硬脂酸下醋碳納米管膠微囊的紅外光譜對(duì)比圖，其中，曲線(a)為 脈醒樹脂的紅外光譜，波數(shù)在3351cm-i~3273cm-i的吸收峰源于N-H鍵的伸縮振動(dòng)和0-H鍵 的伸縮振動(dòng)，波數(shù)為2965cnfi的吸收峰源于徑甲基基團(tuán)的C-H鍵的伸縮振動(dòng)，波數(shù)1679cnfi ~1639cm-i的吸收峰為酷胺I帶，源于幾基伸縮振動(dòng)，波數(shù)1627cm-i~1500cm-i的吸收峰為 酷胺II帶，主要源于N-H鍵面內(nèi)彎曲振動(dòng)與部分C-H鍵的伸縮振動(dòng)。曲線(b)為硬脂酸下醋碳 納米管復(fù)合材料的紅外光譜，波數(shù)在2961cnfi~2851cnfi的多重吸收峰源于脂肪族C-H鍵 的伸縮振動(dòng)，波數(shù)為1747cnfi的吸收峰源于幾基伸縮振動(dòng)，波數(shù)為1470cnfi的吸收峰源于C- H鍵彎曲振動(dòng)，波數(shù)為1189cnfi的吸收峰源于C-0鍵的伸縮振動(dòng)。曲線(C)為碳納米管改性脈 醒樹脂/硬脂酸下醋微膠囊的紅外光譜，出現(xiàn)了脈醒樹脂和硬脂酸下醋碳納米管復(fù)合材料 的全部特征峰，證明硬脂酸下醋碳納米管復(fù)合材料已被脈醒樹脂包覆。此外，經(jīng)四氯甲燒抽 提后的囊壁紅外譜圖中，沒有發(fā)現(xiàn)忍材的特征峰，運(yùn)表明在微膠囊化過程中，忍材沒有參與 囊壁形成的交聯(lián)反應(yīng)。運(yùn)些囊壁材料樣品的紅外譜圖顯示UF樹脂的特征峰，包括3500- 3300cm-l氨基的伸縮振動(dòng)峰；1850-1660cm-l處C=0的伸縮振動(dòng)峰;2800cm-l左右C-H的伸縮 振動(dòng)峰。同時(shí)還有硬脂酸下醋CNT復(fù)合材料的特征峰出現(xiàn)，如在1300-1000cm-l處有C-0的伸 縮振動(dòng)峰。運(yùn)些分析進(jìn)一步說明通過微膠囊破碎溶解過濾制備得到的囊壁中混合了少量囊 忍材料。和囊忍硬脂酸下醋一起加入的碳納米管材料在微膠囊合成過程中不僅存在于囊忍 材料中，在囊壁中也含有碳納米管。
[0017]硬脂酸下醋易發(fā)生固-液相變，烙點(diǎn)在19°C-2rC之郵"Μ吏用碳納米管技術(shù)與微 膠囊技術(shù)將其制成復(fù)合相變儲(chǔ)能材料。圖5為硬脂酸下醋和碳納米管硬脂酸下醋復(fù)合材料 的DSC曲線，在升溫過程中，硬脂酸下醋17.2°C開始發(fā)生相變，相變最高點(diǎn)24.5 °C，30.2 °C結(jié) 束相變，相變潛熱為73.82J/g。碳納米管硬脂酸下醋復(fù)合材料升溫至17.4°C開始發(fā)生相變， 相變最高點(diǎn)22.7°C，28. rC結(jié)束相變，相變潛熱為98.9 J/g。硬脂酸下醋的熱導(dǎo)率為0.34W/ (m · k)，硬脂酸下醋碳納米管復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)0.52W/(m · k)提高了53%，運(yùn)些數(shù)據(jù)說 明碳納米管對(duì)相變儲(chǔ)能材料的導(dǎo)熱性能改善效果明顯。碳納米管的加入使硬脂酸下醋的相 變溫度升高0.2Γ，相變溫度范圍變窄，相變潛熱升高，碳納米管較高的熱導(dǎo)性提高了硬脂 酸下醋對(duì)溫度變化的敏感程度，碳納米管硬脂酸下醋復(fù)合相變材料的儲(chǔ)熱性能得到提高。
[0018] 圖6為碳納米管硬脂酸下醋與碳納米管改性脈醒樹脂/硬脂酸下醋微膠囊DSC曲 線，在升溫過程中，微膠囊17.2 °C發(fā)生相變，相變最高點(diǎn)22.5 °C，27.9 °C結(jié)束相變，相變潛熱 為55.6 J/g。微膠囊與囊忍材料的相變溫度區(qū)間偏差不大，說明含有碳納米管的脈醒樹脂 具有良好的導(dǎo)熱性，微膠囊化對(duì)囊忍材料的相變熱能效率影響較小。微膠囊的囊忍含量為 57.5%。相對(duì)應(yīng)的相變潛熱為98.9 J/g (=56.8 J/g /57.5%)。運(yùn)些數(shù)據(jù)表明，碳納米管改性 脈醒樹脂對(duì)傳熱所起阻礙作用在該復(fù)合儲(chǔ)能材料的相變熱能效率中的影響可忽略不計(jì)。
[0019] 圖7為硬脂酸下醋與碳納米管改性脈醒樹脂/硬脂酸下醋微膠囊的DSC曲線。兩條 DSC曲線峰形相近，微膠囊的相變溫度區(qū)間比硬脂酸下醋的窄，碳納米管改性脈醒樹脂/硬 脂酸下醋微膠囊的相變潛熱大于相同比例時(shí)硬脂酸下醋的相變潛熱。運(yùn)表明在碳納米管技 術(shù)和微膠囊技術(shù)的協(xié)同作用下，相變材料的比表面積增加相變過程時(shí)間減少，相變材 料的實(shí)用性提高，碳納米管改性脈醒樹脂/硬脂酸下醋微膠囊比單獨(dú)使用微膠囊技術(shù)或碳 納米管技術(shù)的儲(chǔ)能材料有著更顯著的儲(chǔ)熱性能。
