CN107033850A - 纤维复合相变储能材料、由该材料制得的管道及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纤维复合相变储能材料、由该材料制得的管道及其制作方法。所述材料包含碳纤维布和涂覆于所述碳纤维布至少一个表面的胶结材料；以所述胶结材料的总重量计，所述胶结材料包含5％～25％的相变储能微胶囊，70％～90％的氯氧镁和2％～5％的改性剂。管道的制作方法包括制备胶结浆料、涂覆成型和脱模养护。利用本发明提供的相变储能材料制得的相变储能管道无须再安装相变储能片或相变材料保温层，从而显著降低了管道制作成本。而且，由于所添加的相变储能微胶囊是完全包覆在材料中的，因此，相变储能微胶囊与管道是一体结构，与管道接触面积大大增加，储能效果也随之增强。另外，该相变储能管道也具有优异的机械性能。

Description

纤维复合相变储能材料、由该材料制得的管道及其制作方法
技术领域
本发明涉及储能材料技术领域，尤其涉及一种纤维复合相变储能材料、由该材料制得的管道及其制作方法。
背景技术
能源是人类生存发展的基础。一方面，人类对能源的需求日益增加，这导致了能源的供应日趋紧张。另一方面，能源利用也存在较大的浪费。在这种情况下，储能的概念越来越受到人们的重视。储能，就是将一时、一地的能量储存起来，用于满足其它时间的能量需求，对于消除能源供应与需求间不协调的矛盾、提高能源使用效率以及可再生能源的利用都有重要的价值。目前研究最多的就是相变储能材料。相变储能材料是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质，转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。目前，相变储能材料已经应用到生产、生活的各个领域。
生态建筑领域是相变储能材料应用最为广泛的领域之一。目前已有的报道中，吕石磊等(吕石磊,冯国会,付英会,李国建,陈其针.可用于北方寒冷地区的含脂肪酸类PCM的相变墙板的DSC分析.节能,2004(3):36-38.)利用北方地区夏季夜间自然冷风的气候条件，选出两种合适的脂肪酸类PCM，制成相变储能墙板，夏季可利用夜间冷风来吸收室内多余冷负荷，减少空调系统规模；冬季用其与电热膜结合使用，达到节约能源的目的。
在生态建筑领域，管道是不可缺少的设备，例如各类工业与民用建筑工程中的中央空调系统、通风系统以及消防排烟系统等。管道内的流体或气体中含有的热量常常被释放到空气中而浪费，若是能够将这些热量利用起来，则具有良好的节能效果。目前，已知的管道储能方法主要依靠粘贴相变储能片或者包覆相变材料层来进行储能。例如授权公告号为CN201964082U的专利文件公开了一种相变储能风管，将相变储能片固定在风管壳体内，利用粘贴的相变储能片实现风管储能。授权公告号为CN202884379U的专利文件公开了一种保温管，包括内管和设于内管外的保温层，内管和保温层之间还设有由相变材料组成的蓄热层，利用相变材料实现储能。不管是粘贴相变储能片还是包覆相变材料层，由于相变储能片和相变材料层和管道不是一体结构，储能效果总是受到限制。而且，相变储能片和相变材料层在使用时还需安装，成本较高。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对采用相变储能片或相变材料保温层进行管道储能时存在的储能效果差、成本高的问题，本发明提供了一种纤维复合相变储能材料、利用该材料制作的管道及其制作方法。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供了一种纤维复合相变储能材料，所述纤维复合相变储能材料包含碳纤维布和涂覆于所述碳纤维布至少一个表面的胶结材料；
