CN102674882A - 自调温相变蓄热节能材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自调温相变蓄热节能材料，为现有墙体隔热保温性能差问题，其由下列重量配比的原料配制而成：可再分散乳胶粉13-37、调温胶凝材料5-15、水泥50-165、纤维素1-3、发泡剂0.5-1.6、闭孔微珠60-180、粉煤灰15-46、淀粉醚1.5-4.6、触变润滑剂43-128、聚丙烯纤维1-3。所述纤维素为木质纤维素。所述调温胶凝材料为海泡石。所述海泡石为海泡石绒。所述闭孔微珠选自闭孔珍珠岩微珠，玻化微珠。所述发泡剂为水泥发泡剂。所述聚丙烯纤维为工程聚丙烯纤维。所述淀粉醚选自羟烷基淀粉、羧甲基淀粉、阳离子淀粉。其通过材料相变，熔化吸热，凝结放热，使室内温度相对平衡，达到建筑节能，是基底抹灰理想的替代品，使用施工方法简捷、快捷，手工抹灰即可，隔热保温效果好。

Description

自调温相变蓄热节能材料

技术领域

本发明涉及一种相变节能材料，特别是涉及一种自调温相变蓄热节能材料。

背景技术

随着人民生活水平的提高，人们对温度舒适性的要求越来越高，逐步由局部空间调温扩大至整个建筑内的整体调温，建筑物耗能已经成为节能减排的重大课题之一。不论是局部调温还是建筑物整体调温，最大的能源浪费当属建筑物墙体保温性能差造成的能源损失了，也就是夏天建筑物外的热量会通过建筑物墙体侵入建筑物内，造成冷气大量损失，冬天建筑物外的寒气会通过墙体侵入建筑物内部，造成暖气大量损失。因此，建筑物墙体隔热性能差是导致建筑物能耗大，能源浪费严重的最主要原因。所以，在能源日趋紧缺的当今社会，急需能够显著提高建筑物墙体隔热性能的技术或者材料。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种隔热保温效果好的自调温相变蓄热节能材料。

为实现上述目的，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成：可再分散乳胶粉13-37、调温胶凝材料5-15、水泥50-165、纤维素1-3、发泡剂0.5-1.6、闭孔微珠60-180、粉煤灰15-46、淀粉醚1.5-4.6、触变润滑剂43-128、聚丙烯纤维1-3。本发明自调温相变蓄热节能材料变可称为自调温相变蓄热节能抹灰材料本。经试验证明：其采用相变蓄能原理，潜热值较大，通过材料相变，熔化吸热，凝结放热，使室内温度相对平衡，达到建筑节能，推广后有较好的社会和经济效益。其是基底抹灰理想的替代品，使用施工方法简捷手工抹灰即可，方便快捷，隔热保温效果好。可广泛应用于墙面、屋顶等其它任何建筑物的隔热层，更确切地是隔热型基底抹灰层。

作为优化，原料的重量配比为：可再分散乳胶粉25、调温胶凝材料10、水泥110、纤维素2、发泡剂1、闭孔微珠120、粉煤灰30、淀粉醚3、触变润滑剂85、聚丙烯纤维2。其中可再分散乳胶粉产品为水溶性可再分散粉末，为乙烯/醋酸乙烯酯的共聚物，醋酸乙烯/叔碳酸乙烯共聚物，丙稀酸共聚物等等，以聚乙烯醇作为保护胶体。可再分散乳胶粉具有高粘结能力和独特的性能，如：抗水性，施工性及隔热性等。所述触变润滑剂是经过特殊加工处理的，适用于矿物基(干粉料)系统和膏状系统的粉状流变添加剂。其基本材料是采自片层状的硅酸盐矿物材料。在水性系统中，这些片层状硅酸盐矿物材料能够形成一种称为卡屋式的结构，这种机构能够在系统内提高基础黏度，但在外部有剪切力时这种机构会被很容易的破坏。这些添加剂是专门为干粉料及膏状体系研制的。它们能够产生特别的效果，并且可以控制黏度、屈服点、稳定性和施工性能。触变润滑剂是粉状的，特别适用于以矿物材料(干粉料)为粘结料的添加剂，同时也适用于膏状系统。其原料是以片层状含蒙脱石的硅酸盐为主。而蒙脱石是由一种十分薄的(大约10A，7个原子厚)和直径比较宽(大约1000nm)的盘片装材料组成。蒙脱石{[SiO10][Me23(OH)2]}是一种具有晶内溶胀能力的双八面体晶体结构的三层式矿石。在水性介质中，这些层状的溶胀性硅酸盐能够形成一个所谓的卡屋式结构。这种结构可以提高体系的基本黏度，另一方面，当施加剪切力超过某一极限能量(屈服点)时，该结构能够可塑性的被破坏。目前国内市场所用进口有美国洛克伍德OPTIBENT 602，国内生产有石家庄朗博化学LBCB-1等。海泡石属于非金属矿，呈白色，外观象粘结在一起的一排白绒，无毒性。其性能：耐高温、保温，有很强的吸附能力，脱色能力、热稳定性高，耐高温1500℃-1700℃，造型好，收缩率低，不易裂开，以及抗盐度高，抗腐蚀，有抗辐射的特殊性能，该矿石用途广泛：可做石油钻井泥浆、广泛用于保温隔热原料、制药工业可制作抗酸药品可用于药粒外型，能使药物耐氧化退变。可做助滤剂用于酒类和油类，提高透明度，减少混着和沉淀。用于橡胶业，使橡胶的模数，抗胀强度、硬度、耐磨性、抗撕力增高，用时可改善老化性能，缓解老化程度。可用于石腊、石油、植物油的脱色。用做香烟的过滤咀，可优先吸附有害气体。特别在近年中正广泛用于无石棉摩擦密封材料中。

