CN102408877A - 相变复合材料、其制备方法及应用 - Google Patents

相变复合材料、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种相变复合材料,其包含:A)30-65%的相变材料,其为熔点为25-45℃的低熔点石蜡和/或十二烷醇;B)25-45%的载体材料,其为高密度聚乙烯和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;C)5-15%的无机填料,其为多孔物质并选自膨胀珍珠岩和膨胀石墨中的一种或两种;D)1-10%的导热增强剂;以及E)1-10%的阻燃剂。该复合材料相变温度适宜,与建筑环境温度相匹配,相变潜热大,保温隔热性能优异,防火阻燃,容易加工,相变材料渗漏大大降低。本发明还涉及制备所述相变复合材料的方法,包含所述相变复合材料的保温砂浆以及利用该砂浆对墙体进行保温的方法。

Description

相变复合材料、其制备方法及应用
技术领域
[0001] 本发明涉及一种相变复合材料,该复合材料可用作储能建筑材料,尤其用于外墙保温或调温。本发明还涉及所述相变复合材料的制备方法及其应用。
背景技术
[0002] 资源、能源和环境问题是制约我国经济和社会发展的三大考验,建筑能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等)是我国能源消耗中的重要组成部分,约占全社会总能耗的 30%。
[0003] 结合目前保温材料的现状,现代新型建筑保温材料的发展趋势为:新型保温材料要具良好的保温隔热性能、防火阻燃性、变形系数小、抗老化简单、成本低,同时要符合节能环保的要求,不能给环境带来不利影响,并能实现循环再利用。
[0004] 相变储能建筑材料是根据不同温度相变点调节室温的原创科技新材料,它突破传统保温材料单一热阻性能,具有热容性和热阻性两大绝热性。利用相变调温机理,通过蓄能介质的相态变化实现对热能的储存,改善室内热循环质量。当环境温度低于一定值时,相变材料由液态凝结为固态,释放热量;当环境温度高于一定值时,相变材料由固态融化为液态,吸收热量,使室内温度相对平衡,可在一定范围内调节室内温度,能充分利用太阳能和周围环境的能量,在建筑保温节能领域,具有广阔的应用前景,有望成为“低碳经济”时代之建筑节能先锋。
[0005] 目前对相变储能材料的研究已经比较成熟,研究热点为石蜡的应用。中国专利 ZL200410068844. 6揭示了“一种适于大规模工业生产的高导热定形相变蓄热材料”,该材料由蓄热材料石蜡与载体材料ΡΕ、PP、SBS、SEBS,还有蒙脱土等加工改进剂、金属粉末等导热添加剂组成,很好地解决了大规模工业生产的加工等问题,也具有良好的导热性能。但是载体材料与石蜡的熔点相差很大,超过100°C,使得相变材料的加工难度大,损失较多,长期使用中,渗漏现象也严重,质量损失达到10%。
[0006] 在中国专利申请2009101053¾. 9的“定形相变材料及其制备方法”中,用EVA和 POE包覆石蜡,熔点差距缩小到了 30-40°C,加工方便,相变材料的损失降低到了 1%。但是该材料的阻燃性能不好,EVA、P0E和石蜡都是极易燃烧的材料,运用于建筑材料存在很大的
安全隐患。
[0007] 中国专利申请200810196742. 0公开了 “一种阻燃定形相变材料及其制备方法”, 其中在石蜡与HDPE制备的相变材料中,加入了膨胀型阻燃剂和金属粉末,二者的协同作用大大提高了材料的阻燃性能,但是相变潜热在70J/g左右,相变储能能力不足。
[0008] 因此,在相变复合材料领域中,仍旧需要一种相变温度适宜、相变潜热大、储能大、 渗漏大大降低、保温隔热性能优异、防火阻燃的储能材料,以有利地用于建筑墙体保温。
发明内容