以所述胶结材料的总重量计，所述胶结材料包含5％～25％的相变储能微胶囊，70％～90％的氯氧镁和2％～5％的改性剂。
优选地，所述相变储能微胶囊的粒径为5～10微米；和/或
所述相变储能微胶囊的相变温度为5～26℃，潜热值为120～150KJ/Kg，导热系数为0.2～0.6w/m·K。
优选地，所述相变储能微胶囊的壁材选自由三聚氰胺树脂、尿素树脂、丙烯酸树脂、聚苯乙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、聚乙烯、聚酯、聚乙烯醇和明胶组成的组中的任一种，所述芯材选自由石蜡、脂类、油类和水合盐组成的组中的任一种相变材料。
优选地，所述改性剂为磷酸三钠和/或脲醛树脂。
本发明还提供了一种相变储能管道，采用该纤维复合相变储能材料制作而成。
本发明提供了一种相变储能管道的制作方法，包括如下步骤：
(1)制备胶结浆料：将相变储能微胶囊、氯氧镁和改性剂加入到质量为三者总质量1～1.5倍的水中并搅拌均匀，制得胶结浆料；
(2)涂覆成型：在管道模具的成型面上涂上脱模剂，干燥后涂刷胶结浆料，然后铺放碳纤维布，并再次涂刷胶结浆料，此后，按照铺放碳纤维布、涂刷胶结浆料作为重复单元进行操作，直至达到设计厚度，得到成型管道；
(3)脱模养护：将所述成型管道自然固化后脱模，然后进行养护，得到相变储能管道。
优选地，在步骤(2)中，当碳纤维布长度和/或宽度不够时进行搭接，搭接长度为50～100mm，并且相邻碳纤维布层之间的搭接缝距离大于300mm，同层的搭接缝距离不得小于500mm。
优选地，在步骤(2)中，首次涂刷胶结浆料的厚度不低于0.3mm，优选为0.4～0.6mm；
当铺放上碳纤维布后，碳纤维布和胶结浆料的总厚度控制在0.8～1mm。
优选地，在步骤(2)中，管道管体与法兰转角处有过渡圆弧，且过渡圆弧的半径为管道壁厚的0.8～1.2倍；
管道法兰处的碳纤维布延伸至管道管体上。
优选地，在步骤(3)中，所述养护在18～35℃下进行，且时间不低于10天。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
(1)、本发明将碳纤维布和含有相变储能微胶囊和氯氧镁的胶结材料结合使用，制成的纤维复合相变储能材料本身就具有储能效果。当利用其制作管道时，包覆其中的相变储能微胶囊可以向环境吸收或释放热量，起到储能作用，无须再安装相变储能片或相变材料保温层，从而显著降低了管道制作成本。
(2)、由于所添加的相变储能微胶囊是完全包覆在材料中的，因此，当利用这一材料来制作储能管道时，相变储能微胶囊与管道是一体结构，与管道接触面积大大增加，储能效果也随之增强。
(3)、本发明通过对胶结材料中各组分含量的限定，保证了材料的机械强度，确保材料具有导热系数小，抗拉强度高，抗压强度高，抗弯强度高的优点，从而也使得的储能管道具有导热系数小，抗拉强度高，抗压强度高，抗弯强度高的优点，满足JC646标准，可应用于各类工业与民用建筑工程的中央空调系统、通风系统及消防排烟系统中。
(4)、本发明所用的相变储能微胶囊的粒径为5～10微米，该粒径的相变储能微胶囊不会破坏胶结材料的粘附力，胶结材料在使用时也不会出现漏浆问题。
(5)、本发明提供了一种储能管道的制作方法，利用该方法制得的储能管道可应用于各类工业与民用建筑工程的中央空调系统、通风系统及消防排烟系统中。
(6)、在制作方法中，通过控制胶结浆料的厚度在特定范围内，确保储能管道的储能效果和机械强度。
