兩親性梳狀聚合物相變儲能材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種兩親性梳狀聚合物相變儲能材料的制備方法，包括如下步驟：1)將聚(氧乙烯)烷基醚或者含有羥基基團的化合物與酰氯、縛酸催化劑反應(yīng)得到具有?；钚曰鶊F的化合物；2)向具有?；钚曰鶊F的化合物的乙醇溶液中加入活潑金屬的硫代乙酸鹽，將此步得到的取代產(chǎn)物粗品洗滌后干燥得到取代產(chǎn)物；3)將取代產(chǎn)物加入乙醇鈉的乙醇溶液反應(yīng)后得到巰基化產(chǎn)物；4)將所述巰基化產(chǎn)物加入到聚環(huán)氧氯丙烷溶液中，將此步反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后經(jīng)洗滌、透析得到兩親性梳狀聚合物相變儲能材料。該制備方法聚合工藝簡單，且制得的兩親性梳狀聚合物相變儲能材料既具有相變特性，也具有可控的兩親性，同時產(chǎn)率、純度較高，不含小分子物質(zhì)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及相變材料領(lǐng)域，特別是涉及一種兩親性梳狀聚合物相變儲能材料的制 備方法。 兩親性梳狀聚合物相變儲能材料的制備方法
【背景技術(shù)】
[0002] 相變材料（PCM)是指隨溫度變化而改變物理性質(zhì)并能提供潛熱的一類物質(zhì)。在相 變過程中，相變材料將吸收或釋放大量潛熱，而材料本身的溫度不變。由于相變材料的這種 特性，使其可以作為能量存儲器，在節(jié)能、溫度控制等方面有著重要作用。
[0003] 中國發(fā)明專利（CN101891870A)公開了一種制備由疏水和pH響應(yīng)基團組成的兩親 性刷狀共聚物的方法。該方法首先通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合工藝得到預(yù)聚合物，但需再經(jīng) 選擇性水解反應(yīng)制得目標(biāo)產(chǎn)物，雖然制備工藝簡單，產(chǎn)率較高，但最終產(chǎn)物中含有難以除去 的催化劑，對聚合物性能產(chǎn)生一定的影響。中國發(fā)明專利（CN103360552A)中公開了將聚乙 烯亞胺接枝到聚苯乙烯馬來酸酐主鏈上制備一種非病毒基因載體的兩親性梳狀聚合物的 方法。該方法制得的梳狀聚合物不具備相變儲能特性。
[0004] 目前，關(guān)于兩親性梳狀聚合物相變材料的研究較少，而已報道的兩親性梳狀聚合 物的兩親性結(jié)構(gòu)和性能較難控制，特別是成品中小分子物質(zhì)（例如催化劑）的存在嚴(yán)重影 響了成品聚合物的性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種兩親性梳狀聚合物相變儲能材料的制 備方法，其聚合工藝簡單，且利用該方法制得的兩親性梳狀聚合物相變儲能材料既具有相 變特性，也具有可控的兩親性，同時產(chǎn)率、純度較高，不含小分子物質(zhì)。
[0006] -種兩親性梳狀聚合物相變儲能材料的制備方法，包括如下步驟：
[0007] 1)將聚（氧乙烯）烷基醚或者含有羥基基團的化合物溶解于溶劑中，加入酰氯、縛 酸催化劑，在-10?20°C優(yōu)選-5?0°C、氮氣保護氛圍條件下反應(yīng)2?16小時，優(yōu)選6? 8小時得到反應(yīng)產(chǎn)物，向所述反應(yīng)產(chǎn)物中加入0. 1?lmol/L的鹽酸，溶液分層，分液收集下 層溶液，在室溫下對所述下層溶液進行旋蒸，除去溶劑，即得具有?；钚曰鶊F的化合物；
[0008] 2)向具有?；钚曰鶊F的化合物的乙醇溶液中加入活潑金屬的硫代乙酸鹽，在 30?90°C優(yōu)選50?70°C、攪拌條件下反應(yīng)4?20小時，優(yōu)選7?8小時，得到取代產(chǎn)物粗 品；將所述取代產(chǎn)物粗品溶于水得到粗品水溶液，向所述粗品水溶液中加入二氯甲烷進行 萃取，分液收集二氯甲烷層，將此二氯甲烷層干燥得到取代產(chǎn)物；
[0009] 3)將所述取代產(chǎn)物加入濃度為0. 1?0. 3mol/L的乙醇鈉的乙醇溶液，在23? 27°C條件下反應(yīng)0. 5?5h，然后蒸發(fā)乙醇，得到巰基化產(chǎn)物；其中，所述取代產(chǎn)物與乙醇鈉 的摩爾比為15:9?25 ;
[0010] 4)將所述巰基化產(chǎn)物加入到濃度為0. 08?0. 2mol/L的聚環(huán)氧氯丙烷溶液中，在 50?100°C優(yōu)選70?80°C、攪拌條件下反應(yīng)0. 25?6小時優(yōu)選0. 5?1小時，得到反應(yīng)產(chǎn) 物，將此反應(yīng)產(chǎn)物在-5?5°C冷卻，析出固體，再經(jīng)抽濾收集固體，將此固體經(jīng)去離子水洗 滌后，放入截留分子量為12000?14000的透析袋中透析，收集透析袋內(nèi)產(chǎn)品即為所述兩親 性梳狀聚合物相變儲能材料；聚環(huán)氧氯丙烷溶液為聚環(huán)氧氯丙烷的Ν' N-二甲基乙酰胺溶 液，或聚環(huán)氧氯丙烷的Ν' Ν-二甲基甲酰胺溶液或聚環(huán)氧氯丙烷的Ν' Ν-二甲基亞砜溶液。 [0011] 其中，所述聚（氧乙烯）烷基醚的結(jié)構(gòu)式為：
[0012]
【權(quán)利要求】
