴芯材加到非離子乳化劑水溶液中，其烷烴芯材在混 合液中的含量為0.5wt% 20wt%，利用機械攪拌，在200rpm 1000rpm的攪 拌速度下充分攪拌0.5 2小時，同時逐漸升溫至5(TC 95-C (溫度應(yīng)始終高 于芯材的熔點)，得到芯材乳化液；對于碳原子數(shù)在5 9的烷烴乳化液的制 備過程中，為防止垸烴揮發(fā)，反應(yīng)體系采用密封加壓(其壓力大小，以垸烴 不能夠揮發(fā)即可)；(2).壁材預(yù)聚體的合成以0.3 6g三聚氰胺或尿素加入3 10ml質(zhì)量 濃度為37M的甲醛和5 10ml去離子水計；將0.3 6g三聚氰胺或尿素，3 10ml質(zhì)量濃度為37%的甲醛和5 10ml去離子水混合，磁力攪拌，用質(zhì)量濃 度為5% 10%的Na2C03或三乙醇胺溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為9 11 ，或者用 質(zhì)量濃度為2% 5%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為9 11;水浴加熱至
60 80°C，體系變透明之后，再繼續(xù)反應(yīng)10 15分鐘，分別得到水溶性的蜜 胺樹脂或脲醛樹脂壁材預(yù)聚體；
(3).單分散性相變微膠囊的制備在反應(yīng)溫度為50 8(TC下，將步驟 (2)以0.3 6g三聚氰胺或尿素加入3 10ml質(zhì)量濃度為37%的甲醛和5 10ml去離子水計反應(yīng)得到的水溶性的蜜胺樹脂或脲醛樹脂壁材預(yù)聚體溶液， 加入到步驟(1)以質(zhì)量濃度為0.1。/。 5。/。的50ml非離子乳化劑水溶液中含有 碳數(shù)為5 50的烷烴芯材0.5% 20%計配制得到的芯材乳化液中；將攪拌速 度降至200rpm 400rpm，用質(zhì)量濃度為5% 10%的酸慢慢調(diào)節(jié)體系pH值為 4.5 5.5，此時乳液體系由澄清變?yōu)槿榘?，保持溫?0 95。C下反應(yīng)10 15 分鐘，然后繼續(xù)緩慢加入質(zhì)量濃度為5°/。 10%的酸，使體系pH值進一步降 低到3.5 4，保持溫度繼續(xù)反應(yīng)1 3小時，降溫熟化。產(chǎn)物經(jīng)過濾，再用去 離子水洗滌，反復(fù)3 4次。將所得樣品室溫下過濾或離心分離，用去離子水 洗滌，重復(fù)三次。將最終所得沉淀物，用6(TC 70'C熱水洗滌兩次。真空千 燥，得到單分散性相變微膠囊，其尺寸為100nm 3(^m。 所述的酸是檸檬酸、醋酸、鹽酸或硫酸。
所述的碳數(shù)為5 50的烷烴芯材，在單分散性相變微膠囊中的含量為 5wt% 90wt0/o。
所述的單分散性相變微膠囊在-l(TC 95-C的溫度范圍內(nèi)具有相變行為。 所述的體系乳化時所采用的非離子乳化劑是曲拉通-XlOO (Triton-Xl00)、
壬基酚聚氧乙烯十醚(NP-IO)、失水山梨醇聚氧乙烯(20)醚油酸酯(Tween-60)
或它們的任意混合物。
本發(fā)明的單分散相變、微膠囊是由碳數(shù)為5 50的烷烴芯材及蜜胺樹脂或 脲醛樹脂壁材構(gòu)成，其尺、寸為100nm 30nm;其中，所述的碳數(shù)為5 50的 烷烴芯材，在單分散性相變微膠囊中的含量為5wt% 90wt%。
本發(fā)明單分散性相變微膠囊的制備過程中體系的反應(yīng)溫度為50 95°C。 采用將質(zhì)量濃度為5% 10%的酸液緩慢加入的方式，分步調(diào)節(jié)體系的pH值。 通過這種方法得到的單分散性相變微膠囊具有很好的單分散性。隨具體配方 的不同，單分散性相變微膠囊的尺寸在100nm 3(Him之間，并且大小可控。