(7)、在制作方法中，通过控制养护的温度和时间，避免出现犯霜现象，同时也确保不会影响管道强度。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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的一部分实施例，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的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。
第一、本发明提供了一种纤维复合相变储能材料，所述纤维复合相变储能材料包含碳纤维布和涂覆于所述碳纤维布至少一个表面的胶结材料；
以所述胶结材料的总重量计，所述胶结材料包含5％～25％的相变储能微胶囊，70％～90％的氯氧镁和2％～5％的改性剂。
本发明将碳纤维布和胶结材料结合使用。碳纤维布作为增强材料，可以增加材料的支撑性能，尤其适用于管道类的建筑材料。胶结材料一是具有粘结作用，涂覆于碳纤维布至少一个表面上，将多层碳纤维布粘附在一起；二是作为材料主体，当把纤维相变储能材料用于管道制作时，其中的氯氧镁具有快凝、质轻、抗渗性好的优点；相变储能微胶囊起到储能作用。本发明的胶结材料中还包含改性剂，改性剂能够防止管道吸潮返卤。
总之，本发明将碳纤维布和含有相变储能微胶囊和氯氧镁的胶结材料结合使用，制成的纤维复合相变储能材料本身就具有储能效果。当利用其制作管道时，包覆其中的相变储能微胶囊可以向环境吸收或释放热量，起到储能作用，无须再安装相变储能片或相变材料保温层，从而显著降低了管道制作成本。
同时，由于所添加的相变储能微胶囊是完全包覆在材料中的，因此，当利用这一材料来制作储能管道时，相变储能微胶囊与管道是一体结构，与管道接触面积大大增加，储能效果也随之增强。
相变储能微胶囊常态为固态，使用其作为相变材料进行储能时，不会出现相变材料的泄露及腐蚀性等问题。当利用含有相变储能微胶囊的储能材料制作储能管道时，能够保证管道原有的技术性能。
此外，本发明通过对胶结材料中各组分含量的限定，确保材料具有导热系数小，抗拉强度高，抗压强度高，抗弯强度高的优点。
发明人发现，相变储能微胶囊的含量并非是越高越好。诚然，含量越高，材料的储能效果越好，导热系数就越小，节能效果就越显著。但由于相变储能微胶囊的粒度远远大于氯氧镁的粒度，相变储能微胶囊作为大颗粒组分在含量高的情况下会破坏氯氧镁胶结材料的机械性能。发明人推测，可能是由于相变储能微胶囊和氯氧镁混合后，混合物的粒度不均一，使得材料具有各向异性。当相变储能微胶囊的含量过高时，各向异性显著，从而破坏材料的机械性能，导致材料的抗拉强度、抗压强度、抗弯强度显著降低。此外，相变储能微胶囊含量过高的情况下也会破坏胶结材料的粘附力，极易出现漏浆问题。同时，发明人也发现氯氧镁的含量也对材料的机械性能有显著的影响。含量过低，胶结材料的粘附力差，用于制备管道时无法确保与模具粘合。又由于材料中还包含碳纤维布，含量过低也会导致胶结材料在使用过程中出现气泡、漏浆现象。含量过高，胶结材料在使用时又极易结浆。基于上述考虑，本发明的胶结材料中，相变储能微胶囊的适宜含量为5％～25％，氯氧镁的适宜含量为70％～90％，添加的改性剂的适宜含量为2％～5％。
如前述内容可知，由于相变储能微胶囊和氯氧镁混合后，混合物的粒度不均一，使得材料具有各向异性。基于这一考虑，本发明还对所用的相变储能微胶囊的粒度进行了限定，限定所用的相变储能微胶囊的粒径为5～10微米。该粒径的相变储能微胶囊不会破坏胶结材料的粘附力，胶结材料在使用时也不会出现漏浆问题。
