本发明属于常温微胶囊蓄热技术领域，具体涉及一种常温相变微胶囊蓄热板材的制备方法。
背景技术：
：
随着社会经济的发展和科学技术的进步，能源成为威胁人类生存和发展的一大重要问题，是实现中国梦的重要内容。由此研究如何有效利用能源、实现能源的可持续发展成为人类更加关注的热点。相变材料利用其在变温的时候，通过相态变化过程中吸收或放出的大量热量来进行热能贮存或释放，可有效解决能量供给在时间和空间上的不匹配、提高能量利用率，也可用于周围微环境的热调控，从而实现节能和控温方面的应用。相变材料作为一种潜热蓄能材料，是近年来能源利用领域和新材料领域研究最多，最具有开发和应用前景的功能材料之一。
相变材料石蜡来源广泛，相变潜热高，相变温度范围宽，化学稳定性好，相变过程稳定，但单一石蜡的相变温度高，无法应用在实际生活中。本发明针对常温下微胶囊发生相变，通过储能和释放能量来达到环保节能的目的。以集中低温相变温度的相变类材料按一定比例配比，得到常温的相变材料，这种常温的相变材料更适合大规模应用，可以广泛应用于太阳能贮存、废热回收、建筑节能、电子器件散热及调温服装等领域，使相变材料能应用于工业领域及生活领域，是促进相变材料技术进步的必要措施。
技术实现要素：
：
本发明针对目前现有潜热蓄能材料存在的结构强度差和不适合常温蓄能的问题和不足，提供一种常温相变微胶囊蓄热板材的制备方法。以集中低温相变温度的相变类材料按一定比例配比，得到常温的相变材料，不仅解决在常温下相变材料蓄能的问题，还解决了相变材料在固-液相变时泄露的问题，同时提高热蓄能材料的结构强度，扩大适用范围。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种常温相变微胶囊蓄热板材的制备方法，制备方法包括如下步骤：
（1）常温相变囊芯的制备：先将囊芯按配比称量，囊芯为44#石蜡、液体石蜡、十二醇，比例为2～3:2～3:1；然后在45℃温度下加热熔融，搅拌速度为2000r/min，使其充分混合均匀成透明液体。
（2）常温相变囊芯的分散：在制备方法的条件下加入司班80、吐温80、去离子水的混合液，其比例为1：1：200，混合均匀得到表面活性剂混合液备用。
（3）在40～140℃的恒温箱内的底部铺设基板，基板上侧分布有蜂窝状连续槽；将步骤（2）搅拌的混合液铺设在基板上含有蜂窝状连续槽的一面，并保持稳定为45～50℃持续1～2h。
（4）制备面层，面层各组分的重量百分比为：高密度聚乙烯为30～70%，PVA为40～60%，氯磺化聚乙烯为10～14%，羟丙基纤维素为12～18%，老化剂为2～4%，对羟基苯甲酸乙酯为0.1～0.3%，水杨酸纳为0.2～0.8%，助剂为0.08～0.2%；将面层各组分混合加温至140℃熔化状态后加入模具制成型号与所述基板相同的面层，然后冷却降温至80～105℃备用。
（5）将步骤（4）中面层在冲压模具中进行冲压形成蜂窝状凸凹面结构，该蜂窝状凸凹面与所述基板上分布有蜂窝状连续槽能够对扣，且在对扣后存在配合间隙。
（6）制备覆膜层，覆膜层各组分的重量百分比为：低密度聚乙烯LDPE为20％～50％，线型低密度聚乙烯为0220KJ 20％～30％，EVA树脂调节剂为10％～20％，二乙烯苯为5％～10％和过氧化苯甲酰为5％～10％，茂金属聚乙烯为10％～20％；将覆膜层各组分混合加温至80～105℃使覆膜层软化并渗入面层的蜂窝状凸凹缝隙内；并对面层和覆膜层进行冷却至45～50℃。
（7）在步骤（6）处理过面层携带覆膜层一起覆盖在所述基板上侧，并保持面层下方的蜂窝状凸凹面结构与基板上侧的蜂窝状连续槽匹配对接，利用压紧部件将面层及覆膜层紧贴合在蜂窝状连续槽上侧，再通过对恒温箱加热至80～105℃使覆膜层软化并渗入蜂窝状连续槽周边及内部，冷却后清洗制成常温相变微胶囊蓄热板材。
