CN106186873A - 一种环境友好型相变储能干粉砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环境友好型相变储能干粉砂浆及其制备方法，该干粉砂浆以重量份计，包括以下组分：相变储能骨料6‑10份，建筑保温砂浆90‑94份，所述相变储能骨料，以重量份计，包括以下组分：癸酸15‑30份，棕榈酸20‑40份，层状蒙脱土6‑12份，氮化硼纳米片4‑6份，膨胀珍珠岩5‑10份，聚丙烯酰胺2‑5份，硅酸钠2‑3份，交联剂1‑1.5份；所述建筑保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：建筑垃圾30‑40份，水泥20‑30份，粉煤灰10‑30份，天然砂50‑60份，玻化微珠1‑3份，纳米氧化钛1‑2份。本发明制得的干粉砂浆，保温效果好，耐高温、隔热性能优异，无毒，安全环保。
Description
技术领域：
本发明涉及建筑材料技术领域，具体的涉及一种环境友好型相变储能干粉砂浆。
背景技术：
建筑节能是我国制定的长期战略方针和基本政策，是我国资源获得可持续发展的最终目标。降低建筑围护结构墙体的传热系数是建筑节能的主要措施和有效手段之一。常常采用的技术手段是在建筑材料中加入相变储能材料。
相变储能材料(简称PCMs)是一类特殊的功能性材料，其能在等温或近似等温的情况下发生相变(多数为固液相变或气液相变)，同时伴随有较大能量(一般称为相变潜热)吸收或释放。相变材料的种类很多，可用作相变材料的物质有2万多种，其中有机相变材料在相变温度、相变潜热、热物性等方面具有非常明显的优势，其应用前景受到广泛认可；但是有机材料在发生相变时有液体的产生，变形较大，且容易出现渗漏，在其使用之前要对其封装，但是目前对其进行的封装不够充分，渗透现象不可避免，且有的封装材料与基体的相容性差，影响砂浆的力学性能和物理性能。
发明内容：
本发明的目的是提供一种环境友好型相变储能干粉砂浆，其隔热保温效果好，耐高温性能优异，耐磨性能佳，抗冲击性能好。
本发明的另一个目的是提供该环境友好型相变储能干粉砂浆的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种环境友好型相变储能干粉砂浆，以重量份计，包括以下组分：
相变储能骨料 6-10份，
建筑保温砂浆 90-94份；
所述相变储能骨料，以重量份计，包括以下组分：
癸酸15-30份，棕榈酸20-40份，
层状蒙脱土6-12份，氮化硼纳米片4-6份，
膨胀珍珠岩5-10份，聚丙烯酰胺2-5份，
硅酸钠2-3份，交联剂1-1.5份；
所述建筑保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：
建筑垃圾30-40份，水泥20-30份，
粉煤灰10-30份，天然砂50-60份，
玻化微珠1-3份，纳米氧化钛1-2份。
作为上述技术方案的优选，一种环境友好型相变储能干粉砂浆，以重量份计，包括以下组分：
相变储能骨料 7.5份，
建筑保温砂浆 92.5份；
所述相变储能骨料，以重量份计，包括以下组分：
癸酸17份，棕榈酸30份，
层状蒙脱土11份，氮化硼纳米片5份，
膨胀珍珠岩6份，聚丙烯酰胺3份，
硅酸钠2.2份，交联剂1.3份；
所述建筑保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：
建筑垃圾35份，水泥30份，
粉煤灰15份，天然砂55份，
玻化微珠1.5份，纳米氧化钛2份。
作为上述技术方案的优选，所述膨胀珍珠岩的粒径大小为80-100nm，其孔隙率为50-60％。
作为上述技术方案的优选，所述交联剂为甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、环保型交联剂SAC-100的混合物，二者质量比为1:(1.5-2)。
作为上述技术方案的优选，所述相变储能骨料的制备方法，包括以下步骤：
