一種丙烯酸共聚物囊壁的半精鍊石蠟微膠囊及製備方法
2023-10-20 17:17:37
專利名稱：一種丙烯酸共聚物囊壁的半精鍊石蠟微膠囊及製備方法
技術領域：
本發明涉及的是一種丙烯酸共聚物囊壁的半精鍊石蠟微膠囊及製備方法，屬於新型高分子材料技術領域。
背景技術：
微膠囊是利用微膠囊技術由無機材料或高分子材料為囊壁包裹芯材而製成的外殼包裹層，此技術使芯材材料可以克服內在性質而擴大了使用範圍。由於微膠囊技術將芯材與周圍的環境隔離，避免了光、氧氣、溫度、酸鹼性、紫外線燈的影響，也避免了不同組分間相互作用而產生的化學反應，失去其本身的特性而導致產品失效，保護了芯材本身的特性。微膠囊相變材料是相變材料在固-液與液-固相變過程中能吸收、儲存和釋放大量的相變潛熱，而本身的溫度基本保持不變，是一種循環儲能材料。石蠟相變材料以其豐富的來源與穩定的性能，而被廣泛的應用在相變微膠囊的製備中。自二十世紀七十年代至今,相變微膠囊材料已應用於建材，熱能傳遞、太陽能利用，儲熱調溫等領域。隨著紅外隱身材料研究的發展，相變材料吸熱行為也越來越受到紅外隱身材料研究者的重視。採用原位聚合法製備密胺樹脂和脲醛樹脂類的相變微膠囊，受其製備工藝及材料本身性質的影響，在微膠囊囊壁中必然殘留一部分沒有完全反應的甲醛和三聚氰胺，這就限制了它的應用範圍。因此製備不含甲醛的相變微膠囊成為目前國內外研究的熱點。
微膠囊技術從技術上克服了相變物質重複利用的局限性，提高了相變材料的使用壽命，拓寬了相變材料的應用領域，具有廣闊的應用前景。現在微膠囊技術已經應用在食品、醫藥、化妝品、紡織、飼料等地方，對於應用在建築上還比較少。相變微膠囊應用在建築上可以起到控制溫度的作用，將其添加到塗料、膩子或砂漿中，使建築物在天熱的 時候可以吸收熱量，天冷的時候放出熱量，保持溫度恆定。在南方長期高溫的天氣下，可以使用在室內，空調就可以不用持續使用，可緩解高溫用電期電網的壓力，也可以達到環保節能的目的。
發明內容
本發明的目的就是提供一種丙烯酸共聚物囊壁的半精鍊石蠟微膠囊及製備方法，利用無毒無害，對環境無影響的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸為囊壁材料製備相變微膠囊，以來源豐富的半精鍊石蠟為芯材製備相變微膠囊，克服目前相變微膠囊的製備過程中大多是以甲醛、三聚氰胺等有毒物質作為微膠囊的囊壁所存在的不足。為實現上述目的，本發明採取了下述技術方案，一種丙烯酸共聚物囊壁的半精鍊石蠟微膠囊及製備方法，主要由下述重量份原料製備:
配方:
半精鍊石蠟8-12份聚山梨酯-80 1-2份
失水山梨醇油酸酯0.5-1份正戊醇0.3-0.6份甲基丙烯酸甲酯 3-5份丙烯酸0.8-1.2份
過氧化苯甲醯 0.01-0.1份十二烷基磺酸鈉 0.01-0.1份 過二硫酸鉀0.3-0.6份甲醇8-12份
去離子水180-220份
上述原料的製備方法是:
(1)微膠囊芯材製備:將半精鍊石蠟與聚山梨酯-80、失水山梨醇油酸酯、正戊醇加A 170-210份去離子水，攪拌均勻，加熱到60-70°C，在2500-3500r/min的轉速下分散30-40min，得到微膠囊芯材備用；
(2)丙烯酸共聚物的製備:將甲基丙烯酸甲酯、過氧化苯甲醯和十二烷基磺酸鈉混合併攪拌均勻得到微膠囊壁材溶液備用；
(3)催化劑的配製:將過二硫酸鉀與10-12份去離子水攪拌至充分溶解，得到催化劑備用;
(4)界面聚合反應:將微膠囊芯材降溫到25-28°C並保持溫度恆定，將攪拌速度調整為800-1000r/min，以0.20-0.23份/min的速度緩慢的滴加微膠囊壁材溶液，並使其反應1-1.5h後，再以0.1-0.15份/min的速度滴加丙烯酸，20_25min後以1.05-1.10份min的速度滴加催化劑，再反應5-6h，得到白色懸浮液備用；