此外，在一些实施例中，本发明还限定了：所述相变储能微胶囊的相变温度为5～26℃，潜热值为120～150KJ/Kg，导热系数为0.2～0.6w/m·K。含有该相变储能微胶囊的材料尤其适用于制造各类工业与民用建筑工程的中央空调系统、通风系统及消防排烟系统中使用的管道，同时亦适用于生产各种异形装饰材料及外墙保温材料等。
在一些实施例中，所述相变储能微胶囊的壁材选自由三聚氰胺树脂、尿素树脂、丙烯酸树脂、聚苯乙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、聚乙烯、聚酯、聚乙烯醇和明胶组成的组中的任一种，所述芯材选自由石蜡、脂类、油类和水合盐组成的组中的任一种相变材料。本发明提供的材料中所包含的改性剂为磷酸三钠和/或脲醛树脂，可以防止管道吸潮返卤。
第二、本发明提供了一种采用上述纤维复合相变储能材料制作而成的相变储能管道。
本发明提供的相变储能管道中，相变储能微胶囊作为相变材料起到储能作用，无须再安装相变储能片或相变材料保温层，从而显著降低了管道制作成本；相变储能微胶囊不会出现相变材料的泄露及腐蚀性等问题，能够保证管道原有的技术性能。而且由于相变储能微胶囊与管道是一体的，与管道接触面积大大增加，大大增强了管道的储能效果。
此外，由于所用的纤维复合相变储能材料具有抗拉强度高，抗压强度高，抗弯强度高的优点，因此，利用这一材料所制成的储能管道也具有良好的机械性能，满足JC646标准，可应用于各类工业与民用建筑工程的中央空调系统、通风系统及消防排烟系统中。
第三、本发明提供了一种相变储能管道的制作方法，包括如下步骤：
(1)制备胶结浆料：将相变储能微胶囊、氯氧镁和改性剂加入到质量为三者总质量1～1.5倍的水中并搅拌均匀，制得胶结浆料。
胶结浆料必须搅拌均匀，使得相变储能微胶囊、氯氧镁等充分混合，避免夹杂生料。而且，胶结浆料必须边拌边用，有结浆的浆料不得使用。
水的用量不能超过相变储能微胶囊、氯氧镁和改性剂三者总质量的2倍，适宜用量为三者总质量的1～1.5倍，制得的浆料不漏浆，粘附性好，固化过程中管道中不会出现裂纹。
(2)涂覆成型：在管道模具的成型面上涂上脱模剂，干燥后涂刷胶结浆料，然后铺放碳纤维布，并再次涂刷胶结浆料，此后，按照铺放碳纤维布、涂刷胶结浆料作为重复单元进行操作，直至达到设计厚度，得到成型管道；
所使用的模具需提前制作而成，可利用木材、木板、胶合板、纤维板等材料制作。制作加工前必须到现场实测有关尺寸，并核对图纸中的相关内容后放样出各管段、管件的规格尺寸，对各规格型号的管件、管段及配件进行汇总记录，以便加工需要。
涂覆成型的作业场地应通风良好、光线充足，并应避免阳光直射。操作平台、堆放成品及半成品的场地要求平整、干净，能够防雨雪、防阳光直射。
作业时，首先在模具的成型面上涂抹本领域常用的脱模剂，待充分干燥后，将胶结浆料均匀涂刷在模具成型面上，随之在胶结浆料的表面上再铺放裁剪好的碳纤维布，然后在铺好的碳纤维布上再涂刷胶结浆料。此后，以铺放碳纤维布、涂刷胶结浆料作为重复单元，如此重复操作，直至厚度达到设计要求。涂刷胶结浆料时，若出现气泡，及时进行驱除。
首次涂刷胶结浆料的厚度不低于0.3mm，优选为0.4～0.6mm，例如，可以为0.4mm，0.45mm，0.5mm，0.55mm，0.6mm。
首次涂刷胶结浆料时，胶结浆料的厚度太低，则固化后管道内表面的无机层厚度薄，机械强度不够，尤其当利用管道输送液体时，内表面极易出现裂纹，管道寿命降低。更重要的时，内表面与管道内输送的流体直接接触，热交换效率最高，若是厚度太低，则直接影响相变储能微胶囊的含量，从而影响储能效果。但是首次刷涂的胶结浆料的厚度也并非越大越好。厚度过大，固化过程中容易出现水分蒸发不均匀的问题，从而使管道内部出现大裂纹，降低管道的机械强度。
