一種層狀復(fù)合相變儲能建筑材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及相變儲能復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及層狀復(fù)合相變儲能建筑材料的制 備。
【背景技術(shù)】：
[0002] 隨著當(dāng)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化建筑物建筑面積不斷擴(kuò)展，建筑物在采暖、空調(diào)、照 明等方面耗費(fèi)的能源逐步增加，人們對建筑物的熱舒適性的需求日益高漲，因此，開發(fā)出新 能源及能源的合理有效利用，已經(jīng)成為本世紀(jì)人類解決能源危機(jī)問題需要迫切研宄的課題 之一。
[0003] 相變材料是在特定溫度下墻體材料中的相變材料發(fā)生物相狀態(tài)轉(zhuǎn)變時，同時伴隨 著吸熱或放熱出現(xiàn)，利用潛熱儲存的熱量起到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的作用。將相變材料應(yīng)用到建 筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，可以解決現(xiàn)代建筑中采用的普通輕質(zhì)材料熱容小的問題，增加建筑圍護(hù)結(jié) 構(gòu)的蓄熱能力和熱惰性，且由于相變材料較大的相變潛熱，摻入少量相變材料即可儲存大 量熱量，同時也減小了建筑物室內(nèi)外溫度變化幅度，對空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱冷負(fù)荷的降低起到 一定作用，可以達(dá)到節(jié)能和改善熱舒適度的目的。對建筑節(jié)能領(lǐng)域的相變材料篩選應(yīng)該符 合實(shí)際應(yīng)用的要求，并且從相變材料的熱物性特點(diǎn)以及經(jīng)濟(jì)方面選擇，要達(dá)到相變材料最 佳的儲熱效果且價格便宜、易于推廣。
[0004] 目前國內(nèi)外的研宄主要選擇有機(jī)相變材料中的石蠟或是其他脂肪酸類相變材料 作為相變儲能單元，無機(jī)物SiO2、蛭石、蒙脫土等為載體基質(zhì)，采用插層復(fù)合法或微膠囊封 裝法制備復(fù)合相變儲能材料。公開號CN102408877A公開的石蠟或十二烷醇與載體材料高 密度聚乙烯，并添加少量多孔膨脹石墨提高材料導(dǎo)熱性。公開號CN10239798A公開有機(jī)相 變材料和膨脹石墨與石膏粉及其他填料復(fù)合制備的儲熱建筑材料性能優(yōu)異，但復(fù)合相變材 料在建筑材料中分量大，性價比略低。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005] 本發(fā)明旨在公開一種層狀復(fù)合相變儲能建筑材料，在建筑材料中加入相變材料復(fù) 合物以及其他填料，利用相變材料特有的儲熱性能對溫度波動起到延緩作用，從而達(dá)到建 筑節(jié)能的目的。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種層狀復(fù)合相變儲能建筑材料，其特征在于其原料組分 及各組分占原料總量的質(zhì)量百分比分別為：
[0007] 硅酸鹽水泥 15%?20% 砂 30%?40% 有機(jī)粘合劑 3%?10% 增強(qiáng)纖維 3%?5% 層狀復(fù)合相變儲能材料 10%?15% 水 10% ?26%;
[0008] 其中所述的層狀復(fù)合相變儲能材料由膨潤土和醇類按照質(zhì)量比例制得：膨潤土 70 %?90 %、醇類，10 %?30% ;且層狀相變儲熱材料相變溫度為19. 8?26. 2°C，相變潛 熱為98.51?127.851^。
[0009] 優(yōu)選上述的娃酸鹽水泥為P. 0. 42. 5普通娃酸鹽水泥；優(yōu)選上述的砂為河沙、海砂 或人工機(jī)制砂中的一種；其細(xì)度模數(shù)2. 2?3. 5。優(yōu)選上述的有機(jī)粘合劑為酚醛樹脂、羧甲 基纖維素鈉或聚酯樹脂中的一種。優(yōu)選上述的增強(qiáng)纖維為陶瓷纖維、玻璃纖維或纖維素纖 維中的一種。
[0010] 優(yōu)選上述的膨潤土為鈉基膨潤土，其蒙脫石質(zhì)量含量一般為60 %?88 %。優(yōu)選上 述的醇類為十二醇、十四醇或十六醇中的一種；醇類的相變溫度一般為23. 5?49. 5°C、相 變潛熱為219. 5?240J/g，
