CN105602446B - 一种相变涂料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种相变涂料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于相变材料领域，具体公开了一种相变涂料及其制备方法与应用。所述相变涂料包含石蜡与蒙脱土复合相变材料、填料、胶黏剂、分散剂、抗水剂、增稠剂和水，所述的石蜡与蒙脱土复合相变材料由石蜡和蒙脱土复合而成。该相变涂料具有相变潜热大，调温储能效果好，价格低廉的优点。将该涂料应用于家居装修的壁纸当中，既能调温储能，还具有防潮的功能。

Description

一种相变涂料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于相变材料领域，具体涉及一种相变涂料及其制备方法与应用。
背景技术
相变材料是指利用某些物质在相变过程中的吸热、放热现象，可进行储能和调温的材料。相变储能材料在相变过程中吸收和释放大量潜热，因此能使体系温度长时间恒定在相变温度左右，以达到对温度的调节控制以及热能存储和释放，能有效地对热能进行利用，该材料一旦被应用，将成为节能环保的最佳绿色环保载体。
根据相变材料储能方式来分，有显热式、潜热式和化学反应储能三种。对于显热的热能存储来说，其热能只是是简单地由增加固体或液体材料的温度来进行贮存，虽然在操作方面比较简单和方便，但是它在储能的同时，材料自身的温度也在不断的变化当中，因此，无法达到对环境温度的控制且该材料装置体积大、储能密度低；化学方式储能是利用可逆化学反应的反应热来进行能量存储的，其本质是热能可以在恒温的可逆吸热反应中转变成化学能，尽管这种方式的储能密度较大，但是技术十分复杂导致可操作性不强，所以这两种储能方式的应用价值都不高。相对而言，潜热储能是利用材料的相变潜热，即相变时的吸热或放热来进行能量存储或释放，这种材料储能密度大，储热装置简单、体积较小，更重要的是储热过程中储热材料近似恒温，可以非常容易地实现室温的定温控制，是目前应用前景最好的相变储能材料，它可以广泛用于医药工程、航空航天、军事、纺织等领域，尤其适用于建筑物的保温节能。
壁纸凭借其美观、环保的特点一经面市就广受欢迎，如何赋予壁纸更多的功能，让其能够发挥更大的作用，一直是国内外专家学者的研究热点，尤其是赋予壁纸调温储能的特性，是目前存在的重大难题之一。
发明内容
为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种相变涂料。该相变涂料具有相变潜热大，调温储能效果好，价格低廉的优点。将该涂料应用于家居装修的壁纸当中，既能调温储能，还具有防潮的功能。
本发明的另一目的在于提供上述相变涂料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述相变涂料的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种相变涂料，包含石蜡与蒙脱土复合相变材料、填料、胶黏剂、分散剂、抗水剂、增稠剂和水。
所述相变涂料各组分的重量份数为：石蜡与蒙脱土复合相变材料0-100份，填料0-100份，胶黏胶10-25份，分散剂0.3-0.8份，抗水剂0.2-0.6份，增稠剂0-1.0份，水100-250份。
所述相变涂料各组分的重量份数优选为：石蜡与蒙脱土复合相变材料30-80份，填料20-70份，胶黏胶10-25份，分散剂0.3-0.8份，抗水剂0.2-0.6份，增稠剂0.1-0.5份，水100-250份。
所述的石蜡与蒙脱土复合相变材料中石蜡的质量分数为0.1-65％。
所述的石蜡与蒙脱土复合相变材料由石蜡和蒙脱土复合而成，具体步骤如下：将一定量的石蜡置于65-80℃的温度下融化；将融化的石蜡缓慢加入到改性蒙脱土中，并不断搅拌；冷却到室温后，研磨成1-10μm的固体颗粒，得到石蜡与蒙脱土复合相变材料。
所述的石蜡为切片石蜡，其相变温度为50-60℃；所述的蒙脱土为经过插层改性的蒙脱土，其层间距为1-5nm。
所述的填料为造纸常用填料，可以为高岭土、钛白粉、碳酸钙、二氧化硅等中的至少一种，粒径在2-10μm。
所述的胶黏剂可以为苯丙胶乳、丁苯胶乳、聚乙烯醇、聚乙二醇等造纸常用胶黏剂中的至少一种。
所述的增稠剂可以为羧甲基纤维素(CMC)，主要用于调节相变涂料的黏度，便于后续涂布。
所述的分散剂为无机分散剂，优选为三聚磷酸钠或者焦磷酸钠。
所述的抗水剂为氨基树脂，优选为聚酰胺聚脲树脂(PAPU)。
所述相变涂料的固含量为25％-50％；黏度为800-2000mPa·s。
上述相变涂料的制备方法，包括以下步骤：