[0020] 碳納米管增強(qiáng)脈醒/硬脂酸下醋微膠囊DSC測試顯示，經(jīng)過2月存放后該微膠囊相 變材料的峰形、相變區(qū)間和相變潛熱變化較小，結(jié)果表明硬脂酸下醋碳納米管微膠囊穩(wěn)定 性好，可W長期存放。
[0021] 綜上，本實(shí)施例制備的碳納米管增強(qiáng)UF/硬脂酸下醋微膠囊UF/硬脂酸下醋CNT微 膠囊呈規(guī)則球形，粒徑約為5 um，有輕度粘連和團(tuán)聚現(xiàn)象，不影響設(shè)計(jì)材料的儲(chǔ)能效果。破 碎的微膠囊中可W看到微膠囊囊忍和囊壁中有一根根碳納米管，說明在研究過程中碳納米 管成功被包覆進(jìn)微膠囊和囊忍材料中。碳納米管導(dǎo)致相變材料的相變溫度范圍變窄，相變 潛熱升高，同時(shí)碳納米管較高的熱導(dǎo)性提高了硬脂酸下醋對(duì)溫度變化的敏感程度。通過本 發(fā)明制備的相變材料在微膠囊和碳納米管的協(xié)同作用下，增強(qiáng)了相變潛熱，加快了相變過 程，耐久性更好。
[0022] W上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用W限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種碳納米管增強(qiáng)相變材料微膠囊的制備方法，包括以下步驟： a. 以尿素和甲醛制備脲醛樹脂預(yù)聚體溶液，并加入十二烷基苯磺酸鈉水溶液進(jìn)行稀 釋，得到脲醛樹脂預(yù)聚體稀釋液； b. 以二辛基癸二酸酯和十二烷基苯磺酸鈉為分散劑溶解于乙醇中，加入碳納米管，得 到碳納米管分散液;再將碳納米管分散液加入到硬脂酸丁酯中，得到硬脂酸丁酯碳納米管 復(fù)合材料； c. 將硬脂酸丁酯碳納米管復(fù)合材料加入到脲醛樹脂預(yù)聚體稀釋液中，乳化形成穩(wěn)定的 水包油乳液，在48-52°C下，用稀硫酸調(diào)節(jié)其pH值為2.0-3.0，然后升溫至58-75°C，加入碳納 米管乙醇分散液，保持溫度進(jìn)行固化，水洗、抽濾后干燥得到硬脂酸丁酯碳納米管微膠囊。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)相變材料微膠囊的制備方法，其特征在于:所述 步驟a的具體步驟為:首先將尿素溶解于甲醛水溶液中，用玻璃棒攪拌至尿素完全溶解后， 滴加三乙醇胺調(diào)節(jié)pH在8-9之間，攪拌并緩慢升溫至65-75°C，升溫結(jié)束后，繼續(xù)攪拌并保 溫;待溫度降至48-52Γ，得到無色透明粘稠的脲醛樹脂預(yù)聚體溶液，加入十二烷基苯磺酸 鈉水溶液稀釋，得到脲醛樹脂預(yù)聚體稀釋液。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)相變材料微膠囊的制備方法，其特征在于:所述 步驟b中，分散劑二辛基癸二酸酯和十二烷基苯磺酸鈉的質(zhì)量比為1:1，分散劑溶解于乙醇 中，稍稍攪拌溶解后，加入碳納米管，攪拌，使碳納米管被分散劑溶液完全潤濕，超聲得到碳 納米管分散液;將碳納米管分散液加入到硬脂酸丁酯中，超聲后靜置，除去乙醇，得到硬脂 酸丁酯碳納米管復(fù)合材料。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管增強(qiáng)相變材料微膠囊的制備方法，其特征在于:所述 步驟c為:將硬脂酸丁酯碳納米管復(fù)合材料加入到脲醛樹脂預(yù)聚體稀釋液中，乳化形成穩(wěn)定 的水包油乳液，在48-52 °C下，在1.5-2小時(shí)內(nèi)用稀硫酸調(diào)節(jié)其pH值為2.0-3.0，在10-30分鐘 內(nèi)攪拌并緩慢升溫至65-75Γ，加入碳納米管乙醇分散液，保持溫度進(jìn)行固化1-3小時(shí)，水 洗、抽濾后干燥得到硬脂酸丁酯碳納米管微膠囊。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種碳納米管增強(qiáng)相變材料微膠囊的制備方法，通過在制備過程中兩次加入碳納米管的方法，所制備的硬脂酸丁酯微膠囊的囊芯和囊壁中，以及微膠囊之間均包含碳納米管，使得相變材料在微膠囊和碳納米管的協(xié)同作用下，增強(qiáng)了相變潛熱，加快了相變過程，耐久性更好，相變材料的微膠囊化和碳納米管應(yīng)用增大了相變材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
【IPC分類】C09K5/06, B01J13/14, C08G12/12
【公開號(hào)】CN105670568
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610001442
【發(fā)明人】倪卓
【申請(qǐng)人】深圳大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月4日