CN101613592A - 相变蓄热保温材料及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种相变蓄热保温材料及其生产方法，其技术要点是：先将占总重量为60％蓄热材料的石蜡、合成脂肪酸、肥酸、蒙旦腊、晶体腊及叶片酸按一定重量份数比，在搅拌、升温状态下进行混合，常压下升至一定温度，在不断搅拌下依次加入占总重量为40％调整材料的阻燃剂、憎水剂、降凝剂、防污剂、防霉剂及水泥增强剂，在一定时间内反应；在不断搅拌下保温3～6小时后，升温至300～320℃，保持数分钟，待降至适于包衣的温度时，包衣后即为成品。本发明的相变蓄热保温材料受热(太阳光等热源)时，达到饱和温度变成液相，将热能贮存起来；当外界温度低于设定温度时，相变蓄热材料开始释放热量，热量释放完毕相变材料由液相变为固相，周而复始循环。
Description
技术领域
本发明涉及一种保温材料技术领域，具体的说是一种相变蓄热保温材料及其生产方法。
背景技术
众所周知，现有建筑用墙体及维持墙体节能保温系统所采用的材料比较单一，特别是在我国北方，为使建筑墙体保温，均增加有一层60mm厚的苯板，尽管能起到一定的保温效果，但存在易燃烧、而且有毒、使用寿命短、施工复杂等各种因素的问题。目前，很难达到节能65％的指标，其替代材料急待研发。
在全球金融危机的背景下，国家发改委首先提出了以节能作为解决危机的第一手段，而我国近几年来又以建筑业(通过房地产开发改善人民基本居住条件)确定为国民经济第一支柱产业，因此，新型保温建筑材料来取代旧的保温性能差的建筑材料是专业技术人员一直在潜心研究的新课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种贮存并释放的相变蓄热保温材料及其生产方法。它是利用相变蓄热材料的特性，将无污染廉价的太阳光能、电能等一切热源直接贮存起来作为保温材料的补充热源而节能。
本发明的目的是这样实现的：其特征在于它包括60％的蓄热材料成份，40％的调整材料成份，蓄热材料成份的组份和重量份数比：石蜡35-40份，合成脂肪酸5-15份，肥酸5-15份，蒙旦腊10-25份，晶体腊2-10份，叶片酸2-5份；调整材料成份的组份和重量份数比：阻燃剂25-30份，憎水剂25-35份，降凝剂2-5份，防污剂2-5份，防霉剂10-20份，水泥增强剂3-5份。
本发明所述的阻燃剂包括有：双酚A或十六烷基溴酚。
本发明所述的憎水剂为硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙或硬脂酸镉。
本发明所述的降凝剂包括乙二醇或苯二甲酸酯。
本发明所述的防污剂为四硼酸钠、过氧化硼、过氧化钠或过氧化铵。
本发明所述的防霉剂为除藻剂、灭菌灵、氨菊酯或溴三甲酸酯。
本发明所述的相变蓄热保温材料的生产方法，其特征在于：先将蓄热材料的石蜡、合成脂肪酸、肥酸、蒙旦腊、晶体腊及叶片酸按照上述重量份数比，在搅拌、升温状态下进行混合，常压下升温至85℃～175℃，在不断搅拌下依次加入调整材料的阻燃剂、憎水剂、降凝剂、防污剂、防霉剂及水泥增强剂，反应时间是6～8小时；在不断搅拌下保温3～6小时后，升温至300～320℃，保持5～10分钟，待降至适于包衣的温度时，通过包衣机包衣后即为成品。
上述适于包衣机包衣的温度为35～15℃。
本发明的建筑用相变蓄热保温材料的生产方法，上述的加入阻燃剂及搅拌反应时间为0.5～1小时；上述的加入憎水剂及搅拌反应时间为1～1.5小时；上述的加入降凝剂及搅拌反应时间为1～1.5小时；上述的加入防污剂及搅拌反应时间为0.5小时；上述的加入防霉剂及搅拌反应时间为2.0～2.5小时；上述的加入水泥增强剂及搅拌反应时间为1小时。
本发明所选用的水泥增强剂是以本申请人于2006年7月27日申请的专利申请号是：200610047312.3为原料的。
本发明的工作原理是：相变蓄热材料受热(阳光、电热、热水、热风等热源)时，达到饱和温度(即相变温度)变成液相，将热能贮存起来；当外界温度低于设定温度(相变温度)时，相变蓄热材料开始释放热量，热量释放完毕相变材料由液相变为固相，周而复始循环。
