一种石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊及其制备方法与流程

本发明涉及相变微胶囊技术领域，具体涉及一种石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊及其制备方法。

背景技术：

石蜡由于其相变温度跨度大，相变热高，无毒，耐腐蚀，价格便宜等优点，作为一种相变材料被广泛使用。但是其存在使用过程中易泄露，相变过程中体积变化大，导热率低等缺点。针对以上缺点，利用成膜材料将相变材料包覆形成相变微胶囊的微胶囊技术能够防止相变材料的泄露和外界环境的接触，控制了相变时的体积变化，同时也增大了传热面积。因此，相变微胶囊已成为目前最具发展力的一类复合相变材料。

目前，最常见的壁材是高分子材料如密胺树脂，脲醛树脂等，其在使用过程中会释放甲醛或难以降解，对环境造成污染，显然还不能满足使用需求。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊，具有易降解、无甲醛等优点。本发明的另一目的是提供一种上述石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊的制备方法。本发明还有一目的是提供一种上述石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊的应用。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊，相变微胶囊的芯材为石蜡，壁材为二醋酸纤维素，直径为2～10μm，相变热为10-45j/g。

所述的二醋酸纤维素与石蜡的质量比为1∶1～1∶5。

一种所述的石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊的制备方法，以丙酮或乙酸甲酯为溶剂，将石蜡和二醋酸纤维素溶解，通过喷雾干燥制得石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊。

所述的石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

1)将二醋酸纤维素和石蜡加入到丙酮或乙酸甲酯中，在常温下搅拌溶解得到透明均一的溶液；

2)将步骤1)中的溶液以1.4～4.2ml/min的速度通过蠕动泵输送进入喷雾干燥装置，经喷雾干燥后，得到石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊。

所述的二醋酸纤维素与石蜡的质量比为1∶1～1∶5。

所述的石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊的制备方法，设置喷雾干燥的进口温度为170～210℃，压缩空气压力为0.1～0.18mpa，空气流速20～40m³/h。

所述的石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊在制备相变材料中的应用。

有益效果：与现有技术相比，本发明石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊及其制备方法具备的优点包括：

1)以二醋酸纤维素为壁材的石蜡相变微胶囊新材料，使用过程中不会释放甲醛，且二醋酸纤维素易降解。

2)相对其它制备方法，以丙酮或乙酸甲酯为溶剂的喷雾干燥法，无需外加乳化剂，且丙酮或乙酸甲酯易回收，是一种环境友好的制备方法。

3)利用纤维素包覆相变材料是制备环境友好型相变微胶囊，也是实现纤维素高值化利用的一条重要途径。

4)石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊的直径为2～10μm，相变热为10-45j/g，在制备相变材料中将具有广泛的应用。

附图说明

图1是实施例1的石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊的sem图；

图2是实施例1的石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊的dsc图；

图3是实施例2的石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊的dsc图；

图4是实施例3的石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊的dsc图；

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

将质量比(二醋酸纤维素和石蜡的质量比，下同)为1∶3的二醋酸纤维素和石蜡加入到丙酮中，在室温下搅拌3h，得到透明均一的溶液。设置喷雾干燥装置进口温度180℃，压缩空气压力0.16mpa，空气流速20m³/h，以2.8ml/min的速度通过蠕动泵输送溶液进入喷雾干燥装置，通过喷雾干燥得到石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊。

所制备的石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊的sem图如图1所示，二醋酸纤维素在外侧，石蜡在内侧，颗粒呈球形，大小较为均一，粒径范围为2～10μm。采用nano-zs纳米粒度分析仪测得平均粒径为4μm左右。所制备的石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊的dsc图如图2所示，可知其相变热为45j/g。

实施例2

将质量比为1∶5的二醋酸纤维素和石蜡加入到乙酸甲酯中，在室温下搅拌3h，得到透明均一的溶液。设置喷雾干燥装置进口温度170℃，压缩空气压力0.1mpa，空气流速25m³/h，以1.4ml/min的速度输送溶液进入喷雾干燥装置，通过喷雾干燥得到石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊。

所制备的石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊的dsc图如图3所示，相变热为30j/g，平均粒径为5μm左右。

实施例3

将质量比为1∶1的二醋酸纤维素和石蜡加入到丙酮中，在室温下搅拌3h，得到透明均一的溶液。设置喷雾干燥装置进口温度210℃，压缩空气压力0.18mpa，空气流速40m³/h，以4.2ml/min的速度输送溶液进入喷雾干燥装置，通过喷雾干燥得到石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊。

所制备的石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊的dsc图如图4所示，相变热为13j/g，平均粒径为3μm左右。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊及其制备方法。该相变微胶囊的芯材为石蜡，壁材为二醋酸纤维素，直径为2～10μm，相变热为10‑45J/g。该制备方法，以丙酮或乙酸甲酯为溶剂，将石蜡和二醋酸纤维素溶解，通过喷雾干燥制得石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊。本发明以二醋酸纤维素为壁材的石蜡相变微胶囊新材料，使用过程中不会释放甲醛，且二醋酸纤维素易降解。相对其它制备方法，以丙酮或乙酸甲酯为溶剂的喷雾干燥法，无需外加乳化剂，且丙酮或乙酸甲酯易回收，是一种环境友好的制备方法。石蜡/二醋酸纤维素相变微胶囊的直径为2～10μm，相变热为10‑45J/g，在制备相变材料中将具有广泛的应用。

技术研发人员：李小保;周逸成;王秦岭;李力成;叶菊娣
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：2018.08.22
技术公布日：2018.11.23