CN103342775A - 一种调温调湿双功能绿色墙体材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种调温调湿双功能绿色墙体材料及其制备方法。本发明属于功能性复合建筑材料技术领域。调温调湿双功能绿色墙体材料，其100质量份包括组分质量份数为：丙烯酸9－11，N,N-二甲基丙烯酰胺0.14-0.16，羟甲基纤维素5-10，复合脂肪酸10-30；硅藻土10-30，过硫酸钾0.14-0.16，氢氧化钠6-8，粉煤灰5-30，其余为水。调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法：将氢氧化钠溶液加入丙烯酸稀释液搅拌；加入二氧化钛粉，搅拌加入交联剂N、N-二甲基丙烯酰胺、硅藻土、粉煤灰、羟甲基纤维素、复合脂肪酸、过硫酸钾以及水，得到丙烯酸待聚合水溶液；搅拌至粘稠，加热成胶体，再烘干。本发明具有工艺简单、成本低廉、节能环保，产品高强调湿性、调温效果显著、使用范围广等优点。

Description

一种调温调湿双功能绿色墙体材料及其制备方法

技术领域

本发明属于功能性复合建筑材料技术领域，特别是涉及一种调温调湿双功能绿色墙体材料及其制备方法。

背景技术

目前，在建筑节能内保温系统的应用研究，复合相变材料作为一种新型的节能蓄热材料，已成为全世界解决能源利用效率的研究热点。将复合相变材料与传统建筑材料复合，制备得到复合相变储能建筑材料具有普通建筑材料无法比拟的热容，能通过有效利用太阳能和夜间冷风等自然资源来蓄热或蓄冷，减少建筑物供暖、空调设备的运行时间，提高能源利用效率和降低能源的运行费用，并能适当地降低室内温度波动，提高热舒适度，同时，还能降低外墙厚度而减轻建筑物重量，是一种实现建筑节能和提高建筑能源利用效率的有效途径。但目前设计得到的绿色调温调湿新型建材来看，在材料制备的简易性、内部调节性材料的持久有效性、整体材料的普适性方面存在一些问题。

自上世纪80年代提出调湿材料以来，人们开发出多种调湿材料。单一调湿材料难以同时满足高吸湿容量、高吸放湿速度要求的现状，近年来人们开始着手将上述不同类型的调湿材料进行复合、或与其它无机材料经反应、混合制成复合调湿材料，以使得材料的吸湿容量和吸放湿速度都得到大幅度地提高。但是目前功能性材料往往只在一个功能方面效果显著，有时会顾此失彼。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种调温调湿双功能绿色墙体材料及其制备方法。

本发明利用温敏性材料在低临界溶解温度(Lower Critical Solution Temperature，LCST)时会发生相变这一特性，当温度稍高于LCST时，复合物即发生体积相变，把预先吸附的水挤出体系，从而将吸附在活性位的水分子变成液态水并进行脱附，脱附时不需克服较大的吸附力场，进而大大降低调湿材料的脱附能耗。

定型相变颗粒的相变温度和相变潜热分别为26.7℃和93.SJ/g，相变温度较高，相变潜热较高。相变材料提高了石膏板的比热容，降低了材料的热导率，但同时引起了材料强度的下降和体积的膨胀，制备的相变储能石膏板具有很好的蓄放热特性，储能效果良好。以硅藻土及工业废料粉煤灰为基体，原位复合温敏性聚合物及制备高比表面积、高孔隙率，且随环境条件变化能够自动调控的有机/无机复合建筑调湿材料。

本发明的目的之一是提供一种具有节能环保、调湿效果显著、温敏特性较好、生产成本低廉、使用范围广等特点的调温调湿双功能绿色墙体材料。

本发明调温调湿双功能绿色墙体材料所采取的技术方案是：

一种调温调湿双功能绿色墙体材料，其特点是：调温调湿双功能绿色墙体材料100质量份中包括各组分的质量份数为：丙烯酸9－11，N,N-二甲基丙烯酰胺0.14-0.16，羟甲基纤维素5-10，复合脂肪酸10-30；硅藻土10-30，过硫酸钾0.14-0.16，氢氧化钠6-8，粉煤灰5-30，其余为水。

