一种各项异性导热相变储能木材的制备方法

9，再在80℃下加热30分钟。
13.前述的各项异性导热相变储能木材的制备方法，步骤二中，按质量份将10份的苯乙烯-马来酸酐共聚物和3份的naoh溶于87份的去离子水中，在80℃下加热60分钟。
14.前述的各项异性导热相变储能木材的制备方法，步骤三中，按质量份将9份的sma溶液和8份的正十八烷加入到预聚体中，在6000转/分下乳化30分钟。
15.前述的各项异性导热相变储能木材的制备方法，步骤四中，将相变乳液在50℃下加热30分钟，再升温至70℃加热2.5小时。
16.前述的各项异性导热相变储能木材的制备方法，步骤五中，将长
×
宽
×
高为20
×
20
×
20mm的木材放入相变微胶囊悬浊液中真空浸渍30分钟，干燥后获得相变储能木材。
17.前述的各项异性导热相变储能木材的制备方法，步骤六中，按质量份将7.2份的醋酸铜、5.1份的次磷酸钠和16.2份的乙二胺四乙酸溶于50份的去离子水中，调节ph至9。
18.前述的各项异性导热相变储能木材的制备方法，步骤七中，将相变储能木材置入铜离子浸渍液中，真空浸渍24小时，再在120℃下加热48小时。
19.与现有技术相比，本发明以三聚氰胺、尿素和甲醛为原料合成微胶囊壁材，正十八烷烃为芯材制备相变微胶囊，并将其浸渍到木材中，真空干燥固化，获得相变储能木材，再将相变储能木材浸渍在醋酸铜溶液中，二次真空浸渍，可以使得相变微胶囊成功地浸渍到木材中，并且主要分布在木材的导管内。本发明通过在木材内部还原铜络合物后，使得木材细胞腔被铜所包覆的微胶囊有效填充，木材与铜之间没有明显的界面过渡区，使木材与铜之间具有良好相容性，实现铜离子在木材导管与纤维内部原位沉积，赋予木材优异的蓄热储能的能力与各向异性的高导热性能，实现热能的高效利用与定性传输。此外，本发明进一步了的优化了各项参数配比，使其更具有良好的相变储能能力。
附图说明
20.图1为木材横切面示意图，；
21.图2为木材径切面示意图；
22.图3为相变储能木材横切面示意图；
23.图4为相变储能木材径切面示意图；
24.图5为相变储能木材横径切面局部放大图；
25.图6为各项异性导热相变储能木材横切面示意图；
26.图7为各项异性导热相变储能木材径切面示意图；
27.图8为各项异性导热相变储能木材径切面局部放大图；
28.图9为相变微胶囊的直径范围示意图；
29.图10为cu元素分布edx图谱；
30.图11为n元素分布edx图谱。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，而且通过以下实施例可以使本领域普通技术人员更全面的理解本发明。
32.下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
33.实施例1：一种各项异性导热相变储能木材的制备方法，按下述步骤进行：
34.步骤一、按质量份将7g的三聚氰胺、8g的尿素、28g的甲醛和35ml的去离子水混合，加入三乙醇胺调节ph至8.5-9，再在80℃下加热35分钟，获得预聚体；
35.步骤二、按质量份将8g的苯乙烯-马来酸酐共聚物(sma)和2g的naoh溶于90ml的去离子水中，在80℃下加热70分钟，获得黄色透明状的sma溶液；
36.步骤三、按质量份将10g的sma溶液和8g的正十八烷加入到步骤二中的预聚体中，在6500转/分下乳化35分钟，获得相变乳液；
37.步骤四、将相变乳液在55℃下加热25分钟，再升温至75℃加热3小时，获得相变微胶囊悬浊液；
38.步骤五、将长
×
宽
×
高为20
×
20
×
20mm的木材放入相变微胶囊悬浊液中真空浸渍35分钟，干燥后获得相变储能木材；
39.步骤六、按质量份将7g的醋酸铜、4.5g的次磷酸钠和15.8g的乙二胺四乙酸溶于55ml的去离子水中，调节ph至9，获得铜离子浸渍液；
40.步骤七、将相变储能木材置入铜离子浸渍液中，真空浸渍28小时，再在135℃下加热55小时，获得成品。
41.实施例2：一种各项异性导热相变储能木材的制备方法，按下述步骤进行：
42.步骤一、按质量份将9g的三聚氰胺、6.5g的尿素、32g的甲醛和28ml的去离子水混合，加入三乙醇胺调节ph至8.5-9，再在78℃下加热35分钟，获得预聚体；
43.步骤二、按质量份将12g的苯乙烯-马来酸酐共聚物(sma)和3g的naoh溶于85ml的去离子水中，在82℃下加热65分钟，获得黄色透明状的sma溶液；
44.步骤三、按质量份将8g的sma溶液和10g的正十八烷加入到步骤二中的预聚体中，在5500转/分下乳化40分钟，获得相变乳液；
