CN102140330A - 建筑储能材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

建筑储能材料及其制备方法，原料包括苯乙酮、无机多孔颗粒材料、丁苯胶乳、滑石粉、阻燃剂，制备时，将苯乙酮加热呈熔融状态与无机多孔颗粒材料混合，使苯乙酮吸附在无机多孔颗粒材料的空隙中，然后冷却成凝固体，再放入含有阻燃剂的丁苯胶乳中浸渍，表面形成丁苯胶乳包膜，经干燥后加入滑石粉隔离，制成成品。本产品与基体材料复合制成构件应用于建筑物，能提高产品的性能和储能调温效果，节约能源，且成本低，有利于在建筑节能领域中广泛应用。

Description

建筑储能材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑储能材料及其制备方法，具体说是由苯乙酮相变材料组成的建筑储能材料及其制备方法。

背景技术

相变储能材料是利用化学材料在近似恒温下发生相态变化时，材料与环境之间产生能量转化。材料作为蓄热和放热的主体，其储能密度大，储热材料构造简单、体积小，与基体材料复合制成构件应用于建筑物，可实现储能调温，达到节约能源的目的。如与空调设备协同工作，可大幅度地降低电能消耗，使室内温度的波动降至最低，以维持室内的温度为人体舒适性温度；在冬季采暖方面，可在电力低谷时将电能转换成材料的相变潜能储存起来，而在电力高峰时，将所储存的能量释放出来，利用夜间廉价电力运行可以降低采暖系统运行费用。

目前常用的储能材料是石蜡、脂肪酸类等化学物质，这些材料用于建筑材料中可实现储能调温的目的，但由于受材料性能和制备工艺的约束，这类储能材料作建筑构件，还存在一定的问题，影响使用效果。其中石蜡类储能材料有十六烷、十七烷、十八烷以及固态烃混合物(石油加工副产)，这类储能材料由于化合物的极性较小，导致导热系数小，传热速度慢、密度小、相变过程中体积变化较大等因素，影响使用效果；除固态烃混合物(石油加工副产)外，其他的石蜡烃产品价格都比较高，经济实用性不高；单独添加到建筑材料中使用，且在长时间处于相变温度以下时，其自由表面有严重的结霜倾向，对于建筑物表面装饰性有较大的影响；另外由于石蜡烃类储能材料极性较小、液态特性粘度大等因素，在无机多孔材料吸附这种储能材料时，吸附困难，需要借助真空吸附等手段来完成。脂肪酸类相变储能材料，如月桂酸、肉豆蔻酸等，价格较高，相变潜热较小，单独使用时需要很大用量才能达到调温效果；再者脂肪酸性能不稳定，容易挥发分解，在建筑材料中长期使用还存在很大的问题；另外由于此类相变储能材料的液态特性粘度大，在无机多孔材料吸附此类相变储能 材料时，吸附困难，需要借助真空吸附等手段来完成，使相变储能材料在加工工艺上变得十分复杂，影响这类相变储能材料在建筑材料上的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种建筑储能材料及其制备方法，利用无机多孔材料吸附苯乙酮并进行包膜处理，能提高产品的性能和使用效果，且成本低，有利于在建筑节能领域中广泛应用。

本发明的技术方案是：一种建筑储能材料，其特征在于：包括以下重量份的原料制成：苯乙酮7.5-9千克、无机多孔颗粒材料5-6千克、丁苯胶乳0.8-1千克、滑石粉0.4-0.5千克。

所述的无机多孔颗粒材料包括：硅藻土、膨胀珍珠岩、蛭石、膨胀石墨之其中的一种。

制备所述建筑储能材料的方法，包括以下步骤：

(1)、按重量称取原料苯乙酮、无机多孔颗粒材料、丁苯胶乳、滑石粉：

(2)、将苯乙酮放入熔化槽中加热，使苯乙酮呈熔融状态；

(3)、将无机多孔颗粒材料加入到熔化槽中，用熔融状态的苯乙酮浸渍，使苯乙酮被吸附在无机多孔颗粒材料的空隙中，制成微球体；

(4)、将微球体放在冷却仓中进行冷却，冷却仓温度为10℃，冷却至苯乙酮在无机多孔颗粒材料空隙中凝固；

(5)、经步骤(4)处理的微球体放入丁苯胶乳浸渍槽中，用丁苯胶乳浸渍，浸渍槽内为常温常压，使微球体表面形成完整的丁苯胶乳包膜；

(6)、将步骤(5)制得的带包膜的微球体，放入空气干燥器中，用空气进行干燥，空气干燥器内温度为30℃，干燥至微球表面包膜由乳白色变成无色透明；

(7)、将步骤(6)制得的带包膜的干燥微球体，放在隔离剂添加器中，加入隔离剂滑石粉，混合、搅拌至微球体相互隔离，均匀分散，制成建筑储能材料成品。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

a、有极好的稳定性和安全性：本技术具有良好的力学强度，与建筑材料复 合搅拌时，在外力作用下，其整体结构不会受到破坏。由于外层保护材料丁苯胶乳包膜具有极强的密封性能、耐磨性和耐碱性，能有效的防止建筑材料中碱性物质的腐蚀，给墙体和环境造成污染。

