专利摘要

本发明涉及一种壳状结构的储热磁性材料及其制备方法，包括芯体、储热内层和磁性外层，芯体的形状为球状，储热内层包覆在芯体的外层，磁性外层包覆在储热内层的外层；芯体的材质为正十八烷，储热内层的材质为甲基丙烯酸甲酯‑异丁烯酸聚合物，磁性外层的材质为四氧化三铁。本发明利用正十八烷和甲基丙烯酸甲酯‑异丁烯酸聚合物，实现了高效储热，在甲基丙烯酸甲酯‑异丁烯酸聚合物表面合成四氧化三铁，形成储热与磁性效果的整合，合成的储热磁性材料饱和磁性强度为12.5emu·g‑1，热晗值能够达到152.2J·g‑1。

权利要求

1.一种壳状结构的储热磁性材料，其特征在于：包括芯体、储热内层和磁性外层，芯体的形状为球状，储热内层包覆在芯体的外层，磁性外层包覆在储热内层的外层；芯体的材质为正十八烷，储热内层的材质为甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物，磁性外层的材质为四氧化三铁。

2.根据权利要求1所述的壳状结构的储热磁性材料，其特征在于：所述储热内层与磁性外层之间依靠十二烷基硫酸钠进行连接。

3.一种如权利要求1或2所述的壳状结构的储热磁性材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

①配置水相混合物：将十二烷基硫酸钠作为分散剂溶解至蒸馏水中，形成水相混合物；

②配置油相混合物：将正十八烷、甲基丙烯酸甲酯、异丁烯酸和过氧化苯甲酰混合，形成油相混合物；

③将油相混合物和水相混合物加热混合搅拌形成水油相混合物，在氮气环境下甲基丙烯酸甲酯的单体和异丁烯酸的单体开始聚合形成甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物；

④向水油相混合物中加入K2S2O8的水溶液然后搅拌，甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物发生进一步聚合包覆在正十八烷上生成芯壳结构的相变微胶囊；

⑤对相变微胶囊进行洗涤抽滤并干燥，形成芯壳结构的粉末；

⑥将芯壳结构的粉末分散至蒸馏水中，同时加入作为表面活性剂的十二烷基硫酸钠，然后搅拌均匀形成均匀的分散体；

⑦向分散体在氮气环境下加入FeCl2·4H2O 和FeCl3·6H2O 搅拌溶解；

⑧向分散体中加入NH3· H2O调节分散体的pH至10.0-11.0继续搅拌得到储热磁性材料粉末，然后通过磁铁吸附冲洗干燥，得到双层的壳状结构的储热磁性材料。

4.根据权利要求3所述的壳状结构的储热磁性材料的制备方法，其特征在于：步骤③中，以过氧化苯甲酰作为引发剂，甲基丙烯酸甲酯和异丁烯酸进行聚合反应形成甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物，由于甲基丙烯酸甲酯和异丁烯酸的亲水性，以正十八烷为中心，形成储热内层包覆芯体的结构。

5.根据权利要求4所述的壳状结构的储热磁性材料的制备方法，其特征在于：步骤⑤中，水油相混合物在真空过滤和干燥过程中，十二烷基硫酸钠被清除。

6.根据权利要求5所述的壳状结构的储热磁性材料的制备方法，其特征在于：步骤⑧中，FeCl2·4H2O 和FeCl3·6H2O利用十二烷基硫酸钠的亲水性和疏水性，在芯体的表面形成磁性外层。

7.根据权利要求6所述的壳状结构的储热磁性材料的制备方法，其特征在于：所述K2S2O8作为次级引发剂。

8.根据权利要求4所述的壳状结构的储热磁性材料的制备方法，其特征在于：步骤③④⑤的温度均控制在85℃。

说明书

技术领域

本发明涉及一种壳状结构的储热磁性材料及其制备方法。

背景技术

电子设备应用十分广泛，但是其热效应以及电磁辐射严重限制了其使用范围，影响了安全性，对其推广使用产生了严重的制约。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种具有极大储热功能，以及形成稳定电磁屏蔽的壳状结构的储热磁性材料及其制备方法。