[0009] 鉴于现有技术中的上述状况,本申请的发明人在相变复合材料领域进行了深入而又广泛的研究,以期发现一种相变温度适宜、相变潜热大、储能大、渗漏大大降低、保温隔热性能优异、防火阻燃的储能材料。结果发现,当选用低熔点石蜡和/或十二烷醇作为相变材料,选用高密度聚乙烯(下文有时简称为HDPE)和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(下文有时简称为EVA)作为其载体材料,并且在其中包含多孔无机填料、导热增强剂和阻燃剂时, 可实现前述目的。本发明人正是基于上述发现完成了本发明。
[0010] 因此,本发明的一个目的是提供一种相变复合材料,该复合材料相变温度适宜,与建筑环境温度相匹配,相变潜热大,可高达168J/g,储能大,保温隔热性能优异,防火阻燃, 容易加工,相变材料渗漏大大降低。
[0011] 本发明的另一目的在于提供一种制备本发明相变复合材料的方法,通过该方法可以简便地制得本发明相变复合材料。
[0012] 本发明的又一目的在于提供一种包含本发明相变复合材料的相变保温砂浆。
[0013] 本发明还有一目的在于提供一种利用本发明的相变保温砂浆对墙体进行保温的方法。
[0014] 实现本发明上述目的的技术方案可以概括如下:
[0015] 1、一种相变复合材料,基于该复合材料的总重量,其包含如下组分:
[0016] A)30_65%的相变材料,其为熔点为25_45°C的低熔点石蜡和/或十二烷醇;
[0017] B) 25-45%的载体材料,其为高密度聚乙烯和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;
[0018] C) 5-15%的无机填料,其为多孔物质并选自膨胀珍珠岩和膨胀石墨中的一种或两种;
[0019] D) 1-10%的导热增强剂;以及
[0020] E) 1-10% 的阻燃剂,
[0021] 其中所述相变材料、无机填料、导热增强剂和阻燃剂分散于载体材料所形成的空间网状结构中。
[0022] 2、根据第1项所述的相变复合材料,其中所述低熔点石蜡的平均碳原子数为 18-22,和/或相变潜热为160-250J/g。
[0023] 3.根据第1或2项所述的相变复合材料,其中所述高密度聚乙烯的密度为 0. 941-0. 960g/cm3,和/或熔点为125_135°C ;所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯单体单元的含量为14-40重量%,和/或该共聚物的熔点为70-90°C。
[0024] 4.根据第1-3项中任一项所述的相变复合材料,其中膨胀珍珠岩的平均粒径为1. 5-3. 6mm,堆密度为45_55kg/m3 ;膨胀石墨的平均粒径为0. 15-0. 33mm,堆密度为 30-45kg/m3o
[0025] 5.根据第1-4项中任一项所述的相变复合材料,其中导热增强剂为选自下组中的一种或多种:金属粉末、石墨、碳纤维和纳米三氧化二铝,所述金属粉末优选为铝、铁、锌和
/或镁粉。
[0026] 6.根据第1-5项中任一项所述的相变复合材料,其中阻燃剂为选自下组中的一种或多种:氯化石蜡与溴系阻燃剂的复配体系,平均粒径为150-250nm的氢氧化镁与氢氧化铝的复配体系,三氧化二锑或氧化锡与卤系阻燃剂的复配体系,以及金属粉末。
[0027] 7.根据第1-6项中任一项所述的相变复合材料,其中基于该复合材料的总重量其包含如下组分:[0028] A) 45-60 %的相变材料;
[0029] B) 30-40 %的载体材料;
[0030] C) 5-10%的无机填料;
[0031] D) 2-7%的导热增强剂;以及
[0032] E) 2-7% 的阻燃剂。
[0033] 8. 一种制备第1-7项中任一项所述的相变复合材料的方法,包括:
[0034] 1)将作为组分A的相变材料熔融为液体;
[0035] 2)向步骤1)中获得的熔融液体中加入呈粒状形式的作为组分B的载体材料,混合均勻,冷却,得到载体材料被相变材料包覆的颗粒;以及
[0036] 3)将步骤2~)中所得包覆颗粒与无机填料、导热增强剂和阻燃剂熔融共混,得到相变复合材料。
