CN102746824A - 一种硅藻土粉末状复合相变材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种硅藻土粉末状复合相变材料及其制备方法，它涉及一种复合相变材料及其制备方法。本发明要解决现有沥青混凝土路面的高温车辙问题。本发明的硅藻土粉末状复合相变材料是由硅藻土和有机相变材料组成。制备方法如下：一、称取有机相变材料；二、将称取的硅藻土加热到140℃~200℃并保温1.5~2h；再将称取的有机相变材料加热至80℃~100℃，然后将加热后的硅藻土和有机相变材料搅拌均匀，在20℃~40℃温度下干燥至恒重，然后粉碎研磨，过0.075mm集料标准方孔筛，即得本发明的复合相变材料，其相变温度在40℃～75℃之间，相变潜热大于80J/g。本发明应用于沥青混凝土路面领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合相变材料及其制备方法，特别涉及一种相变温度在40℃~75℃之间的硅藻土粉末状复合相变材料及其制备方法。
背景技术
夏季，沥青混凝土路面在高温度场及重车辆轴载的作用下，极易形成高温车辙，据统计，每年85%的道路养护维修费用用于高温车辙的养护和维修。因此，寻求科学有效的方法解决路面高温车辙问题成为研究重点。
沥青混凝土路面车辙病害的产生原因主要包括两个方面：第一，是沥青混凝土路面的温度状况、沥青混合料温度稳定性等内部因素；第二，是气温条件、交通荷载等外部因素。外部因素往往无法人为控制，因此，只能通过改善内部因素，来减轻和控制沥青混凝土路面与温度相关病害的产生与发展。长期以来，国内外重点从提高沥青结合料与混合料的温度稳定性方面开展研究，提出了沥青改性、添加纤维、优化级配组成等技术措施，被动应对沥青混凝土路面使用过程中面临的环境气温变化，解决了一定时期、不同区域、不同条件下的一些具体工程技术问题，但是沥青混凝土路面与温度相关的病害仍然十分严重。
相变材料的出现，为我们主动改善沥青混凝土路面温度状况提供了一个全新的思路。相变材料具有高相变潜热特性，将其掺入沥青混合料，当外界环境温度升高时或外部有热流进入沥青混凝土路面时，路面沥青混合料的温度也随之上升，当温度升高并达到相变材料的相变温度时，相变材料将进行相态的转变，吸收并储存大量的热，这样用于提高沥青混合料温度的热量相应减少，混合料温升速率降低，相同时刻对应于未掺相变材料的沥青混合料，掺入相变材料的沥青混合料所能达到的温度减小，达到“削峰”效果；当环境气温降低或外部有冷流进入沥青混凝土路面时，与此过程相反，当温度降低并达到相变材料的相变温度时，相变材料发生相态转变，放出大量的热，这些热量将延缓相变沥青混合料温度的降低，从而达到“填谷”效果。
目前国内外对将相变材料应用于路面，来解决其跟温度场有关的问题方面的研究比较少，但这的确是一个解决路面温度相关病害问题的思路。因此，研究路面用相变材料，研制出相变温度范围为40～75℃，相变潜热大，过冷度小、无相分离、性能稳定的路面用相变材料系列，并测定其基本的热物理性质，对于以后其在道路领域的大规模应用，尤为重要。
研究表明，无机类相变材料存在明显的过冷现象及相分离现象，一方面，其多为水合物，不适合在路面应用，另一方面其应用会缩短材料的使用寿命；但有机物类相变材料几乎没有过冷、相分离、腐蚀性等现象，而且性能稳定，毒性小，固体成形好。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有沥青混凝土路面的高温车辙问题，而提供一种硅藻土粉末状复合相变材料及其制备方法。
本发明的一种硅藻土粉末状复合相变材料按重量份数是由4~5份的硅藻土和5~6份的有机相变材料组成。
本发明的一种硅藻土粉末状复合相变材料的制备方法是按照以下步骤进行的：一、按重量份数比称取4~5份的硅藻土和5~6份的有机相变材料；二、将步骤一称取的硅藻土在马弗炉中加热至140℃~200℃，保持1.5~2h；三、将步骤一称取的有机相变材料加热至80℃~100℃；四、将步骤二加热后的硅藻土与步骤三加热后的有机相变材料按质量比为4：6或5：5的比例搅拌均匀后，在20℃~40℃温度下干燥至恒重，然后粉碎研磨，过0.075mm集料标准方孔筛，即得硅藻土粉末状复合相变材料。
本发明的有机相变材料指的是肉豆蔻酸、PEG4000或棕榈酸。
本发明具有以下有益效果：本发明利用相变材料的“移峰消谷”作用调节沥青混凝土路面的温度场，减小其发生高温车辙的可能性，达到有效控制沥青混凝土路面高温病害的目的。同时对城市“热岛效应”有一定的控制作用，减少了环境污染，维护生态平衡。采用本发明制备的路面用相变材料，相变过程可逆，相变温度在40℃~75℃之间，相变潜热大于80J/g，并且具有相变潜热大、无毒性、无腐蚀性、制备简单等特点。
附图说明
图1为试验1采用差示扫描量热仪（DSC）测量硅藻土粉末状复合相变材料的相变温度和相变潜热图；
图2为试验2采用差示扫描量热仪（DSC）测量硅藻土粉末状复合相变材料的相变温度和相变潜热图；
图3为试验3采用差示扫描量热仪（DSC）测量硅藻土粉末状复合相变材料的相变温度和相变潜热图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式的一种硅藻土粉末状复合相变材料按重量份数是由4~5份的硅藻土和5~6份的有机相变材料组成。