45.步骤四、将相变乳液在50℃下加热35分钟，再升温至65℃加热2.5小时，获得相变微胶囊悬浊液；
46.步骤五、将长
×
宽
×
高为20
×
20
×
20mm的木材放入相变微胶囊悬浊液中真空浸渍30分钟，干燥后获得相变储能木材；
47.步骤六、按质量份将6.8g的醋酸铜、5.5g的次磷酸钠和16.5g的乙二胺四乙酸溶于50ml的去离子水中，调节ph至9，获得铜离子浸渍液；
48.步骤七、将相变储能木材置入铜离子浸渍液中，真空浸渍30小时，再在115℃下加热45小时，获得成品。
49.实施例3：一种各项异性导热相变储能木材的制备方法，按下述步骤进行：
50.步骤一、按质量份将7.7g的三聚氰胺、7.4g的尿素、29.9g的甲醛和30ml的去离子水混合，加入三乙醇胺调节ph至8.5-9，再在80℃下加热30分钟，获得预聚体；
51.步骤二、按质量份将10g的苯乙烯-马来酸酐共聚物(sma)和3g的naoh溶于87ml的去离子水中，在80℃下加热60分钟，获得黄色透明状的sma溶液；
52.步骤三、按质量份将9g的sma溶液和8g的正十八烷加入到步骤二中的预聚体中，在6000转/分下乳化30分钟，获得相变乳液；
53.步骤四、将相变乳液在50℃下加热30分钟，再升温至70℃加热2.5小时，获得相变微胶囊悬浊液；
54.步骤五、将长
×
宽
×
高为20
×
20
×
20mm的木材放入相变微胶囊悬浊液中真空浸渍30分钟，干燥后获得相变储能木材；
55.步骤六、按质量份将7.2g的醋酸铜、5.1g的次磷酸钠和16.2g的乙二胺四乙酸溶于50ml的去离子水中，调节ph至9，获得铜离子浸渍液；
56.步骤七、将相变储能木材置入铜离子浸渍液中，真空浸渍24小时，再在120℃下加热48小时，获得成品。
57.申请人以最优选的实施例3中的成品进行示例，对制备过程中的木材、相变储能木材和成品(各项异性导热相变储能木材)进行横切面和径切面的sem观察，得到如图1所示的木材横切面示意图，如图2所示的木材径切面示意图，如图3所示的相变储能木材横切面示意图，如图4所示的相变储能木材径切面示意图，如图5所示的相变储能木材横径切面局部放大图，如图6所示的各项异性导热相变储能木材横切面示意图，如图7所示的各项异性导热相变储能木材径切面示意图，如图8所示的各项异性导热相变储能木材径切面局部放大图。从上述附图可以看出，木材是一种多孔材料，具有蜂窝状结构和丰富的管道结构(图1和图2)，有潜力成为相变材料的载体。在经过浸渍处理后，微胶囊成功地浸渍到木材中(图3和图4)并且主要分布在木材的导管中。图5显示了球形的相变微胶囊均匀分布于木材细胞腔中，同时申请人对相变微胶囊的直径范围进行统计，如图9所示。从图9中可以看出相变微胶囊的直径范围为0-10μm，其中0-2μm为16％，2-5μm为53％，5-10μm为31％，远小于木材细胞腔的孔径，这说明本发明的相变微胶囊可以很好的在木材的内部。进一步地，从附图6-8中可以看出，本发明通过在木材内部还原铜络合物后，木材细胞腔被铜所包覆的微胶囊有效填充，木材与铜之间没有明显的界面过渡区，说明木材与铜之间的良好相容性。图8显示了各项异性导热相变储能木材纵截面的放大图，其中微胶囊均匀分散在铜层中，铜层和微胶囊结构清晰可辨，表明经浸渍处理后的微胶囊仍保持完整，并无渗漏情况发生。此外，申请人还进行了元素分量统计，如表1所示:
58.元素重量(％)原子(％)c26.637.47n5.056.1o48.3251.1cuk20.045.34
59.表1
60.同时还进行了edx图谱观察，得到了如图10所示的cu元素分布edx图谱以及如图11所示的n元素分布edx图谱，从表1和edx图谱中可以清楚地看出各项异性导热相变储能木材横切面上cu和n的元素分布和占比，这再次揭示了铜和微胶囊在木材中的均匀分布规律与图6表示的结果一致。
61.综上所述，本发明以三聚氰胺、尿素和甲醛为原料合成微胶囊壁材，正十八烷烃为芯材制备相变微胶囊，并将其浸渍到木材中，真空干燥固化，获得相变储能木材，再将相变储能木材浸渍在醋酸铜溶液中，二次真空浸渍，可以使得相变微胶囊成功地浸渍到木材中，并且主要分布在木材的导管内。本发明通过在木材内部还原铜络合物后，使得木材细胞腔
被铜所包覆的微胶囊有效填充，木材与铜之间没有明显的界面过渡区，使木材与铜之间具有良好相容性，实现铜离子在木材导管与纤维内部原位沉积，赋予木材优异的蓄热储能的能力与各向异性的高导热性能，实现热能的高效利用与定性传输。