一種基于相變蓄熱的相變保溫涂料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種石蠟/多孔活性炭?脲醛樹脂相變微膠囊，其特征在于，所述微膠囊中相變材料為石蠟，多孔活性炭作為相變材料的載體，脲醛樹脂作為相變微膠囊的囊皮。本發明專利技術還公開了一種基于相變蓄熱的的相變保溫涂料及其制備方法。本發明專利技術的保溫涂料采用石蠟/多孔活性炭?脲醛樹脂相變微膠作為功能填料，具有相變潛熱大、儲能高、調溫能力強等優點，同時，通過采用蜂窩狀多孔活性炭將石蠟吸附于活性炭的孔中，并于活性炭的表面覆在脲醛樹脂的包覆，從而達到防止相變材料石蠟泄露的問題，并且，多孔活性炭中的孔是相互連通的，這樣相變材料石蠟是固液轉換時，可在活性炭的孔中進行流動和固化，減少了其對包膜脲醛樹脂的沖擊。

A Phase Change Thermal Insulation Coating Based on Phase Change Thermal Storage and Its Preparation Method

The invention discloses a paraffin/porous activated carbon urea-formaldehyde resin phase change microcapsule, which is characterized in that the phase change material in the microcapsule is paraffin, porous activated carbon is used as the carrier of phase change material, and urea-formaldehyde resin is used as the capsule skin of phase change microcapsule. The invention also discloses a phase change thermal insulation coating based on phase change heat storage and a preparation method thereof. The thermal insulation coating of the invention uses paraffin/porous activated carbon and urea-formaldehyde resin phase change microgel as functional filler, which has the advantages of large latent heat, high energy storage and strong temperature regulating ability. At the same time, paraffin is adsorbed in the pore of activated carbon by using honeycomb-like porous activated carbon and coated with urea-formaldehyde resin on the surface of activated carbon so as to prevent the leakage of phase change material paraffin. Moreover, the pore in porous activated carbon is interconnected, so that when the phase change material paraffin is solid-liquid conversion, it can flow and solidify in the pore of activated carbon, which reduces its impact on coated urea-formaldehyde resin.