阳光照射波长0.38～0.76μm，可射到地球表面，而地球的自转和绕太阳椭圆形的轨道运行，太阳与地球的距离是一个变量，其能量随地面距离而变化，阳光波长0.3～3μm射线热能最大，相变蓄热材料其贮热能最高，阳光相应辐射量604W/m2，所占百分比47％(可见光)，当相变蓄热材料涂摸到外墙后其蓄热时间和放热时间的比值是一个常数，根据测试结果为一个当量修正糸数δ＝0.33～0.266，相变蓄热材料只有在稳定状态下测定其数值，而真正相变蓄热的导热糸数δ*λ(相变蓄热材料的稳定值)，即当量导热糸数。
本发明应用目的是提供一种新型节能轻质的外墙，内墙相变蓄热保温材料，掺入在混凝土、砂浆中可以贮存热量，而达到保温节能65％，从而达到降低成本、提高施工效率、节约材料。
本发明的优点：
1、本发明是依据德国“巴斯夫三升房”的节能理念，经探索实践，现已形成生产技术开发和运用一整套比较完整的体系，完全满足了节能65％的要求，经本发明制成的墙体，导热系数小、蓄热能量大，其物理性能指标，经测试中心测试完全合格。
2、相变蓄热保温材料适应性强，粘结强度大，是无毒、无味、无害的天然环保材料，是属火山爆发后凝结的轻质浮石岩、火山灰作基料或载体，在生产和施工使用过程中，不会产生对环境的污染，保温层具有一定的透气和温度变相作用，人居其中，冬季不会产生闷热感，夏季不会产生烘烤感，房屋通过保温隔热达到“冬温夏凉”，同时，本发明的保温材料无辐射、隔音好，有益于居住者的舒适健康。如果将本发明的保温材料通过与现有建筑材料科学规范的结合，可替代空调，充分利用太阳能辐射能节约能源。
3、相变蓄热保温材料可单独使用，自成系统，还可浇铸混凝土体系使用，制成型材，板材，砂浆，多孔砖，能吸收声波，具有弹性，在声波冲击下产生震颤、反弹、吸收逆向，转变成不同频率，减轻结构震动，达到消声的目的。
4、本发明的相变蓄热能量较大，280j/g～160j/g，当室内受到稳定热作用，室内空气温度上升或下降时，墙体结构层能吸收热量或释放热量，利于室内保持恒温，改善室内的环境质量，替代空调节能明显。
5、作外墙保温层，无空鼓，不开裂，抗风压，耐冲击，耐候性好；不用设空气层，避免负风压状态下，因保温层内空气体积膨胀造成高层建筑保温层的破坏，特别是抗负风压能力强。
6、耐火性能好，属A级不燃烧材料，明火状态下不燃烧，解决了建筑物防火等级要求，无烟尘灾害，无污染。
7、抗冻融能力强，与基层墙面粘结牢固，无空心，结构牢固，避免出现墙体结露，耐雨侵蚀，增加耐候性。本发明可广泛应用于墙体装饰、瓷砖、理石及墙面的粘接，以满足不同客户的要求。
下面将通过实例对本发明作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
实例1：
由以下两种材料组成，其中蓄热材料成份占60％，而调整材料成份占40％。首先，分别取作为蓄热材料的石蜡(GB254-87)30千克、合成脂肪酸(QJ/SH15.1.18-91 C16-C18)10千克、肥酸(己二酸、含量在98％-99.8％)10千克、蒙旦腊(为16烷酸、也称肖相蜡，C22-C32的蜡酸、蜡醇、脂肪酸，树脂占70％)20千克、晶体腊(SH0013-90)8千克及叶片酸(JSCI-II，巴西产)4千克，在搅拌、升温状态下进行混合，常压下升温至85℃～175℃，在不断搅拌下依次加入调整材料的阻燃剂十六烷基溴酚29千克、憎水剂硬脂酸镁30千克、降凝剂乙二醇4千克、防污剂四硼酸钠3千克、防霉剂溴三甲酸酯15千克，水泥增强剂4千克，反应时间是6～8小时；上述加入十六烷基溴酚及搅拌反应时间为0.5～1小时，加入硬脂酸镁及搅拌反应时间为1～1.5小时，加入苯二甲酸酯及搅拌反应时间为1～1.5小时，加入四硼酸钠及搅拌反应时间为0.5小时，加入溴三甲酸酯及搅拌反应时间为2.0～2.5小时，加入水泥增强剂及搅拌反应时间为1小时；
加入上述所有物料后，在不断搅拌下保温3～6小时，然后升温至300～320℃，保持5～10分钟，待降至适于包衣的温度为35～15℃时，通过包衣机包衣后即为成品。
上述的晶体腊也为微晶腊或癸酸。
如果将上述的相变蓄热保温材料与一定量的425#水泥、增强剂、发泡剂及增强纤维，用水泥发泡机按比例倒入搅拌斗内搅拌成糊状水泥浆，通过液压输送罐送到管中，发泡剂按一定比例与水混合后，再通过高压泵与压缩混合气混合在管道中形成高密度泡沫，然后再与水泥浆形成发泡水泥送入施工现场，铺平后结束。密度130～160千克/立方米。
应用于轻质量发泡水泥制品相变保温材料砌块，轻质发泡隔热板屋顶防水保温隔热浆料及室内蓄热保温层均可使用。
实例2：