作为优化，所述纤维素为木质纤维素。木质纤维素(Methyl Cellulose)是天然可再生木材经过化学处理、机械法加工得到的有机絮状纤维物质，无毒、无味、无污染、无放射性。广泛用于混凝土砂浆、石膏制品、木浆海棉、沥青道路等领域，对防止涂层开裂、提高保水性、提高生产的稳定性和施工的合宜性、增加强度、增强对表面的附着力等有良好的效果。其技术作用主要是：触变、防护、吸收、载体和填充剂。由于纤维结构的毛细管作用，将系统内部的水分迅速地传输到浆料表面和界面，使得浆料内部的水分均匀分布明显减少结皮现象。并使得粘结强度和表面强度明显提高，这个机理也由于干燥过程中张力的减少而明显起到抗裂的作用。木质纤维尺寸稳定性和热稳定性在保温材料中起到了很好的保温抗裂作用。

●木质纤维素不溶于水、弱酸和碱性溶液；PH值中性，可提高系统抗腐蚀性。

●木质纤维素比重小、比表面积大，具有优良的保温、隔热、隔声、绝缘和透气性能，热膨胀均匀不起壳不开裂；更高的湿膜强度及覆盖效果。

●木质纤维素具有优良的柔韧性及分散性，混合后形成三维网状结构，增强了系统的支撑力和耐久力，能提高系统的稳定性、强度、密实度和均匀度。

●木质纤维的结构粘性，使加工好的预制浆料(干湿料)的均匀性保持原状稳定并减少系统的收缩和膨胀，使施工或预制件的精度大大提高。

●木质纤维具有很强的防冻和防热能力，当温度达到150℃能隔热数天；当高达200℃能隔热数十小时；当超过220℃也能隔热数小时。

作为优化，所述调温胶凝材料为海泡石。

作为优化，所述海泡石为海泡石绒。

作为优化，所述闭孔微珠选自闭孔珍珠岩微珠，玻化微珠。“选自”是可以是两种中的任何一种，也可以是两种的任意比例混合。闭孔珍珠岩是一种新型膨胀珍珠岩产品，具有强度高、轻质、保温隔热、电绝缘性能好、纯度高、颗粒均匀、吸水率低等显著特点。该产品是由一定粒径的珍珠岩矿砂在电能加热方式膨胀，膨胀颗粒表面经瞬间高温熔化，克服孔间表面张力而自由闭合，经降温后形成连续玻质化的颗粒表面，而内部保持着完整的多孔空心结构。独特的生产方式决定了产品保持了珍珠岩天然无机化学成分的纯度。玻化微珠是一种环保型高性能新型无机轻质绝热材料，与有机类保温材料相比，具有不燃烧、强度高和使用寿命长等优点。产品呈不规则球状颗粒，内部多孔空腔结构，表面玻化封闭，光泽平滑，理化性能十分稳定，具有质轻、绝热、防火、耐高温、耐老化、吸水率小等优异性能。

