[0017] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0018] 实施例1:一种磁性微胶囊相变储能材料,储能材料各组分原料包括:以重量计,聚氨酯预聚体50份、改性相变微球10份、苯乙烯15份、消泡剂3份、亚硫酸氢钠2份、过硫酸钾2份;消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
[0019] 改性相变微球各组分原料包括:以重量计,预处理磁性微球8份、石蜡25份。
[0020] 预处理磁性微球由磁性微球经过γ射线辐射后制备得到;磁性微球各组分原料包括:以重量计,四氧化三铁纳米颗粒10份、2-甲基咪唑8份、甲醇20份、六水合氯化钴22份、聚乙烯吡络烷酮20份。
[0021] 一种磁性微胶囊相变储能材料的制备方法,包括以下步骤:S1:准备物料;
S2:预处理磁性微球的制备:
取六水合三氯化铁和碳酸氢钠,蒸馏水溶解,磁力搅拌20min,得到溶液A;取抗坏血酸,蒸馏水溶解,磁力搅拌20min,得到溶液B;将溶液B缓慢滴加至A溶液中,继续搅拌15min,搅拌后置于高压环境中,保持温度为120℃,处理6h,冷却,洗涤,再分散至甲醇溶液中,得到四氧化三铁纳米颗粒;
取四氧化三铁纳米颗粒和2-甲基咪唑,甲醇溶解,搅拌10min,得到溶液C;取六水合氯化钴和聚乙烯吡络烷酮,甲醇溶解,搅拌10min,再缓慢滴加溶液C,继续搅拌4h,室温下陈化
24h,磁铁吸附收集紫红色粉末,乙醇洗涤,真空干燥,得到物料A;
取物料A,升温至700℃,氮气环境下煅烧2h,得到磁性微球;将磁性微球置于氩气环境中,γ射线源进行100KGy辐照,辐照剂量率为2.6KGy/h,得到预处理磁性微球;
S3:改性相变微球的制备:
将预处理磁性微球置于固体石蜡上,置于100℃下水浴加热,控制真空度为45Pa,加热时间为1h,加热后将物料置于25℃冷水浴中,冷却至石蜡凝固,分离预处理磁性微球并进行表面打磨,得到改性相变微球;
S4:聚氨酯预聚体的制备:
取异氟尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇,搅拌10min,真空干燥12h,再置于85℃油浴中,氮气保护环境下加入二月桂算二丁基锡,恒温搅拌2h,降温至70℃,再加入二羟甲基丙酸,恒温反应2h,再降温至58℃,加入甲基丙烯酸羟乙酯,保温反应至NCO含量达到设定值,冷却至室温,降粘,得到聚氨酯预聚体;
S5:取改性相变微球、聚氨酯预聚体和苯乙烯,升温至50℃,保温反应2h,再升温至70℃,水浴条件下搅拌5min,搅拌转速为7000r/min,加入去离子水和消泡剂,继续搅拌5min,再将搅拌后的物料置于氮气保护环境中,加入亚硫酸氢钠,搅拌15min,再加入过硫酸钾,继续搅拌20min,搅拌转速为300r/min,38℃下反应4h,得到储能材料。
[0022] 实施例2:一种磁性微胶囊相变储能材料,储能材料各组分原料包括:以重量计,聚氨酯预聚体60份、改性相变微球13份、苯乙烯20份、消泡剂5份、亚硫酸氢钠4份、过硫酸钾4份;消泡剂为氟硅氧烷。
[0023] 改性相变微球各组分原料包括:以重量计,预处理磁性微球12份、石蜡28份。
[0024] 预处理磁性微球由磁性微球经过γ射线辐射后制备得到;磁性微球各组分原料包括:以重量计,四氧化三铁纳米颗粒15份、2-甲基咪唑10份、甲醇25份、六水合氯化钴24份、聚乙烯吡络烷酮22份。
[0025] 一种磁性微胶囊相变储能材料的制备方法,包括以下步骤:S1:准备物料;
S2:预处理磁性微球的制备:
取六水合三氯化铁和碳酸氢钠,蒸馏水溶解,磁力搅拌25min,得到溶液A;取抗坏血酸,蒸馏水溶解,磁力搅拌25min,得到溶液B;将溶液B缓慢滴加至A溶液中,继续搅拌20min,搅拌后置于高压环境中,保持温度为125℃,处理6.5h,冷却,洗涤,再分散至甲醇溶液中,得到四氧化三铁纳米颗粒;
取四氧化三铁纳米颗粒和2-甲基咪唑,甲醇溶解,搅拌13min,得到溶液C;取六水合氯化钴和聚乙烯吡络烷酮,甲醇溶解,搅拌12min,再缓慢滴加溶液C,继续搅拌4.2h,室温下陈化25h,磁铁吸附收集紫红色粉末,乙醇洗涤,真空干燥,得到物料A;
取物料A,升温至702℃,氮气环境下煅烧2.4h,得到磁性微球;将磁性微球置于氩气环境中,γ射线源进行100KGy辐照,辐照剂量率为2.7KGy/h,得到预处理磁性微球;
S3:改性相变微球的制备:
将预处理磁性微球置于固体石蜡上,置于102℃下水浴加热,控制真空度为48Pa,加热时间为1.1h,加热后将物料置于27℃冷水浴中,冷却至石蜡凝固,分离预处理磁性微球并进行表面打磨,得到改性相变微球;