本发明提供的技术方案为：一种壳状结构的储热磁性材料，其特征在于：包括芯体、储热内层和磁性外层，芯体的形状为球状，储热内层包覆在芯体的外层，磁性外层包覆在储热内层的外层；芯体的材质为正十八烷，储热内层的材质为甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物，磁性外层的材质为四氧化三铁。通过正十八烷作为芯体，作为构成储热磁性材料的整体支架，与覆盖在芯体表面的甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物共同作为储热磁性材料的储热主体。考虑到正十八烷不能够与四氧化三铁直接结合，以甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物为连接材料的基础上，进一步加大储热磁性材料的储热能力。同时甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物有更好的应力应变特性，可以在正十八烷熔融凝固中更加不易破裂。同时，合成甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物以制备储热内层的成本低于其他大多数的无机有机储热内层的制备成本。

本发明所述储热内层与磁性外层之间依靠十二烷基硫酸钠进行连接。甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物和四氧化三铁之间无法直接进行连接，利用十二烷基硫酸的亲水和疏水特性，其两端分别与甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物和四氧化三铁连接，使得具有较好磁性的四氧化三铁与储热内层牢固连接在一起，形成了稳定的壳状结构的储热磁性材料，实现储热磁性的整合。

一种壳状结构的储热磁性材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

①配置水相混合物：将十二烷基硫酸钠作为分散剂溶解至蒸馏水中，形成水相混合物；

②配置油相混合物：将正十八烷、甲基丙烯酸甲酯、异丁烯酸和过氧化苯甲酰混合，形成油相混合物；

③将油相混合物和水相混合物加热混合搅拌形成水油相混合物，在氮气环境下甲基丙烯酸甲酯的单体和异丁烯酸的单体开始聚合形成甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物；

④向水油相混合物中加入K2S2O8的水溶液然后搅拌，甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物发生进一步聚合包覆在正十八烷上生成芯壳结构的相变微胶囊；

⑤对相变微胶囊进行洗涤抽滤并干燥，形成芯壳结构的粉末；

⑥将芯壳结构的粉末分散至蒸馏水中，同时加入作为表面活性剂的十二烷基硫酸钠，然后搅拌均匀形成均匀的分散体；

⑦向分散体在氮气环境下加入FeCl2·4H2O 和FeCl3·6H2O 搅拌溶解；

⑧向分散体中加入NH3· H2O调节分散体的pH至10.0-11.0继续搅拌得到储热磁性材料粉末，然后通过磁铁吸附冲洗干燥，得到双层的壳状结构的储热磁性材料。

步骤①-⑧依次进行。

本发明步骤③中，以过氧化苯甲酰作为引发剂，甲基丙烯酸甲酯和异丁烯酸进行聚合反应形成甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物，由于甲基丙烯酸甲酯和异丁烯酸的亲水性，以正十八烷为中心，形成储热内层包覆芯体的结构。

本发明步骤⑤中，水油相混合物在真空过滤和干燥过程中，十二烷基硫酸钠被清除。

本发明步骤⑧中，FeCl2·4H2O 和FeCl3·6H2O利用十二烷基硫酸钠的亲水性和疏水性，在芯体的表面形成磁性外层。

本发明所述K2S2O8作为次级引发剂。

本发明步骤③④⑤的温度均控制在85℃。有效减少了甲基丙烯酸甲酯和异丁烯酸单体的残留，增加了正十八烷上的覆盖率。

本发明相比现有技术，利用正十八烷和甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物，实现了高效储热，在甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物表面合成四氧化三铁，形成储热与磁性效果的整合，合成的储热磁性材料饱和磁性强度为12.5 emu·g-1 ，热晗值能够达到152.2J·g-1。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1。

