1.一种二氧化锰-三聚氰胺甲醛树脂双壳层复合相变材料,其特征在于:利用氧化还原法以及电化学吸附法,先制备三聚氰胺甲醛树脂微胶囊,然后再在微胶囊表面构建MnO2纳米层,形成双壳层结构,实现复合相变材料具有高光热转换效率和储热性能。
2.根据权利要求1所述的二氧化锰-三聚氰胺甲醛树脂双壳层复合相变材料,其特征在于:所述微胶囊的芯材为正十八烷;所述所述微胶囊为三聚氰胺甲醛树脂微胶囊利用聚苯乙烯磺酸钠和氯化钠对微胶囊表面改性,作用在于聚苯乙烯磺酸钠和氯化钠使微胶囊表面带负电荷;所述MnO2纳米层是以硫酸锰和高锰酸钾为原料制得。
3.根据权利要求1所述的二氧化锰-三聚氰胺甲醛树脂双壳层复合相变材料,其特征在于:所述MnO2纳米层的微观形貌为纳米粒与纳米线共同组成。
4.根据权利要求1所述二氧化锰-三聚氰胺甲醛树脂双壳层复合相变材料的制备方法,其特征包括以下步骤:
步骤1)原料的预处理,以三聚氰胺、甲醛、去离子水满足一定的比例,将三聚氰胺、甲醛、去离子水在常温条件下搅拌混合均匀得到溶液A,然后滴加体积分数为50%的三乙醇胺溶液调节PH值到9,之后在一定条件下进行预聚反应,得到预聚物,另以正十八烷和苯乙烯马来酸酐满足一定的质量比,在一定条件下进行乳化,得到乳化液;
步骤2)微胶囊的制备,以预聚物和乳化液满足一定的体积比,在一定条件下,将步骤1所得预聚物缓慢滴入步骤1所得乳化液中,并用质量分数15%的有机柠檬酸将溶液PH值调节至5.5-6,继续搅拌一定时间进行聚合反应,再用质量分数为50%的三乙醇胺将溶液PH值调节至8-9结束聚合反应,然后将反应产物进行抽滤、洗涤、干燥,即可得到三聚氰胺甲醛树脂微胶囊;
步骤3)MnO2壳层的制备,先以一定的质量比,将聚苯乙烯磺酸钠和氯化钠溶于去离子水中搅拌15分钟得到带负电荷的溶液B,再以一定的质量比,将步骤2所得三聚氰胺甲醛树脂微胶囊加入溶液B搅拌1小时后进行抽滤,将抽滤后得到的产物置于去离子水中,再以一定的硫酸锰和高锰酸钾满足一定质量比,先加入带正电荷的硫酸锰,搅拌2小时后,再继续慢慢滴加高锰酸钾溶液并继续搅拌2小时,最后经抽滤、干燥,即可得到MnO2/三聚氰胺甲醛树脂双壳材微胶囊复合相变材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述步骤1三聚氰胺、甲醛、去离子水满足的比例为3g:(5-6) mL:(4-6)mL,所述步骤1预聚反应的条件为反应温度为70℃,反应时间为1 h,所述步骤正十八烷和苯乙烯马来酸酐的质量比为1:6,其中,苯乙烯马来酸酐为质量分数为5%的苯乙烯马来酸酐溶液,所述步骤1乳化的条件为乳化温度为70℃,乳化时间为2 h,转速为2500r/min的搅拌条件。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述步骤2预聚物和乳化液的体积比例为1:5,所述步骤2预聚物缓慢滴入乳化液的条件为温度为70℃,转速为600r/min的搅拌条件,调节PH值后继续搅拌,即聚合反应的时间为6 h,所述步骤2抽滤、洗涤的条件为以质量分数为30%的乙醇水溶液为洗涤液,洗涤温度为40℃,洗涤浸泡的时间为30s。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述步骤3聚苯乙烯磺酸钠和氯化钠的质量比为1:15,所述步骤3硫酸锰和高锰酸钾的质量比为4:1,其中,高锰酸钾溶液的浓度为0.0167g/mL。
8.根据权利要求1所述二氧化锰-三聚氰胺甲醛树脂双壳层复合相变材料作为相变材料的应用,其特征在于:光热转换效率为93%-99%。
9.根据权利要求1所述二氧化锰-三聚氰胺甲醛树脂双壳层复合相变材料作为相变材料的应用,其特征在于:相变温度为10-29℃,相变潜热为116-169J/g。