作为优化，所述发泡剂为水泥发泡剂。水泥发泡剂，又名泡沫混凝土发泡剂，水泥发泡剂是指能够降低液体表面张力，产生大量均匀而稳定的泡沫，用以生产泡沫混凝土的外加剂。发泡剂就是能使其水溶液在机械作用力引入空气的情况下，产生大量泡沫的一类物质，这一类物质就是表面活性剂或者表面活性物质。发泡剂的实质就是它的表面活性作用。没有表面活性作用，就不能发泡，也就不能成为发泡剂，表面活性是发泡的核心。

作为优化，所述聚丙烯纤维为工程聚丙烯纤维。所述工程聚丙烯纤维是一种新型的混凝土增强纤维，被称为混凝土的“次要加强筋”。掺入聚丙烯纤维的混凝土品质得到改善，综合使用性能得到提高。具有掺加工艺简单、价格低廉、性能优异等特点。作为一种新型的混凝土增强纤维，聚丙烯网状纤维正成为继玻璃纤维、钢纤维、不锈钢纤维后纤维混凝土科学研究和应用领域的新热点。

作为优化，所述淀粉醚选自羟烷基淀粉、羧甲基淀粉、阳离子淀粉等。“选自”是可以是叁种中的任何一种，也可以是任意多种、任意比例混合，如其中任意两种混合、叁种混合。淀粉醚即醚化淀粉，它是淀粉分子中的羟基与反应活性物质反应生成的淀粉取代基醚，包括羟烷基淀粉、羧甲基淀粉、阳离子淀粉等。由于淀粉的醚化作用提高了粘度稳定性，且在强碱性条件下醚键不易发生水解，因此，醚化淀粉在许多工业领域中得以应用。羧甲基淀粉(CMS)是阴离子型的天然产物的变性体，是能溶于冷水的天然高分子聚电解质醚。

作为优化，所述原料混合均匀制成。更确切地为搅拌混合均匀制成。

本发明调温相变蓄热节能材料是根据不同温度相变点调节室温的新材料，本材料突破传统保温材料单一热阻性能。具有较高蓄、放热过程近似等温的特点，节能效果明显，经国家建材测试中心检测厚度38mm相变材料，导热系数为0.047w/(m..k)，从而为建筑节能提供新的可靠途径。具有良好粘接性、隔音、A级阻燃及环保性。

其综合了无机硅酸盐、空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠、空心无机纤维、相变复合保温材料、聚合物粘结剂、防水剂、对流阻断体、助剂等功能。保温原理：综合了热传导与相变调温机理，除了通过相变保温材料中的空心材料及对流阻断体通过阻断热传导的方式达到保温效果外，主要通过相变保温胶囊中的蓄能介质的相态变化实现对热能储存与释放，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，使室温相对平衡；

采用上述技术方案后，本发明自调温相变蓄热节能材料采用相变蓄能原理，潜热值较大，通过材料相变，熔化吸热，凝结放热，使室内温度相对平衡，达到建筑节能，推广后有较好的社会和经济效益。是基底抹灰理想的替代品，使用施工方法简捷、快捷，手工抹灰即可，隔热保温效果好，可广泛应用于墙面、屋顶等其它任何建筑物的隔热层，更确切地是隔热型基底抹灰层。

具体实施方式

实施例一，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成，更确切地是所述原料混合均匀制成：可再分散乳胶粉13公斤、调温胶凝材料5公斤、水泥50公斤、纤维素1公斤、发泡剂0.5公斤、闭孔微珠60公斤、粉煤灰15公斤、淀粉醚1.5公斤、触变润滑剂43公斤、聚丙烯纤维1公斤。所述纤维素优选木质纤维素。所述调温胶凝材料优选海泡石。所述发泡剂优选水泥发泡剂。

实施例二，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成，更确切地是所述原料混合均匀制成：可再分散乳胶粉37公斤、调温胶凝材料15公斤、水泥165公斤、纤维素3公斤、发泡剂1.6公斤、闭孔微珠180公斤、粉煤灰46公斤、淀粉醚4.6公斤、触变润滑剂128公斤、聚丙烯纤维3公斤。所述纤维素优选木质纤维素。所述纤维素优选木质纤维素。所述调温胶凝材料优选海泡石。所述发泡剂优选水泥发泡剂。

实施例三，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成，更确切地是所述原料混合均匀制成：可再分散乳胶粉13公斤、海泡石5公斤、水泥50公斤、木质纤维素1公斤、水泥发泡剂0.5公斤、闭孔微珠60公斤、粉煤灰15公斤、淀粉醚1.5公斤、触变润滑剂43公斤、聚丙烯纤维1公斤。