[0037] 9.根据第8项所述的相变复合材料,其中将相变材料加热至比其熔点高3_5°C 的温度使其熔融为液体;和/或步骤3)中的熔融共混温度当使用EVA作为载体材料时为 100-120°C,而当使用高密度聚乙烯作为载体材料时为140-160°C。
[0038] 10. 一种相变保温砂浆,其包含根据第1-7项中任一项所述的相变复合材料。
[0039] 11.根据第10项的相变保温砂浆,其中基于该相变保温砂浆的总重量,其包含如下组分:20-25 %的水泥、30-40 %的细砂、2-3 %的可再分散胶粉、0. 2-0. 4 %的纤维素醚、 0. 2-0. 4%的聚丙烯纤维、0. 2-0. 4%的木质纤维、2-4%的憎水剂、15-25%的相变复合材料、10-15%的玻化微珠和10-15 %的空心玻璃微珠,其中相变保温砂浆的所有组分的重量百分含量之和为100重量%。
[0040] 12. 一种墙体保温方法,包括将水与根据第10或11项的相变保温砂浆均勻混合, 然后施用于墙面。
具体实施方式
[0041] 根据本发明的一个方面,提供了一种相变复合材料,基于该复合材料的总重量,其包含如下组分:
[0042] A)30_65%的相变材料,其为熔点为25_45°C的低熔点石蜡和/或十二烷醇;
[0043] B) 25-45%的载体材料,其为高密度聚乙烯和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;
[0044] C) 5-15%的无机填料,其为多孔物质并选自膨胀珍珠岩和膨胀石墨中的一种或两种;
[0045] D) 1-10%的导热增强剂;以及
[0046] E) 1-10% 的阻燃剂,
[0047] 其中所述相变材料、无机填料、导热增强剂和阻燃剂分散于载体材料所形成的空间网状结构中。
[0048] 在本发明中,作为组分A的相变材料为低熔点石蜡和/或十二烷醇。该低熔点石蜡的熔点范围通常为25-45°C,这一相变温度非常适于建筑外墙保温。有利的是,具有所述熔点范围的石蜡通常具有平均18-22个碳原子。本发明优选使用相变潜热为160-250J/g 的那些低熔点石蜡。根据不同的相变温度需要,可以选择一种或者几种石蜡作为相变材料。 作为相变材料的十二烷醇,其熔点为左右,相变潜热为190J/g左右。由此可见,十二烷醇同样也非常适于用作建筑外墙用保温材料的相变材料,温度适宜,并且相变潜热大,储存热量的能力大。
[0049] 相变材料的用量通常为相变复合材料的30-65重量%,优选45-60重量%。
[0050] 在本发明中,作为组分B的载体材料是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和/或高密度聚乙烯。有利的是,采用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯单体单元的质量百分含量为14-40%,和/或该共聚物的熔点在70-90°C。采用的高密度聚乙烯有利地密度为 0. 941-0. 960g/cm3,和 / 或熔点在 125-135Ό。
[0051] 载体材料的用量通常为相变复合材料的25-45重量%,优选30-40重量%。
[0052] 本发明的相变复合材料包含根据本发明使用的无机填料。该无机填料为多孔物质,选自膨胀珍珠岩和膨胀石墨中的一种或两种。这类多孔无机填料具有质轻、内部多孔、易吸附有机物质、隔热、隔音等特点。所述多孔无机填料对相变材料起到物理吸附作用,大大减少了相变材料在加工和相变过程中的渗出,同时增强了材料的稳定性。有利的是,膨胀珍珠岩的平均粒径为1. 5-3. 6mm,堆密度为45_55kg/m3 ;膨胀石墨的平均粒径为 0. 15-0. 33mm,堆密度为 30_45kg/m3。
[0053] 无机填料的用量通常为相变复合材料的5-15重量%,优选5-10重量%。
[0054] 本发明的相变复合材料还包含导热增强剂。导热增强剂的加入提高了材料的导热系数,使传热性能提高,蓄热量的利用率提高,强化相变传热过程。通常而言,适于相变复合材料的导热增强剂均可用于本发明。优选的是,导热增强剂包括金属粉末、石墨、碳纤维和纳米三氧化二铝。所述金属粉末优选为铝、铁、锌和/或镁粉。