本發(fā)明單分散性相變微膠囊的制備過程中，通過調(diào)解體系的反應(yīng)溫度、 乳化劑的種類和投料比例，可以制備出從光滑表面到多孔表面一系列豐富表 面形貌可控的單分散性相變微膠囊，單分散性相變微膠囊的尺寸可以在大范 圍內(nèi)得到控制。微膠囊的表面孔的大小和多少同乳化劑的用量、烷烴投料量
以及反應(yīng)溫度有關(guān)。這種性能穩(wěn)定的微膠囊不僅在蓄能相變材料、物理發(fā)泡 材料，以及分離、分析和催化等工業(yè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景，具有較大的 實用價值和經(jīng)濟價值。同時它還可以為研究生物大分子以及高分子等復(fù)雜體 系的受限結(jié)晶行為的理論研究提供良好的模型。
本發(fā)明單分散性相變微膠囊的制備體系中不需要額外的分散劑(如聚乙
烯醇PVA，聚苯乙烯磺酸鈉和高分子量的聚丙烯酸及其衍生物等)，合成方法
簡單，容易放大和實現(xiàn)工業(yè)化。


圖l.本發(fā)明實施例1的單分散性相變微膠囊放大3500倍的掃描電鏡照片。 圖2.本發(fā)明實施例2的單分散性相變微膠囊放大8000倍的掃描電鏡照片。 圖3.本發(fā)明實施例3的單分散性相變微膠囊放大20000倍的掃描電鏡照片。
圖4.本發(fā)明實施例4的單分散性相變微膠囊放大10000倍的掃描電鏡照片。
圖5.本發(fā)明的實施例5的相變微膠囊放大15000倍的多孔表面形貌。
具體實施例方式
實施例1
芯材乳化液的制備
將0.25g曲拉通-100 (Triton-XlOO)和50ml去離子水加入到150ml的三 口燒瓶中，攪拌溶解，并逐漸升溫至40°C ，加入lg正十八烷，機械攪拌600rpm 剪切乳化l小時，并逐漸將體系升溫至7(TC。
壁材預(yù)聚體的合成
將1.9g三聚氰胺，質(zhì)量濃度為37。/。的甲醛3ml和5ml去離子水混合，磁 力攪拌，用質(zhì)量濃度為5M的Na2C03溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為9 11。水浴加 熱至7(TC，體系變透明之后，再繼續(xù)反應(yīng)10分鐘。
單分散性相變微膠囊的制備
將壁材預(yù)聚體溶液倒入到芯材乳化液中，并將機械攪拌速度降至400rpm， 用質(zhì)量濃度為5%的擰檬酸慢慢調(diào)節(jié)體系pH值約為5，此時乳液體系由澄清 變?yōu)槿榘?，保持溫?(TC下反應(yīng)15分鐘，然后繼續(xù)緩慢加入質(zhì)量濃度為5°/。 的檸檬酸溶液，使體系pH值進一步降低到3.5 4，保持溫度繼續(xù)反應(yīng)2小時， 降溫熟化。產(chǎn)物經(jīng)過濾，再用去離子水洗滌，反復(fù)3 4次。將最終所得產(chǎn)物 沉淀，用6(TC熱水洗滌兩次，真空干燥，得到的單分散性相變微膠囊的尺寸 為3.5pm,具有很好的單分散性，并且表面有許多孔徑約為100nm的孔，所 得掃描電鏡照片如圖l所示。實施例2芯材乳液的制備將0.25g曲拉通-100 (Triton-XlOO)和50ml去離子水加入到150ml的三 口燒瓶中，攪拌溶解，并逐漸升溫至40 °C ，加入0.5g正十八垸，機械攪拌600rpm 剪切乳化1小時，并逐漸將體系升溫至7(TC。壁材預(yù)聚體的合成-將1.9g三聚氰胺，質(zhì)量濃度為37%的甲醛3ml和10ml去離子水混合， 磁力攪拌，用質(zhì)量濃度為5n/。的Na2C03溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為9 11。水浴 加熱至70。C，體系變透明之后，再繼續(xù)反應(yīng)10分鐘。