当铺放上碳纤维布后，再次涂刷胶结浆料时，碳纤维布和胶结浆料的总厚度控制在0.8～1mm，确保可将碳纤维布完全覆盖，尤其对于网格纹理明显的碳纤维布，避免出现密集气孔和漏浆现象，以避免承受弯曲拉应力(正风压)、弯曲压应力(负风压)时的应力集中。
管体与法兰转角处有过渡圆弧，过渡圆弧半径为壁厚的0.8～1.2倍，才能提高悬臂状态法兰承载能力和避免应力集中。管道法兰处的碳纤维布延伸至管道管体上。
碳纤维布长度和/或宽度不够时一定要采取搭接的方法，才能提高搭接处的切向承载能力，从而有效地克服径向拉应力、弯曲接应力和弯曲切应力。碳纤维布在接缝处的搭接长度为50～100mm。而且每层碳纤维布接缝处与相邻层的接缝应有一定距离，相邻层之间的纵、横搭接缝距离应大于300mm，同层搭接缝距离不得小于500mm。
这里的相邻层和同层是指：由于重复涂刷胶结浆料和铺设碳纤维布，因此，管道包含多层碳纤维布，每层碳纤维布之间涂覆有胶结浆料。这里的相邻层就是指中间相隔胶结浆料的两层碳纤维布层，而涂刷胶结浆料后，再次涂刷胶结浆料之前所铺设的碳纤维布均为同层碳纤维布。
糊制圆形管道时，碳纤布可沿径向45度角的方向剪成布带进行缠绕；糊制圆锥形制品时，可按扇形裁布。
当制作的管道为矩形管道时，且管道的边长大于900mm，管段长度大于1250mm时，应进行加固。加固采用本体材料(纤维复合相变储能材料)在最大应力处设置加强盘，提高截面模量，从而提高管道整体强度。管道的加固也可在管道制作完毕后，采用经过防腐处理过的金属或其他耐腐材料进行加固，加固件应与管道成为整体，并采用与管道本体相同的胶结浆料封堵缝隙。
(3)脱模养护：将所述成型管道自然固化后脱模，然后进行养护，得到相变储能管道。
管道制作完毕，静置让它进行自然固化后脱模，固化时间要求夏季大于24小时，冬季大于36小时。为了缩短时间，可使用加热炉。脱模时要保护好管道外表面的完好，管体的缺棱不得多于两处，且应小于或等于10mm×10mm；管道法兰缺棱不得多于一处，且应小于或等于10mm×10mm，缺棱的深度不得大于法兰厚度的1/3，且不得影响法兰连接的强度。
脱模后的管道要进行养护。养护的温度以18～35℃为宜。养护场地为通风良好，且阳光不能直射的地方。温度过高，会引起水分蒸发加快，干燥速度提高，部分胶结材料来不及参加化学反应而游离出来，导致产品翘曲和变形；表面会出现泛霜甚至是过度泛霜，影响管道的强度和抗老化能力。而温度过低，产品化学反应速度过慢，硬化过程加长，强度亦会降低，同样影响制品的产量。
养护期不应低于10天。若养护期不到时间就投入安装，会因强度不够而引起管道的直接破坏或发生隐性裂纹，存在后患。
制得的相变储能管道成品应存放在宽敞、避雨雪的仓库、棚中，并置于干燥防潮的垫架上。按系统、规格和编号堆放整齐，以避免相互碰撞造成表面划伤。要保持所有产品表面的光滑、洁净。管道长时间未安装，应用塑料薄膜包口。
吊运、安装管道及配件时要先按编号找准、排好，然后再进行吊运。吊装作业时严禁使用钢丝绳，一般采用软质麻绳捆绑。安装时若有破损，应在现场用原材料进行修复。
每节管段、管件均需进行检验，合格后贴上合格证方可出厂。材料进场时要求现场取样，送到有资质的检验部门进行强度试验检测。
以下为本发明提供的几个实施例。需要说明的是，本发明提供的实施例和对比例中所用的相变储能微胶囊购于河北博厚新能源科技有限公司，其芯材为相变蜡，壁材为PCM，本次采用的相变储能微胶囊编号为BHPCMS-26，其熔点为26℃，潜热为120kj/kg，密度为0.69kg/m，导热系数为0.2W/m.K，粒径为5～10um，发生相变时无体积变化。需要说明的是，实施例虽然仅使用了一种市售的相变储能微胶囊，但并不代表本发明中所用的相变储能微胶囊局限于这一种。