[0055] 导热增强剂的用量通常为相变复合材料的1-10重量%,优选2-7重量%。
[0056] 本发明的相变复合材料还包含阻燃剂,以赋予本发明的相变复合材料以阻燃性。 通常而言,适于相变复合材料的阻燃剂均可用于本发明。优选的是,适于本发明的阻燃剂包括:氯化石蜡与溴系阻燃剂的复配体系,平均粒径为150-250nm的氢氧化镁与氢氧化铝的复配体系,三氧化二锑或氧化锡与卤系阻燃剂的复配体系,金属粉末也能起到阻燃的作用。 作为阻燃剂,例如可提及氯化石蜡和十溴二苯醚分别占30重量%和70重量%的复配体系、 平均粒径为200nm的氢氧化镁与氢氧化铝分别占45重量%和55重量%的复配体系、三氧化二锑与氯化石蜡分别占35重量%和65重量%的复配体系。
[0057] 阻燃剂的用量通常为相变复合材料的1-10重量%,优选2-7重量%。
[0058] 为了制备本发明的高储能性的阻燃相变复合材料,本发明还提供了一种制备它的方法。
[0059] 因此,根据本发明的另一方面,提供了一种制备本发明相变复合材料的方法,该方法包括:
[0060] 1)将作为组分A的相变材料熔融为液体;
[0061] 2)向步骤1)中获得的熔融液体中加入呈粒状形式的作为组分B的载体材料,混合均勻,冷却,得到载体材料被相变材料包覆的颗粒;以及
[0062] 3)将步骤2~)中所得包覆颗粒与无机填料、导热增强剂和阻燃剂熔融共混,得到相变复合材料。
[0063] 在本发明制备方法的步骤1)中,需要将相变材料熔融为液体。这可通过用可控温加热炉将相变材料熔为液体。对此有利的是,将相变材料加热至比其熔点高3-5°C的温度使其熔融为液体。熔融为液体后,将相变材料移出。然后进行步骤幻,即将呈粒状形式的作为组分B的载体材料加入到熔融的相变材料中,混合均勻,并冷却,得到载体材料被相变材料包覆的颗粒。可以理解,为了得到包覆颗粒,可以将呈粒状形式的载体材料在常温下加入相变材料的熔体中。加入之后,可采用搅拌器来混合均勻。例如,搅拌器的转速可控制为 100转/分左右,搅拌时间为Ι-aiiin。混合均勻之后,冷却,优选冷却至室温,即得到相变材料包覆着载体材料的颗粒。随后,将步骤幻中所得包覆颗粒与无机填料、导热增强剂和阻燃剂一起熔融共混,即得到本发明的相变复合材料。该熔融共混可以在单螺杆、双螺杆、开炼机或密炼机中进行。例如,若在双螺杆中进行熔融共混挤出,则螺杆转速可有利地控制为 180转/分左右。对于熔融共混温度,当使用EVA作为载体材料时该温度为100-12(TC,而当使用高密度聚乙烯作为载体材料时该温度为140-160°C。熔融共混之后将所得共混物造粒,得到本发明的相变复合材料粒料。
[0064] 本发明的相变复合材料可直接加入砂浆中混合均勻,制成相变保温砂浆,加水搅拌均勻后涂抹在墙面上即可,从而对墙体实现保温或调温。
[0065] 因此,根据本发明的再一方面,提供了一种相变保温砂浆,其包含根据本发明的相变复合材料。
[0066] 在本发明相变保温砂浆的一个优选实施方案中,基于相变保温砂浆的总重量,其包含如下组分:20-25%的水泥、30-40%的细砂、2-3%的可再分散胶粉、0. 2-0. 4%的纤维素醚、0. 2-0. 4%的聚丙烯纤维、0. 2-0. 4%的木质纤维、2-4%的憎水剂、15-25%的相变复合材料、10-15%的玻化微珠和10-15%的空心玻璃微珠,其中相变保温砂浆的所有组分的
重量百分含量之和为100重量%。
[0067] 在本发明的一个实施方案中,水泥采用普通硅酸盐水泥,例如42. 5R号水泥(北京水泥厂有限责任公司供应),细砂采用细度模数为1. 8-2. 2的普通河沙,可再分散胶粉采用醋酸乙烯酯-乙烯共聚胶粉(简称VAE胶粉,其中醋酸乙烯酯含量为70-95重量%,作为粘合剂用),如SWF-04型可再分散胶粉(山西三维集团股份有限公司供应),纤维素醚可以采用甲基羟乙基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚,聚丙烯纤维的长度为8-12mm,木质纤维的长度为0. 5-1. 2mm,憎水剂采用硅烷基粉末(其中主要成分为硅烷和硅氧烷,北京筑宝公司提供),相变复合材料以平均粒径为l_4mm的颗粒使用,玻化微珠的容重为50-100kg/m3且平均粒径为0. 18-lmm,空心玻璃微珠的堆积密度为150_250kg/m3且平均粒径为10-150 μ m。