[0011] 本發(fā)明還提供了上述的層狀復(fù)合相變儲能建筑材料的制備方法，其具體步驟如 下：
[0012] A、層狀復(fù)合相變儲能材料的制備：將膨潤土和醇類按質(zhì)量比置于200W?800W微 波反應(yīng)釜中加熱反應(yīng)3?5h，冷卻后在真空條件下物理吸附1?3小時；
[0013] B、層狀復(fù)合相變儲能建筑材料的制備：將步驟A制得的層狀復(fù)合相變儲能材料、 硅酸鹽水泥、砂、有機(jī)粘合劑、增強(qiáng)纖維和水加入水泥砂漿攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻后模壓成型， 置于溫度為20±2°C，相對濕度95%以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)（一般28天）。
[0014] 有益效果：
[0015] 本發(fā)明選取層狀載體物質(zhì)，主要是因?yàn)閷訝罨衔锞哂胸S富的層狀孔隙結(jié)構(gòu)，這 種層狀多孔的特征作為載體將特別有利于吸附有機(jī)物相變材料，且化合物具有良好的導(dǎo)熱 性能。由于層狀微孔結(jié)構(gòu)中的毛細(xì)作用力和表面張力作用，相變過程中熔融的有機(jī)相變材 料難以從微孔結(jié)構(gòu)中泄露出來。層狀基體具有明顯的非極性特征，這將有利于它吸附同樣 具有非極性的相變材料。采用微波真空吸附法將醇類相變材料有效的吸附在具有層狀結(jié)構(gòu) 的膨潤土中，利用增強(qiáng)纖維及酚醛樹脂的粘結(jié)性能將復(fù)合相變儲能材料與水泥砂漿建筑材 料采用物理共混法快速復(fù)合，復(fù)合相變材料特有的儲熱性能對溫度波動延緩作用明顯。
【具體實(shí)施方式】：
[0016] 實(shí)例 1
[0017] 本發(fā)明提供的一種層狀復(fù)合相變儲能建筑材料的快速制備方法包括以下步驟： (1)制備層狀復(fù)合相變儲能材料。將1125g蒙脫石含量為60%的鈉基膨潤土與375g十二 醇置于240W微波反應(yīng)釜中加熱3h，冷卻后在真空條件下物理吸附2h。（2)模壓成型。 將上述1080g(15% )層狀復(fù)合相變儲熱材料、1440g(20% )P.0.42. 5普通硅酸鹽水泥、 2880g(40% )細(xì)度模數(shù)為2. 5的河沙、720g(10% )酚醛樹脂、360g(5% )纖維素纖維及 720g(10%)水加入水泥攪拌機(jī)內(nèi)攪拌均勾后，模壓成型320mm X 320mm X 40mm的制樣，置 于20°C，相對濕度95%的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)28天。對制料通過多點(diǎn)式熱流計(jì)測試。
[0018] 實(shí)例 2
[0019] 本發(fā)明提供的一種層狀復(fù)合相變儲能建筑材料的快速制備方法包括以下步驟： (1)制備層狀復(fù)合相變儲能材料。將1200g蒙脫石含量為70%的鈉基膨潤土與300g十四醇 置于400W微波反應(yīng)釜中加熱4h，冷卻后在真空條件下物理吸附3h。（2)模壓成型。將上述 936g (13% )層狀復(fù)合相變儲熱材料、1296g (18% ) P. 0· 42. 5普通硅酸鹽水泥、2160g (30% ) 細(xì)度模數(shù)為2. 8的海砂、648g(9% )羧甲基纖維素鈉、288g(4% )陶瓷纖維及1872g(26% ) 水加入水泥砂漿攪拌機(jī)內(nèi)模壓成型320mm X 320mm X 40mm的制樣，置于22°C，相對濕度 97%的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)28天。對制料通過多點(diǎn)式熱流計(jì)測試。
[0020] 實(shí)例 3
[0021] 本發(fā)明提供的一種層狀復(fù)合相變儲能建筑材料的快速制備方法包括以下步驟： (1)制備層狀復(fù)合相變儲能材料。將1350g蒙脫石含量為78%的鈉基膨潤土與150g十六 醇置于700W微波反應(yīng)釜中加熱3h，冷卻后在真空條件下物理吸附2h。（2)模壓成型。 將上述1080g(15% )層狀復(fù)合相變儲熱材料、1440g(20% )P.0.42. 5普通硅酸鹽水泥、 2664g(37% )細(xì)度模數(shù)為2. 8的海砂、288g(4% )羧甲基纖維素鈉、216g(3% )陶瓷纖維 及1512g(21%)水加入水泥砂衆(zhòng)攪拌機(jī)內(nèi)模壓成型320mm X 320mm X 40mm的制樣，置于 22°C，相對濕度97%的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)28天。對制料通過多點(diǎn)式熱流計(jì)測試。