a)将层状蒙脱土、氮化硼纳米片、膨胀珍珠岩、交联剂和无水乙醇混合搅拌均匀，球磨12-24h，然后在1000W的功率下超声1-3h，过滤，干燥，研磨，得到复合粉体；
b)将癸酸、棕榈酸混合加入到熔融状态，然后加入步骤a)制得的复合粉体、聚丙烯酰胺、硅酸钠，持续搅拌3-6h，冷却至室温，研磨，得到相变储能骨料。
作为上述技术方案的优选，步骤a)中，所述球磨的转速为580rpm，球磨的时间为20h。
作为上述技术方案的优选，步骤a)中，所述超声的时间为2h。
一种环境友好型相变储能干粉砂浆的制备方法，包括以下步骤：
(1)将建筑垃圾、水泥、粉煤灰、天然砂混合搅拌均匀，加入玻化微珠、纳米氧化钛，搅拌均匀后，得到复合浆料；
(2)向步骤(1)制备的复合浆料中加入相变储能骨料混合均匀后转移至在三辊研磨机中，研磨1-2min，得到环境友好型相变储能干粉砂浆。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制得的相变储能骨料采用癸酸、棕榈酸的混合物作为相变材料，层状蒙脱土、氮化硼纳米片、膨胀珍珠岩的复合作为相变材料的载体，在球磨、超声的过程中，层状蒙脱土以及氮化硼纳米片会发生剥离，生成交叉层状结构，膨胀珍珠岩会进入到层与层之间，增大了层间距，在其与相变材料的混合中，相变材料一部分被吸附到膨胀珍珠岩中，一部分通过交联剂与层蒙脱土、氮化硼纳米片相复合，极大提高了相变材料的封装性，解决了相变材料高温升华挥发和应用时存在泄露的问题；且氮化硼纳米片具有极高的导热吸水，有效提高了相变材料的导热性和稳定性；
(2)本发明制得的干粉砂浆采用建筑垃圾作为原料，有效节约了生产成本，其隔热保温效果好，耐高温、抗冲击性能优异，安全环保。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种环境友好型相变储能干粉砂浆，以重量份计，包括以下组分：
相变储能骨料 6份，
建筑保温砂浆 94份；
所述相变储能骨料，以重量份计，包括以下组分：
癸酸15份，棕榈酸20份，
层状蒙脱土6份，氮化硼纳米片4份，
膨胀珍珠岩5份，聚丙烯酰胺2份，
硅酸钠2份，交联剂1份；
所述建筑保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：
建筑垃圾30份，水泥20份，
粉煤灰10份，天然砂50份，
玻化微珠1份，纳米氧化钛1份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将层状蒙脱土、氮化硼纳米片、膨胀珍珠岩、交联剂和无水乙醇混合搅拌均匀，球磨12h，然后在1000W的功率下超声1h，过滤，干燥，研磨，得到复合粉体；
(2)将癸酸、棕榈酸混合加入到熔融状态，然后加入步骤a)制得的复合粉体、聚丙烯酰胺、硅酸钠，持续搅拌3h，冷却至室温，研磨，得到相变储能骨料；
(3)将建筑垃圾、水泥、粉煤灰、天然砂混合搅拌均匀，加入玻化微珠、纳米氧化钛，搅拌均匀后，得到复合浆料；
(4)向步骤(3)制备的复合浆料中加入相变储能骨料混合均匀后转移至在三辊研磨机中，研磨1-2min，得到环境友好型相变储能干粉砂浆。
实施例2
一种环境友好型相变储能干粉砂浆，以重量份计，包括以下组分：
相变储能骨料 10份，
建筑保温砂浆 90份；
所述相变储能骨料，以重量份计，包括以下组分：
癸酸30份，棕榈酸40份，
层状蒙脱土12份，氮化硼纳米片6份，
膨胀珍珠岩10份，聚丙烯酰胺5份，
硅酸钠3份，交联剂1.5份；
所述建筑保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：
建筑垃圾40份，水泥30份，
粉煤灰30份，天然砂60份，
玻化微珠3份，纳米氧化钛2份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将层状蒙脱土、氮化硼纳米片、膨胀珍珠岩、交联剂和无水乙醇混合搅拌均匀，球磨24h，然后在1000W的功率下超声3h，过滤，干燥，研磨，得到复合粉体；