[0068] 根据本发明的又一方面,提供了一种墙体保温方法,包括将水与根据本发明的相变保温砂浆均勻混合,然后施用于墙面。水的用量通常应使得水在所得混合体系中的含量为10-20重量%。对墙面的施用,可以通过常规墙面施工方式进行,例如可以通过刮涂或辊涂进行。
[0069] 本发明的相变复合材料及相变保温砂浆具有以下优点:所使用的相变材料相变温度在25-45°C之间,与建筑环境温度相匹配;多孔无机填料的加入,使得相变材料在材料中的实际含量增加(这是因为:由于熔融共混加工过程中相变材料的流失,使得制得的相变复合材料中,相变材料的实际含量大大减少,与配方不符,而多孔无机填料的加入,对相变材料有一定的吸附作用,减少了相变材料的流失。例如,当配方中石蜡含量为60重量% 时,未加无机填料时制得的相变材料中石蜡实际含量为48重量%左右,加入了无机填料后能超过58重量% ),相变潜热增大,可高达168J/g,储能优异,比一般的相变材料(其相变潜热在50_110J/g)的储能能力高出很多,对温度的调节控制更稳定;导热性好的金属粉末、石墨和纳米粒子等导热增强剂的加入,提高了相变材料的导热系数,例如由纯石蜡的 0. 15ff/(m · K)提高到了 0. 24-0. 88ff/(m · K),大大强化了相变传热过程,使蓄热量利用率得到提高;在相变材料中加入阻燃剂,与单独的石蜡/HDPE等相变材料相比,燃烧时间至少延缓了近150s,最大热释放也至少减小了近200kW/m2,当用于无机保温砂浆中,使防火阻燃性能得到显著提高;使用的载体材料与相变材料有一定的相容性,且熔点相差较小,加工容易,使得载体材料对相变材料的包覆能力更优;无机填料的加入对相变材料的吸附更牢,使得质量损失低于0. 15%,用于砂浆后使得相变材料基本没有渗漏现象,而单独使用石蜡与 HDPE共混制备的相变材料的渗漏率能达到近10% ;所使用的原材料来源广泛,采用简单的加工制备,施工工艺简单方便,因此材料的制备与使用等成本低。
[0070] 实施例
[0071] 在下述各实施例中,若没有特别说明,各百分含量都为质量百分比。
[0072] 在以下各实施例中,采用了以下方法对所得相变复合材料和由其制成的砂浆脱模制品进行测试,其中相变复合材料进行了以下所有测试,砂浆脱模制品只进行导热系数的测试:
[0073]导热系数:GB 10294-88
[0074] 相变温度:TA QlO DSC差示扫描量热仪,升温速率5°C /min
[0075] 相变潜热:TA QlO DSC差示扫描量热仪,升温速率5°C /min
[0076] 耐久性实验:将相变复合材料洗净并干燥,称取200g,记为重量Wtl,用滤纸包好进行温度循环实验,每个周期为1.5h(其中在60°C烘箱内保持lh,取出后在室温下保持 0. 5h),然后再洗净干燥后称重,计算该周期内的质量损失率(每次都基于Wtl进行计算),一共进行32个周期,将每个周期内的质量损失率加和得到累计质量损失率。
[0077] 燃烧测定:锥形量热仪,样品为100mm * 100mm * 3mm标准样板
[0078] 实施例1
