相变调温硅藻组合物、相变调温硅藻板及该相变调温硅藻板
的制作方法
技术领域
本发明涉及相变材料领域,具体而言,涉及一种相变调温硅藻组合物、相变调温硅藻板及该相变调温硅藻板的制作方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展,能源问题逐渐成为制约社会发展的关键因素。研究表明,建筑用能占一次能源消耗的20%~40%,在某些发达地区甚至高达45%。如果不注重建筑节能,将直接加剧能源危机。因此建筑节能是未来解决全球能源困境的重要途径。
相变材料作为一类高效的储能物质,既可以提升建筑材料功能、降低建筑能耗和调整建筑室内环境舒适度,又能够将可利用的热能以相变潜热的形式进行储存,从而实现可利用热能的储存与转换,因此在建筑节能中具有良好的发展前景。
常用的固液相变材料有石蜡、烷烃、脂肪酸或醇类等。在工程应用时,固液相变材料往往需要有一种载体容纳或封装包裹,使其因环境温度升高由固相转变为液相时,液体不泄漏或渗出,反之因环境温度降低由液相转变为固相时有空间容纳其体积膨胀或收缩,使材料不变形或破裂。这种封装包裹的相变复合材料称之为定形相变材料,这种定形相变材料一般主要由相变材料和支撑材料复合组成。支撑材料主要包括微胶囊、高分子树脂、多孔介质等。现有定形复合相变材料均存在以下不足之处:一是相变温度不合适,不能与建筑节能很好匹配,在建筑材料中的应用适应性较差;二是强度和耐久性差,比如利用相变材料制备成的微胶囊强度较低,容易被破坏;用高分子树脂包裹,制备成本高,或原料具有毒性,且所得的定形复合相变材料易燃;单独采用多孔材料负载又容易泄漏。
为了解决相变复合材料的实用化问题,将相变材料以板材的形式应用到建筑领域已被证明是一种有效途径。例如,申请号为200610035970.0的专利申请公开的相变调温储能地板为相变材料与木纤维复合压成地板;申请号为200610083761.3的专利申请公开的相变储热调温聚合木板材为将微胶囊包裹处理的相变材料和木质纤维类材料与热塑性聚合物材料混炼、热压而成,这些使用了相变材料的地面板材,相变材料一般均暴露在外,容易引发相变材料向空间渗漏或挥发的问题。此外,申请号为201110058182.4的专利申请公开的相变蓄能调温节能地板是利用成型材料制成有一定厚度的平板形状容器然后将相变储能材料灌入后密封制成。申请号为201210543217.8的专利申请公开了建筑用相变蓄能板及其制造方法,其建筑用相变储能板是由上盖板、下底板和相变材料组成。上述这些功能板材相变材料虽未暴露在外,其本质上是容器封装,相变材料和容器还是分开的两相,工艺复杂,应用受到一定限制。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种相变调温硅藻组合物、相变调温硅藻板及该相变调温硅藻板的制作方法,以解决现有技术中采用容器封装相变材料导致相变调温硅藻板应用受限的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种相变调温硅藻组合物,包括相互独立的料浆A、料浆B和粘合剂,料浆A包括:硅藻土相变复合材料、第一钙质材料、第一填料和水,硅藻土相变复合材料为负载有有机相变材料的修饰硅藻土,修饰硅藻土为以氨基表面修饰的焙烧硅藻土,且硅藻土相变复合材料的相变温度为20~28℃,相变潜热≥75J/g;料浆B包括:硅藻土、第二钙质材料、活性氧化镁、第二填料和水。
进一步地,以重量份计,上述料浆A包括:35~50份硅藻土相变复合材料、30~40份第一钙质材料,10~15份第一填料和水,优选料浆A中液固质量比为3~4:1,优选第一钙质材料为熟石灰。
