CN105968829B - 一种微发泡相变石蜡材料及其制备方法 - Google Patents

一种微发泡相变石蜡材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及材料科学领域，特别是指一种微发泡相变石蜡材料及其制备方法，主要由如下重量份的原料制成：石蜡10‑60份；液体热固性酚醛树脂20‑40份；乳化剂10‑20份；固化剂2‑10份；发泡剂1‑5份。通过本发明的方法制得的一种微发泡相变石蜡材料，石蜡填充在发泡材料的微孔内，石蜡在发泡的过程中被完全包裹，石蜡在固－液两相间变化时不会泄露，使得本发明制得的微发泡相变石蜡材料可应用在建筑节能材料或其他节能材料领域。

Description

一种微发泡相变石蜡材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料科学领域，特别是指一种微发泡相变石蜡材料及其制备方法。
背景技术
相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。
可以看出，相变材料在固－液之间吸热、放热的变化如果能利用到建筑材料或其他材料领域，将极大的利用环境温度的变化，实现节能减排的效果。
但是，由于相变材料在相变时会在固－液之间变化，导致其不易定型，如何把其与现有技术中的建筑材料或其他材料稳定的结合是一个很大的技术难题。
发明内容
本发明的主要目的即在于克服现有技术中如何把相变材料应用到建筑材料或其他材料领域的技术难题，提供一种稳定、可靠的微发泡相变石蜡材料及其制备方法。
本发明采用如下的技术方案：
一种微发泡相变石蜡材料，包括发泡材料本体，在该发泡材料本体的微孔内填充有石蜡。
所述发泡材料本体为液体热固性酚醛树脂发泡制成。
一种微发泡相变石蜡材料，主要由如下重量份的原料制成：石蜡10-60份；液体热固性酚醛树脂20-40份；乳化剂10-20份；固化剂2-10份；发泡剂1-5份。
还包括阻燃剂0.5-5份。
所述石蜡的熔点为15-60℃。
一种微发泡相变石蜡材料的制备方法，包括如下步骤：
Ⅰ、将石蜡加热至完全熔化，然后加入乳化剂，搅拌形成乳液；
Ⅱ、向乳液中加入液体热固性酚醛树脂、阻燃剂、发泡剂，充分搅拌，然后加入固化剂进行机械搅拌；
Ⅲ、搅拌均匀后，放入70-130℃的模具内发泡、固化，取出物料，降温得到成品。
各原料的配比为：石蜡10-60份；液体热固性酚醛树脂20-40份；乳化剂10-20份；固化剂2-10份；发泡剂1-5份；阻燃剂0.5-5份。
所述石蜡的熔点为15-60℃，其熔化温度为30-70℃。
所述步骤Ⅲ中的发泡、固化温度为95-105℃，发泡、固化时间为8-11min。
与现有技术相比，本发明的一种微发泡相变石蜡材料及其制备方法具有如下有益效果：
1、通过本发明的方法制得的微发泡相变石蜡材料，石蜡填充在发泡材料的微孔内，石蜡在发泡的过程中被完全包裹，石蜡在固－液两相间变化时不会泄露，使得本发明制得的微发泡相变石蜡材料可应用在建筑节能材料或其他节能材料领域。
2、本发明的制备方法简单、可靠，创造性的把相变材料和酚醛发泡材料融为一体，制得的微发泡相变石蜡材料兼具酚醛发泡材料和相变材料的双重优点，极大的扩展了相变材料的应用领域，对酚醛发泡材料也是极大的改性。
3、本发明的微发泡相变石蜡材料不但可直接制成板材，而且可将制得的板材研磨成粉末使用，或者再将粉末二次成型使用，更加方便的应用在不同的领域。
4、加入阻燃剂，对本发明的微发泡相变石蜡材料起到一定的阻燃效果。
5、发泡、固化温度之所以优选为95-105℃，发泡、固化时间之所以优选为8-11min，是因为本申请的发明人发现，在这一温度和时间下，本发明的微发泡相变石蜡材料的发泡效果可以达到对相变材料的最佳包裹，而且同时微孔发泡相变材料的熟化程度也达到最佳。如果发泡、固化温度、时间不在这一温度范围内，将导致两种后果：一是无法达到对相变材料的完全包裹，二是发泡材料的熟化程度不够或过熟化。
具体实施方式
实施例1
1、称取25#石蜡100g，放入50℃水浴加热熔化；
2、向熔化的石蜡中倒入EL-30 30g，搅拌，形成乳液；
