CN106916572A - 相变蓄能板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种相变蓄能板及其制造方法，相变蓄能板包括蜂窝板和封装在蜂窝板内部的复合相变材料，其中复合相变材料含有以下组分，各组分含量以重量份形式表示如下：乳化石蜡30～100个重量份；石墨粉1～30个重量份；膨胀石墨5～70个重量份。本发明通过控制原料配比、反应温度及时间，使制造出的相变复合材料具有优异的导热性能，从而使填充有复合材料的蓄能板具备优异的相变导热性能，该蓄能板可用于室内蓄能装饰装修材料，可以与空调冷凝器/蒸发器结合，防止室内局部温度过低或过高，节省能耗，创造更加舒适的室内温度环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种相变蓄能板及其制造方法。
背景技术
相变蓄能材料具有很高的蓄能密度，相变温度选择范围广，温度控制恒定，节能效果显著。选择适宜的相变蓄能材料将其应用于建筑材料中，不仅可以降低储存相同热量的建筑材料的体积，而且能将室内温度波动控制在非常窄的范围，从而大大提高居住环境的舒适度。
相变蓄能复合材料领域中，特别是在建筑材料领域，迫切需要一种具有定型相变(相变过程中无液体渗出、体积无明显变化)，无腐蚀性，相变蓄能能力强且换热效率高的室内装饰装修板，以改善人们室内生活环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种相变复合板材及其制造方法，用于室内装饰装修或与空调、散热器等制冷、制热设备结合，循环利用室内的能量，且可利用波峰波谷电能，达到节能环保的目的，同时营造一种舒适度高的温度适宜的人居环境。
根据本发明的一个方面，提供一种相变蓄能板，包括蜂窝板和封装在蜂窝板内部的复合相变材料，其中复合相变材料含有以下组分，各组分含量以重量份形式表示如下：
乳化石蜡 30～100个重量份，
石墨粉 1～30个重量份，
膨胀石墨 5～70个重量份。
其中，蜂窝板内各组分含量为：
乳化石蜡 40～90个重量份，
石墨粉 2～25个重量份，
膨胀石墨 10～60个重量份。
其中，蜂窝板内各组分含量为：
乳化石蜡 75个重量份，
石墨粉 20个重量份，
膨胀石墨 55个重量份。
其中，乳化石蜡为相变温度为22-28℃的乳化石蜡。
其中，石墨粉的粒径小于100μm。
其中，蜂窝板为铝蜂窝板。
根据本发明的另一个方面，提供一种相变蓄能板的制造方法，包括以下步骤：
(1)将乳化石蜡和石墨粉按照固定的比例混合，得到乳化石蜡和石墨粉的混合物。
(2)使用膨胀石墨按照固定的比例浸渍乳化石蜡和石墨粉的混合物，其中浸渍温度为30～100℃，浸渍时间为1～3h，得到复合相变材料。
(3)将复合相变材料封装在蜂窝板中。
其中，步骤(2)与步骤(3)之间还包括步骤：(21)将复合相变材料冷却至20℃以下。
其中，步骤(3)包括：
(31)对蜂窝板的下底板面施胶，并固化。
(32)将蜂窝板芯安装于下底板上，进行相变复合材料的填装。
(33)对蜂窝板的面板施胶。
(34)将面板安装于蜂窝板芯上，并固化。
其中，步骤(31)包括：
蜂窝板的下底板面的施胶厚度为1～5mm。
步骤(32)包括：
填装至低于蜂窝板芯的上表面1～5mm处。
步骤(33)包括：
根据相变材料的填装面确定蜂窝板的面板的施胶厚度，使得相变复合材料的填装表面与蜂窝板芯的上表面的距离等于施胶层的厚度。
其中，乳化石蜡作为相变储能材料，可以随外界温度的变化而改变物理性质并能提供潜热，可以吸收或释放大量的潜热，进入帮助调节室内温度，降低室内温度的温差。乳化石蜡除了具有有机相变材料的相变焓高、相变温度可调、价格低等优点外，还具有乳液稳定，任意比例水稀释不分层、不结块、保质期长、固含量高、分散性好等性能特点，完全适用于制作相变蓄能板材。
石墨具有优异的导热性能，可以使相变复合材料具备优良的导热性能，大大提高相变蓄能材料的导热系数，从而提高蓄能板材的储热放热效率。
膨胀石墨用于吸附石墨以及乳化石蜡，使得乳化石蜡和石墨充分进入膨胀石墨的层间，从而使得板材形成连续的导热网络，提高板材整体的导热性能。