进一步地,上述第二钙质材料包括熟石灰和半水石膏,以重量份计,料浆B包括:25~35份硅藻土、15~25份熟石灰、10~15份半水石膏、15~20份活性氧化镁、10~15份第二填料和水,优选料浆B中液固质量比为3~4:1。
进一步地,上述有机相变材料为硬脂酸正丁酯和硬脂酸甲酯的复配物或石蜡,优选第一填料和第二填料为矿物填料,更优选第一填料和第二填料各自独立地选自火山灰、石英粉、膨胀珍珠岩中的任意一种或多种形成的混合填料,进一步优选第一填料和第二填料的粒度≤150μm;优选硅藻土中非晶质SiO2含量≥70%;更优选硅藻土的粒度≤150μm,进一步优选硅藻土为硅藻原土、干燥分级的硅藻土、水选硅藻土和/或煅烧硅藻土;优选活性氧化镁为菱镁矿在750℃以下煅烧0.5~2h的产物,更优选活性氧化镁的粒度均≤150μm;优选粘合剂的用量为相变调温硅藻组合物的固体物质重量的0.3~1.3%,更优选粘合剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇和/或聚氧化乙烯。
进一步地,上述料浆A还包括第一木质纤维和第一无机纤维,优选第一木质纤维的重量份为5~15份,更优选第一无机纤维的重量份为10~15份,进一步优选第一无机纤维为第一矿物纤维,第一矿物纤维为针状硅灰石、纤维海泡石、凹凸棒石中的任意一种或多种形成的混合纤维,第一矿物纤维的粒度≤150μm;优选料浆A还包括第一增稠剂,优选第一增稠剂的重量份为0.5~2份,优选第一增稠剂选自羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素中的任意一种或多种形成的混合物。
进一步地,上述料浆B还包括第二木质纤维和第二无机纤维,优选第二木质纤维的重量份为5~10份,更优选第二无机纤维的重量份为3~10份,进一步优选第二无机纤维为第二矿物纤维,第二矿物纤维为针状硅灰石、纤维海泡石、凹凸棒石中的任意一种或多种形成的混合纤维,第二矿物纤维的粒度≤150μm;优选料浆B还包括第二增稠剂,优选第二增稠剂的重量份为0.5~2份,优选第二增稠剂选自羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素中的任意一种或多种形成的混合物。
根据本发明的另一方面,提供了一种相变调温硅藻板,包括多个结构层,其中位于两侧的结构层为表面层,位于中间的结构层为中间层,表面层采用上述任一种相变调温硅藻组合物的料浆B形成,中间层采用上述任一种相变调温硅藻组合物的料浆A形成。
进一步地,上述各结构层的厚度为1~2mm,优选表面层的层数为一层或两层,更优选中间层的层数为2~20层。
根据本发明的另一方面,提供了一种相变调温硅藻板的制作方法,制作方法包括:将上述任一种相变调温硅藻组合物的料浆B过滤后形成滤饼B;在滤饼B上设置上述任一种相变调温硅藻组合物的粘合剂,形成粘合滤饼B;利用粘合滤饼B形成通过粘合剂粘合的部分预表面层;将上述任一种相变调温硅藻组合物的料浆A过滤后形成滤饼A;在滤饼A上设置粘合剂,形成粘合滤饼A;利用粘合滤饼A在已经形成的预表面层上形成通过粘合剂粘合的预中间层;利用粘合滤饼B在预中间层上形成通过粘合剂粘合的另一部分预表面层,得到相变调温功能成型板;以及对相变调温功能成型板进行蒸养,得到相变调温硅藻板,其中粘合剂的用量为相变调温硅藻板质量的0.3~1.3%。
