一種相變保溫砂漿的制備方法及其測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種相變保溫砂漿的制備方法及其測(cè)試方法。包括以下步驟：（1）對(duì)?；⒅檫M(jìn)行粒度篩選，緊接著進(jìn)行烘箱干燥；（2）在水浴加熱和連續(xù)機(jī)械攪拌的條件下，利用?；⒅槲⒖椎拿?xì)吸附力進(jìn)行相變材料正十八烷的吸附，形成復(fù)合相變材料；（3）將水泥、水和復(fù)合相變材料混合制備相變保溫砂漿。測(cè)試方法包括如下步驟：（1）將相變保溫砂漿制備成相變砂漿水泥板；（2）搭建加熱和測(cè)溫系統(tǒng)，用于測(cè)試經(jīng)過冰箱冷凍后的相變砂漿水泥板在持續(xù)加熱條件下的溫度變化情況，選取其中0-40℃范圍內(nèi)的溫度變化情況以表征相變砂漿水泥板的保溫性能。本發(fā)明能快速且有效的制備相變保溫砂漿。測(cè)試方法能合理地對(duì)相變保溫砂漿進(jìn)行性能表征。
【專利說明】一種相變保溫砂漿的制備方法及其測(cè)試方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于復(fù)合相變材料的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，涉及一種相變保溫砂漿的制備方法及其測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0003]能源問題現(xiàn)今已經(jīng)成為影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平提高的重要因素，建筑節(jié)能領(lǐng)域的關(guān)注度也日益密切。相變保溫建筑材料兼有傳統(tǒng)建筑材料和相變材料的優(yōu)點(diǎn)，能有效滿足蓄熱節(jié)能、綠色環(huán)保等的需求。
[0004]相變保溫砂漿是指由含有復(fù)合相變材料組分的建筑砂漿，由相變保溫砂漿建造的建筑相變蓄冷能力明顯提高，能有效減小受室外環(huán)境影響造成的室內(nèi)溫度波動(dòng)，使得夏季室內(nèi)溫度得以降低，冬季室內(nèi)溫度得以提高，由此減小空調(diào)采暖的能耗。目前制備復(fù)合相變材料使用的芯材多是固-液相變材料，利用相變材料在發(fā)生固-液變化時(shí)的相變焓儲(chǔ)蓄和放出熱量，在建筑領(lǐng)域，采用的一般是熔點(diǎn)在室溫范圍內(nèi)的相變材料，正十八烷的熔點(diǎn)在27°C附近，相變焓約為242J/g (如附圖1所示)，是建筑領(lǐng)域理想的相變保溫材料。
[0005]制備復(fù)合相變材料的方法一般有毛細(xì)吸附法、微膠囊法、溶膠凝膠法、插層法等。毛細(xì)吸附法相比其他方法有操作簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)條件容易實(shí)現(xiàn)、經(jīng)濟(jì)成本低等優(yōu)點(diǎn)。毛細(xì)吸附法選用具有微孔結(jié)構(gòu)的材料如?；⒅樽鳛檩d體材料，當(dāng)相變材料達(dá)到其熔點(diǎn)以上，會(huì)呈現(xiàn)液體狀，利用多孔材料的微孔毛細(xì)吸附力可將液體相變材料吸附到微孔內(nèi)，由于毛細(xì)吸附力的存在，被吸附進(jìn)微孔的相變材料很難再從微孔中脫附，也同時(shí)解決了復(fù)合相變材料的芯材泄露的問題。
[0006]如何制備和測(cè)試相變保溫砂漿的保溫性能，在目前，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚未完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，一種能快速且有效的相變保溫砂漿的制備方法及其測(cè)試方法。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種相變保溫砂漿的制備方法，包括以下步驟:(1)載體材料玻化微珠的前處理:對(duì)?；⒅檫M(jìn)行粒度篩選，緊接著進(jìn)行烘箱干燥；
(2)在水浴加熱和連續(xù)機(jī)械攪拌的條件下，利用?；⒅槲⒖椎拿?xì)吸附力進(jìn)行相變材料正十八烷的吸附，形成復(fù)合相變材料；
(3 )將水泥、水和復(fù)合相變材料混合制備相變保溫砂漿。
[0009]在上述制備方法中，步驟(1)中所述粒度的范圍為0.1-2.00mm。