3、向乳液中加入液体热固性酚醛树脂50g，正戊烷5g，磷酸3g,充分搅拌；
4、在体系中加入甲基磺酸8g，进行机械搅拌；
5、将搅拌好的体系加入100℃的模具内发泡、固化10分钟；
6、取出物料，降温得到相变储能板；
7、测得相变储能板密度为940Kg/m3。
将相变储能板放入130℃的烘箱内未发现有石蜡泄漏现象。万能试验机测定，相变储能板抗压强度＞1.5Mpa差示扫描量热仪测定，相变储能板的相变点为24.9℃。焓变量为131.21J/g。
实施例2
1、称取30#石蜡100g，放入50℃水浴加热熔化；
2、向熔化的石蜡中倒入EL-40 25g，搅拌，形成乳液；
3、向乳液中加入液体热固性酚醛树脂50g，正戊烷5g，磷酸3g，充分搅拌；
4、在体系中加入甲基磺酸8g，进行机械搅拌；
5、将搅拌好的体系加入100℃的模具内发泡、固化10分钟；
6、取出物料，降温得到相变储能板；
7、测得相变储能板密度为900Kg/m3。
将相变储能板放入110℃的烘箱内未发现有石蜡泄漏现象。万能试验机测定，相变储能板抗压强度＞1.5Mpa差示扫描量热仪测定，相变储能板的相变点为30.5℃。焓变量为120.53J/g。
实施例3
1、称取35#石蜡100g，放入50℃水浴加热熔化；
2、向熔化的石蜡中倒入EL-30 35g，搅拌，形成乳液；
3、向乳液中加入液体热固性酚醛树脂50g，正戊烷5g，充分搅拌；
4、在体系中加入混酸(对甲苯磺酸：对甲苯磺酸母液：水：磷酸＝5：1：2：2)15g，进行机械搅拌；
5、将搅拌好的体系加入100℃的模具内发泡、固化10分钟；
6、取出物料，降温得到相变储能板；
7、测得相变储能板密度为870Kg/m3。
将相变储能板放入100℃的烘箱内未发现有石蜡泄漏现象。万能试验机测定，相变储能板抗压强度＞1.0Mpa差示扫描量热仪测定，相变储能板的相变点为34.1℃。焓变量为103.23J/g。
实施例4
1、称取44#石蜡100g，放入50℃水浴加热熔化；
2、向熔化的石蜡中倒入EL-30 40g，搅拌，形成乳液；
3、向乳液中加入液体热固性酚醛树脂50g，正戊烷5g，磷酸3g充分搅拌；
4、在体系中加入甲基磺酸8g，进行机械搅拌；
5、将搅拌好的体系加入100℃的模具内发泡、固化10分钟；
6、取出物料，降温得到相变储能板；
7、测得相变储能板密度为930Kg/m3。
将相变储能板放入100℃的烘箱内未发现有石蜡泄漏现象。万能试验机测定，相变储能板抗压强度＞1.5Mpa差示扫描量热仪测定，相变储能板的相变点为43.5℃。焓变量为98.62J/g。
应用实例：
以相变材料焓变量为120J/g来计算，在80平方的房间内铺上1㎝厚的相变储能板(总质量大概为700Kg),经历一次温度变化的过程中将会释放84000KJ的热量(理论值)，也就说能节省23.1度的电量(理论值)。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (4)

1.一种微发泡相变石蜡材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
Ⅰ、将石蜡加热至完全熔化，然后加入乳化剂，搅拌形成乳液；
Ⅱ、向乳液中加入液体热固性酚醛树脂、阻燃剂、发泡剂，充分搅拌，然后加入固化剂进行机械搅拌；
Ⅲ、搅拌均匀后，放入70-130℃的模具内发泡、固化，取出物料，降温得到成品；各原料的配比为：石蜡10-60份；液体热固性酚醛树脂20-40份；乳化剂10-20份；固化剂2-10份；发泡剂1-5份；阻燃剂0.5-5份；
所述步骤Ⅲ中的发泡、固化温度为95-105℃，发泡、固化时间为8-11mi n。
2.如权利要求1所述的一种微发泡相变石蜡材料的制备方法，其特征在于：所述石蜡的熔点为15-60℃。
3.如权利要求2所述的一种微发泡相变石蜡材料的制备方法，其特征在于：所述石蜡的熔化温度为30-70℃。
4.一种微发泡相变石蜡材料，其特征在于：采用如权利要求1-3任一项所述的一种微发泡相变石蜡材料的制备方法制备而成。
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