进一步地,上述制作方法包括:采用流浆机将料浆B过滤后形成第一滤饼B;在滤饼B上设置粘合剂,形成第一粘合滤饼B;利用转筒成型机将第一粘合滤饼B制作成通过粘合剂粘合的部分预表面层;将流浆机中的料浆B自动替换成料浆A,并利用流浆机将料浆A过滤后形成滤饼A;在滤饼A上设置粘合剂,形成粘合滤饼A;利用转筒成型机将粘合滤饼A在已经形成的预表面层上形成通过粘合剂粘合的预中间层;将流浆机中的料浆A自动替换成料浆B,并利用流浆机将料浆B过滤后形成第二滤饼B;在第二滤饼B上设置粘合剂,形成第二粘合滤饼B;利用转筒成型机将第二粘合滤饼B在预中间层上形成通过粘合剂粘合的另一部分预表面层,得到卷材;将卷材从转筒成型机上脱除后对卷材依次进行切割、成型,得到相变调温功能成型板;以及对相变调温功能成型板进行蒸养,得到相变调温硅藻板。
进一步地,对上述相变调温功能成型板进行蒸养的步骤包括:将相变调温功能成型板在室温下干燥至含水率≤20%后,在150~200℃、1.0~1.5MPa的压力下蒸压养护8~12h,得到蒸养板;将蒸养板干燥至含水率≤15%,得到相变调温硅藻板。
应用本发明的技术方案,上述料浆A的硅藻土相变复合材料的有机相变材料负载在修饰的硅藻土上,因此相变材料和硅藻土的结合较为稳定,有效避免了相变材料的泄漏,同时由于该硅藻土相变复合材料的相变温度与普通环境变化相适应,相变潜热较大,因此相变性能较好;且由于该硅藻土相变复合材料包括了硅藻土,因此在和钙质材料、第一填料进行组合时,可以形成硅藻板的骨架结构;上述料浆B中含有形成硅藻板的基本材料,因此也可以形成硅藻板的骨架结构;同时由于料浆A和料浆B中同时含有硅藻土,因此二者的适应性较好,在制作时将两种料浆形成的板材层结构采用上述粘合剂进行粘合即可,即采用料浆B形成的层结构保护料浆A形成的层结构,且层结构之间采用粘合剂粘合即可形成相变调温硅藻板,由此可见,所形成的相变调温硅藻板的结构不同于现有技术采用专用的封装容器对相变调温材料进行封装的结构,因此,其应用范围较广。
具体实施方式
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组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
硅藻土是一种古代硅藻遗骸经生物成因的硅质沉积岩,具有松散、质轻、多孔、具有较发达的三维纳米孔道结构、比表面积大等特性,广泛应用于制备健康、环保、节能等功能材料。近十年来,随着健康、环保、节能功能材料日益受到市场的青睐,各种以硅藻土为主要原料的板材应运而生。但现有的硅藻土功能板虽然有保温隔热以及吸附、调湿等功能,但尚未见到具有相变调温功能的硅藻板。
而现有技术的相变调温硅藻板由于采用容器封装相变材料,导致相变调温硅藻板的应用受限,基于上述硅藻土的优势,本申请发明人考虑将其应用至相变调温硅藻板中,使硅藻土既能发挥其保温、隔热、吸附和调湿的功能,又能和相变材料相适应形成新形式的相变调温硅藻板,来解决上述技术问题。为此,本申请提供了一种相变调温硅藻组合物、相变调温硅藻板及该相变调温硅藻板的制作方法。
在本申请一种典型的实施方式中,提供了一种相变调温硅藻组合物,包括相互独立的料浆A、料浆B和粘合剂,其中,料浆A包括:硅藻土相变复合材料、第一钙质材料、第一填料和水,硅藻土相变复合材料为负载有有机相变材料的修饰硅藻土,修饰硅藻土为以氨基表面修饰的焙烧硅藻土,且硅藻土相变复合材料的相变温度为20~28℃,相变潜热≥75J/g;料浆B包括:硅藻土、第二钙质材料、活性氧化镁、第二填料和水。