1. 一種兩親性梳狀聚合物相變儲能材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟： 1) 將聚（氧乙烯）烷基醚或者含有羥基基團的化合物溶解于溶劑中，加入酰氯、縛酸 催化劑，在-10?20°C優(yōu)選-5?0°C、氮氣保護氛圍條件下反應(yīng)2?16小時優(yōu)選6?8小 時，得到反應(yīng)產(chǎn)物，向所述反應(yīng)產(chǎn)物中加入〇. 1?lmol/L的鹽酸，溶液分層，分液收集下層 溶液，在室溫下對所述下層溶液進行旋蒸，除去溶劑，即得具有酰基活性基團的化合物； 2) 向具有?；钚曰鶊F的化合物的乙醇溶液中加入活潑金屬的硫代乙酸鹽，在30? 90°C優(yōu)選50?70°C、攪拌條件下反應(yīng)4?20小時，優(yōu)選7?8小時，得到取代產(chǎn)物粗品；將 所述取代產(chǎn)物粗品溶于水得到粗品水溶液，向所述粗品水溶液中加入二氯甲烷進行萃取， 分液收集二氯甲烷層，將此二氯甲烷層干燥得到取代產(chǎn)物； 3) 將所述取代產(chǎn)物加入濃度為0. 1?0. 3mol/L的乙醇鈉的乙醇溶液，在23?27°C條 件下反應(yīng)〇. 5?5h，然后蒸發(fā)乙醇，得到巰基化產(chǎn)物；其中，所述取代產(chǎn)物與乙醇鈉的摩爾 比為15:9?25 ; 4) 將所述巰基化產(chǎn)物加入到濃度為0. 08?0. 2mol/L的聚環(huán)氧氯丙烷溶液中，在50? 100°C優(yōu)選70?80°C、攪拌條件下反應(yīng)0. 25?6小時優(yōu)選0. 5?1小時，得到反應(yīng)產(chǎn)物，將 此反應(yīng)產(chǎn)物在-5?5°C冷卻，析出固體，再經(jīng)抽濾收集固體，將此固體經(jīng)去離子水洗滌后， 放入截留分子量為12000?14000的透析袋中透析，收集透析袋內(nèi)產(chǎn)品即為所述兩親性梳 狀聚合物相變儲能材料。 其中，所述聚（氧乙烯）烷基醚的結(jié)構(gòu)式為：
所述聚（氧乙烯）烷基醚或者含有羥基基團的化合物與所述酰氯的摩爾比為0.02? 10:1 ； 所述聚（氧乙烯）烷基醚或者含有羥基基團的化合物與所述縛酸催化劑的摩爾比為 100:1 ?500 ; 所述具有?；钚曰鶊F的化合物與活潑金屬的硫代乙酸鹽的摩爾比為2:1?8,最佳 摩爾比為1:2?3 ; 所述巰基化產(chǎn)物與聚環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為3:1?3。
2. 如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于：所述聚（氧乙烯）烷基醚為聚合度為10 或20的聚（氧乙烯）十八烷基醚。
3. 如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于：步驟1)中所述含有羥基基團的化合物為 聚氧乙烯脂肪醇醚、脂肪醇、聚（乙二醇）單甲基醚、聚氧乙烯脂肪醇，脂肪醇醚。
4. 如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于：步驟1)中所述溶劑為同時溶解所述聚 (氧乙烯）烷基醚或含有羥基基團的化合物及酰氯，且不與聚（氧乙烯）烷基醚或含有羥基 基團的化合物及酰氯發(fā)生反應(yīng)的有機小分子溶劑，優(yōu)選二氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺。
5. 如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于：所述酰氯為甲磺酰氯或者有機酰氯，所述 有機酰氯的通式為
其中η = 0?25,優(yōu)選η = 7?15。
6. 如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于：所述縛酸催化劑為三乙胺或吡啶或二者 任意比的混合物。
7. 如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于：所述聚（氧乙烯）烷基醚或者含有羥基 基團的化合物與所述酰氯的摩爾比為〇. 5?3:1。
8. 如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于：所述聚（氧乙烯）烷基醚或者含有羥基 基團的化合物與所述縛酸催化劑的摩爾比為1:2?3。
9. 如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于：所述活潑金屬的硫代乙酸鹽為硫代乙酸 鉀或硫代乙酸鈉。
10. 如權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于：步驟4)中所述聚環(huán)氧氯丙烷溶液為聚 環(huán)氧氯丙烷的Ν' N-二甲基乙酰胺溶液，或聚環(huán)氧氯丙烷的Ν' N-二甲基甲酰胺溶液，或聚 環(huán)氧氯丙烷的Ν' Ν-二甲基亞砜溶液。
【文檔編號】C08G81/00GK104086778SQ201410312274
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】石海峰, 高亞輝, 王海霞, 劉倫濤, 張興祥 申請人:天津工業(yè)大學(xué)