本实施方式利用相变材料的“移峰消谷”作用调节沥青混凝土路面的温度场，减小其发生高温车辙的可能性，达到有效控制沥青混凝土路面高温病害的目的。同时对城市“热岛效应”有一定的控制作用，减少了环境污染，维护生态平衡。采用本实施方式制备的路面用相变材料，相变过程可逆，相变温度在40℃~75℃之间，相变潜热大于80J/g，材料具有相变潜热大、无毒性、无腐蚀性、制备简单等特点。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的有机相变材料为肉豆蔻酸、PEG4000或棕榈酸。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一至二不同的是：所述的硅藻土粉末状复合相变材料按重量份数是由4份的硅藻土和6份的有机相变材料组成。其它与具体实施方式一至二相同。
具体实施方式四：本实施方式的一种硅藻土粉末状复合相变材料的制备方法，其特征在于硅藻土粉末状复合相变材料的制备方法是按照以下步骤进行的：一、按重量份数比称取4~5份的硅藻土和5~6份的有机相变材料；二、将步骤一称取的硅藻土在马弗炉中加热至140℃~200℃，保持1.5~2h；三、将步骤一称取的有机相变材料加热至80℃~100℃；四、将步骤二加热后的硅藻土与步骤三加热后的有机相变材料按质量比为4：6或5：5的比例搅拌均匀后，在20℃~40℃温度下干燥至恒重，然后粉碎研磨，过0.075mm集料标准方孔筛，即得硅藻土粉末状复合相变材料。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是：步骤一中所述的有机相变材料为肉豆蔻酸、PEG4000或棕榈酸。其它与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式四至五不同的是：步骤一中所述的按重量份数比称取4份的硅藻土和6份的有机相变材料。其它与具体实施方式四至五相同。
通过以下实验验证本发明的效果：
试验1
本试验的一种路面用相变材料及其制备方法是按照以下步骤进行的：一、称取40g的硅藻土和60g的肉豆蔻酸；二、将步骤一称取的硅藻土在马弗炉中加热到140℃，保持2h；三、将步骤一称取的肉豆蔻酸加热至100℃；四、将步骤二加热后的硅藻土均分成4份，每份10g，分4次加入，每次按10g加入到步骤三得到的处理的肉豆蔻酸中，搅拌均匀后，在25℃下干燥至恒重，然后粉碎研磨，过0.075mm集料标准方孔筛，即得硅藻土粉末状复合相变材料。
采用差示扫描量热仪(DSC)测量，本试验制得的肉豆蔻酸硅藻土复合相变材料的相变，如图1所示，由图1可知，相变起始温度为53.5℃，结束温度为64.5℃，峰值温度为58.0℃，相变潜热为81.4J/g。
试验2
本试验的一种路面用相变材料及其制备方法是按照以下步骤进行的：一、称取40g的硅藻土和60g的PEG4000；二、将步骤一称取的硅藻土在马弗炉中加热到140℃，保持2h；三、将步骤一称取的PEG4000加热至100℃；四、将步骤二加热后的硅藻土均分成4份，每份10g，分4次加入，每次按10g加入到步骤三得到的处理的PEG4000中，搅拌均匀后，在25℃下干燥至恒重，然后粉碎研磨，过0.075mm集料标准方孔筛，即得硅藻土粉末状复合相变材料。
采用差示扫描量热仪(DSC)测量，制得的PEG4000硅藻土复合相变材料的相变，如图2所示，由图2可知，相变起始温度为55.0℃，结束温度为67.0℃，峰值温度为57.5℃，相变潜热为81.3J/g。
试验3
本试验的一种路面用相变材料及其制备方法是按照以下步骤进行的：一、称取40g的硅藻土和60g的棕榈酸；二、将步骤一称取的硅藻土在马弗炉中加热到140℃，保持2h；三、将步骤一称取的棕榈酸加热至100℃；四、将步骤二加热后的硅藻土均分成4份，每份10g，分4次加入，每次按10g加入到步骤三得到的处理的棕榈酸中，搅拌均匀后，在25℃下干燥至恒重，然后粉碎研磨，过0.075mm集料标准方孔筛，即得硅藻土粉末状复合相变材料。
采用差示扫描量热仪(DSC)测量，制得的棕榈酸硅藻土复合相变材料的相变，如图3所示，由图3可知，相变起始温度为62.6℃，结束温度为73.5℃，峰值温度为67.5℃，相变潜热为85.74J/g。
Claims (6)
1.一种硅藻土粉末状复合相变材料，其特征在于硅藻土粉末状复合相变材料按重量份数是由4~5份的硅藻土和5~6份的有机相变材料组成。
2.根据权利要求1所述的一种硅藻土粉末状复合相变材料，其特征在于所述的有机相变材料为肉豆蔻酸、PEG4000或棕榈酸。
3.根据权利要求1或2所述的一种硅藻土粉末状复合相变材料，其特征在于所述的硅藻土粉末状复合相变材料按重量份数是由4份的硅藻土和6份的有机相变材料组成。
4.如权利要求1所述的一种硅藻土粉末状复合相变材料的制备方法，其特征在于硅藻土粉末状复合相变材料的制备方法是按照以下步骤进行的：一、按重量份数比称取4~5份的硅藻土和5~6份的有机相变材料；二、将步骤一称取的硅藻土在马弗炉中加热至140℃~200℃，保持1.5~2h；三、将步骤一称取的有机相变材料加热至80℃~100℃；四、将步骤二加热后的硅藻土与步骤三加热后的有机相变材料按质量比为4：6或5：5的比例搅拌均匀后，在20℃~40℃温度下干燥至恒重，然后粉碎研磨，过0.075mm集料标准方孔筛，即得硅藻土粉末状复合相变材料。