实施例四，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成，更确切地是所述原料混合均匀制成：可再分散乳胶粉37公斤、海泡石15公斤、水泥165公斤、木质纤维素3公斤、水泥发泡剂1.6公斤、闭孔微珠180公斤、粉煤灰46公斤、淀粉醚4.6公斤、触变润滑剂128公斤、聚丙烯纤维3公斤。

实施例五，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成，更确切地是所述原料混合均匀制成：可再分散乳胶粉13公斤、海泡石绒15公斤、水泥50公斤、纤维素3公斤、发泡剂0.5公斤、闭孔珍珠岩微珠180公斤、粉煤灰15公斤、羟烷基淀粉4.6公斤、触变润滑剂43公斤、工程聚丙烯纤维3公斤。所述纤维素优选木质纤维素。所述发泡剂优选水泥发泡剂。

实施例六，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成，更确切地是所述原料混合均匀制成：可再分散乳胶粉37公斤、海泡石绒5公斤、水泥165公斤、纤维素1公斤、发泡剂1.6公斤、闭孔珍珠岩微珠60公斤、粉煤灰46公斤、羟烷基淀粉1.5公斤、触变润滑剂128公斤、工程聚丙烯纤维1公斤。

实施例七，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成，更确切地是所述原料混合均匀制成：可再分散乳胶粉13公斤、海泡石绒15公斤、水泥50公斤、纤维素3公斤、发泡剂0.5公斤、玻化微珠180公斤、粉煤灰15公斤、羧甲基淀粉4.6公斤、触变润滑剂43公斤、工程聚丙烯纤维3公斤。所述纤维素优选木质纤维素。所述发泡剂优选水泥发泡剂。

实施例八，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成，更确切地是所述原料混合均匀制成：可再分散乳胶粉37公斤、海泡石绒5公斤、水泥165公斤、纤维素1公斤、发泡剂1.6公斤、玻化微珠60公斤、粉煤灰46公斤、羧甲基淀粉1.5公斤、触变润滑剂128公斤、工程聚丙烯纤维1公斤。

实施例九，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成，更确切地是所述原料混合均匀制成：可再分散乳胶粉13公斤、海泡石绒15公斤、水泥50公斤、纤维素3公斤、发泡剂0.5公斤、玻化微珠180公斤、粉煤灰15公斤、阳离子淀粉4.6公斤、触变润滑剂43公斤、工程聚丙烯纤维3公斤。所述纤维素优选木质纤维素。所述发泡剂优选水泥发泡剂。

实施例十，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成，更确切地是所述原料混合均匀制成：可再分散乳胶粉37公斤、海泡石绒5公斤、水泥165公斤、纤维素1公斤、发泡剂1.6公斤、玻化微珠60公斤、粉煤灰46公斤、阳离子淀粉1.5公斤、触变润滑剂128公斤、工程聚丙烯纤维1公斤。

实施例十一，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成，更确切地是所述原料混合均匀制成：可再分散乳胶粉25公斤、调温胶凝材料10公斤、水泥110公斤、纤维素2公斤、发泡剂1公斤、闭孔微珠120公斤、粉煤灰30公斤、淀粉醚3公斤、触变润滑剂85公斤、聚丙烯纤维2公斤。

实施例十二，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成，更确切地是所述原料混合均匀制成：可再分散乳胶粉25公斤、海泡石10公斤、水泥110公斤、木质纤维素2公斤、水泥发泡剂1公斤、闭孔微珠120公斤、粉煤灰30公斤、淀粉醚3公斤、触变润滑剂85公斤、聚丙烯纤维2公斤。

实施例十三，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成，更确切地是所述原料混合均匀制成：可再分散乳胶粉25公斤、海泡石绒10公斤、水泥110公斤、木质纤维素2公斤、水泥发泡剂1公斤、玻化微珠120公斤、粉煤灰30公斤、阳离子淀粉3公斤、触变润滑剂85公斤、工程聚丙烯纤维2公斤。

实施例十四，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成，更确切地是所述原料混合均匀制成：可再分散乳胶粉25公斤、海泡石绒10公斤、水泥110公斤、木质纤维素2公斤、水泥发泡剂1公斤、闭孔珍珠岩微珠120公斤、粉煤灰30公斤、羧甲基淀粉3公斤、触变润滑剂85公斤、工程聚丙烯纤维2公斤。