本实施例提供了一种壳状结构的储热磁性材料，包括芯体、储热内层和磁性外层，芯体的形状为球状，储热内层包覆在芯体的外层，磁性外层包覆在储热内层的外层。

具体的，壳状结构的储热磁性材料的制备方法，包括合成芯体和合成储热磁性材料。

合成芯体包括如下步骤：

①配置油相混合物：将正十八烷、甲基丙烯酸甲酯、异丁烯酸和过氧化苯甲酰混合，形成油相混合物；

②在氮气环境和85℃下甲基丙烯酸甲酯的单体和异丁烯酸的单体开始聚合形成甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物；

③向油相混合物中加入K2S2O8的水溶液在85℃然后搅拌，甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物发生进一步聚合包覆在正十八烷上生成芯壳结构的相变微胶囊；

④在85℃下对相变微胶囊进行洗涤抽滤并干燥，形成芯壳结构的粉末。

本实施例中，芯壳结构的粉末的制备过程不使用十二烷基硫酸钠，本实施例中芯壳结构的粉末的焓值为237.9J·g-1。

合成储热磁性材料包括如下步骤：

⑤将芯壳结构的粉末分散至蒸馏水中，同时加入作为表面活性剂的十二烷基硫酸钠，然后搅拌均匀形成均匀的分散体；

⑥向分散体在氮气环境下加入FeCl2·4H2O 和FeCl3·6H2O 搅拌溶解；

⑦向分散体中加入NH3· H2O调节分散体的pH至10.0-11.0继续搅拌得到储热磁性材料粉末，然后通过磁铁吸附冲洗干燥，得到双层的壳状结构的储热磁性材料。

步骤①-⑦依次进行。

通过正十八烷作为芯体，作为构成储热磁性材料的整体支架，与覆盖在芯体表面的甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物共同作为储热磁性材料的储热主体。考虑到正十八烷不能够与四氧化三铁直接结合，以甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物为连接材料的基础上，进一步加大储热磁性材料的储热能力。同时甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物有更好的应力应变特性，可以在正十八烷熔融凝固中更加不易破裂。同时，合成甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物以制备储热内层的成本低于其他大多数的无机有机储热内层的制备成本。

储热内层与磁性外层之间依靠十二烷基硫酸钠进行连接。甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物和四氧化三铁之间无法直接进行连接，利用十二烷基硫酸的亲水和疏水特性，其两端分别与甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物和四氧化三铁连接，使得具有较好磁性的四氧化三铁与储热内层牢固连接在一起，形成了稳定的壳状结构的储热磁性材料，实现储热磁性的整合。

实施例2。

本实施例提供了一种壳状结构的储热磁性材料，包括芯体、储热内层和磁性外层，芯体的形状为球状，储热内层包覆在芯体的外层，磁性外层包覆在储热内层的外层。

具体的，壳状结构的储热磁性材料的制备方法，包括合成芯体和合成储热磁性材料。

合成芯体包括如下步骤：

①配置水相混合物：将0.125g十二烷基硫酸钠作为分散剂溶解至蒸馏水中，形成水相混合物；

②配置油相混合物：将正十八烷、甲基丙烯酸甲酯、异丁烯酸和过氧化苯甲酰混合，形成油相混合物；

③将油相混合物和水相混合物加热混合搅拌形成水油相混合物，在氮气环境且在85℃条件下甲基丙烯酸甲酯的单体和异丁烯酸的单体开始聚合形成甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物；

④向水油相混合物中加入K2S2O8的水溶液在85℃条件下然后搅拌，甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物发生进一步聚合包覆在正十八烷上生成芯壳结构的相变微胶囊；