單分散性相變微膠囊的制備-將壁材預(yù)聚體溶液倒入到芯材乳化液中，并將機械攪拌速度降至200 400rpm，用質(zhì)量濃度為5%的檸檬酸慢慢調(diào)節(jié)體系pH值約為5，此時乳液體 系由澄清變?yōu)槿榘?，保持溫?(TC下反應(yīng)15分鐘，然后繼續(xù)緩慢加入質(zhì)量濃 度為5%的檸檬酸溶液，使體系pH值進一步降低到3.5 4，保持溫度繼續(xù)反 應(yīng)2小時，降溫熟化。產(chǎn)物經(jīng)過濾，再用去離子水洗滌，反復(fù)3 4次。將最 終所得產(chǎn)物沉淀，用6(TC熱水洗滌兩次，真空干燥，得到的單分散性相變微 膠囊的尺寸為2.5nm，具有很好的單分散性，并且表面有許多孔徑約為200nm 的孔，所得掃描電鏡照片如圖2所示。實施例3芯材乳液的制備將0.25g曲拉通-100 (Triton-X100)和50ml去離子水加入到150ml的三 口燒瓶中，攪拌溶解，并逐漸升溫至40°C ，加入0.5g正十八烷，機械攪拌600rpm 剪切乳化l小時，并逐漸將體系升溫至7(TC。壁材預(yù)聚體的合成將0.48g三聚氰胺，質(zhì)量濃度為37%的甲醛0.75ml和10ml去離子水混合， 磁力攪拌，用質(zhì)量濃度為5n/。的Na2C03溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為9 11。水浴 加熱至7(TC，體系變透明之后，再繼續(xù)反應(yīng)10分鐘。單分散性相變微膠囊的制備
將壁材預(yù)聚體溶液倒入到芯材乳化液中，并將機械攪拌速度降至400rpm， 用質(zhì)量濃度為5%的檸檬酸慢慢調(diào)節(jié)體系pH值約為5，此時乳液體系由澄清 變?yōu)槿榘?，保持溫?(TC下反應(yīng)15分鐘，然后繼續(xù)緩慢加入質(zhì)量濃度為5% 的檸檬酸溶液，使體系pH值進一步降低到3.5 4,保持溫度繼續(xù)反應(yīng)2小時， 降溫熟化。將所得樣品室溫離心分離，用去離子水洗滌，重復(fù)三次。將最終 所得沉淀，用6(TC熱水洗滌兩次，真空干燥，得到的單分散性相變微膠囊的 尺寸為l,，具有很好的單分散性，并且表面有2 3個尺寸約為400nm的錐 孔，所得掃描電鏡照片如圖3所示。
實施例4
芯材乳液的制備
將0.25g曲拉通-100 (Triton-XlOO)和50ml去離子水加入到150ml的三 口燒瓶中，攪拌溶解，并逐漸升溫至40°C ，加入lg正十八烷，機械攪拌600rpm 剪切乳化1小時，并逐漸將體系升溫至5(TC。
壁材預(yù)聚體的合成
將1.9g三聚氰胺，質(zhì)量濃度為37。/。的甲醛3ml和5ml去離子水混合，磁 力攪拌，用質(zhì)量濃度為5^的Na2C03溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為9 11。水浴加 熱至70。C，體系變透明之后，再繼續(xù)反應(yīng)10 15分鐘。
單分散性相變微膠囊的制備
將壁材預(yù)聚體溶液倒入到芯材乳化液中，并將機械攪拌速度降至400rpm， 用質(zhì)量濃度為5%的檸檬酸慢慢調(diào)節(jié)體系pH值約為5，此時乳液體系由澄清 變?yōu)槿榘祝３譁囟?0。C下反應(yīng)15分鐘，然后繼續(xù)緩慢加入質(zhì)量濃度為5% 的檸檬酸溶液，使體系pH值進一步降低到3.5 4，保持溫度辨續(xù)反應(yīng)2小時， 降溫熟化。產(chǎn)物經(jīng)過濾，再用去離子水洗滌，反復(fù)3 4次。將最終所得產(chǎn)物 沉淀，用6(TC熱水洗滌兩次，真空干燥，得到的單分散性相變微膠囊的尺寸 約為3.5pm，具有很好的單分散性，并且表面光滑致密，所得掃描電鏡照片如 圖4所示。
