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行业领域

新材料技术,高分子材料

需求背景

相变材料(PCM)是一种高效的热存储物质,它广义是指能够利用其在特定温度下发生物态变化而吸收或放出大量热，实现能量转换并能调节周围环境温度的材料。

微胶囊技术是一种将微量物质包裹在聚合物壳层中的技术,相变材料的微胶囊化解决了相变材料泄露问题、防止与介质相互反应、增加相变材料的传热面积，克服一般相变材料导热性能低的不足等。

本项目以高焓值相变材料石蜡为芯材，通过无甲醛体系的界面聚合方法，包覆高含量相变材料石蜡制备而成无甲醛高焓值相变微胶囊。能够大大改善和提高其在纺织服装及面料纤维、太阳能热电系统、动力电池热管理系统、空调储能系统、石膏墙板混凝土等建筑围护结构等领域的应用效果。

需解决的主要技术难题

1、构建无甲醛体系相变微胶囊。为了解决传统微胶囊产品及生产过程中的甲醛，实现生物相容性良好、无甲醛的聚丙烯酸乙二醇酯或聚氨酯壁材包覆相变芯材；

2、实现相变微胶囊的高焓值。选择高焓值相变芯材，研究高芯壁比条件下的制备工艺，制备焓值180kJ/kg以上的力学性能好的耐温相变微胶囊；

3、消除微胶囊过冷因素。与纯芯材相比，微胶囊通常在冷却结晶时的温度低于纯芯材结晶时的温度，往往达不到使用要求，研究在芯材中加入适当的成核剂，达到解决相变微胶囊的过冷问题。

期望实现的主要技术目标

1、以高焓值石蜡作为芯材，以生物相容性良好的聚丙烯酸乙二醇酯或聚氨酯作为壁材，通过高速均质、自由基界面聚合制备具无甲醛高焓值相变微胶囊，微胶囊产品焓值大于180KJ/kg；

2、研究不同乳化体系、反应单体种类及不同单体配比、反应温度及时间对高焓值微胶囊的过冷度的影响，研究相变微胶囊的熔融及降温过程中焓值的变化，解决降温时相变微胶囊存在的过冷问题，优化配方及制备工艺，实现无过冷的高焓值相变微胶囊中试及量产；

3、研究高速均质的速度、乳化时间对乳液的尺寸、尺寸分布以及稳定性的影响，实现3-8微米、尺寸分布均匀的小尺寸相变微胶囊乳液的稳定量产；

4、微胶囊乳液通过喷雾干燥制备微胶囊粉料，解决喷粉时颗粒团聚问题，以及微胶囊粉料在水中的均匀分散问题，实现无团聚、水中易分散的相变微胶囊粉料的稳定量产。

处理进度