⑤在85℃条件下对相变微胶囊进行洗涤抽滤并干燥，形成芯壳结构的粉末；

本实施例中，芯壳结构的粉末的制备过程使用0.125g十二烷基硫酸钠，本实施例中芯壳结构的粉末的焓值为143.9J·g-1。

合成储热磁性材料包括如下步骤：

⑥将芯壳结构的粉末分散至蒸馏水中，同时加入作为表面活性剂的十二烷基硫酸钠，然后搅拌均匀形成均匀的分散体；

⑦向分散体在氮气环境下加入FeCl2·4H2O 和FeCl3·6H2O 搅拌溶解；

⑧向分散体中加入NH3· H2O调节分散体的pH至10.0-11.0继续搅拌得到储热磁性材料粉末，然后通过磁铁吸附冲洗干燥，得到双层的壳状结构的储热磁性材料。

通过正十八烷作为芯体，作为构成储热磁性材料的整体支架，与覆盖在芯体表面的甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物共同作为储热磁性材料的储热主体。考虑到正十八烷不能够与四氧化三铁直接结合，以甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物为连接材料的基础上，进一步加大储热磁性材料的储热能力。同时甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物有更好的应力应变特性，可以在正十八烷熔融凝固中更加不易破裂。同时，合成甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物以制备储热内层的成本低于其他大多数的无机有机储热内层的制备成本。

储热内层与磁性外层之间依靠十二烷基硫酸钠进行连接。甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物和四氧化三铁之间无法直接进行连接，利用十二烷基硫酸的亲水和疏水特性，其两端分别与甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物和四氧化三铁连接，使得具有较好磁性的四氧化三铁与储热内层牢固连接在一起，形成了稳定的壳状结构的储热磁性材料，实现储热磁性的整合。

实施例3。

本实施例提供了一种壳状结构的储热磁性材料，包括芯体、储热内层和磁性外层，芯体的形状为球状，储热内层包覆在芯体的外层，磁性外层包覆在储热内层的外层。

具体的，壳状结构的储热磁性材料的制备方法，包括合成芯体和合成储热磁性材料。

合成芯体包括如下步骤：

①配置水相混合物：将0.25g十二烷基硫酸钠作为分散剂溶解至蒸馏水中，形成水相混合物；

②配置油相混合物：将正十八烷、甲基丙烯酸甲酯、异丁烯酸和过氧化苯甲酰混合，形成油相混合物；

③将油相混合物和水相混合物加热混合搅拌形成水油相混合物，在氮气环境且在85℃条件下甲基丙烯酸甲酯的单体和异丁烯酸的单体开始聚合形成甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物；

④向水油相混合物中加入K2S2O8的水溶液在85℃条件下然后搅拌，甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物发生进一步聚合包覆在正十八烷上生成芯壳结构的相变微胶囊；

⑤在85℃条件下对相变微胶囊进行洗涤抽滤并干燥，形成芯壳结构的粉末；

本实施例中，芯壳结构的粉末的制备过程使用0.25g十二烷基硫酸钠，本实施例中芯壳结构的粉末的焓值为171J·g-1。

合成储热磁性材料包括如下步骤：

⑥将芯壳结构的粉末分散至蒸馏水中，同时加入作为表面活性剂的十二烷基硫酸钠，然后搅拌均匀形成均匀的分散体；

⑦向分散体在氮气环境下加入FeCl2·4H2O 和FeCl3·6H2O 搅拌溶解；

⑧向分散体中加入NH3· H2O调节分散体的pH至10.0-11.0继续搅拌得到储热磁性材料粉末，然后通过磁铁吸附冲洗干燥，得到双层的壳状结构的储热磁性材料。

通过正十八烷作为芯体，作为构成储热磁性材料的整体支架，与覆盖在芯体表面的甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物共同作为储热磁性材料的储热主体。考虑到正十八烷不能够与四氧化三铁直接结合，以甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物为连接材料的基础上，进一步加大储热磁性材料的储热能力。同时甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物有更好的应力应变特性，可以在正十八烷熔融凝固中更加不易破裂。同时，合成甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物以制备储热内层的成本低于其他大多数的无机有机储热内层的制备成本。