b、无机多孔材料在吸附液态苯乙酮过程中，由于无机多孔材料体积大于苯乙酮的体积，无机多孔材料孔隙中只有85％的空间能被苯乙酮充填，孔隙中还有15％的空闲空间，因此能防止苯乙酮在相变发生体积膨胀时破坏微球体的结构。

c、相变主体材料苯乙酮的密度为1.0281，所制成的苯乙酮相变材料微的密度大于1.2，因此，在与其他建筑材料复合过程中，不会虽水上浮至建筑材料表面，而能均匀地分布于整个建筑材料结构中，使复合后的建筑材料力学性能稳定，抗压强度不下降。

d、由于苯乙酮在液态时的粘度较低，分子极性大，在相变材料加工过程中，易于被无机多孔材料所吸附，不需要特殊的吸附设备，如真空吸附设备，比使用石蜡、脂肪酸类等化学物质简化了生产工艺和设备，易于产品加工。

e、相变储能材料苯乙酮是苯酚-丙酮生产中的副产，原料来源方便和价格低廉，使制造成本较低，较石蜡类、脂肪酸类相变材料产品易于推广。

f、本发明的建筑储能材料相变温度为21.2℃，相变温度区域能控制在1℃之内，较石蜡、脂肪酸类相变材料产品的比热容大，能够有效地调控建筑物室内的温度，使室内温度恒温在21-22℃，实现节能、舒适目的。

具体实施方式

实施例1：原料：苯乙酮9千克、(无机多孔颗粒材料)硅藻土6千克、丁苯胶乳1千克、滑石粉0.5千克。

制备步骤：

1、按重量称取原料苯乙酮、硅藻土、丁苯胶乳、滑石粉；

2、将苯乙酮放入熔化槽中加热，使苯乙酮呈熔融状态；

3、将无机多孔颗粒材料加入到熔化槽中，与熔融状态的苯乙酮浸渍混合，苯乙酮熔融温度：25℃；浸渍混合时间为10分钟，使苯乙酮被吸附在无机多孔颗粒材料的空隙中，制成微球体，取出；

4、将微球体放在冷却仓中进行冷却，冷却仓温度为10℃，冷却1小时，使苯乙酮在无机多孔颗粒材料空隙中固化；

5、经步骤4处理的微球体放入丁苯胶乳浸渍槽中，用丁苯胶乳浸渍，浸渍槽内为常温常压，浸渍1分钟左右，使微球体表面形成完整的丁苯胶乳包膜；

6、将步骤5制得的带包膜的微球体，放入空气干燥器中，用空气进行干燥，空气干燥器内温度为30℃，干燥时间约20分钟左右，使微球表面包膜由乳白色变成无色透明；

7、将步骤6制得的带包膜的微球干燥物料，放在隔离剂添加器中，加入隔离剂滑石粉，混合至微球体分散均匀，相互隔离，制成建筑储能材料成品。

实施例2：

原料：苯乙酮7.5千克、(无机多孔颗粒材料)膨胀珍珠岩5千克、丁苯胶乳0.8千克、滑石粉0.4千克、(阻燃剂)磷酸铵盐80克。

制备步骤：

步骤1-4、6-7与实施例1步骤相同；

步骤5、在丁苯胶乳浸渍槽中加入丁苯胶乳，再加入阻燃剂磷酸铵盐搅拌溶解均匀，然后将经步骤4处理的微球体放入丁苯胶乳浸渍槽中进行浸渍，浸渍槽内为常温常压，浸渍时间为1分钟左右，使微球体表面形成完整的丁苯胶乳包膜。

实施例3：

原料：苯乙酮8.25千克、蛭石或膨胀石墨5.5千克、丁苯胶乳0.9千克、滑石粉0.4千克、磷酸铵盐80克。

制备步骤与实施例2相同。

Claims (2)

1.一种建筑储能材料，其特征在于：包括以下重量份的原料制成：苯乙酮7.5-9千克、无机多孔颗粒材料5-6千克、丁苯胶乳0.8-1千克、滑石粉0.4-0.5千克。

2.制备权利要求1所述的建筑储能材料的方法，包括以下步骤：

(1)、按重量称取原料苯乙酮、无机多孔颗粒材料、丁苯胶乳、滑石粉：

(2)、将苯乙酮放入熔化槽中加热，使苯乙酮呈熔融状态；

(3)、将无机多孔颗粒材料加入到熔化槽中，用熔融状态的苯乙酮浸渍，使苯乙酮被吸附在无机多孔颗粒材料的空隙中，制成微球体；

(4)、将微球体放在冷却仓中进行冷却，冷却仓温度为10℃，冷却至苯乙酮在无机多孔颗粒材料空隙中凝固；

(5)、经步骤(4)处理的微球体放入丁苯胶乳浸渍槽中，用丁苯胶乳浸渍，浸渍槽内为常温常压，使微球体表面形成完整的丁苯胶乳包膜；

(6)、将步骤(5)制得的带包膜的微球体，放入空气干燥器中，用空气进行干燥，空气干燥器内温度为30℃，干燥至微球表面包膜由乳白色变成无色透明；

(7)、将步骤(6)制得的带包膜的干燥微球体，放在隔离剂添加器中，加入隔离剂滑石粉，混合、搅拌至微球体相互隔离，均匀分散，制成建筑储能材料成品。