實施例5
將0.25g曲拉通-100 (Triton-XlOO)和50ml去離子水加入到150ml的三 口燒瓶中，攪拌溶解，并逐漸升溫至40°C ，加入1.5g正十八烷,機械攪拌600rpm 剪切乳化l小時，并逐漸將體系升溫至7(TC。
壁材預(yù)聚體的合成 將2.85g三聚氰胺，質(zhì)量濃度為37%的甲醛4.5ml和10ml去離子水混合， 磁力攪拌，用質(zhì)量濃度為5。/。的Na2C03溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為9 11。水浴 加熱至7(TC，體系變透明之后，再繼續(xù)反應(yīng)10分鐘。
單分散性相變微膠囊的制備
將壁材預(yù)聚體溶液倒入到芯材乳化液中，并將機械攪拌速度降至400rpm， 用質(zhì)量濃度為5%的檸檬酸慢慢調(diào)節(jié)體系pH值約為5，此時乳液體系由澄清 變?yōu)槿榘?，保持溫?(TC下反應(yīng)15分鐘，然后繼續(xù)緩慢加入質(zhì)量濃度為5% 的檸檬酸溶液，使體系pH值進一步降低到3.5 4，保持溫度繼續(xù)反應(yīng)2小時， 降溫熟化。將所得樣品室溫離心分離，用去離子水洗滌，重復(fù)三次。將最終 所得沉淀，用6(TC熱水洗滌兩次，真空干燥，得到的單分散性相變微膠囊的 尺寸為4.5(im，具有很好的單分散性，并且表面有許多個孔徑約為100nm的 孔，所得掃描電鏡照片如圖5所示。
實施例6
芯材乳液的制備
將0.25g壬基酚聚氧乙烯十醚(NP-10)和50ml去離子水加入到150ml 的三口燒瓶中，攪拌溶解，并逐漸升溫至45。C，加入1.5g正十九烷，機械攪 拌600rpm剪切乳化1小時，并逐漸將體系升溫至70°C 。
壁材預(yù)聚體的合成
將2.8g尿素，4.5ml質(zhì)量濃度為37。/。的甲醛和10ml去離子水混合，磁力 攪拌，三乙醇胺調(diào)節(jié)體系的pH值為9 11。水浴加熱至7(TC，體系變透明之 后，再繼續(xù)反應(yīng)15分鐘。
單分散性一，變微膠囊的制備
將壁材預(yù)聚體溶液倒入到芯材乳化液中，并將機械攪拌速度降至200 400rpm，用質(zhì)量濃度為5%的醋酸慢慢調(diào)節(jié)體系pH值約為5，此時乳液體系 由澄清變?yōu)槿榘?，保持溫?(TC下反應(yīng)15分鐘，然后繼續(xù)緩慢加入質(zhì)量濃度 為5%的醋酸溶液，使體系pH值進一步降低到3.5 4，保持溫度繼續(xù)反應(yīng)2 小時，降溫熟化。將所得樣品室溫離心分離，用去離子水洗滌，重復(fù)三次。 將最終所得產(chǎn)物沉淀，用6(TC熱水洗滌兩次，真空干燥，得到的相變微膠囊 具有很好的單分散性。
實施例7 芯材乳液的制備:
將0.25g吐溫(Tween 60)禾B 50ml去離子水加入150ml的三口燒瓶中， 攪拌溶解，加入lg正戊烷，體系密封，通氮氣加壓防止戊垸揮發(fā)，機械攪拌 600rpm剪切乳化1小時，并逐漸將體系升溫至50°C。壁材預(yù)聚體的合成將1.9g三聚氰胺，質(zhì)量濃度為37%的甲醛3ml和5ml去離子水混合，磁 力攪拌，用質(zhì)量濃度為5%的Na2CCb溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為9 11。水浴加 熱至7(TC，體系變透明之后，再繼續(xù)反應(yīng)15分鐘。單分散性相變微膠囊的制備將壁材預(yù)聚體溶液倒入到芯材乳化液中，并將機械攪拌速度降至200 400rpm，用質(zhì)量濃度為5%的稀硫酸慢慢調(diào)節(jié)體系pH值約為5，此時乳液體 系由澄清變?yōu)槿榘?，保持溫?