[0010]在上述制備方法中，步驟(1)中所述烘箱溫度為50°C，干燥時(shí)間大于lh。
[0011]在上述制備方法中，步驟(2)中的水浴加熱溫度為50_100°C，攪拌速率為100-10000rpm，所得復(fù)合相變材料中正十八烷的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為10_60%。
[0012]在上述制備方法中，步驟(3)中所述水泥與水的質(zhì)量比為2:1，水泥與復(fù)合相變材料的質(zhì)量比為3-4:1。
[0013]上述相變保溫砂漿的測(cè)試方法，包括如下步驟:
(1)將相變保溫砂漿制備成相變砂漿水泥板；
(2)利用XRY-1I蓄熱系數(shù)測(cè)試儀和JK-32U多路溫度巡檢儀搭建成加熱和測(cè)溫系統(tǒng)，用于測(cè)試經(jīng)過冰箱冷凍后的相變砂漿水泥板在持續(xù)加熱條件下的溫度變化情況，選取其中0-40°C范圍內(nèi)的溫度變化情況以表征相變砂漿水泥板的保溫性能。
[0014]在上述測(cè)試方法中，步驟(1)所述相變砂漿水泥板的規(guī)格為20cm*20cm*l-2cm。
[0015]在上述測(cè)試方法中，步驟(2)所述冰箱溫度為-5_20°C，冷凍時(shí)間大于12h ;加熱系統(tǒng)輸出電壓為37V，輸出功率為74W。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明的相變保溫砂漿的制備方法能快速且有效的制備相變保溫砂漿。本發(fā)明的測(cè)試方法能合理地對(duì)相變保溫砂漿進(jìn)行性能表征。定義建筑相變砂漿蓄熱密度為單位體積水泥板產(chǎn)品從20°C升溫到27.5°C所能儲(chǔ)蓄的熱量，單位為J/cm3。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為純正十八烷的DSC曲線；
圖2為質(zhì)量含量為35%的復(fù)合相變材料DSC曲線；
圖3為對(duì)比有無吸附相變材料的水`泥板保溫性能圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1:
相變保溫砂漿的制備方法:
第一步通過篩網(wǎng)篩選粒徑在2_內(nèi)多孔?；⒅樽鳛檩d體材料，制備前在50°C烘箱中進(jìn)行烘干，時(shí)間2小時(shí)；
第二步在50°C水浴加熱以及5000rpm的機(jī)械攪拌下進(jìn)行?；⒅閷?duì)相變材料正十八烷的毛細(xì)吸附，得到復(fù)合相變材料，重復(fù)此步驟以獲得足夠的復(fù)合相變材料；
第三步將復(fù)合相變材料、水泥以及水按照比例混合制備相變保溫砂漿，其中水泥和水的質(zhì)量比為2:1，水泥和復(fù)合相變材料的比例為3:1，然后利用特定規(guī)格模具制作20cm*20cm*l.3cm的相變砂漿水泥板及對(duì)應(yīng)空白試驗(yàn)試樣(即將復(fù)合相變材料替換成玻化微珠制備成的?；⒅樗喟?。
[0019]測(cè)試方法:利用XRY-1I蓄熱系數(shù)測(cè)試儀和JK-32U多路溫度巡檢儀搭建成加熱和測(cè)溫系統(tǒng)，測(cè)試經(jīng)過冰箱冷凍后相變砂漿水泥板在恒定電壓37V加熱的條件下的溫度變化，選取20-27.5°C范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)用于表征相變砂漿水泥板的建筑保溫性能。其中，?；⒅樗喟鍦囟葟?0°C升溫到27.5°C耗時(shí)340s，相變砂漿水泥板溫度從20°C升溫到27.5°C耗時(shí)710s，如附圖3所示。?；⒅樗喟宄叽鐬?0cm*20cm*l.3cm，測(cè)試過程中加熱電壓恒定為37V，平均加熱電流為1.87A，耗時(shí)340s，建筑相變砂漿蓄熱密度為37*1.87*340/(20*20*1.3)=45.24 J/cm3。相變砂漿水泥板尺寸為20cm*20cm*l.3cm，測(cè)試過程中加熱電壓恒定為37V，平均加熱電流為1.92A，耗時(shí)710s，建筑相變砂漿蓄熱密度為37*1.92*710/(20*20*1.3)=97.00 J/cm3。
[0020]實(shí)施例2:
相變保溫砂漿的制備方法:
第一步通過篩網(wǎng)篩選粒徑在2_內(nèi)多孔?；⒅樽鳛檩d體材料，制備前在50°C烘箱中進(jìn)行烘干，時(shí)間3小時(shí)；
