一种石墨烯共混改性相变发泡保温材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯共混改性相变发泡保温材料及其制备方法。该相变发泡保温材料由石墨烯改性相变大胶囊与聚氨酯发泡材料共混而成，其中石墨烯改性相变大胶囊由石墨烯与相变微胶囊共混，结合海藻酸钙基材制备而成，由于石墨烯与相变微胶囊共混，提升了相变大胶囊的导热系数，进而加快了相变大胶囊的吸热速度，增强了相变发泡保温材料的保温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯共混改性相变发泡保温材料及制备方法
本专利技术涉及保温材料
，尤其是涉及一种石墨烯共混改性相变发泡保温材料，特别适用于制作短途短时运输的冷链保温箱。
技术介绍
如今消费者对于生鲜食品的新鲜度要求越来越高，冷链保温箱的性能也在不断升级。聚氨酯发泡材料具有极低的导热系数，且能够快速成型，广泛应用于冷链保温箱的制作。但传统聚氨酯冷链保温箱需要与蓄冷剂配合使用，且蓄冷剂存在泄露及吸热速率较低等问题。未解决这些问题，行业内开发了相变微胶囊和由此发展出的相变大胶囊，以及掺杂了大胶囊而具有相变能力的相变发泡材料，从而显著提升了冷链保温箱的保温效果。但目前的相变大胶囊导热系数较低，尤其是在添加到发泡材料中后无法快速的吸收热量，影响了相变发泡材料的推广应用。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术申请人提供了一种石墨烯共混改性相变发泡保温材料及制备方法。本专利技术保温材料吸热速率更快、保温效果更好。本专利技术的技术方案如下：一种石墨烯共混改性相变发泡保温材料，所述保温材料包括石墨烯共混改性相变大胶囊与聚氨酯发泡材料，其中石墨烯共混改性相变大胶囊与聚氨酯发泡材料质量比为1:1～1:9。所述石墨烯共混改性相变大胶囊由石墨烯粉末、相变微胶囊与海藻酸钙混合固化而成；其中石墨烯粉末、相变微胶囊和海藻酸钙的质量比为1:5～10:10～20。所述相变微胶囊由芯材和壁材构成，芯材为有机或无机相变材料，壁材为脲醛树脂或酚醛树脂。一种所述石墨烯共混改性相变发泡保温材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将1份石墨烯加入1000份去离子水中，采用超声波均质机以40W功率均质30～50min，形成石墨烯分散液；(2)搅拌条件下将10～20份海藻酸钠加入步骤(1)制得的石墨烯分散液中，之后再加入5～10份相变微胶囊，以500～800rpm搅拌1～2小时，制得混合分散液；(3)将步骤(2)制得的混合分散液逐滴加入质量分数为1～2％的氯化钙溶液中形成包裹有石墨烯和相变微胶囊的海藻酸钙交联体，过滤出交联体颗粒并放置于20～50℃环境中干燥10～20小时，制得石墨烯共混改性相变大胶囊；(4)将1份石墨烯共混改性相变大胶囊与1～9份聚氨酯发泡材料共混于室温下发泡，制得石墨烯共混改性相变发泡保温材料。本专利技术有益的技术效果在于：本专利技术采用石墨烯与相变大胶囊共混，并与聚氨酯发泡材料结合，通过相变大胶囊吸收热量，并通过石墨烯提升了相变大胶囊的导热系数，进而加快了相变大胶囊的吸热速度，由此增强了相变发泡保温材料的保温性能。附图说明图1为为不同试验组中酸奶的升温曲线。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术进行具体描述。实施例1一种石墨烯共混改性相变发泡保温材料，其制备方法包括如下步骤：(1)将1份石墨烯加入1000份去离子水中，采用超声波均质机以40W功率均质30min；(2)搅拌条件下将10份海藻酸钠加入步骤(1)制得的石墨烯分散液中，之后再加入5份相变微胶囊，以500rpm搅拌2小时，制得混合分散液；(3)将步骤(2)制得的混合分散液逐滴加入1wt％的氯化钙溶液中形成包裹有石墨烯和相变微胶囊的海藻酸钙交联体，过滤出交联体颗粒，并放置于20℃环境中干燥20小时，制得石墨烯改性相变大胶囊；(4)将1份石墨烯改性相变大胶囊与1份聚氨酯发泡材料共混于室温下发泡，制得石墨烯改性相变发泡保温材料。