(TC下反應(yīng)15分鐘，然后繼續(xù)緩慢加入質(zhì)量濃 度為5%的稀硫酸溶液，使體系pH值進一步降低到3.5 4，保持溫度繼續(xù)反 應(yīng)2小時，降溫熟化。產(chǎn)物經(jīng)過濾，再用去離子水洗滌，反復(fù)3 4次。將最 終所得產(chǎn)物沉淀，用6(TC熱水洗滌兩次，真空干燥，得到的單分散性相變微 膠囊具有很好的單分散性。實施例8將0.25g吐溫60， 0.25g曲拉通-XlOO作為混合乳化劑和50ml去離子水加 入150ml的三口燒瓶中，攪拌溶解，加入lg正五十烷，機械攪拌1000rpm剪 切乳化1小時，并逐漸將體系升溫至95°C。壁材預(yù)聚體的合成將1.9g三聚氰胺，質(zhì)量濃度為37。/。的甲醛3ml和5ml去離子水混合，磁 力攪拌，用質(zhì)量濃度為5°/。的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為9 11。水浴 加熱至7(TC，體系變透明之后，再繼續(xù)反應(yīng)15分鐘。單分散性相變微膠囊的制備將壁材預(yù)聚體溶液倒入到芯材乳化液中，并將機械攪拌速度降至200rpm， 用質(zhì)量濃度為5%的稀硫酸慢慢調(diào)節(jié)體系pH值約為5，此時乳液體系由澄清 變?yōu)槿榘?，保持溫?5t:下反應(yīng)15分鐘，然后繼續(xù)緩慢加入質(zhì)量濃度為5% 的稀硫酸溶液，使體系pH值進一步降低到3.5 4，保持溫度繼續(xù)反應(yīng)2小時， 降溫熟化。產(chǎn)物經(jīng)過濾，再用去離子水洗滌，反復(fù)3 4次。將最終所得沉淀， 用6(TC熱水洗滌兩次，真空干燥，得到的單分散性相變微膠囊具有很好的單 分散性。
權(quán)利要求
1.一種單分散相變微膠囊的制備方法，其特征是，該方法包括以下步驟(1).芯材乳化液的制備以質(zhì)量濃度為0.1％～5％的50ml非離子乳化劑水溶液中含有碳數(shù)為5～50的烷烴芯材0.5wt％～20wt％計；首先配制質(zhì)量濃度為0.1％～5％的非離子乳化劑水溶液50ml，加熱至芯材原料熔點以上，然后將碳數(shù)為5～50的烷烴芯材加到非離子乳化劑水溶液中，其烷烴芯材在混合液中的含量為0.5wt％～20wt％，在200rpm～1000rpm的攪拌速度下充分攪拌，同時逐漸升溫至50℃～95℃，得到芯材乳化液；對于碳原子數(shù)在5～9的烷烴乳化液的制備過程中，反應(yīng)體系采用密封加壓；(2).壁材預(yù)聚體的合成以0.3～6g三聚氰胺或尿素加入3～10ml質(zhì)量濃度為37％的甲醛和5～10ml去離子水計；將0.3～6g三聚氰胺或尿素，3～10ml質(zhì)量濃度為37％的甲醛和5～10ml去離子水混合，磁力攪拌，用Na2CO3或三乙醇胺溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為9～11，或者用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)體系的pH值為9～11；水浴加熱至60～80℃，體系變透明之后，再繼續(xù)反應(yīng)，分別得到水溶性的蜜胺樹脂或脲醛樹脂壁材預(yù)聚體；(3).