实施例1
(1)制备胶结浆料。
按照表1准备原料，然后，将相变储能微胶囊、氯氧镁和改性剂加入水中并搅拌均匀，制得胶结浆料。
胶结浆料必须搅拌均匀，使得相变储能微胶囊、氯氧镁等充分混合，避免夹杂生料。而且，胶结浆料必须边拌边用，有结浆的浆料不得使用。
(2)涂覆成型。
可利用木材、木板、胶合板、纤维板等材料提前制作出模具。本本发明中所用的模具以纤维板制作而成，后续实施例不再说明。但有一点需要说明，虽然本发明中的实施例都是以纤维板为例，但不代表本发明所用的模具都以纤维板制作而成。
选择通风良好、光线充足，无阳光直射的地方作为作业场地，在管道模具的成型面上涂抹本领域常用的脱模剂，待充分干燥后，将胶结浆料均匀涂刷在模具成型面上，浆料的厚度为0.6mm，随之在胶结浆料的表面上再铺放裁剪好的碳纤维布，然后在铺好的碳纤维布上再涂刷胶结浆料，胶结浆料和碳纤维布的总厚度控制在1mm，浆料可将碳纤维布完全覆盖。此后，以铺放碳纤维布、涂刷胶结浆料作为重复单元，如此重复操作，直至厚度达到设计要求。
涂刷胶结浆料时，若出现气泡，及时进行驱除。
管体与法兰转角处有过渡圆弧，过渡圆弧半径为壁厚的0.8倍，才能提高悬臂状态法兰承载能力和避免应力集中。管道法兰处的碳纤维布延伸至管道管体上。
碳纤维布长度和/或宽度不够时一定要采取搭接的方法，才能提高搭接处的切向承载能力，从而有效地克服径向拉应力、弯曲接应力和弯曲切应力。碳纤维布在接缝处的搭接长度为50～100mm。而且每层碳纤维布接缝处与相邻层接缝应有一定距离，相邻层之间的纵、横搭接缝距离应大于300mm，同层搭接缝距离不得小于500mm。
(3)脱模养护。
管道制作完毕，静置让它进行自然固化后脱模，固化时间要求夏季大于24小时，冬季大于36小时。为了缩短时间，可使用加热炉。脱模时要保护好管道外表面的完好，管体的缺棱不得多于两处，且应小于或等于10mm×10mm；管道法兰缺棱不得多于一处，且应小于或等于10mm×10mm，缺棱的深度不得大于法兰厚度的1/3，且不得影响法兰连接的强度。
脱模后的管道在18～35℃下进行养护，养护期不低于10天。经过养护后，即得储能管道成品。
制得的相变储能管道成品应存放在宽敞、避雨雪的仓库、棚中，并置于干燥防潮的垫架上。按系统、规格和编号堆放整齐，以避免相互碰撞造成表面划伤。要保持所有产品表面的光滑、洁净。管道长时间未安装，应用塑料薄膜包口。
吊运、安装管道及配件时要先按编号找准、排好，然后再进行吊运。吊装作业时严禁使用钢丝绳，一般采用软质麻绳捆绑。安装时若有破损，应在现场用原材料进行修复。
每节管段、管件均需进行检验，合格后贴上合格证方可出厂。材料进场时要求现场取样，送到有资质的检验部门进行强度试验检测。
实施例2至实施例5的制作方法同实施例1基本上相同，不再详述。不同之处见表1。
此外，本发明还提供了两组对比产品。两组对此产品的制备方法同实施例5基本上相同，不同之处在于：第一组对比产品中，相变储能微胶囊的用量增加至35wt％，而氯氧镁的用量减少至63wt％；第二组对比产品中，相变储能微胶囊的粒径为20微米。
表1用量表
需要说明的是，表1中的1至5分别为实施例1至实施例5的用料，6至7分别对应第一组对比产品和第二组对比产品的用料。
按照JC646行业标准对上述实施例制得的管道和对比产品进行性能检测，具体检测结果见表2所示。
表2管道性能检测结果
从检测结果可以看出，当相变储能微胶囊的含量越高，氯氧镁含量越低时，管道的表观密度越小。而抗拉强度、抗压强度、抗弯轻度和冲击强度会因相变储能微胶囊的含量增加而降低，但又随着相变储能微胶囊粒径变小而增加。当相变储能微胶囊的含量较低时，相变储能微胶囊粒径的影响不大，但当相变储能微胶囊的含量超过15％，粒径的影响越来越显著，此时，抗拉强度、抗压强度、抗弯轻度和冲击强度随着相变储能微胶囊粒径变小而增加。对比例的检测结果也与此结论相符合。因此，在选择相变储能微胶囊时，其添加量和粒径的选择至关重要。