S4:聚氨酯预聚体的制备:
取异氟尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇,搅拌12min,真空干燥12h,再置于88℃油浴中,氮气保护环境下加入二月桂算二丁基锡,恒温搅拌2.1h,降温至71℃,再加入二羟甲基丙酸,恒温反应2.2h,再降温至59℃,加入甲基丙烯酸羟乙酯,保温反应至NCO含量达到设定值,冷却至室温,降粘,得到聚氨酯预聚体;
S5:取改性相变微球、聚氨酯预聚体和苯乙烯,升温至52℃,保温反应2.5h,再升温至71℃,水浴条件下搅拌8min,搅拌转速为7500r/min,加入去离子水和消泡剂,继续搅拌8min,再将搅拌后的物料置于氮气保护环境中,加入亚硫酸氢钠,搅拌18min,再加入过硫酸钾,继续搅拌24min,搅拌转速为325r/min,39℃下反应4.5h,得到储能材料。
[0026] 实施例3:一种磁性微胶囊相变储能材料,储能材料各组分原料包括:以重量计,聚氨酯预聚体70份、改性相变微球15份、苯乙烯25份、消泡剂6份、亚硫酸氢钠5份、过硫酸钾5份;消泡剂为乙二醇硅氧烷。
[0027] 改性相变微球各组分原料包括:以重量计,预处理磁性微球14份、石蜡30份。
[0028] 预处理磁性微球由磁性微球经过γ射线辐射后制备得到;磁性微球各组分原料包括:以重量计,四氧化三铁纳米颗粒20份、2-甲基咪唑12份、甲醇30份、六水合氯化钴28份、聚乙烯吡络烷酮25份。
[0029] 一种磁性微胶囊相变储能材料的制备方法,包括以下步骤:S1:准备物料;
S2:预处理磁性微球的制备:
取六水合三氯化铁和碳酸氢钠,蒸馏水溶解,磁力搅拌30min,得到溶液A;取抗坏血酸,蒸馏水溶解,磁力搅拌30min,得到溶液B;将溶液B缓慢滴加至A溶液中,继续搅拌25min,搅拌后置于高压环境中,保持温度为130℃,处理7h,冷却,洗涤,再分散至甲醇溶液中,得到四氧化三铁纳米颗粒;
取四氧化三铁纳米颗粒和2-甲基咪唑,甲醇溶解,搅拌15min,得到溶液C;取六水合氯化钴和聚乙烯吡络烷酮,甲醇溶解,搅拌15min,再缓慢滴加溶液C,继续搅拌4.5h,室温下陈化26h,磁铁吸附收集紫红色粉末,乙醇洗涤,真空干燥,得到物料A;
取物料A,升温至705℃,氮气环境下煅烧2.5h,得到磁性微球;将磁性微球置于氩气环境中,γ射线源进行100KGy辐照,辐照剂量率为2.8KGy/h,得到预处理磁性微球;
S3:改性相变微球的制备:
将预处理磁性微球置于固体石蜡上,置于105℃下水浴加热,控制真空度为50Pa,加热时间为1.2h,加热后将物料置于28℃冷水浴中,冷却至石蜡凝固,分离预处理磁性微球并进行表面打磨,得到改性相变微球;
S4:聚氨酯预聚体的制备:
取异氟尔酮二异氰酸酯、聚乙二醇,搅拌15min,真空干燥12h,再置于90℃油浴中,氮气保护环境下加入二月桂算二丁基锡,恒温搅拌2.2h,降温至72℃,再加入二羟甲基丙酸,恒温反应2.5h,再降温至60℃,加入甲基丙烯酸羟乙酯,保温反应至NCO含量达到设定值,冷却至室温,降粘,得到聚氨酯预聚体;
S5:取改性相变微球、聚氨酯预聚体和苯乙烯,升温至55℃,保温反应3h,再升温至72℃,水浴条件下搅拌10min,搅拌转速为8000r/min,加入去离子水和消泡剂,继续搅拌
10min,再将搅拌后的物料置于氮气保护环境中,加入亚硫酸氢钠,搅拌20min,再加入过硫酸钾,继续搅拌25min,搅拌转速为350r/min, 40℃下反应5h,得到储能材料。
[0030] 实验1:取实施例1-3中制备的改性相变微球和市面上购买的常规石蜡,分别用LFA447闪光导热系数测试仪对其导热系数进行检测,检测结果如下:
实验2:
取实施例1-3制备的储能材料,分别采用美国 Lakeshore 公司 7407 型振动样品磁强计测定. 测量步骤为: 将试样固定在振动样品磁强计的振动杆上,振动方向与磁场方向垂直; 再逐渐增大磁场强度到最大值, 再减小至零至反向最大, 即可得到磁性相变微胶囊的磁滞回线。
[0031] 检测结果显示:实施例1-3制备的微胶囊相变储能材料的饱和磁化强度为14.9、15.1、14.7emu/g,无磁滞现象,显示出超顺磁性。
[0032] 结论:本发明公开了一种磁性微胶囊相变储能材料及其制备方法,工艺设计合理,操作简单,制备得到的储能材料具有优异的磁性,可广泛用于光、电、磁等技术领域中,同时该储能材料克服了石蜡热导率低的缺陷,有效提高了储能材料的导热性能,具有较高的实用性。
[0033] 对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。