單分散性相變微膠囊的制備在反應(yīng)溫度為50～80℃下，將步驟(2)以0.3～6g三聚氰胺或尿素加入3～10ml質(zhì)量濃度為37％的甲醛和5～10ml去離子水計反應(yīng)得到的水溶性的蜜胺樹脂或脲醛樹脂壁材預(yù)聚體溶液，加入到步驟(1)以質(zhì)量濃度為0.1％～5％的50ml非離子乳化劑水溶液中含有碳數(shù)為5～50的烷烴芯材0.5wt％～20wt％計配制得到的芯材乳化液中；將攪拌速度降至200rpm～400rpm，用酸慢慢調(diào)節(jié)體系pH值為4.5～5.5，此時乳液體系由澄清變?yōu)槿榘祝３譁囟?0～95℃下反應(yīng)10～15分鐘，然后繼續(xù)緩慢加入酸，使體系pH值進一步降低到3.5～4，保持溫度繼續(xù)反應(yīng)，降溫熟化；產(chǎn)物經(jīng)過濾，再用去離子水洗滌，過濾或離心分離，用去離子水洗滌，真空干燥，得到單分散性相變微膠囊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的單分散相變微膠囊的尺 寸為100nm 30Min，其具有光滑表面或多孔表面結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的Na2C03或三乙醇胺溶 液的質(zhì)量濃度為5% 10%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃 度為2°/。 5%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的步驟(2)水浴加熱至60 80°C，體系變透明之后，再繼續(xù)反應(yīng)10 15分鐘。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的酸是檸檬酸、醋酸、鹽 酸或硫酸，它們的質(zhì)量濃度為5% 10%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的非離子乳化劑是曲拉通 -XIOO、壬基酚聚氧乙烯十醚、失水山梨醇聚氧乙烯(20)醚油酸酯或它們的任 意混合物。
8. —種根據(jù)權(quán)利要求1 7任一項所述的方法獲得的單分散相變微膠囊， 其特征是所述的單分散相變微膠囊是由碳數(shù)為5 50的烷烴芯材及蜜胺樹 脂或脲醛樹脂壁材構(gòu)成，其尺寸為100nm 30iam;其中，所述的碳數(shù)為5 50的烷烴芯材，在單分散性相變微膠囊中的含量為5wt% 90wt%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的單分散相變微膠囊，其特征是所述的單分散性 相變微膠囊在-10"C 95°C的溫度范圍內(nèi)具有相變行為。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種相變微膠囊，特別涉及具有尺寸和表面形貌可控的單分散性相變微膠囊的制備方法，以及由該方法獲得的該微膠囊。該微膠囊是利用耐熱性的高分子囊壁將具有相變功能的有機囊芯包裹起來制備的。首先將一定量的囊芯材料加入水中經(jīng)過乳化分散，然后加入水溶性的高分子壁材預(yù)聚體，緩慢升溫，通過緩慢滴加酸液的方式調(diào)節(jié)溶液的pH值至3.5～5.5，反應(yīng)熟化，產(chǎn)物經(jīng)反復(fù)過濾洗滌，干燥，最終得到具有尺寸和表面形貌可控的單分散相變微膠囊。本方法制備的相變微膠囊性能穩(wěn)定，尺寸可控并具有單分散性，表面形貌可控，在蓄能相變材料、物理發(fā)泡材料等方面具有較大的實用價值和經(jīng)濟價值。
文檔編號B01J13/02GK101113322SQ200610088890
公開日2008年1月30日 申請日期2006年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月24日
發(fā)明者劉國明, 劉學(xué)新, 勇 周, 張秀芹, 徐端夫, 王篤金, 石海峰, 俠 董, 謝保全, 瑩 趙 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所