本发明通过控制原料配比、反应温度及时间，使制造出的相变复合材料具有优异的导热性能，从而使填充有复合材料的蓄能板具备优异的相变导热性能，该蓄能板可用于室内蓄能装饰装修材料，可以与空调冷凝器/蒸发器结合，防止室内局部温度过低或过高，节省能耗，创造更加舒适的室内温度环境。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例1 相变蓄能板1
相变蓄能板1包括铝蜂窝板和封装在铝蜂窝板内部的相变复合材料X1，其中相变复合材料X1包含乳化石蜡40个重量份，膨胀石墨60个重量份，石墨粉25个重量份，其中乳化石蜡为相变温度为22～27℃，石墨粉的粒径为30μm。
相变蓄能板1的制造方法包括：
(1)将乳化石蜡和石墨粉按比例混合，得到乳化石蜡和石墨粉的混合物。
(2)使用膨胀石墨按比例浸渍相应份数的乳化石蜡和石墨粉的混合物，其中浸渍温度为30℃，浸渍时间为3h，得到复合相变材料。
(21)将复合相变材料冷却至18℃。
(31)对铝蜂窝板的下底板面施胶1mm，并固化。
(32)将铝蜂窝板芯安装于下底板上，进行相变复合材料的填装，填装至低于铝蜂窝板芯的上表面1mm处。
(33)对蜂窝板的面板施胶1mm。
(34)将面板安装于蜂窝板芯上，并固化。
实施例2 相变蓄能板2
相变蓄能板2包括铝蜂窝板和封装在铝蜂窝板内部的相变复合材料X2，其中相变复合材料X2包含乳化石蜡30个重量份，膨胀石墨70个重量份，石墨粉30个重量份，其中乳化石蜡为相变温度为,23～25℃，石墨粉的粒径为50μm。
相变蓄能板2的制造方法包括：
(1)将乳化石蜡和石墨粉按比例混合，得到乳化石蜡和石墨粉的混合物。
(2)使用膨胀石墨按比例浸渍相应份数的乳化石蜡和石墨粉的混合物，其中浸渍温度为100℃，浸渍时间为1h，得到复合相变材料。
(21)将复合相变材料冷却至20℃。
(31)对铝蜂窝板的下底板面施胶5mm，并固化。
(32)将铝蜂窝板芯安装于下底板上，进行相变复合材料的填装，填装至低于铝蜂窝板芯的上表面5mm处。
(33)对蜂窝板的面板施胶5mm。
(34)将面板安装于蜂窝板芯上，并固化。
实施例3 相变蓄能板3
相变蓄能板3包括铝蜂窝板和封装在铝蜂窝板内部的相变复合材料X3，其中相变复合材料X3包含乳化石蜡100个重量份，膨胀石墨5个重量份，石墨粉1个重量份，其中乳化石蜡为相变温度为22～28℃，石墨粉的粒径为70μm。
相变蓄能板3的制造方法包括：
(1)将乳化石蜡和石墨粉按比例混合，得到乳化石蜡和石墨粉的混合物。
(2)使用膨胀石墨按比例浸渍相应份数的乳化石蜡和石墨粉的混合物，其中浸渍温度为70℃，浸渍时间为2h，得到复合相变材料。
(21)将复合相变材料冷却至10℃。
(31)对铝蜂窝板的下底板面施胶3mm，并固化。
(32)将铝蜂窝板芯安装于下底板上，进行相变复合材料的填装，填装至低于铝蜂窝板芯的上表面3mm处。
(33)对蜂窝板的面板施胶3mm。
(34)将面板安装于蜂窝板芯上，并固化。
实施例4 相变蓄能板4
相变蓄能板4包括铝蜂窝板和封装在铝蜂窝板内部的相变复合材料X4，其中相变复合材料X4包含乳化石蜡90个重量份，膨胀石墨10个重量份，石墨粉2个重量份，其中乳化石蜡为相变温度为22～25℃，石墨粉的粒径为90μm。
相变蓄能板4的制造方法包括：
(1)将乳化石蜡和石墨粉按比例混合，得到乳化石蜡和石墨粉的混合物。
(2)使用膨胀石墨按比例浸渍相应份数的乳化石蜡和石墨粉的混合物，其中浸渍温度为40℃，浸渍时间为2.5h，得到复合相变材料。
(21)将复合相变材料冷却至15℃。
(31)对铝蜂窝板的下底板面施胶2mm，并固化。
(32)将铝蜂窝板芯安装于下底板上，进行相变复合材料的填装，填装至低于铝蜂窝板芯的上表面2mm处。
(33)对蜂窝板的面板施胶2mm。
(34)将面板安装于蜂窝板芯上，并固化。
实施例5 相变蓄能板5
相变蓄能板5包括铝蜂窝板和封装在铝蜂窝板内部的相变复合材料X5，其中相变复合材料X5包含乳化石蜡75个重量份，膨胀石墨55个重量份，石墨粉20个重量份，其中乳化石蜡为相变温度为25～28℃，石墨粉的粒径为80μm。