在步骤（1）和步骤（2）之间，还包括囊壁聚合层包覆：囊壁为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸通过缩聚反应得到的丙烯酸类的树脂，其比例为4～5:2～3:1称量后，加入（1）中，升温至75℃并保持，使其搅拌速度为700 r/min，反应4～5h，期间滴加0.4g的二乙烯苯和0.2g过氧化苯甲酰。
步骤（3）中还包括添加催化剂：在基板表面滴加去离子水稀释的质量分数为3.33%的过二硫酸钾，继续在步骤（3）的条件下反应1～2h。
本发明的有益效果：本发明以集中低温相变温度的相变类材料按一定比例配比，得到常温的相变材料，通过在基板上设置蜂窝状连续槽来均匀分散和约束相变类材料，以防相变时液态相变材料溢出，使相变材料能循环使用，不仅解决了在常温下相变材料蓄能的问题，还解决了相变材料在固-液相变时泄露的问题。通过面层的蜂窝状凸凹面压缩热熔状态的覆膜层进入基板的蜂窝状连续槽中，能够将各相变类材料密封在独立空间内，从而阻止了相变材料与外界环境的直接接触，从而起了保护相变材料的作用。同时，利用面层和覆膜层来与基板的凸凹结合结构提高整体结构强度。最终实现常温下微胶囊发生相变和通过储能和释放能量来达到环保节能的目的。
同时，本发明通过用高分子聚合法将低温相变材料以一定的工艺包覆制备新型常温相变微胶囊，先对囊芯原材料进行低温复配高速搅拌分散，使各组分混合均匀；后在低速搅拌下进行，其囊壁材料是高分子的缩聚反应，制备的新型常温相变微胶囊在常温下达到了蓄能-释能的效果。用本发明方法制备的新型常温相变微胶囊的相变潜热达到120J/g。
本发明所采用的相变材料石蜡来源广泛，相变潜热高，相变温度范围宽，化学稳定性好，相变过程稳定，但单一石蜡的相变温度高，无法应用在实际生活中。本发明针对常温下相变微胶囊发生相变，通过储能和释放能量来达到环保节能的目的,起了保护相变材料的作用，使相变材料可以循环使用。
附图说明：
图1是本发明板材料的结构示意图。
具体实施方式：
实施例1：一种常温相变微胶囊蓄热板材的制备方法，制备方法包括如下步骤：
（1）常温相变囊芯的制备：先将囊芯按配比称量，囊芯为44#石蜡2kg、液体石蜡2kg和十二醇1kg。然后在45℃温度下加热熔融，搅拌速度为2000r/min，搅拌5min，使其充分混合均匀成透明液体。
（2）常温相变囊芯的分散：在制备方法的条件下加入司班为0.1千克、吐温80为0.1千克、去离子水20升，继续搅拌20min。
（3）在40～140℃的恒温箱内的底部铺设基板，基板上侧分布有蜂窝状连续槽；将步骤（2）搅拌的混合液铺设在基板上含有蜂窝状连续槽的一面，并保持稳定为45～50℃持续1～2h。
（4）制备面层，面层各组分的重量百分比为：高密度聚乙烯为10kg，PVA为25kg，氯磺化聚乙烯为5kg，羟丙基纤维素为7kg，老化剂为6kg，对羟基苯甲酸乙酯为0.4kg，水杨酸纳为1kg，助剂为0.2kg；将面层各组分混合加温至140℃熔化状态后加入模具制成型号与所述基板相同的面层，然后冷却降温至95℃备用。
（5）将步骤（4）中面层在冲压模具中进行冲压形成蜂窝状凸凹面结构，该蜂窝状凸凹面与所述基板上分布有蜂窝状连续槽能够对扣，且在对扣后存在配合间隙。
（6）制备覆膜层，覆膜层各组分的重量百分比为：低密度聚乙烯为LDPE7kg，线型低密度聚乙烯0220KJ为3kg，EVA 树脂调节剂为3 kg，1.4kg的二乙烯苯和1.5kg过氧化苯甲酰，茂金属聚乙烯为3kg；将覆膜层各组分混合加温至95℃使覆膜层软化并渗入面层的蜂窝状凸凹缝隙内；并对面层和覆膜层进行冷却至45℃。
（7）在步骤（6）处理过面层携带覆膜层一起覆盖在所述基板上侧，并保持面层下方的蜂窝状凸凹面结构与基板上侧的蜂窝状连续槽匹配对接，利用压紧部件将面层及覆膜层紧贴合在蜂窝状连续槽上侧，再通过对恒温箱加热至95℃使覆膜层软化并渗入蜂窝状连续槽周边及内部，冷却后清洗制成常温相变微胶囊蓄热板材。
