CN104446238A - 三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种保温砂浆材料及其制备方法，特别是一种具有良好保温性能，并且能够提高能源利用效率，调节室内温度的新型三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆及制备方法；其用42.5级普通硅酸盐水泥370-380份，硅灰30-35份，玻化微珠200-240份，水420-460份，苯丙乳液30-50份，3#液体石蜡、正构十四烷、熔点为48-50℃的固体切片石蜡按1:2:7以物理共混方式复合组成的混合石蜡600-750份作为相变储能原料制备三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆；与普通砂浆相比，提高了砂浆保温性、抗裂性、耐候性等的同时，还可以减缓室内温度的波动幅度，增加室内舒适温度的持续时间，提高居住舒适性，有效利用相变材料的相变潜热来实现能量的贮存和利用，达到节约能源的目的。

Description

三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆及制备方法

技术领域

本发明涉及一种保温砂浆材料及其制备方法，特别是一种具有良好保温性能，并且能够提高能源利用效率，调节室内温度的新型三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆及制备方法。

背景技术

我国是能源生产和消耗大国，随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。在建筑中积极提高能源利用率，实施建筑节能，能够大大缓解我国能源的紧缺状况，促进我国国民经济的建设和发展。

相变材料是能够在其本身发生相变的过程中，吸收环境的热(冷)量，并在需要时向环境中放出热(冷)量，从而达到控制周围环境温度的目的。利用相变材料的相变潜热来实现能量的贮存和利用，有助于环保节能型复合材料的开发。而目前国内外对相变材料的研究多为多为二元体系复合，相变潜热较低。将三元复合相变材料应用到建筑中，可以有效提高相变潜热。玻化微珠是一种无机物玻璃质矿物材料，呈不规则球状，内部为蜂窝状空腔结构，表面形成玻璃体薄壳，因而具有质轻、吸水率低、强度高、理化性能稳定的特点，是一种环保型高性能无机轻质绝热材料。玻化微珠作为建筑保温材料可以弥补用聚苯颗粒和普通膨胀珍珠岩作轻质骨料的其他传统保温材料中诸多缺陷和不足。

发明内容

本发明的目的是要提供一种具有良好保温性能的、调节室内温度的新型三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆及制备方法。

为了实现上述目的，本发明所述的技术方案为：三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆，其原材料包括胶凝材料、细骨料、掺合料、相变储能材料、封装材料和水，所述凝胶材料为普通硅酸盐水泥，所述细骨料为玻化微珠，所述掺合料为硅灰，所述封装材料为苯丙乳液；各组成成分的质量份数为：普通硅酸盐水泥370-380份、玻化微珠200-240份、硅灰30-35份、相变储能材料600-750份、苯丙乳液30-50份、水420-460份。

所述相变储能材料为3#液体石蜡、正构十四烷、熔点为48-50℃的固体切片石蜡按质量比为1：2：7放入烧杯，用恒温油浴锅加热到120℃，待固体石蜡完全融化后均匀搅拌制备的三元复合相变石蜡。

所述玻化微珠质量份数为200-240份之间，其粒径为1-2mm。

所述硅灰质量份数为30-35份，其粒径为500目以上。

如上所述的三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆的制备方法，其过程如下：

第一步，制备相变储能材料：按质量比用天平分别称取三种石蜡后放入烧杯，用恒温油浴锅加热到120℃，待固体石蜡完全融化后均匀搅拌，备用；

第二步，相变储能材料吸附：按配比称取玻化微珠与相变储能材料一起放入温度为60℃的真空设备中吸附，吸附30min后取出控干冷却制备成石蜡/玻化微珠定型相变储能材料，并用纱布滤出。

第三步，石蜡/玻化微珠定型相变储能材料封装：将石蜡/玻化微珠定型相变储能材料浸泡在苯丙乳液中，搅拌均匀，取出放置在网孔适合的金属网上，通过滚动加振动使颗粒之间彼此脱离粘结，形成均匀膜层，以保证相变材料在液体状态时不外渗。

第四步，按照配比称取其它原料；

第五步，依次将普通硅酸盐水泥、硅灰、石蜡/玻化微珠定型相变材料放入搅拌机，慢速搅拌1min后(使物料均匀)加入水，继续搅拌3min。

第六步，注模成型，在标准条件下养护1d后拆模继续养护至28d。

所述第二步中真空设备中吸附的吸附率300％-320％。

所述第三步的石蜡/玻化微珠定型相变储能材料封装采用“二次封装”方法，即按所述方法封装后放置1d后，进行第二次封装，“二次封装”后放置3d。

本发明的优点为：其采用廉价的石蜡资源作为试验原材料，以最佳配合比制备石蜡基三元复合相变材料；采用玻化微珠作为载体，以真空吸附方式制备石蜡/玻化微珠定型相变材料，最后将该定型相变材料作为细骨料掺入到水泥砂浆中；选用玻化微珠作为多孔吸附载体，能够更有效、可靠地储存相变材料，提高相变换热效率，通过选择适宜的封装材料并采用真空吸附方式使相变储能材料与水泥砂浆有机的结合，有效防止相变材料发生渗漏，提高了蓄热效果，解决了能量存储系统与传统建筑结合的问题，并改善了普通砂浆吸水率大、抗裂性、耐候性、保温性差等缺陷；在保证强度的前提下，实现房间的智能调温，提高房间的舒适度，达到节能的目的。