5.根据权利要求4所述的一种硅藻土粉末状复合相变材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的有机相变材料为肉豆蔻酸、PEG4000或棕榈酸。
6.根据权利要求4所述的一种硅藻土粉末状复合相变材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述的按重量份数比称取4份的硅藻土和6份的有机相变材料。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104194732A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-12-10 | 太原理工大学 | 一种硅藻土与石蜡复合相变材料的制备方法 |
| CN104974535A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-10-14 | 河北建筑工程学院 | 蓄盐颗粒自融雪复合改性沥青混合料及其制备方法 |
| CN105801009A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-27 | 长安大学 | 一种自调温金属相变沥青混合料及其制备方法 |
| CN109837069A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-06-04 | 河北地质大学 | 一种多元基体复合相变储能材料及其制备方法 |
| CN110499688A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-11-26 | 中南大学 | 一种可缓解城市热岛效应的沥青路面结构及其制备方法 |
| CN111718691A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-29 | 南方科技大学 | 一种硅藻基相变储能材料及其制备方法和用途 |
| CN112830712A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-05-25 | 山东交通学院 | 一种改性沥青混合料及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102199416A (zh) * | 2010-03-26 | 2011-09-28 | 中国矿业大学(北京) | 一种有机/无机相变储能复合材料的制备方法 |
-
2012
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102199416A (zh) * | 2010-03-26 | 2011-09-28 | 中国矿业大学(北京) | 一种有机/无机相变储能复合材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张东: "《多孔矿物介质对有机相变材料导热性能的影响》", 《矿物岩石》, vol. 27, no. 3, 25 September 2007 (2007-09-25) * |
| 胡曙光等: "《相变材料聚乙二醇应用于沥青混合料可行性的研究》", 《公路》, no. 7, 25 July 2009 (2009-07-25) * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104194732A (zh) * | 2014-08-22 | 2014-12-10 | 太原理工大学 | 一种硅藻土与石蜡复合相变材料的制备方法 |
| CN104974535A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-10-14 | 河北建筑工程学院 | 蓄盐颗粒自融雪复合改性沥青混合料及其制备方法 |
| CN105801009A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-27 | 长安大学 | 一种自调温金属相变沥青混合料及其制备方法 |
| CN105801009B (zh) * | 2016-03-25 | 2017-04-19 | 长安大学 | 一种自调温金属相变沥青混合料及其制备方法 |
| CN109837069A (zh) * | 2019-03-11 | 2019-06-04 | 河北地质大学 | 一种多元基体复合相变储能材料及其制备方法 |
| CN110499688A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-11-26 | 中南大学 | 一种可缓解城市热岛效应的沥青路面结构及其制备方法 |
| CN111718691A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-09-29 | 南方科技大学 | 一种硅藻基相变储能材料及其制备方法和用途 |
| CN112830712A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-05-25 | 山东交通学院 | 一种改性沥青混合料及其制备方法 |
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