实施例十五，本发明自调温相变蓄热节能材料由下列重量配比的原料配制而成，更确切地是所述原料混合均匀制成：可再分散乳胶粉25公斤、海泡石绒10公斤、水泥110公斤、木质纤维素2公斤、水泥发泡剂1公斤、闭孔珍珠岩微珠120公斤、粉煤灰30公斤、羟烷基淀粉3公斤、触变润滑剂85公斤、工程聚丙烯纤维2公斤。

以上所有实施例得到的本发明自调温相变蓄热节能材料，经试验证明都具有如下综合特性：

1、潜热节能：a、利用相变调温机理，通过蓄能介质的相态变化实现对热能储存，改善室内热循环量，当环境温度高于一定值时，相变材料由固态熔化为液体，吸收热量，使室温相对平衡。b、经国家权威部门检测3.8cm厚相变保温材料优于5cm厚挤塑板保温性能，达到节能65％要求。c、相变材料可收集多余热量，适时平稳释放，梯度变化小，有效降低损耗量，室温恒定。d、利用相变调温机理，可使电负荷“削峰平谷”，充分利用低谷电价，降低住户用能成本，减少能源浪费，具有客观社会效益和经济效益。e、利用相变调温机理，对建筑分户采暖。具有广泛推动作用，特别是对首层、顶层、边角处居住环境室温，夏季隔热、冬季保温均可起到平衡作用。f、在新楼装饰和旧楼改造中，克服墙面裂缝、结露、发露、起皮等先天不足弊病.

2、安全可靠：a、与基底整体粘结，随意性好，无空腔，避免风压撕裂和脱落，有效克服板材拼接后边助、阳角外变形、面砖脱落等问题。b、材料中有机物与主墙基地存在游离酸反应形成化合物，渗入主培微孔隙中，形成共同体，确保静态粘结性，并改善湿态粘结保值率，具有及好粘接性。c、其结构中形成数个封闭的憎水性孔隙空腔结构，作为相变材料载体，可确保相变材料长期实用性。d、本材料干燥成型后在水中浸泡不松散、不回性、不粉化、不变形、可确保其耐久的使用寿命。

3、抗裂防潮：a、料体呈纤维网状结构，接力强，整体性牢固，有效防止裂缝产生。b、具有湿呼吸性、可有效防止墙基地因冷热温差产生的结凝水夏季向外释放，并防止外饰层表面裂缝产生；冬季防止外饰层冰账产生裂缝，同时克服因基底潮湿而产生的空鼓、脱落现象。

4、吸声降噪：料体中存在的众多层次的不贯穿的中空结构，有效减缓小震动源、撞击声波传递，降低噪声分贝数。在分户隔墙、顶棚、地板等部位使用，具有隔音效果，减少城市噪音效果，减少城市噪音对人体的危害。

5、绿色环保：系无腐蚀、无污染、无异味、无任何毒害的环保型产品。

6、防火不燃：本材料经专项测试为A类不燃材料，使用范围不受限制，符合各类建筑防火要求。

7、施工简捷：手工抹灰，方便快捷，是基底抹灰理想的替代品。

Claims (10)

1.一种自调温相变蓄热节能材料，其特征在于由下列重量配比的原料配制而成：可再分散乳胶粉13-37、调温胶凝材料5-15、水泥50-165、纤维素1-3、发泡剂0.5-1.6、闭孔微珠60-180、粉煤灰15-46、淀粉醚1.5-4.6、触变润滑剂43-128、聚丙烯纤维1-3。

2.根据权利要求1所述节能材料，其特征在于原料的重量配比为：可再分散乳胶粉25、调温胶凝材料10、水泥110、纤维素2、发泡剂1、闭孔微珠120、粉煤灰30、淀粉醚3、触变润滑剂85、聚丙烯纤维2。

3.根据权利要求1或者2所述节能材料，其特征在于所述纤维素为木质纤维素。

4.根据权利要求1或者2所述节能材料，其特征在于所述调温胶凝材料为海泡石。

5.根据权利要求4所述节能材料，其特征在于所述海泡石为海泡石绒。

6.根据权利要求1或者2所述节能材料，其特征在于所述闭孔微珠选自闭孔珍珠岩微珠，玻化微珠。

7.根据权利要求1或者2所述节能材料，其特征在于所述发泡剂为水泥发泡剂。

8.根据权利要求1或者2所述节能材料，其特征在于所述聚丙烯纤维为工程聚丙烯纤维。

9.根据权利要求1或者2所述节能材料，其特征在于所述淀粉醚选自羟烷基淀粉、羧甲基淀粉、阳离子淀粉。

10.根据权利要求1或者2所述节能材料，其特征在于所述原料混合均匀制成。