将分散剂加入到水中，搅拌均匀，然后加入填料，再加入石蜡与蒙脱土复合相变材料，搅拌均匀，保证原料均匀分散在水中，然后加入胶黏剂和抗水剂，并进行搅拌，制得所述相变涂料。
上述搅拌的速度为5000r/min，时间为20min。
上述相变涂料可应用于军事、纺织、建筑等领域。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
本发明提供了一种相变涂料，该相变涂料所使用的原料石蜡和蒙脱土皆为来源丰富、价格低廉的产品，所使用的复合工艺简单，操作简便。本发明的相变涂料具有相变潜热大，调温储能效果好，价格低廉的优点。由于使用了疏水的石蜡作为相变材料，因此，将该涂料应用于家居装修的壁纸当中，除了能调温储能之外，还具有抗水防潮的功能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
将0.25g三聚磷酸钠加入到100ml水中，搅拌均匀，然后加入35g高岭土，再加入65g石蜡与蒙脱土复合相变材料(石蜡的质量分数为30％)，然后在高速分散机下搅拌(5000r/min，20min)，保证原料均匀分散在水中，然后加入15g丁苯胶乳(固含量50％)和0.25g聚酰胺聚脲树脂(PAPU)，并进行搅拌(5000r/min，20min)，制得所需相变涂料。
经检测，所制备的相变涂料的黏度为2000mPa·s，固含量为50％，相变潜热为38J/g。
实施例2
将0.8g焦磷酸钠加入到250ml水中，搅拌均匀，再加入100g石蜡与蒙脱土复合相变材料(石蜡的质量分数为65％)，然后在高速分散机下搅拌(5000r/min，20min)，保证原料均匀分散在水中，然后加入25g丁苯胶乳(固含量50％)，0.6g聚酰胺聚脲树脂(PAPU)，1.0份CMC并进行搅拌(5000r/min，20min)，制得所需相变涂料。
经检测，所制备的相变涂料的黏度为1500mPa·s，固含量为30％，相变潜热为92J/g。
实施例3
将0.3g三聚磷酸钠加入到200ml水中，搅拌均匀，再加入80g石蜡与蒙脱土复合相变材料(石蜡的质量分数为65％)，20g轻质碳酸钙，然后在高速分散机下搅拌(5000r/min，20min)，保证原料均匀分散在水中，然后加入10g聚乙烯醇(固含量65％)，0.4g聚酰胺聚脲树脂(PAPU)，0.5份CMC并进行搅拌(5000r/min，20min)，制得所需相变涂料。
经检测，所制备的相变涂料的黏度为1000mPa·s，固含量为40％，相变潜热为76J/g。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种相变涂料，其特征在于，所述相变涂料包含石蜡与蒙脱土复合相变材料、填料、胶黏剂、分散剂、抗水剂、增稠剂和水；
所述相变涂料各组分的重量份数为：石蜡与蒙脱土复合相变材料30-100份，填料0-100份，胶黏胶10-25份，分散剂0.3-0.8份，抗水剂0.2-0.6份，增稠剂0-1.0份，水100-250份；所述的石蜡与蒙脱土复合相变材料中石蜡的质量分数为0.1-65％；
所述的石蜡与蒙脱土复合相变材料由石蜡和蒙脱土复合而成，具体步骤如下：将一定量的石蜡置于65-80℃的温度下融化；将融化的石蜡加入到改性蒙脱土中，并不断搅拌；冷却到室温后，研磨成1-10μm的固体颗粒，得到石蜡与蒙脱土复合相变材料；所述的石蜡为切片石蜡，其相变温度为50-60℃；所述的蒙脱土为经过插层改性的蒙脱土，其层间距为1-5nm；
所述的胶黏剂为苯丙胶乳、丁苯胶乳、聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的相变涂料，其特征在于，所述相变涂料各组分的重量份数为：石蜡与蒙脱土复合相变材料30-80份，填料20-70份，胶黏胶10-25份，分散剂0.3-0.8份，抗水剂0.2-0.6份，增稠剂0.1-0.5份，水100-250份。
3.根据权利要求1所述的相变涂料，其特征在于，所述的填料为高岭土、钛白粉、碳酸钙和二氧化硅中的至少一种，粒径为2-10μm；所述的增稠剂为羧甲基纤维素。
4.根据权利要求1所述的相变涂料，其特征在于，所述的分散剂为无机分散剂；所述的抗水剂为氨基树脂。
5.权利要求1所述的相变涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将分散剂加入到水中，搅拌均匀，然后加入填料，再加入石蜡与蒙脱土复合相变材料，搅拌均匀，然后加入胶黏剂和抗水剂，并进行搅拌，制得所述相变涂料。
6.权利要求1所述的相变涂料在军事、纺织和建筑领域中的应用。
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