第二步在100°C水浴加熱以及2000rpm的機(jī)械攪拌下進(jìn)行玻化微珠對(duì)相變材料正十八烷的毛細(xì)吸附，得到復(fù)合相變材料，重復(fù)此步驟以獲得足夠的復(fù)合相變材料；
第三步將復(fù)合相變材料、水泥以及水按照比例混合制備相變保溫砂漿，其中水泥和水的質(zhì)量比為2:1，水泥和復(fù)合相變材料的比例為4:1，然后利用特定規(guī)格模具制作20cm*20cm*l.3cm的相變砂漿水泥板及對(duì)應(yīng)空白試驗(yàn)試樣(即將復(fù)合相變材料替換成?；⒅橹苽涑傻牟；⒅樗喟?。 [0021]測(cè)試方法:利用XRY-1I蓄熱系數(shù)測(cè)試儀和JK-32U多路溫度巡檢儀搭建成加熱和測(cè)溫系統(tǒng)，測(cè)試經(jīng)過冰箱冷凍后相變砂漿水泥板在恒定電壓37V加熱的條件下的溫度變化，選取20-27.5 °C范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)用于表征相變砂漿水泥板的建筑保溫性能。其中，?；⒅樗喟鍦囟葟?0°C升溫到27.5°C耗時(shí)340s，相變砂漿水泥板溫度從20°C升溫到27.5°C耗時(shí)680s。?；⒅樗喟宄叽鐬?0cm*20cm*l.3cm，測(cè)試過程中加熱電壓恒定為37V，平均加熱電流為1.87A，耗時(shí)340s，建筑相變砂漿蓄熱密度為37*1.87*340/(20*20*1.3)=45.24 J/cm3。相變砂漿水泥板尺寸為20cm*20cm*l.3cm，測(cè)試過程中加熱電壓恒定為37V，平均加熱電流為1.90A，耗時(shí)680s，建筑相變砂漿蓄熱密度為37*1.90*680/(20*20*1.3)=91.93 J/cm3。
【權(quán)利要求】
1.一種相變保溫砂漿的制備方法，其特征在于包括以下步驟:(1)載體材料?；⒅榈那疤幚?對(duì)玻化微珠進(jìn)行粒度篩選，緊接著進(jìn)行烘箱干燥； (2)在水浴加熱和連續(xù)機(jī)械攪拌的條件下，利用玻化微珠微孔的毛細(xì)吸附力進(jìn)行相變材料正十八烷的吸附，形成復(fù)合相變材料； (3 )將水泥、水和復(fù)合相變材料混合制備相變保溫砂漿。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法中，其特征在于，步驟(1)中所述粒度的范圍為0.1-2.0Omm.
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法中，其特征在于，步驟(1)中所述烘箱溫度為50°C，干燥時(shí)間大于Ih。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法中，其特征在于，步驟(2)中的水浴加熱溫度為50-100°C，攪拌速率為100-10000rpm，所得復(fù)合相變材料中正十八烷的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)含量為10-60%ο
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法中，其特征在于，步驟(3)中所述水泥與水的質(zhì)量比為2:1,水泥與復(fù)合相變材料的質(zhì)量比為3-4:1。
6.權(quán)利要求1所得相變保溫砂漿的測(cè)試方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將相變保溫砂漿制備成相變砂漿水泥板； (2)利用XRY-1I蓄熱系數(shù)測(cè)試儀和JK-32U多路溫度巡檢儀搭建成加熱和測(cè)溫系統(tǒng)，用于測(cè)試經(jīng)過冰箱冷凍后的相變砂漿水泥板在持續(xù)加熱條件下的溫度變化情況，選取其中0-40°C范圍內(nèi)的溫度變化情況以表征相變砂漿水泥板的保溫性能。
7.如權(quán)利要求6所述的測(cè)試方法中，其特征在于，步驟(1)所述相變砂漿水泥板的規(guī)格為 20cm*20cm*l_2cm。
8.如權(quán)利要求6所述的測(cè)試方法中，其特征在于，步驟(2)所述冰箱溫度為-5-20°C，冷凍時(shí)間大于12h ;加熱系統(tǒng)輸出電壓為37V，輸出功率為74W。
【文檔編號(hào)】G01N25/20GK103664084SQ201310645687
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】呂樹申, 陳楷炫, 莫冬傳, 潘亞宏 申請(qǐng)人:中山大學(xué)