参见图1所示，图中标号1为基层，2为覆膜层，3为面层，4为蜂窝状连续槽，5为蜂窝状凸凹面。
本实施例以集中低温相变温度的相变类材料按一定比例配比，得到常温的相变材料，通过在基板上设置蜂窝状连续槽来均匀分散和约束相变类材料，以防相变时液态相变材料溢出，使相变材料能循环使用，不仅解决了在常温下相变材料蓄能的问题，还解决了相变材料在固-液相变时泄露的问题。通过面层的蜂窝状凸凹面压缩热熔状态的覆膜层进入基板的蜂窝状连续槽中，能够将各相变类材料密封在独立空间内，从而阻止了相变材料与外界环境的直接接触，从而起了保护相变材料的作用。同时，利用面层和覆膜层来与基板的凸凹结合结构提高整体结构强度。最终实现常温下微胶囊发生相变和通过储能和释放能量来达到环保节能的目的。
实施例2：另一种常温相变微胶囊蓄热板材的制备方法，制备方法包括如下步骤：
（1）常温相变囊芯的制备：先将囊芯按配比称量，囊芯为44#石蜡、液体石蜡、十二醇，比例为2～3:2～3:1；然后在45℃温度下加热熔融，搅拌速度为2000r/min，搅拌5min，使其充分混合均匀成透明液体。
（2）常温相变囊芯的分散：在制备方法的条件下加入司班80、吐温80、去离子水的混合液，其比例为1：1：200，继续搅拌20min。
（3）囊壁聚合层包覆：囊壁为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸通过缩聚反应得到的丙烯酸类的树脂，其比例为4～5:2～3:1称量后，加入（1）中，升温至75℃并保持，使其搅拌速度为700 r/min，反应4～5h，期间滴加0.4g的二乙烯苯和0.2g过氧化苯甲酰。
（4）在40～140℃的恒温箱内的底部铺设基板，基板上侧分布有蜂窝状连续槽；将步骤（2）搅拌的混合液铺设在基板上含有蜂窝状连续槽的一面，并保持稳定为45～50℃持续1～2h。
（5）添加催化剂：在基板表面滴加去离子水稀释的质量分数为3.33%的过二硫酸钾，继续反应1～2h。
（6）制备面层，面层各组分的重量百分比为：高密度聚乙烯30～70%，PVA40～60%，氯磺化聚乙烯10～14%，羟丙基纤维素12～18%，老化剂2～4%，对羟基苯甲酸乙酯0.1～0.3%，水杨酸纳：0.2～0.8%，助剂：0.08～0.2%；将面层各组分混合加温至140℃熔化状态后加入模具制成型号与所述基板相同的面层，然后冷却降温至80～105℃备用。
（7）将步骤（6）中面层在冲压模具中进行冲压形成蜂窝状凸凹面结构，该蜂窝状凸凹面与所述基板上分布有蜂窝状连续槽能够对扣，且在对扣后存在配合间隙。
（8）制备覆膜层，覆膜层各组分的重量百分比为：低密度聚乙烯LDPE20％～50％，线型低密度聚乙烯0220KJ 20％～30％，EVA 树脂调节剂10％～20％，5％～10％的二乙烯苯和5％～10％过氧化苯甲酰，茂金属聚乙烯10％ ～20％；将覆膜层各组分混合加温至80～105℃使覆膜层软化并渗入面层的蜂窝状凸凹缝隙内；并对面层和覆膜层进行冷却至45～50℃。
（9）在步骤（8）处理过面层携带覆膜层一起覆盖在所述基板上侧，并保持面层下方的蜂窝状凸凹面结构与基板上侧的蜂窝状连续槽匹配对接，利用压紧部件将面层及覆膜层紧贴合在蜂窝状连续槽上侧，再通过对恒温箱加热至80～105℃使覆膜层软化并渗入蜂窝状连续槽周边及内部，冷却后清洗制成常温相变微胶囊蓄热板材。
本实施例通过用高分子聚合法将低温相变材料以一定的工艺包覆制备新型常温相变微胶囊，先对囊芯原材料进行低温复配高速搅拌分散，使各组分混合均匀；后在低速搅拌下进行，其囊壁材料是高分子的缩聚反应，制备的新型常温相变微胶囊在常温下达到了蓄能-释能的效果。用本发明方法制备的新型常温相变微胶囊的相变潜热达到120J/g。