(5)後處理:在白色懸浮液中以1.0-1.2份/min的速度滴加甲醇並攪拌20_30min後，在空氣中靜置冷卻至室溫，冷卻後進行真空抽濾，濾餅用去離子水反覆洗滌2 3次，在40-45°C條件下乾燥48-50h，即得到白色半精鍊石蠟相變微膠囊。採取上述措施的本發明，先對半精鍊石蠟、復配的乳化劑及助分散劑進行高溫高速攪拌分散，使半精鍊石蠟充分的被乳化劑包裹；然後在低速攪拌下進行界面聚合反應，其囊壁材料是無毒、無害的有機材料，製備的石蠟相變微膠囊材料達到了環保節能的效果。本發明中相變微膠囊的潛熱達到120J/g以上，而普通建材在溫度變化1°C時儲存同等熱量將需要150倍相變材料的質量。在建築內牆的飾面材料中每平米摻入20%的發明產品相變微膠囊，可以將普通飾面材料的熱容提高20倍以上，這對房間內的溫度穩定及空調系統壽命是非常有利的。本發明中的製備工藝方法簡便易於合成，成本低且易於推廣。
具體實施例方式實施例1
配方:
半精鍊石蠟IOg聚山梨酯-80 1.6g
失水山梨醇油酸酯0.8g正戊醇 0.5g
甲基丙烯酸甲酯4g丙烯酸 Ig
過氧化苯甲醯0.02g十二燒基磺酸鈉0.02g
過二硫酸鉀0.5g甲醇IOg
去離子水200g 製備方法: (I)相變微膠囊芯材製備:將半精鍊石蠟與聚山梨酯-80、失水山梨醇油酸酯、正戊醇及去離子水170-210克，加熱到60-65°C，在3000r/min的轉速下分散20_30min，得到相變微膠囊芯材備用；
(2)微膠囊壁材溶液製備:將甲基丙烯酸甲酯、過氧化苯甲醯和十二烷基磺酸鈉混合併攪拌均勻，得到微膠囊壁材溶液備用；
(3)催化劑的配製:將過二硫酸鉀與IOg去離子水攪拌至充分溶解；
(4)界面聚合反應:將芯材降溫到25°C左右並保持溫度恆定，將攪拌速度調整為SOOr/min,以0.20g/min的速度緩慢的滴加壁材溶液，並使其反應Ih後，再以0.lg/min的速度滴加丙烯酸，20min後以1.05g/min的速度滴加催化劑,再反應5h,得到白色懸浮液備用；
(5)後處理:在白色懸浮液中以1.0g/min的速度滴加甲醇並攪拌20min後,在空氣中靜置冷卻，冷卻後進行真空抽濾，濾餅用去離子水反覆洗滌2 3次，在40°C條件下乾燥48h，即得到白色半精鍊石蠟相變微膠囊。實施例2 配方:
半精鍊石蠟IOg聚山梨酯-80 1.6g
失水山梨醇油酸酯0.8g正戊醇 Ig
甲基丙烯酸甲酯8g丙烯酸 2g
過氧化苯甲醯0.02g十二燒基磺酸鈉0.02g
過二硫酸鉀0.5g甲醇IOg
去離子水200g
(1)相變微膠囊芯材製備:將半精鍊石蠟與聚山梨酯-80、失水山梨醇油酸酯、正戊醇及去離子水，加入到70°C的恆溫水浴鍋裡的四口燒瓶中，保持3000r/min的轉速下攪拌30min，得到相變微膠囊芯材備用；
(2)微膠囊壁材溶液製備:將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、過氧化苯甲醯和十二烷基磺酸鈉混合併攪拌均勻，得到微膠囊壁材溶液備用；
(3)聚合反應:將恆溫水浴鍋降溫到25°C左右並保持溫度恆定，將攪拌速度調整為800r/min,以0.20g/min的速度把壁材溶液緩慢的滴加到芯材中，反應2h後，以1.05g/min的速度滴加5%的催化劑過二硫酸鉀水溶液，再反應5h，得到白色懸浮液；
(4)後處理:在白色懸浮液中以1.0g/min的速度滴加甲醇並攪拌20min後，在空氣中靜置冷卻，冷卻後進行真空抽濾，濾餅用去離子水反覆洗滌2 3次，在40°C條件下乾燥48h，即得到白色半精鍊石蠟相變微膠囊粉末。實施例3 配方:
半精鍊石蠟IOg聚山梨酯-80 0.8g 失水山梨醇油酸酯1.6g正戊醇 Ig
甲基丙烯酸甲酯4g丙烯酸 0.5g
十二烷基磺酸鈉0.05g二乙烯基苯0.2 g
過二硫酸鉀0.5g甲醇IOg
去離子水200g 製備方法:
(I)相變微膠囊芯材製備:恆溫水浴鍋設定60°C，將半精鍊石蠟與聚山梨酯-80、失水山梨醇油酸酯、正戊醇及去離子水，加入到的四口燒瓶中，在3000r/min的轉速下乳化30min，得到相變微膠囊芯材製備備用；
(2)微膠囊壁材溶液製備:將甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸混合併攪拌均勻得到微膠囊壁材溶液備用；
(3)微膠囊共聚反應:將芯材降溫到25°C左右並保持溫度恆定，將攪拌速度調整為800r/min,以0.20g/min的速度緩慢的滴加壁材溶液，繼續滴加十二烷基磺酸鈉，並使其反應2h後，再以1.05g/min的速度滴加催化劑過二硫酸鉀水溶液，再反應5h，得到白色微膠囊懸浮液備用；
(4)後處理:在白色懸浮液中以1.0g/min的速度滴加甲醇並攪拌20min後，在空氣中靜置冷卻，冷卻後進行真空抽濾，濾餅用去離子水反覆洗滌2 3次，在40°C條件下乾燥48h，即得到白色半精鍊石蠟相 變微膠囊。
權利要求
1.一種丙烯酸共聚物囊壁的半精鍊石蠟微膠囊及製備方法，其特徵是所述微膠囊主要由下述重量份原料製備: 配方: 半精鍊石蠟8-12份聚山梨酯-80 1-2份 失水山梨醇油酸酯0.5-1份正戊醇0.3-0.6份 甲基丙烯酸甲酯 3-5份丙烯酸0.8-1.2份 過氧化苯甲醯 0.01-0.1份十二烷基磺酸鈉 0.01-0.1份 過二硫酸鉀0.3-0.6份甲醇8-12份 去離子水180-220份 上述原料的製備方法是: (O微膠囊芯材製備:將半精鍊石蠟與聚山梨酯-80、失水山梨醇油酸酯、正戊醇加入170-210份去離子水，攪拌均勻，加熱到60-68°C，在2500-3500r/min的轉速下分散30-40min，得到微膠囊芯材備用； (2)丙烯酸共聚物的製備:將甲基丙烯酸甲酯、過氧化苯甲醯和十二烷基磺酸鈉混合併攪拌均勻得到微膠囊壁材溶液備用； (3)催化劑的配製:將過二硫酸鉀與10-12份去離子水攪拌至充分溶解，得到催化劑備用; (4)界面聚合反應:將微膠囊芯材降溫到25-28°C並保持溫度恆定，將攪拌速度調整為800-1000r/min，以0.20-0.23份/min的速度緩慢的滴加微膠囊壁材溶液，並使其反應1-1.5h後，再以0.1-0.15份/min的速度滴加丙烯酸，20_25min後以1.05-1.10份min的速度滴加催化劑，再反應5-6h，得到白色懸浮液備用； (5)後處理:在白 色懸浮液中以1.0-1.2份/min的速度滴加甲醇並攪拌20_30min後，在空氣中靜置冷卻至室溫，冷卻後進行真空抽濾，濾餅用去離子水反覆洗滌2 3次，在40-45°C條件下乾燥48-50h，即得到白色半精鍊石蠟相變微膠囊。
全文摘要
本發明公開的是一種丙烯酸共聚物囊壁的半精鍊石蠟微膠囊及製備方法。相變微膠囊應用在建築上可以起到控制溫度的作用，本發明由半精鍊石蠟、聚山梨酯-80、失水山梨醇油酸酯、正戊醇、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、過氧化苯甲醯、十二烷基磺酸鈉、過二硫酸鉀、甲醇及去離子水,採用微膠囊芯材製備、丙烯酸共聚物的製備、催化劑的配製、界面聚合反應、後處理等步驟製備而成。本發明製備的囊壁為丙烯酸的共聚物，這種囊壁對人體無毒害作用，不同於脲醛樹脂與密胺樹脂為壁材中的甲醛和三聚氰胺對人體有危害。半精鍊石蠟相變微膠囊利用蓄能放熱的特點，應用於建築、紡織等領域，將大大地減少能源的使用，達到環保、節能的效果。
文檔編號C09K5/06GK103194180SQ20131011376
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月3日 優先權日2013年4月3日
發明者冶豔, 崔麗 申請人:廣西啟利新材料科技股份有限公司