储热内层与磁性外层之间依靠十二烷基硫酸钠进行连接。甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物和四氧化三铁之间无法直接进行连接，利用十二烷基硫酸的亲水和疏水特性，其两端分别与甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物和四氧化三铁连接，使得具有较好磁性的四氧化三铁与储热内层牢固连接在一起，形成了稳定的壳状结构的储热磁性材料，实现储热磁性的整合。

实施例4。

本实施例提供了一种壳状结构的储热磁性材料，包括芯体、储热内层和磁性外层，芯体的形状为球状，储热内层包覆在芯体的外层，磁性外层包覆在储热内层的外层。

具体的，壳状结构的储热磁性材料的制备方法，包括合成芯体和合成储热磁性材料。

合成芯体包括如下步骤：

①配置水相混合物：将0.5g十二烷基硫酸钠作为分散剂溶解至蒸馏水中，形成水相混合物；

②配置油相混合物：将正十八烷、甲基丙烯酸甲酯、异丁烯酸和过氧化苯甲酰混合，形成油相混合物；

③将油相混合物和水相混合物加热混合搅拌形成水油相混合物，在氮气环境且在85℃条件下甲基丙烯酸甲酯的单体和异丁烯酸的单体开始聚合形成甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物；

④向水油相混合物中加入K2S2O8的水溶液在85℃条件下然后搅拌，甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物发生进一步聚合包覆在正十八烷上生成芯壳结构的相变微胶囊；

⑤在85℃条件下对相变微胶囊进行洗涤抽滤并干燥，形成芯壳结构的粉末；

本实施例中，芯壳结构的粉末的制备过程使用0.125g十二烷基硫酸钠，本实施例中芯壳结构的粉末的焓值为143J·g-1。

合成储热磁性材料包括如下步骤：

⑥将芯壳结构的粉末分散至蒸馏水中，同时加入作为表面活性剂的十二烷基硫酸钠，然后搅拌均匀形成均匀的分散体；

⑦向分散体在氮气环境下加入FeCl2·4H2O 和FeCl3·6H2O 搅拌溶解；

⑧向分散体中加入NH3· H2O调节分散体的pH至10.0-11.0继续搅拌得到储热磁性材料粉末，然后通过磁铁吸附冲洗干燥，得到双层的壳状结构的储热磁性材料。

通过正十八烷作为芯体，作为构成储热磁性材料的整体支架，与覆盖在芯体表面的甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物共同作为储热磁性材料的储热主体。考虑到正十八烷不能够与四氧化三铁直接结合，以甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物为连接材料的基础上，进一步加大储热磁性材料的储热能力。同时甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物有更好的应力应变特性，可以在正十八烷熔融凝固中更加不易破裂。同时，合成甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物以制备储热内层的成本低于其他大多数的无机有机储热内层的制备成本。

储热内层与磁性外层之间依靠十二烷基硫酸钠进行连接。甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物和四氧化三铁之间无法直接进行连接，利用十二烷基硫酸的亲水和疏水特性，其两端分别与甲基丙烯酸甲酯-异丁烯酸聚合物和四氧化三铁连接，使得具有较好磁性的四氧化三铁与储热内层牢固连接在一起，形成了稳定的壳状结构的储热磁性材料，实现储热磁性的整合。

实施例1-4中各药剂计量除作为分散剂使用十二烷基硫酸钠的计量产生变化，其他均相同。

通过实施例1-4的焓值变化，芯体的粉末先下降后上升，充分说明了十二烷基硫酸钠再芯体制备过程中很大程度影响了芯体的粉末的粒径大小，同时通过DSC测试发现，通过四氧化三铁的覆盖，芯体的热稳定性又能够得到进一步提升。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

一种壳状结构的储热磁性材料及其制备方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。