【技術實現步驟摘要】
一種基于相變蓄熱的相變保溫涂料及其制備方法
本專利技術涉及涂料
，具體涉及一種基于相變蓄熱的相變保溫涂料及其制備方法。
技術介紹
建筑耗能在社會總耗能中占據很大部分，為了解決建筑耗能問題，人們將目光投向相變材料。相變材料是一種能夠吸收或釋放潛熱的熱功能材料，與保溫墻體材料不同，相變材料應用在建筑中并不止于保溫，它也能夠參與建筑熱能的存儲和利用，使相變材料能夠產生幾倍于等量傳統保溫材料的隔熱、保溫效果，同時通過高溫吸熱、低溫放熱的循環降低室內空氣溫度波動的頻率，保持溫度在一個較長的時期內與所需的溫度接近，增加人體舒適度，同時達到節能目的，符合當前建筑向多層、輕質結構方向發展的趨勢，使建筑節能效果更加顯著。而目前建筑上使用相變材料主要集中在內墻涂料領域，通過將具有蓄熱功能的相變材料填充于涂料中，通過相變材料的吸收和釋放熱量，從而達到調節室內溫度的目的。但是現有相變保溫涂料調溫性能、蓄熱性能還達不到要求，并且相變材料自身存在體積變化，容易出現相變材料泄露、相分離等問題，從而影響相變材料的調溫性能。為此，在中國專利（申請號：201010124626.5）公開了一種復合相變儲能建筑涂料及其制備方法。該相變儲能復合材料采用采用膨脹珍珠巖作為基體材料，與室溫離子液體、直鏈脂肪酸、烷烴等相變材料構成復合型相變儲能材料，再與苯丙乳液、純丙乳液、乙丙乳液的一種或幾種混合而成高分子成膜材料按一定比例，充分攪拌混合均勻后，靜置即可得到具有相變儲能功能的建筑涂料。該相變儲能復合材料通過采用真空吸附法將有機相變材料吸附入膨脹珍珠巖的多孔結構中，其存在對有機相變材料吸附不夠緊密，在多次循環后容易泄露的問題，從而影響相變材料的調溫效果。
技術實現思路
鑒于上述對現有技術的分析，本專利技術提供一種基于相變蓄熱的相變保溫涂料，該涂料具有相變潛熱大、儲能高、保溫能力強等優點，同時采用相變微膠囊具有體積穩定性好，不易泄露，且調溫能力強。為了達到上述目的，本專利技術通過以下技術方案來實現的：一種石蠟/多孔活性炭-脲醛樹脂相變微膠囊，所述微膠囊中相變材料為石蠟，多孔活性炭作為相變材料的載體，脲醛樹脂作為相變微膠囊的囊皮，所述微膠囊的相變焓162.7J/g，相變溫度為30.8℃，平均粒徑為18.46μm，導熱系數為0.235W/(m·K)。作為優選，本專利技術提供了上述石蠟/多孔活性炭-脲醛樹脂相變微膠囊的制備方法，包括以下步驟：（1）將多孔活性炭置于丙酮溶液中，超聲清洗5min后，用去離子水濾洗，真空干燥后備用；（2）稱取一定量的石蠟和去離子水混合并加熱，待石蠟完全融化后加入乳化劑，并用高速乳化機將石蠟溶液進行乳化，然后置于三口燒瓶中進行水浴加熱，并于70℃溫度下保溫10min，得到石蠟乳液；（3）取三聚氰胺粉末及質量分數35%的尿素溶液及一定量的去離子水到100mL三口燒瓶中，并滴加三乙醇胺，將體系pH值調整到8-9，邊攪拌邊將體系溫度升高至70℃，并于70℃下保溫5min，得到脲醛樹脂預聚體；（4）將步驟（2）制得的石蠟乳液滴加到步驟（1）中的多孔活性炭中，邊滴加邊攪拌，過濾，干燥，得到負載有石蠟的多孔活性炭；（5）將步驟（4）中的負載有石蠟的多孔活性炭投入到脲醛樹脂預聚體中，邊攪拌邊加熱，并于60℃下保溫1h，出料，過濾，洗滌，干燥，得到石蠟/多孔活性炭-脲醛樹脂相變微膠囊。作為優選，所述乳化劑為吐溫-80與十二烷基苯磺酸鈉按質量比為3:1的復配物。作為優選，本專利技術提供了一種基于相變蓄熱的的相變保溫涂料，所述相變保溫涂料由權利要求1所述的石蠟/多孔活性炭-脲醛樹脂相變微膠囊為功能填料、滑石粉、鈦白粉、乳液、成膜助劑、消泡劑、增稠劑、分散劑和去離子水為原料制備而成。作為優選，所述相變保溫涂料由以下重量份的原料制成：石蠟/多孔活性炭-脲醛樹脂相變微膠囊20-40份、滑石粉60-80份、鈦白粉45-65份、乳液100-150份、成膜助劑1-3份、消泡劑0.5-1份、增稠劑1-2份、分散劑0.5-1.5份、去離子水180-240份。作為優選，所述乳液為苯丙乳液、叔醋乳液、乙烯-醋酸乳液中的一種。作為優選，所述成膜助劑為苯甲醇、醇酯十二中的一種；所述消泡劑為磷酸三丁酯、二甲基硅油中的一種；所述增稠劑為甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素中的一種；所述分散劑為多聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種。作為優選，本專利技術提供了基于相變蓄熱的相變保溫涂料的制備方法，包括以下步驟：（1）在400-500rpm的轉速下，將40-60g去離子水、0.5-1.5g分散劑和0.2-0.5g的消泡劑加入分散容器后，分散1-3min后得到混合溶液1；（2）向混合溶液1中加入45-65g鈦白粉、60-80g滑石粉，并在800-1000rpm下分散15-20min；（3）在1500-2500rpm的轉速下，分散并研磨，得到漿料；（4）將20-40g權利要求1所述的石蠟/多孔活性炭-脲醛樹脂相變微膠分散在120-200g去離子水中，得到相變微膠囊漿料；（5）將步驟（3）中的漿料、步驟（4）中的相變微膠囊漿料、100-150g乳液、0.3-0.7g消泡劑混合，分散20-30min至混合液體均勻，得到混合溶液2；（6）向混合溶液2中加入1-3g成膜助劑、1-2g增稠劑，在350-550rpm轉速下分散10-20min，得到基于相變蓄熱的相變保溫涂料。作為優選，所述步驟（2）中的研磨時間40-60min，研磨后細度＜50μm。作為優選，所述步驟（5）中的分散轉速為600-800rpm。本專利技術與現有技術相比，具有如下的有益效果：本專利技術的保溫涂料采用石蠟/多孔活性炭-脲醛樹脂相變微膠囊作為功能填料，具有相變潛熱大、儲能高、調溫能力強等優點，可以確保相變保溫涂料具有較好的儲熱、保溫性能，同時，通過采用蜂窩狀多孔活性炭將石蠟吸附于活性炭的孔中，并于活性炭的表面覆在脲醛樹脂的包覆，從而達到防止相變材料石蠟泄露的問題，并且，多孔活性炭中的孔是相互連通的，這樣相變材料石蠟是固液轉換時，可在活性炭的孔中進行流動和固化，減少了其對包膜脲醛樹脂的沖擊；另外，本專利技術使用的包膜材料脲醛樹脂具有導熱性能，可將熱量在外界與相變材料石蠟之間進行有效傳遞，保證了相變材料石蠟吸收和釋放熱量的及時性和有效性，同時，采用的包膜材料脲醛樹脂與涂料體系中各組分具有較好的相容性，可均勻分散于涂料中，從而保證了相變保溫涂料的蓄熱、保溫性能。具體實施方式以下通過實施例形式，對本專利技術的上述內容再作進一步的詳細說明，但不應將此理解為本專利技術上述主題的范圍僅限于以下實施例，凡基于本專利技術上述內容所屬實現的技術均屬于本專利技術的范圍。實施例1本實施例的石蠟/多孔活性炭-脲醛樹脂相變微膠囊的制備方法，包括以下步驟：（1）將15g多孔活性炭置于20ml丙酮溶液中，超聲清洗5min后，用去離子水濾洗，真空干燥后備用；（2）稱取6g石蠟和20g去離子水混合并加熱，待石蠟完全融化后加入0.6g吐溫-80和0.2g十二烷基苯磺酸鈉，并用高速乳化機將石蠟溶液進行乳化，然后置于三口燒瓶中進行水浴加熱，并于70℃溫度下保溫10min，得到石蠟乳液；（3）取10g三聚氰胺粉末及15ml質量分數35%的尿素溶液及30ml去離子水到100mL三口燒瓶本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種石蠟/多孔活性炭?脲醛樹脂相變微膠囊，其特征在于，所述微膠囊中相變材料為石蠟，多孔活性炭作為相變材料的載體，脲醛樹脂作為相變微膠囊的囊皮，所述微膠囊的相變焓162.7J/g，相變溫度為30.8℃，平均粒徑為18.46μm，導熱系數為0.235W/(m·K)。