本发明调温调湿双功能绿色墙体材料还可以采用如下技术措施：

所述的调温调湿双功能绿色墙体材料及其制备方法，其特点是：调温调湿双功能绿色墙体材料含有二氧化钛质量份3-5。

本发明的目的之二是提供一种具有制备工艺简单、施工方便、成本低廉，产品高强调湿性、调温功能效果显著等特点的调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法。

本发明调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法所采取的技术方案是：

一种调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法，其特征是：调温调湿双功能绿色墙体材料的制备过程包括以下步骤：首先，将丙烯酸稀释，氢氧化钠配置成溶液，将氢氧化钠溶液加入丙烯酸稀释液中搅拌均匀；然后，加入二氧化钛粉，在搅拌条件下加入交联剂N、N-二甲基丙烯酰胺、硅藻土、粉煤灰、羟甲基纤维素、复合脂肪酸、过硫酸钾以及水，得到丙烯酸待聚合水溶液；最后，将丙烯酸待聚合水溶液搅拌至粘稠，加热成胶体状，再烘干得到调温调湿双功能绿色墙体材料。

本发明调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法还可以采用如下技术方案：

所述的调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法，其特点是：调温调湿双功能绿色墙体材料含有二氧化钛，制备时在搅拌条件下加入过硫酸钾后加入二氧化钛。

所述的调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法，其特点是：丙烯酸稀释时稀释1/3至2/3，在冰水浴环境下，将氢氧化钠溶液滴入丙烯酸稀释液中搅拌均匀。

所述的调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法，其特点是：加入二氧化钛粉后搅拌0.5－1.5小时，撤去冰水浴环境，搅拌条件下依次加入交联剂N、N-二甲基丙烯酰胺、硅藻土、粉煤灰、羟甲基纤维素、复合脂肪酸、过硫酸钾以及蒸馏水，得到丙烯酸待聚合水溶液。

所述的调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法，其特点是：丙烯酸待聚合水溶液搅拌至粘稠后，在70－90℃条件下直至成胶体状，再于100－110℃条件下烘干得到调温调湿双功能绿色墙体材料。

本发明具有的优点和积极效果是：

调温调湿双功能绿色墙体材料及其制备方法由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下明显优点：

1．节能环保。利用废弃的硅藻土、粉煤灰，实现废弃物可循环利用，变废为宝。减少由空调调节环境产生的废气，更加环保，同时节约了电能，更经济。

2．调湿效果显著。采用温敏性聚合物的原位聚合工艺，将粉煤灰、硅藻土等组分固定于聚合物网络中，可实现孔隙结构的连续性可控调节。

3．温敏特性较好。聚合物的温敏特性可以有效调节空隙结构，这种调控有望实现在特殊气候条件下的建筑调湿。

4．生产成本低廉。本发明所用原材料价格低廉，生产成本较低，投入少。

5．制备工艺和施工方法简单。本发明利用水溶液法，材料都易溶于水，混合均匀。使用的设备都操作简单。

6．使用范围广。本发明可应用于墙体表面，也可以用于室内装修材料。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：

实施例1

一种调温调湿双功能绿色墙体材料，为有机/无机复合建筑材料。绿色墙体材料100质量份中包括各组分的质量份数为：丙烯酸10，N,N-二甲基丙烯酰胺0.14，羟甲基纤维素5，复合脂肪酸10；硅藻土10，引发剂过硫酸钾0.14，氢氧化钠6，粉煤灰20，其余为水。

实施例2

一种调温调湿双功能绿色墙体材料，为有机/无机复合建筑材料。绿色墙体材料100质量份中包括各组分的质量份数为：丙烯酸10，N,N-二甲基丙烯酰胺0.16，羟甲基纤维素10，复合脂肪酸30；硅藻土30，二氧化钛4，过硫酸钾0.16，氢氧化钠7，粉煤灰10，其余为水。

实施例3

调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法，将丙烯酸稀释一倍，氢氧化钠配置成为8mol/L的溶液，取20g丙烯酸溶液倒入大烧杯，放入冰水浴环境，取25ml氢氧化钠溶液边搅拌边倒入丙烯酸溶液，加入二氧化钛3g搅拌分散1h。之后依次在剧烈搅拌下加入N；N-二甲基丙烯酰胺0.16g、硅藻土10g，粉煤灰5g，羟甲基纤维素10g，复合脂肪酸10g，过硫酸钾0.14g，将其混合均匀放在磁力搅拌器上搅拌，直至粘稠；然后将混合物放在烘箱，80°下保温5h，形成胶体。再将胶体切成小块，105°下烘干，研磨成粉末。用于墙体材料成分。