[0079] 将熔点为44°C的石蜡、醋酸乙烯酯单体单元含量为14重量%且熔点为90°C的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物颗粒、作为无机填料的堆密度为45kg/m3且平均粒径为3. Omm内部呈蜂窝状结构的膨胀珍珠岩、作为导热增强剂的石墨、平均粒径为200nm的氢氧化镁与氢氧化铝的复配阻燃剂(其中氢氧化镁与氢氧化铝分别占45重量%和55重量%)按照50%、 32%、10%、5%和3%的比例称取。将可控温加热炉调节温度在48 士 1°C,将石蜡加入其中熔为液体,移出石蜡至一混合器中,立即向石蜡中加入处于室温下的EVA颗粒,用搅拌器以 100转/分的搅拌速率搅拌l-2min,冷却至室温,得到被石蜡包覆的EVA颗粒。然后,将所得包覆颗粒与膨胀珍珠岩、石墨、纳米级氢氧化镁与氢氧化铝的复配阻燃剂加入双螺杆挤出机进行熔融共混挤出,挤出机的螺杆转速为180转/分,温度控制在120°C,造粒得到平均粒径为Imm的相变复合材料颗粒。
[0080] 将所得相变复合材料颗粒熔融制成测试用的标准样品或按照测试方法制成所需样品,分别进行导热、DSC(测定相变温度和相变潜热)、耐久性实验和燃烧测试,测试结果见表1。
[0081] 再将普通硅酸盐水泥42. 5R(来自北京水泥厂有限责任公司)、细度模数为2. 1的细砂、SWF-04可再分散胶粉(山西三维集团股份有限公司供应)、羟丙基甲基纤维素醚、长度为8mm的聚丙烯纤维、长度为0. 8mm的木质纤维、硅烷基粉末憎水剂(主要成分为硅烷和硅氧烷,北京筑宝公司提供)、按照本实施例获得的相变复合材料颗粒、容重为90kg/m3且粒径为0. 5mm的玻化微珠和堆积密度为200kg/m3且粒径为70 μ m的空心玻璃微珠分别按照 20%,35%,2%,0. 3%,0.4%,0. 3%、2 %、20%、10 %、10% 的比例混合均勻,得到相变保温砂浆,再将得到的相变保温砂浆与水分别按照85%和15%搅拌混合均勻,倒入模具内,在常温下干燥凝固并养护48小时后脱模,得到脱模制品,对该制品进行导热测试,测试结果见表1。
[0082] 实施例2
[0083] 重复实施例1,不同之处在于:将EVA换作高密度聚乙烯,该聚合物的密度为 0. 956g/cm3,熔点为130°C,并且将双螺杆挤出机中的熔融共混温度改为140°C。
[0084] 各测试结果见表1。
[0085] 实施例3
[0086] 重复实施例1,不同之处在于:将石蜡换作熔点为38°C的石蜡,并且相应地将可控温加热炉调节温度在42 士 1 °C。
[0087] 各测试结果见表1。
[0088] 实施例4
[0089] 重复实施例3,不同之处在于:将EVA换作高密度聚乙烯,该聚合物的密度0. 956g/ cm3,熔点为130°C,并且将双螺杆挤出机中的熔融共混温度改为140°C。
[0090] 各测试结果见表1。
[0091] 实施例5
[0092] 重复实施例1,不同之处在于:将石蜡换作十二烷醇,并且相应地将可控温加热炉调节温度在^±1°C。
[0093] 各测试结果见表1。
[0094] 实施例6
[0095] 重复实施例5,不同之处在于:将EVA换作高密度聚乙烯,该聚合物的密度0. 956g/ cm3,熔点为130°C,并且将双螺杆挤出机中的熔融共混温度改为140°C。
[0096] 各测试结果见表1。
[0097] 实施例7
[0098] 重复实施例1,不同之处在于:将石蜡、EVA、无机填料、导热增强剂和阻燃剂的比例分别换为55%、30%、7%、5%和3%0
[0099] 各测试结果见表1。
[0100] 实施例8
[0101] 重复实施例5,不同之处在于:将十二烷醇、EVA、无机填料、导热增强剂和阻燃剂的比例分别换为45%、32 %、12 %、6 %和5 %,细砂含量换为30 %,相变复合材料含量换为 22%,玻化微珠含量换为12%,空心玻璃微珠含量换为11%。
[0102] 各测试结果见表1。
[0103] 对比例9
[0104] 重复实施例1,不同之处在于:不加所述膨胀珍珠岩无机填料,并且EVA的含量换为 42%。[0105] 各测试结果见表1。
[0106] 实施例10
[0107] 重复实施例1,不同之处在于:将膨胀珍珠岩换为膨胀石墨,膨胀石墨的堆密度为 40kg/m3,平均粒径为0. 30mm。
[0108] 各测试结果见表1。
[0109] 实施例11
[0110] 重复实施例10,不同之处在于:将膨胀石墨的含量换为12%,EVA含量换为30%。
[0111] 各测试结果见表1。