实施例2一种石墨烯共混改性相变发泡保温材料，其制备方法包括如下步骤：(1)将1份石墨烯加入1000份去离子水中，采用超声波均质机以40W功率均质40min；(2)搅拌条件下将13份海藻酸钠加入步骤(1)制得的石墨烯分散液中，之后再加入7份相变微胶囊，以600rpm搅拌1.7小时，制得混合分散液；(3)将步骤(2)制得的混合分散液逐滴加入1.3wt％的氯化钙溶液中形成包裹有石墨烯和相变微胶囊的海藻酸钙交联体，过滤出交联体颗粒，并放置于30℃环境中干燥18小时，制得石墨烯改性相变大胶囊；(4)将1份石墨烯改性相变大胶囊与4份聚氨酯发泡材料共混于室温下发泡，制得石墨烯改性相变发泡保温材料。实施例3一种石墨烯共混改性相变发泡保温材料，其制备方法包括如下步骤：(1)将1份石墨烯加入1000份去离子水中，采用超声波均质机以40W功率均质40min；(2)搅拌条件下将18份海藻酸钠加入步骤(1)制得的石墨烯分散液中，之后再加入8份相变微胶囊，以700rpm搅拌1.3小时，制得混合分散液；(3)将步骤(2)制得的混合分散液逐滴加入1.7wt％的氯化钙溶液中形成包裹有石墨烯和相变微胶囊的海藻酸钙交联体，过滤出交联体颗粒，并放置于40℃环境中干燥13小时，制得石墨烯改性相变大胶囊；(4)将1份石墨烯改性相变大胶囊与8份聚氨酯发泡材料共混于室温下发泡，制得石墨烯改性相变发泡保温材料。实施例4一种石墨烯共混改性相变发泡保温材料，其制备方法包括如下步骤：(1)将1份石墨烯加入1000份去离子水中，采用超声波均质机以40W功率均质50min；(2)搅拌条件下将20份海藻酸钠加入步骤(1)制得的石墨烯分散液中，之后再加入10份相变微胶囊，以800rpm搅拌1小时，制得混合分散液；(3)将步骤(2)制得的混合分散液逐滴加入2％的氯化钙溶液中形成包裹有石墨烯和相变微胶囊的海藻酸钙交联体，过滤出交联体颗粒，并放置于50℃环境中干燥10小时，制得石墨烯改性相变大胶囊；(4)将1份石墨烯改性相变大胶囊与9份聚氨酯发泡材料共混于室温下发泡，制得石墨烯改性相变发泡保温材料。对照组1采用纯聚氨酯发泡材料制得聚氨酯保温材料。测试例：(1)运用制备得到的相变发泡保温材料制作壁厚为25mm、外尺寸为300×300×300mm的保温箱，通过融冰法测试其系统热阻。如表1所示，本专利技术实施例中增加了石墨烯组分，且采用本专利技术实施例的制备方法制得产品相比于对照组1中的传统聚氨酯保温材料制得的保温箱，热阻性能有明显的提高。表1(2)采用上述实施例及对照组保温材料制备的保温箱在272K环境中预冷后在308K环境下储藏酸奶，记录酸奶温度达到临界储藏温度285K所用时间。如图1所示，实施例1中酸奶的升温速度最慢；对照组1为传统聚氨酯保温材料制得的保温箱，其中的酸奶升温速率最快。综上所述，本专利技术制备的石墨烯改性相变发泡保温材料能够加快相变发泡材料中相变大胶囊的吸热速度，减少进入保温箱内部的热量，从而表现出更高的系统热阻和更优异的保温效果。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，并不限制本专利技术。应当指出，对于领域技术人员可以开发类似优化石墨烯改性相变发泡材料或保温箱而不脱离本专利技术的原理和范围，也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯共混改性相变发泡保温材料，其特征在于，所述保温材料包括石墨烯共混改性相变大胶囊与聚氨酯发泡材料，其中石墨烯共混改性相变大胶囊与聚氨酯发泡材料质量比为1:1～1:9。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯共混改性相变发泡保温材料，其特征在于，所述保温材料包括石墨烯共混改性相变大胶囊与聚氨酯发泡材料，其中石墨烯共混改性相变大胶囊与聚氨酯发泡材料质量比为1:1～1:9。


2.根据权利要求1所述的保温材料，其特征在于，所述石墨烯共混改性相变大胶囊由石墨烯粉末、相变微胶囊与海藻酸钙混合固化而成；其中石墨烯粉末、相变微胶囊和海藻酸钙的质量比为1:5～10:10～20。


3.根据权利要求2所述的保温材料，其特征在于，所述相变微胶囊由芯材和壁材构成，芯材为有机或无机相变材料，壁材为脲醛树脂或酚醛树脂。


4.一种权利要求1所述石墨烯共混改性相变发泡保温材料的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：区炳显，潘嘹，王承康，卢立新，韩鹏举，
申请(专利权)人：江苏省特种设备安全监督检验研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32