相变蓄能板5的制造方法包括：
(1)将乳化石蜡和石墨粉按比例混合，得到乳化石蜡和石墨粉的混合物。
(2)使用膨胀石墨按比例浸渍相应份数的乳化石蜡和石墨粉的混合物，其中浸渍温度为90℃，浸渍时间为1.5h，得到复合相变材料。
(21)将复合相变材料冷却至12℃。
(31)对铝蜂窝板的下底板面施胶4mm，并固化。
(32)将铝蜂窝板芯安装于下底板上，进行相变复合材料的填装，填装至低于铝蜂窝板芯的上表面4mm处。
(33)对蜂窝板的面板施胶4mm。
(34)将面板安装于蜂窝板芯上，并固化。
对实施例1～5的相变储能板进行性能测试，并将测试结果与常见的相变石膏板和普通蜂窝铝板的相变性能进行数据对比，具体如下表所示：
由上表可以看出，本发明的实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5的蓄能板的相变能力均远远高于普通铝蜂窝板和相变石膏板，因此可以说，本发明的相变蓄能板具有良好的相变能力，是优质的家居建材。
综上所述，本发明通过控制原料配比、反应温度及时间，使制造出的相变复合材料具有优异的导热性能，从而使填充有复合材料的蓄能板具备优异的相变导热性能，该蓄能板可用于室内蓄能装饰装修材料，可以与空调冷凝器/蒸发器结合，防止室内局部温度过低或过高，节省能耗，创造更加舒适的室内温度环境。
最后应说明的是：在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种相变蓄能板，其特征在于，包括蜂窝板和封装在蜂窝板内部的复合相变材料，其中所述复合相变材料含有以下组分，各组分含量以重量份形式表示如下：
乳化石蜡 30～100个重量份；
石墨粉 1～30个重量份；
膨胀石墨 5～70个重量份。
2.如权利要求1所述的相变蓄能板，其特征在于，所述蜂窝板内各组分含量为：
乳化石蜡 40～90个重量份；
石墨粉 2～25个重量份；
膨胀石墨 10～60个重量份。
3.如权利要求2所述的相变蓄能板，其特征在于，所述蜂窝板内各组分含量为：
乳化石蜡 75个重量份；
石墨粉 20个重量份；
膨胀石墨 55个重量份。
4.如权利要求1所述的相变蓄能板，其特征在于，
所述乳化石蜡为相变温度为22-28℃的乳化石蜡。
5.如权利要求1所述的相变蓄能板，其特征在于，
所述石墨粉的粒径小于100μm。
6.如权利要求1所述的相变蓄能板，其特征在于，
所述蜂窝板为铝蜂窝板。
7.一种如权利要求1～6中的任意一项所述的相变蓄能板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将乳化石蜡和石墨粉按照如权利要求1～6中的任意一项所述的比例混合，得到乳化石蜡和石墨粉的混合物；
(2)使用膨胀石墨按照如权利要求1～6中的任意一项所述的比例浸渍乳化石蜡和石墨粉的混合物，其中浸渍温度为30～100℃，浸渍时间为1～3h，得到复合相变材料；
(3)将复合相变材料封装在蜂窝板中。
8.如权利要求7所述的相变蓄能板的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)与步骤(3)之间还包括步骤：
(21)将复合相变材料冷却至20℃以下。
9.如权利要求8所述的相变蓄能板的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：
(31)对蜂窝板的下底板面施胶，并固化；
(32)将蜂窝板芯安装于下底板上，进行相变复合材料的填装；
(33)对蜂窝板的面板施胶；
(34)将面板安装于蜂窝板芯上，并固化。
10.如权利要求9所述的相变蓄能板的制造方法，其特征在于，所述步骤(31)包括：
蜂窝板的下底板面的施胶厚度为1～5mm；
所述步骤(32)包括：
填装至低于蜂窝板芯的上表面1～5mm处；
所述步骤(33)包括：
根据相变材料的填装面确定蜂窝板的面板的施胶厚度，使得相变复合材料的填装表面与蜂窝板芯的上表面的距离等于施胶层的厚度。
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