(2)将癸酸、棕榈酸混合加入到熔融状态，然后加入步骤a)制得的复合粉体、聚丙烯酰胺、硅酸钠，持续搅拌6h，冷却至室温，研磨，得到相变储能骨料；
(3)将建筑垃圾、水泥、粉煤灰、天然砂混合搅拌均匀，加入玻化微珠、纳米氧化钛，搅拌均匀后，得到复合浆料；
(4)向步骤(3)制备的复合浆料中加入相变储能骨料混合均匀后转移至在三辊研磨机中，研磨1-2min，得到环境友好型相变储能干粉砂浆。
实施例3
一种环境友好型相变储能干粉砂浆，以重量份计，包括以下组分：
相变储能骨料 7份，
建筑保温砂浆 93份；
所述相变储能骨料，以重量份计，包括以下组分：
癸酸18份，棕榈酸25份，
层状蒙脱土8份，氮化硼纳米片4.5份，
膨胀珍珠岩6份，聚丙烯酰胺3份，
硅酸钠2.2份，交联剂1.1份；
所述建筑保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：
建筑垃圾32份，水泥23份，
粉煤灰15份，天然砂52份，
玻化微珠1.5份，纳米氧化钛1.2份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将层状蒙脱土、氮化硼纳米片、膨胀珍珠岩、交联剂和无水乙醇混合搅拌均匀，球磨15h，然后在1000W的功率下超声1.5h，过滤，干燥，研磨，得到复合粉体；
(2)将癸酸、棕榈酸混合加入到熔融状态，然后加入步骤a)制得的复合粉体、聚丙烯酰胺、硅酸钠，持续搅拌4h，冷却至室温，研磨，得到相变储能骨料；
(3)将建筑垃圾、水泥、粉煤灰、天然砂混合搅拌均匀，加入玻化微珠、纳米氧化钛，搅拌均匀后，得到复合浆料；
(4)向步骤(3)制备的复合浆料中加入相变储能骨料混合均匀后转移至在三辊研磨机中，研磨1-2min，得到环境友好型相变储能干粉砂浆。
实施例4
一种环境友好型相变储能干粉砂浆，以重量份计，包括以下组分：
相变储能骨料 8份，
建筑保温砂浆 92份；
所述相变储能骨料，以重量份计，包括以下组分：
癸酸23份，棕榈酸30份，
层状蒙脱土10份，氮化硼纳米片5份，
膨胀珍珠岩7份，聚丙烯酰胺4份，
硅酸钠2.6份，交联剂1.3份；
所述建筑保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：
建筑垃圾34份，水泥26份，
粉煤灰20份，天然砂54份，
玻化微珠2份，纳米氧化钛1.4份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将层状蒙脱土、氮化硼纳米片、膨胀珍珠岩、交联剂和无水乙醇混合搅拌均匀，球磨18h，然后在1000W的功率下超声2h，过滤，干燥，研磨，得到复合粉体；
(2)将癸酸、棕榈酸混合加入到熔融状态，然后加入步骤a)制得的复合粉体、聚丙烯酰胺、硅酸钠，持续搅拌5h，冷却至室温，研磨，得到相变储能骨料；
(3)将建筑垃圾、水泥、粉煤灰、天然砂混合搅拌均匀，加入玻化微珠、纳米氧化钛，搅拌均匀后，得到复合浆料；
(4)向步骤(3)制备的复合浆料中加入相变储能骨料混合均匀后转移至在三辊研磨机中，研磨1-2min，得到环境友好型相变储能干粉砂浆。
实施例5
一种环境友好型相变储能干粉砂浆，以重量份计，包括以下组分：
相变储能骨料 9份，
建筑保温砂浆 91份；
所述相变储能骨料，以重量份计，包括以下组分：
癸酸28份，棕榈酸35份，
层状蒙脱土11份，氮化硼纳米片5.5份，
膨胀珍珠岩8份，聚丙烯酰胺4.5份，
硅酸钠2.6份，交联剂1.4份；
所述建筑保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：
建筑垃圾36份，水泥28份，
粉煤灰25份，天然砂57份，