具体实施方式

实施例1：

一种三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆，其组分为：

其制备工艺为：

⑴原材料的选择：

普通硅酸盐水泥选用沈阳冀东水泥有限公司生产的42.5普通硅酸盐水泥；

液体3号石蜡和正构十四烷选用抚顺北源精细化学有限公司生产；

熔点为48-50℃固体切片石蜡选用国药集团沈阳化学试剂有限公司生产；

玻化微珠选用永清县恒信珍珠岩有限公司生产；

苯丙乳液选用南通生达化工有限公司生产；

硅灰选用沈阳十环矿业有限公司生产。

⑵制备过程

①制备石蜡基三元复合相变材料。按质量比用天平分别称取三种石蜡后放入烧杯，用恒温油浴锅加热到120℃，待固体石蜡完全融化后均匀搅拌，备用。

②相变材料的吸附。按配比称取玻化微珠与熔化的复合相变石蜡一起放入温度控制在60℃的真空设备中，吸附30min后取出控干冷却制备成石蜡/玻化微珠定型相变材料，并用纱布滤出。

③石蜡/玻化微珠定型相变材料的封装。将石蜡/玻化微珠定型相变材料浸泡在苯丙乳液中，搅拌均匀，然后取出放置在网孔适合的金属网上，通过滚动加振动使颗粒之间彼此脱离粘结，形成均匀膜层。以保证相变材料在液体状态时不外渗。

④按照配比称取其它原料。

⑤按顺序将普通硅酸盐水泥、硅灰、石蜡/玻化微珠定型相变材料放入搅拌机，慢速搅拌1min后(使物料均匀)加入水，继续搅拌3min。

⑥注模成型，在标准条件下养护1d后拆模继续养护至28d。

实施例2：

三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆，其组分为：

其制备工艺为：

其制备工艺与实施例1相同。

Claims (6)

1.三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆，其特征在于：其原材料包括胶凝材料、细骨料、掺合料、相变储能材料、封装材料和水，所述凝胶材料为普通硅酸盐水泥，所述细骨料为玻化微珠，所述掺合料为硅灰，所述封装材料为苯丙乳液；各组成成分的质量份数为：普通硅酸盐水泥370-380份、玻化微珠200-240份、硅灰30-35份、相变储能材料600-750份、苯丙乳液30-50份、水420-460份；所述相变储能材料为3#液体石蜡、正构十四烷、熔点为48-50℃的固体切片石蜡按质量比为1：2：7放入烧杯，用恒温油浴锅加热到120℃，待固体石蜡完全融化后均匀搅拌制备的三元复合相变石蜡。

2.根据权利要求1所述的三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆，其特征在于：所述玻化微珠质量份数为200-240份之间，其粒径为1-2mm。

3.根据权利要求1所述的三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆，其特征在于：所述硅灰质量份数为30-35份，其粒径为500目以上。

4.如权利要求1所述的三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆的制备方法，其特征在于：其过程如下：

第一步，制备相变储能材料：按质量比用天平分别称取三种石蜡后放入烧杯，用恒温油浴锅加热到120℃，待固体石蜡完全融化后均匀搅拌，备用；

第二步，相变储能材料吸附：按配比称取玻化微珠与相变储能材料一起放入温度为60℃的真空设备中吸附，吸附30min后取出控干冷却制备成石蜡/玻化微珠定型相变储能材料，并用纱布滤出；

第三步，石蜡/玻化微珠定型相变储能材料封装：将石蜡/玻化微珠定型相变储能材料浸泡在苯丙乳液中，搅拌均匀，取出放置在网孔适合的金属网上，通过滚动加振动使颗粒之间彼此脱离粘结，形成均匀膜层，以保证相变材料在液体状态时不外渗；

第四步，按照配比称取其它原料；

第五步，依次将普通硅酸盐水泥、硅灰、石蜡/玻化微珠定型相变材料放入搅拌机，慢速搅拌1min后(使物料均匀)加入水，继续搅拌3min；

第六步，注模成型，在标准条件下养护1d后拆模继续养护至28d。

5.根据权利要求4所述的三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆，其特征在于：所述第二步中真空设备中吸附的吸附率300％-320％。

6.根据权利要求4所述的三元复合石蜡/玻化微珠相变储能砂浆，其特征在于：所述第三步的石蜡/玻化微珠定型相变储能材料封装采用“二次封装”方法，即按所述方法封装后放置1d后，进行第二次封装，“二次封装”后放置3d。