[0112]表 1
[0113]
Figure CN102408877AD00111

Claims (12)

1. 一种相变复合材料,基于该复合材料的总重量,其包含如下组分:A) 30-65%的相变材料,其为熔点为25-45°C的低熔点石蜡和/或十二烷醇;B) 25-45%的载体材料,其为高密度聚乙烯和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物;C) 5-15%的无机填料,其为多孔物质并选自膨胀珍珠岩和膨胀石墨中的一种或几种;D) 1-10%的导热增强剂;以及E) 1-10%的阻燃剂,其中所述相变材料、无机填料、导热增强剂和阻燃剂分散于载体材料所形成的空间网状结构中。
2.根据权利要求1所述的相变复合材料,其中所述低熔点石蜡的平均碳原子数为 18-22,和/或相变潜热为160-250J/g。
3.根据权利要求1或2所述的相变复合材料,其中所述高密度聚乙烯的密度为 0. 941-0. 960g/cm3,和/或熔点为125_135°C ;所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯单体单元的含量为14-40重量%,和/或该共聚物的熔点为70-90°C。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的相变复合材料,其中膨胀珍珠岩的平均粒径为1. 5-3. 6mm,堆密度为45_55kg/m3 ;膨胀石墨的平均粒径为0. 15-0. 33mm,堆密度为 30-45kg/m3o
5.根据权利要求1-4中任一项所述的相变复合材料,其中导热增强剂为选自下组中的一种或多种:金属粉末、石墨、碳纤维和纳米三氧化二铝,所述金属粉末优选为铝、铁、锌和/或镁粉。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的相变复合材料,其中阻燃剂为选自下组中的一种或多种:氯化石蜡与溴系阻燃剂的复配体系,平均粒径为150-250nm的氢氧化镁与氢氧化铝的复配体系,三氧化二锑或氧化锡与卤系阻燃剂的复配体系,以及金属粉末。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的相变复合材料,其中基于该复合材料的总重量其包含如下组分:A) 45-60%的相变材料;B) 30-40%的载体材料;C) 5-10%的无机填料;D) 2-7%的导热增强剂;以及E) 2-7%的阻燃剂。
8. 一种制备如权利要求1-7中任一项所述的相变复合材料的方法,包括:1)将作为组分A的相变材料熔融为液体;2)向步骤1)中获得的熔融液体中加入呈粒状形式的作为组分B的载体材料,混合均勻,冷却,得到载体材料被相变材料包覆的颗粒;以及3)将步骤幻中所得包覆颗粒与无机填料、导热增强剂和阻燃剂熔融共混,得到相变复合材料。
9.根据权利要求8所述的相变复合材料,其中将相变材料加热至比其熔点高3-5°C 的温度使其熔融为液体;和/或步骤3)中的熔融共混温度当使用EVA作为载体材料时为 100-120°C,而当使用高密度聚乙烯作为载体材料时为140-160°C。
10. 一种相变保温砂浆,其包根据权利要求1-7中任一项所述的相变复合材料。
11.根据权利要求10的相变保温砂浆,其中基于该相变保温砂浆的总重量,其包含如下组分:20-25 %的水泥、30-40 %的细砂、2-3 %的可再分散胶粉、0. 2-0. 4 %的纤维素醚、 0. 2-0. 4%的聚丙烯纤维、0. 2-0. 4%的木质纤维、2-4%的憎水剂、15-25%的相变复合材料、10-15%的玻化微珠和10-15%的空心玻璃微珠,其中相变保温砂浆的所有组分的重量百分含量之和为100重量%。
12. —种墙体保温方法,包括将水与根据权利要求10或11的相变保温砂浆均勻混合, 然后施用于墙面。
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