恭喜西南石油大学张学忠获国家专利权
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龙图腾网恭喜西南石油大学申请的专利一种基于液态金属和PBO纤维的复合相变薄膜及制备方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119490680B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510080798.3,技术领域涉及:C08J5/18;该发明授权一种基于液态金属和PBO纤维的复合相变薄膜及制备方法是由张学忠;杨燕红;李东;武元鹏;向东;周利华;李辉;王犁;赵春霞设计研发完成,并于2025-01-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于液态金属和PBO纤维的复合相变薄膜及制备方法在说明书摘要公布了:本发明为一种基于液态金属和PBO纤维的复合相变薄膜及制备方法,属于相变材料制备技术领域,包括以下步骤:复合相变薄膜包括聚对苯基苯并双恶唑纤维(PBO)基材、相变材料和导热填料组成,相变材料由以聚氨酯(PU)为壁材、有机固‑液相变材料(OPCMs)为芯材通过Pickering乳液聚合法制备的相变微胶囊(PM)组成。所制备的PM具有“核‑壳”结构,有效防止了OPCMs的泄漏。将PM与PBO纤维网络结合,实现了对OPCMs的双重封装,进一步防止了OPCMs的泄漏。同时,优化了OPCMs在PBO基质中的分散和相互作用,促成了具有“限域”网络结构的形成。本发明所制备的复合相变薄膜具有较高的力学性能,显著的热导率、优异且稳定的柔韧性和出色的储热能力。
本发明授权一种基于液态金属和PBO纤维的复合相变薄膜及制备方法在权利要求书中公布了:1.一种基于液态金属和PBO纤维的复合相变薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、将十二烷基硫酸钠和去离子水共混成连续相,即水相;将固-液相变材料、异佛尔酮二异氰酸酯和乙二胺加热搅拌共混形成分散均匀的非连续相,即油相;将油相和水相搅拌混合,形成稳定Pickering乳液体系;所述步骤S1中固-液相变材料为有机固-液相变材料,具体为正十八烷、正二十烷、正二十四烷中的一种;所述的固-液相变材料、异佛尔酮二异氰酸酯和乙二胺质量比为3:1:1;所述步骤S1的加热搅拌共混,具体条件为水浴温度40℃,转速1500rpmmin,磁力搅拌30min;所述步骤S1的搅拌混合,具体条件为水浴温度40℃,转速1500rpmmin,磁力搅拌2~6h;S2、将稳定Pickering乳液体系转移至三口烧瓶进行合成反应,形成稳定的微胶囊的溶液;经静置冷却至室温、真空抽滤、洗涤和干燥后,得到聚氨酯相变微胶囊;所述步骤S2中所述合成反应在70℃水浴锅中进行,并在300rpmmin转速下,磁力搅拌3~5h;步骤S2中所述的洗涤具体为,洗涤次数2~5次,洗涤所用溶剂为去离子水;步骤S2中所述的干燥在温度为50℃的鼓风干燥箱中进行,时间为24~48h;所述的相变微胶囊的壁材和芯材的质量比为0.5:1;S3、将表面改性剂和去离子水搅拌混合,形成溶液A;将液态金属镓加入到溶液A中并进行混合超声,得到液态金属镓纳米悬浮液,经离心、洗涤和干燥后,获得改性后的液态金属镓纳米粉末;所述步骤S3中表面改性剂为壳聚糖季铵盐、壳聚糖、海藻酸钠、单宁酸中的至少一种;步骤S3中所述的搅拌混合,具体条件为在室温下,转速400rpm,磁力搅拌时间为10~30min;步骤S3中所述的溶液A浓度为0.3、0.4、0.6或0.9mgml;步骤S3中所述的超声在冰水浴中进行,功率为500W,时间为1~4h,Ga纳米悬浮液浓度为1wt%;步骤S3中所述的洗涤具体为,洗涤次数2~5次,所用溶剂为去离子水;步骤S3中所述干燥的环境为真空条件,压力为-0.1MPa,温度为50℃,时间为24~48h;S4、将聚对苯撑苯并二噁唑纤维微米纤维加入到甲烷磺酸和三氟乙酸混酸中,搅拌混合得到PBO纳米纤维溶液;所述步骤S4中甲烷磺酸和三氟乙酸混酸的质量比为1:1;所述步骤S4中的搅拌混合,具体条件为在室温下,转速为400rpm机械搅拌,时间为36~72h;所述的PBO纳米纤维溶液浓度为0.5wt%;S5、将改性后的液态金属镓纳米粉末、相变微胶囊分散于所述PBO纳米纤维溶液中,搅拌分散均匀;加入乙酸乙酯和去离子水其中,搅拌分散均匀,形成混合PBO粘性溶胶;将粘性溶胶倒入培养皿中,进行凝胶化、熟化后,得到MGaPMPBO复合相变酸凝胶;将酸凝胶进行溶剂置换至pH为7后,形成MGaPMPBO复合相变水凝胶;将MGaPMPBO复合相变水凝胶进行热压干燥后,获得MGaPMPBO复合相变薄膜;所述步骤S5中改性后的液态金属镓纳米粉末、相变微胶囊和PBO纳米纤维质量比为0.2:5:1、0.5:5:1、1:5:1、2:5:1或3:5:1中的一种;所述步骤S5中搅拌分散具体条件为,转速350~400rpm机械搅拌,时间为5~10min;所述步骤S5中凝胶化和熟化为在室温环境下,分别静置2h和20~24h;所述步骤S5中溶剂交换为先在30~70wt%MSA酸性条件下置换20~40h,接着使用去离子水进行溶剂交换36~48h,期间每隔4h进行溶剂置换;所述步骤S5中热压干燥为在鼓风干燥箱中,压力为0.1~0.5MPa,温度为60~80℃,时间为24~36h。
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