实施例4

调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法，将丙烯酸稀释一倍，氢氧化钠配置成为8mol/L的溶液，取20g丙烯酸溶液倒入大烧杯，放入冰水浴环境，取25ml氢氧化钠溶液边搅拌边倒入丙烯酸溶液。加入二氧化钛3g搅拌分散1h，之后依次在剧烈搅拌下加入N；N-二甲基丙烯酰胺0.16g、硅藻土20g，粉煤灰5g，羟甲基纤维素5g，复合脂肪酸20g，过硫酸钾0.14g，将其混合均匀放在磁力搅拌器上搅拌，直至粘稠；然后将混合物放在烘箱，80°下保温5h，形成胶体。再将胶体切成小块，105°下烘干，研磨成粉末。用于墙体材料成分。

实施例5

调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法，将丙烯酸稀释一倍，氢氧化钠配置成为8mol/L的溶液，取20g丙烯酸溶液倒入大烧杯，放入冰水浴环境，取25ml氢氧化钠溶液边搅拌边倒入丙烯酸溶液。加入二氧化钛3g搅拌分散1h，之后依次在剧烈搅拌下加入N；N-二甲基丙烯酰胺0.16g、硅藻土10g，粉煤灰5g，羟甲基纤维素10g，复合脂肪酸30g，过硫酸钾0.14g，将其混合均匀放在磁力搅拌器上搅拌，直至粘稠；然后将混合物放在烘箱，80°下保温5h，形成胶体。再将胶体切成小块，105°下烘干，研磨成粉末。用于墙体材料成分。

本实施例调温调湿双功能绿色墙体材料具有节能环保、调湿效果显著、温敏特性好、生产成本低、使用范围广等特点。

以上所举实施例仅为本发明技术方案的较佳实施方式，并非对本发明作出的任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、组分替换、条件调整，等同变化与修饰均属于本发明的技术方案保护的范围。

Claims (7)

1.一种调温调湿双功能绿色墙体材料，其特征是：调温调湿双功能绿色墙体材料100质量份中包括各组分的质量份数为：丙烯酸9－11，N,N-二甲基丙烯酰胺0.14-0.16，羟甲基纤维素5-10，复合脂肪酸10-30；硅藻土10-30，过硫酸钾0.14-0.16，氢氧化钠6-8，粉煤灰5-30，其余为水。

2.根据权利要求1所述的调温调湿双功能绿色墙体材料，其特征是：调温调湿双功能绿色墙体材料含有二氧化钛质量份3-5。

3.一种调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法，其特征是：调温调湿双功能绿色墙体材料的制备过程包括以下步骤：首先，将丙烯酸稀释，氢氧化钠配置成溶液，将氢氧化钠溶液加入丙烯酸稀释液中搅拌均匀；然后，加入二氧化钛粉，在搅拌条件下加入交联剂N、N-二甲基丙烯酰胺、硅藻土、粉煤灰、羟甲基纤维素、复合脂肪酸、过硫酸钾以及水，得到丙烯酸待聚合水溶液；最后，将丙烯酸待聚合水溶液搅拌至粘稠，加热成胶体状，再烘干得到调温调湿双功能绿色墙体材料。

4.根据权利要求3所述的调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法，其特征是：调温调湿双功能绿色墙体材料含有二氧化钛，制备时在搅拌条件下加入过硫酸钾后加入二氧化钛。

5.根据权利要求3或4所述的调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法，其特征是：丙烯酸稀释时稀释1/3至2/3，在冰水浴环境下，将氢氧化钠溶液滴入丙烯酸稀释液中搅拌均匀。

6.根据权利要求5所述的调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法，其特征是：加入二氧化钛粉后搅拌0.5－1.5小时，撤去冰水浴环境，搅拌条件下依次加入交联剂N、N-二甲基丙烯酰胺、硅藻土、粉煤灰、羟甲基纤维素、复合脂肪酸、引发剂过硫酸钾以及蒸馏水，得到丙烯酸待聚合水溶液。

7.根据权利要求3或4所述的调温调湿双功能绿色墙体材料的制备方法，其特征是：丙烯酸待聚合水溶液搅拌至粘稠后，在70－90℃条件下直至成胶体状，再于100－110℃条件下烘干得到调温调湿双功能绿色墙体材料。