总之，本发明提供的纤维复合相变储能材料以及由其制成的相变储能管道具有导热系数小、机械性能优异的优点。
最后应说明的是：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.纤维复合相变储能材料，其特征在于，所述纤维复合相变储能材料包含碳纤维布和涂覆于所述碳纤维布至少一个表面的胶结材料；
以所述胶结材料的总重量计，所述胶结材料包含5％～25％的相变储能微胶囊，70％～90％的氯氧镁和2％～5％的改性剂。
2.根据权利要求1所述的纤维复合相变储能材料，其特征在于，所述相变储能微胶囊的粒径为5～10微米；和/或
所述相变储能微胶囊的相变温度为5～26℃，潜热值为120～150KJ/Kg，导热系数为0.2～0.6w/m·K。
3.根据权利要求1所述的纤维复合相变储能材料，其特征在于，所述相变储能微胶囊的壁材选自由三聚氰胺树脂、尿素树脂、丙烯酸树脂、聚苯乙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、聚乙烯、聚酯、聚乙烯醇和明胶组成的组中的任一种，所述芯材选自由石蜡、脂类、油类和水合盐组成的组中的任一种相变材料。
4.根据权利要求1所述的纤维复合相变储能材料，其特征在于，所述改性剂为磷酸三钠和/或脲醛树脂。
5.一种相变储能管道，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的纤维复合相变储能材料制作而成。
6.一种权利要求5所述的相变储能管道的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备胶结浆料：将相变储能微胶囊、氯氧镁和改性剂加入到质量为三者总质量1～1.5倍的水中并搅拌均匀，制得胶结浆料；
(2)涂覆成型：在管道模具的成型面上涂上脱模剂，干燥后涂刷胶结浆料，然后铺放碳纤维布，并再次涂刷胶结浆料，此后，按照铺放碳纤维布、涂刷胶结浆料作为重复单元进行操作，直至达到设计厚度，得到成型管道；
(3)脱模养护：将所述成型管道自然固化后脱模，然后进行养护，得到相变储能管道。
7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在步骤(2)中，当碳纤维布长度和/或宽度不够时进行搭接，搭接长度为50～100mm，并且相邻碳纤维布层之间的搭接缝距离大于300mm，同层的搭接缝距离不得小于500mm。
8.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在步骤(2)中，首次涂刷胶结浆料的厚度不低于0.3mm，优选为0.4～0.6mm；
当铺放上碳纤维布后，碳纤维布和胶结浆料的总厚度控制在0.8～1mm。
9.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在步骤(2)中，管道管体与法兰转角处有过渡圆弧，且过渡圆弧的半径为管道壁厚的0.8～1.2倍；
管道法兰处的碳纤维布延伸至管道管体上。
10.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述养护在18～35℃下进行，且时间不低于10天。
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