以硫酸氧钛为钛源的二氧化钛相变微胶囊材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112007593A(43)申请公布日2020.12.01(21)申请号202010919235.6(22)申请日2020.09.04(71)申请人天津城建大学地址300384天津市西青区津静公路26号(72)发明人张宝莲方琪刘思佳费学宁赵洪宾(74)专利代理机构天津才智专利商标代理有限公司12108代理人王顕(51)Int.Cl.B01J13/02(2006.01)B01J13/04(2006.01)B01J13/06(2006.01)C09K5/06(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图4页(54)发明名称以硫酸氧钛为钛源的二氧化钛相变微胶囊材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种以硫酸氧钛为钛源的二氧化钛相变微胶囊材料及其制备方法。以硫酸氧钛为钛源，制备得到烷基类三乙氧基硅烷改性二氧化钛为壁材，以石蜡为芯材，采用直接沉淀法制备得到相变微胶囊材料。本发明以烷基类三乙氧基硅烷接枝引入有机基团来调控二氧化钛前驱体聚合速率及壁材与芯材的相容性，减少了壁材薄厚不均和壁材自聚的现象，进一步提高了壁材的利用率，使相变微胶囊材料包覆率明显提高了6.72％～48.06％；所述反应制备方法工艺简单、可控，原料硫酸氧钛价廉易得、无毒无污染,更易实现工业化；所述相变微胶囊材料可广泛应用于建筑、纺织、航天、医学等领域。CN112007593ACN112007593A权利要求书1/1页1.一种以硫酸氧钛为钛源的二氧化钛相变微胶囊材料的制备方法,其特征在于，以石蜡为相变材料的芯材，以二氧化钛为壁材，通过直接沉淀法制备得到，包括以下步骤：(1)二氧化钛前驱体溶液的配制配制硫酸氧钛水溶液，然后加入烷基类三乙氧基硅烷和无水乙醇搅拌均匀待用，其中按质量比，硫酸氧钛：水：烷基类三乙氧基硅烷：无水乙醇＝(2～3.33)：80：(6.66～8)：10；(2)相变石蜡乳液的制备将石蜡、乳化剂以及质量分数为10％的氨水溶液按照质量比10:0.6:20配制，加热，待芯材石蜡完全融化后，在机械搅拌下乳化形成相变乳液；(3)改性相变微胶囊材料的制备在机械搅拌下，将步骤(1)中所制得的二氧化钛前驱体溶液在20min内滴加入至步骤(2)中所制得的相变石蜡乳液中，滴加完毕后调节pH至2～3，加热反应4h后降至室温，静置，用离心机脱水后，依次用纯水、无水乙醇洗涤过滤，真空干燥得到烷基类三乙氧基硅烷改性的二氧化钛包覆石蜡的相变微胶囊材料。2.根据权利要求1所述以硫酸氧钛为钛源的二氧化钛相变微胶囊材料的制备方法,其特征在于,石蜡用量与步骤(1)中硫酸氧钛的质量比为(1:2～2:1)。3.根据权利要求1所述以硫酸氧钛为钛源的二氧化钛相变微胶囊材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中，改性剂烷基三乙氧基类硅烷为甲基三乙氧基硅烷MTES、丙基三乙氧基硅烷PTES、辛基三乙氧基硅烷OTES和异丁基三乙氧基硅烷中的任一种，烷基类三乙氧基硅烷用量与硫酸氧钛用量的质量比为(1:2～1:4)。4.根据权利要求1所述以硫酸氧钛为钛源的二氧化钛相变微胶囊材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述乳化剂为十二烷基硫酸钠SDS和聚氧乙烯辛基苯酚醚-10的混合物或泊洛沙姆中的任一种，其中SDS和聚氧乙烯辛基苯酚醚-10的用量质量比为2:1。5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法制得的以硫酸氧钛为钛源的二氧化钛相变微胶囊材料。2CN112007593A说明书1/8页以硫酸氧钛为钛源的二氧化钛相变微胶囊材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及相变微胶囊材料及其制备方法，尤其是一种以硫酸氧钛为钛源的二氧化钛相变微胶囊材料及其制备方法。背景技术[0002]相变材料是在一定温度范围内发生相变释放出高密度能量，并保持温度基本不变的特殊材料，因其具有通过自身相态变化进行吸收和释放大量能量的特性而成为国内外研究的热点。而石蜡是一种常见的相变材料，具有相变温度低、相变焓大等优点，并且无毒，耐腐蚀，价格低廉。石蜡微胶囊化后，它不仅具有性质稳定、防止泄露的优势，还增加了热传导面积，提升热传导率，在建筑、纺织、航天、医学等领域具有广阔的应用前景。[0003]二氧化钛是较为常见的一种无机壁材，在过去的研究中，人们大多数是以钛酸丁酯等有机物作为微胶囊的钛源的。专利CN108300412A马晓春等人以有机钛源钛酸四丁酯为二氧化钛前驱体，通过原位聚合法在非水乳液体系中制备得到二氧化钛包覆的相变微胶囊。虽然文献所报道的以有机钛源制备的二氧化钛相变微胶囊产品拥有较高的导热性和热稳定性能，但是钛酸四丁酯等有机原料价格相对昂贵，毒性较大，在制备过程中水解不充分，作为二氧化钛原料工业化生产微胶囊相变材料受到限制。[0004]近几年来，有许多文献报道以二氧