[0022] 對照實(shí)例
[0023] 將1440g的P. 0. 42. 5普通硅酸鹽水泥、2880g的河砂、720g酚醛樹脂、288g纖維素 纖維及1224g水，加入水泥砂衆(zhòng)攪拌機(jī)內(nèi)混合均勾后模壓成型320mm X320mm X 40mm的制 樣，置于20°C，相對濕度98%的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)28天。對制料通過多點(diǎn)式熱流計(jì)測試。 測試結(jié)果如下。
[0024] 測試結(jié)果
[0025]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種層狀復(fù)合相變儲能建筑材料，其特征在于其原料組分及各組分占原料總量的質(zhì) 量百分比分別為： 硅酸鹽水泥 15%?20% 砂 30%?40% 有機(jī)粘合劑 3%?10% 增強(qiáng)纖維 3%?5% M狀復(fù)合相變儲能材料 10%?15% 水 10% ?26%; 其中所述的層狀復(fù)合相變儲能材料由膨潤土和醇類按照以下質(zhì)量比制得：膨潤土 70%?90%、醇類10%?30%;且層狀相變儲熱材料相變溫度為19. 8?26. 2°C，相變潛熱 S98.51? 127.85J/g。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀復(fù)合相變儲能建筑材料，其特征在于所述的砂為河沙、 海砂或人工機(jī)制砂中的一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀復(fù)合相變儲能建筑材料，其特征在于所述的有機(jī)粘合劑 為酚醛樹脂、羧甲基纖維素鈉或聚酯樹脂中的一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀復(fù)合相變儲能建筑材料，其特征在于所述的增強(qiáng)纖維為 陶瓷纖維、玻璃纖維或纖維素纖維中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀復(fù)合相變儲能建筑材料其特征在于，所述的膨潤土為鈉 基膨潤土。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀復(fù)合相變儲能建筑材料其特征在于，所述的醇類為十二 醇、十四醇或十六醇中的一種。
7. -種制備如權(quán)利要求1所述的層狀復(fù)合相變儲能建筑材料的方法，其具體步驟如 下： A、 層狀復(fù)合相變儲能材料的制備：將膨潤土和醇類按質(zhì)量比置于200W?800W微波反 應(yīng)釜中加熱反應(yīng)3?5h，冷卻后在真空條件下物理吸附1?3小時； B、 層狀復(fù)合相變儲能建筑材料的制備：將步驟A制得的層狀復(fù)合相變儲能材料、硅酸 鹽水泥、砂、有機(jī)粘合劑、增強(qiáng)纖維和水加入水泥砂漿攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻后模壓成型，置于 溫度為20±2°C，相對濕度95%以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種層狀復(fù)合相變儲能建筑材料，采用微波真空吸附法將膨潤土和醇類制備得層狀復(fù)合相變儲能材料，然后將10％～15％層狀復(fù)合相變儲能材料、15％～20％硅酸鹽水泥、30％～40％砂、3％～10％有機(jī)粘結(jié)劑、3％～5％增強(qiáng)纖維及10％～26％水采用物理共混法復(fù)合均勻，經(jīng)過模壓成型、養(yǎng)護(hù)制備得一種層狀復(fù)合相變儲能建筑材料。本發(fā)明復(fù)合相變儲能建筑材料相容性好，無腐蝕，可以延緩室內(nèi)溫度波動，具有體積潛熱大，導(dǎo)熱性能高，原料價格低廉且相變溫度符合建筑節(jié)能要求等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C04B24-02, C04B28-04, C09K5-06
【公開號】CN104529321
【申請?zhí)枴緾N201410742164
【發(fā)明人】仇影, 丁蓓
【申請人】江蘇奧萊特新材料有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月8日