玻化微珠2.5份，纳米氧化钛1.6份。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将层状蒙脱土、氮化硼纳米片、膨胀珍珠岩、交联剂和无水乙醇混合搅拌均匀，球磨24h，然后在1000W的功率下超声2.5h，过滤，干燥，研磨，得到复合粉体；
(2)将癸酸、棕榈酸混合加入到熔融状态，然后加入步骤a)制得的复合粉体、聚丙烯酰胺、硅酸钠，持续搅拌5.5h，冷却至室温，研磨，得到相变储能骨料；
(3)将建筑垃圾、水泥、粉煤灰、天然砂混合搅拌均匀，加入玻化微珠、纳米氧化钛，搅拌均匀后，得到复合浆料；
(4)向步骤(3)制备的复合浆料中加入相变储能骨料混合均匀后转移至在三辊研磨机中，研磨1-2min，得到环境友好型相变储能干粉砂浆。
Claims (8)
1.一种环境友好型相变储能干粉砂浆，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
相变储能骨料 6-10份，
建筑保温砂浆 90-94份；
所述相变储能骨料，以重量份计，包括以下组分：
癸酸15-30份，棕榈酸20-40份，
层状蒙脱土6-12份，氮化硼纳米片4-6份，
膨胀珍珠岩5-10份，聚丙烯酰胺2-5份，
硅酸钠2-3份，交联剂1-1.5份；
所述建筑保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：
建筑垃圾30-40份，水泥20-30份，
粉煤灰10-30份，天然砂50-60份，
玻化微珠1-3份，纳米氧化钛1-2份。
2.如权利要求1所述的一种环境友好型相变储能干粉砂浆，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
相变储能骨料 7.5份，
建筑保温砂浆 92.5份；
所述相变储能骨料，以重量份计，包括以下组分：
癸酸17份，棕榈酸30份，
层状蒙脱土11份，氮化硼纳米片5份，
膨胀珍珠岩6份，聚丙烯酰胺3份，
硅酸钠2.2份，交联剂1.3份；
所述建筑保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：
建筑垃圾35份，水泥30份，
粉煤灰15份，天然砂55份，
玻化微珠1.5份，纳米氧化钛2份。
3.如权利要求1所述的一种环境友好型相变储能干粉砂浆，其特征在于，所述膨胀珍珠岩的粒径大小为80-100nm，其孔隙率为50-60％。
4.如权利要求1所述的一种环境友好型相变储能干粉砂浆，其特征在于，所述交联剂为甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯、环保型交联剂SAC-100的混合物，二者质量比为1:(1.5-2)。
5.如权利要求1所述的一种环境友好型相变储能干粉砂浆，其特征在于，所述相变储能骨料的制备方法，包括以下步骤：
a)将层状蒙脱土、氮化硼纳米片、膨胀珍珠岩、交联剂和无水乙醇混合搅拌均匀，球磨12-24h，然后在1000W的功率下超声1-3h，过滤，干燥，研磨，得到复合粉体；
b)将癸酸、棕榈酸混合加入到熔融状态，然后加入步骤a)制得的复合粉体、聚丙烯酰胺、硅酸钠，持续搅拌3-6h，冷却至室温，研磨，得到相变储能骨料。
6.如权利要求5所述的一种环境友好型相变储能干粉砂浆，其特征在于，步骤a)中，所述球磨的转速为580rpm，球磨的时间为20h。
7.如权利要求5所述的一种环境友好型相变储能干粉砂浆，其特征在于，步骤a)中，所述超声的时间为2h。
8.如权利要求1至7任一所述的一种环境友好型相变储能干粉砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将建筑垃圾、水泥、粉煤灰、天然砂混合搅拌均匀，加入玻化微珠、纳米氧化钛，搅拌均匀后，得到复合浆料；
(2)向步骤(1)制备的复合浆料中加入相变储能骨料混合均匀后转移至在三辊研磨机中，研磨1-2min，得到环境友好型相变储能干粉砂浆。
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