由以下两种材料组成，其中蓄热材料成份占60％，而调整材料成份占40％。首先，分别取作为蓄热材料的石蜡(GB254-87)39千克、合成脂肪酸(QJ/S15.1.18-91 C16-C18)10千克、肥酸(己二酸、含量在98％-99.8％)13千克、蒙旦腊(为16烷酸、也称肖相蜡，C22-C32的蜡酸、蜡醇、脂肪酸，树脂占70％)18千克、晶体腊SH0013-909千克及叶片酸(JSCI-II，巴西产)3千克，在搅拌、升温状态下进行混合，常压下升温至85℃～175℃，在不断搅拌下依次加入调整材料的阻燃剂双酚A为28千克、憎水剂硬脂酸钙33千克、降凝剂苯二甲酸酯3千克、防污剂过氧化硼4千克、防霉剂除藻剂18千克，水泥增强剂4千克，反应时间是6～8小时；上述加入双酚A及搅拌反应时间为0.5～1小时，加入硬脂酸钙及搅拌反应时间为1～1.5小时，加入苯二甲酸酯及搅拌反应时间为1～1.5小时，加入过氧化硼及搅拌反应时间为0.5小时，加入除藻剂及搅拌反应时间为2.0～2.5小时，加入水泥增强剂及搅拌反应时间为1小时；
加入上述所有物料后，在不断搅拌下保温3～6小时，然后升温至300～320℃，保持5～10分钟，待降至适于包衣的温度为35～15℃时，通过包衣机包衣后即为成品。
如果将上述的相变蓄热保温材料与一定量的425#水泥、增强剂、发泡剂及增强纤维，可应用于轻质量发泡水泥制品相变保温材料砌块，轻质发泡隔热板屋顶防水保温隔热浆料及室内蓄热保温层均可使用。
Claims (10)
1、一种建筑用贮存并释放热能的相变蓄热保温材料，它包括60％的蓄热材料成份，40％的调整材料成份，蓄热材料成份的组份和重量份数比：石蜡35-40份，合成脂肪酸5-15份，肥酸5-15份，蒙旦腊10-25份，晶体腊2-10份，叶片酸2-5份；调整材料成份的组份和重量份数比：阻燃剂25-30份，憎水剂25-35份，降凝剂2-5份，防污剂2-5份，防霉剂10-20份，水泥增强剂3-5份。
2、根据权利要求1所述的建筑用相变蓄热保温材料，其特征在于：阻燃剂包括有：双酚A或十六烷基溴酚。
3、根据权利要求1所述的建筑用相变蓄热保温材料，其特征在于：憎水剂为硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙或硬脂酸镉。
4、根据权利要求1所述的建筑用相变蓄热保温材料，其特征在于：降凝剂包括乙二醇或苯二甲酸酯。
5、根据权利要求1所述的建筑用相变蓄热保温材料，其特征在于：防污剂为四硼酸钠、过氧化硼、过氧化钠或过氧化铵。
6、根据权利要求1所述的建筑用相变蓄热保温材料，其特征在于：防霉剂为除藻剂、灭菌灵、氨菊酯或溴三甲酸酯。
7、一种相变蓄热保温材料的生产方法，其特征在于：先将蓄热材料的石蜡、合成脂肪酸、肥酸、蒙旦腊、晶体腊及叶片酸按下述重量份数比，在搅拌、升温状态下进行混合，常压下升温至85℃～175℃，在不断搅拌下依次加入调整材料的阻燃剂、憎水剂、降凝剂、防污剂、防霉剂及水泥增强剂，反应时间是6～8小时；在不断搅拌下保温3～6小时后，升温至300～320℃，保持5～10分钟，待降至适于包衣的温度时，通过包衣机包衣后即为成品；
上述的蓄热材料成份占60％，调整材料成份占40％，蓄热材料成份的组份和重量份数比为：石蜡35-40份，合成脂肪酸5-15份，肥酸5-15份，蒙旦腊10-25份，晶体腊2-10份，叶片酸2-5份；调整材料成份的组份和重量份数比：阻燃剂25-30份，憎水剂25-35份，降凝剂2-5份，防污剂2-5份，防霉剂10-20份，水泥增强剂3-5份。
8、根据权利要求7所述的建筑用相变蓄热保温材料的生产方法，其特征在于：调整材料成份中的阻燃剂为双酚A或十六烷基溴酚，憎水剂为硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙或硬脂酸镉，降凝剂为乙二醇或苯二甲酸酯，防污剂为四硼酸钠、过氧化硼、过氧化钠或过氧化铵，防霉剂为除藻剂、灭菌灵、氨菊酯或溴三甲酸酯。
9、根据权利要求7所述的建筑用相变蓄热保温材料的生产方法，其特征在于：适于包衣机包衣的温度为35～15℃。
10、根据权利要求7所述的建筑用相变蓄热保温材料的生产方法，其特征在于：加入阻燃剂及搅拌反应时间为0.5～1小时，加入憎水剂及搅拌反应时间为1～1.5小时，加入降凝剂及搅拌反应时间为1～1.5小时，加入防污剂及搅拌反应时间为0.5小时，加入防霉剂及搅拌反应时间为2.0～2.5小时，加入水泥增强剂及搅拌反应时间为1小时。
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