【技術特征摘要】
1.一種石蠟/多孔活性炭-脲醛樹脂相變微膠囊，其特征在于，所述微膠囊中相變材料為石蠟，多孔活性炭作為相變材料的載體，脲醛樹脂作為相變微膠囊的囊皮，所述微膠囊的相變焓162.7J/g，相變溫度為30.8℃，平均粒徑為18.46μm，導熱系數為0.235W/(m·K)。2.根據權利要求1所述的石蠟/多孔活性炭-脲醛樹脂相變微膠囊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）將多孔活性炭置于丙酮溶液中，超聲清洗5min后，用去離子水濾洗，真空干燥后備用；（2）稱取一定量的石蠟和去離子水混合并加熱，待石蠟完全融化后加入乳化劑，并用高速乳化機將石蠟溶液進行乳化，然后置于三口燒瓶中進行水浴加熱，并于70℃溫度下保溫10min，得到石蠟乳液；（3）取三聚氰胺粉末及質量分數35%的尿素溶液及一定量的去離子水到100mL三口燒瓶中，并滴加三乙醇胺，將體系pH值調整到8-9，邊攪拌邊將體系溫度升高至70℃，并于70℃下保溫5min，得到脲醛樹脂預聚體；（4）將步驟（2）制得的石蠟乳液滴加到步驟（1）中的多孔活性炭中，邊滴加邊攪拌，過濾，干燥，得到負載有石蠟的多孔活性炭；（5）將步驟（4）中的負載有石蠟的多孔活性炭投入到脲醛樹脂預聚體中，邊攪拌邊加熱，并于60℃下保溫1h，出料，過濾，洗滌，干燥，得到石蠟/多孔活性炭-脲醛樹脂相變微膠囊。3.根據權利要求2所述的石蠟/多孔活性炭-脲醛樹脂相變微膠囊的制備方法，其特征在于，所述乳化劑為吐溫-80與十二烷基苯磺酸鈉按質量比為3:1的復配物。4.一種基于相變蓄熱的的相變保溫涂料，其特征在于，所述相變保溫涂料由權利要求1所述的石蠟/多孔活性炭-脲醛樹脂相變微膠囊為功能填料、滑石粉、鈦白粉、乳液、成膜助劑、消泡劑、增稠劑、分散劑和去離子水為原料制備而成。5.根據權利要求4所述的基于相變蓄熱的相變保溫涂料，其特征在于，所述相變保溫涂料由以下重量份的原料制成：石蠟/多孔活性炭-脲醛樹脂相變微膠囊20-40份、滑石粉60-8...

【專利技術屬性】
技術研發人員：沈濤，
申請(專利權)人：合肥隆揚環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽,34