上述料浆A的硅藻土相变复合材料的有机相变材料负载在修饰的硅藻土上,因此相变材料和硅藻土的结合较为稳定,有效避免了相变材料的泄漏,同时由于该硅藻土相变复合材料的相变温度与普通环境变化相适应,相变潜热较大,因此相变性能较好;且由于该硅藻土相变复合材料包括了硅藻土,因此在和钙质材料、第一填料进行组合时,可以形成硅藻板的骨架结构;上述料浆B中含有形成硅藻板的基本材料,因此也可以形成硅藻板的骨架结构;同时由于料浆A和料浆B中同时含有硅藻土,因此二者的适应性较好,在制作时将两种料浆形成的板材层结构采用上述粘合剂进行粘合即可,即采用料浆B形成的层结构保护料浆A形成的层结构,且层结构之间采用粘合剂粘合即可形成相变调温硅藻板,由此可见,所形成的相变调温硅藻板的结构不同于现有技术采用专用的封装容器对相变调温材料进行封装的结构,因此,其应用范围较广。
采用上述相变调温硅藻组合物形成的相变调温硅藻功能板,由于含有相变材料以及硅藻土,因此可以自动调节室内或封闭空间的温度,且相变温度适宜(20~28℃),相变过程不泄漏,除具有良好的调温节能效果之外,还具有吸附调湿和隔热保温等功能;同时,该相变调温硅藻板与传统石膏板或硅酸钙板相比,具有更优良的节能、保温、耐久、变形小等特点,可广泛应用于住宅、写字楼和工业建筑领域,如室内隔墙墙面、吊顶、天花板、地板、内外墙保温等,且适用性好。
本申请的料浆A中各组分的具体含量可以参考现有技术中硅藻板的组分含量而确定,本申请为了进一步提高该料浆A形成的板材层结构与料浆B形成的板材层结构的适应性,优选以重量份计,料浆A包括:35~50份有机/无机相变储能复合材料、30~40份钙质材料,10~15份第一填料和水。另外为了加快养护过程,优选料浆A中液固质量比为3~4:1。其中上述钙质材料可以采用现有技术制作硅藻板常用的钙质材料,比如熟石灰、氧化钙,优选采用熟石灰。
本申请的料浆B中各组分的具体含量可以参考现有技术中硅藻板的组分含量而确定,本申请为了进一步提高该料浆B形成的板材层结构与料浆A形成的板材层结构的适应性,优选第二钙质材料包括熟石灰和半水石膏。进一步优选以重量份计,料浆B包括:25~35份硅藻土、15~25份石灰、10~15份半水石膏、15~20份活性氧化镁、10~15份第二填料和水。同样地,为了加快养护过程,优选料浆B中液固质量比为3~4:1。
上述的有机相变材料可以采用多种,优选上述有机相变材料为硬脂酸正丁酯和硬脂酸甲酯的复配物或石蜡,以进一步提高相变稳定性。
用于上述料浆B的硅藻土可以参考现有技术中硅藻板常用硅藻土的标准要求进行选择,优选上述硅藻土中非晶质SiO2含量≥70%,以提高所形成的相变调温硅藻板的保温效果。另外,为了优化硅藻土和其它成分的混合效果,并提高所形成的相变调温硅藻板的密实性,优选硅藻土的粒度≤150μm。基于上述考虑,优选上述硅藻土为硅藻原土、干燥分级的硅藻土、水选硅藻土和/或煅烧硅藻土。
同样地,为了优化料浆B中各成分的混合性能,提高所形成的相变调温硅藻板的密实性,优选上述活性氧化镁为菱镁矿在750℃以下煅烧0.5~2h的产物,更优选活性氧化镁和半水石膏的粒度均≤150μm。
此外,为了增加所形成的相变调温硅藻板的强度,优选上述料浆A还包括第一木质纤维和第一无机纤维,优选上述料浆B还包括第二木质纤维和第二无机纤维。进一步地,为了改善第一木质纤维和其它组分的配合效果,使各组分的效果充分发挥,优选第一木质纤维的重量份为5~15份,更优选第一无机纤维的重量份为10~15份,优选第二木质纤维的重量份为5~10份,更优选第二无机纤维的重量份为3~10份,进一步优选第一无机纤维为第一矿物纤维,第二无机纤维为第二矿物纤维,第一矿物纤维和第二矿物纤维各自独立地为针状硅灰石、纤维海泡石、凹凸棒石中的任意一种或多种形成的混合纤维。为了优化料浆B中各成分的混合性能,提高所形成的相变调温硅藻板的密实性,优选上述第一矿物纤维和第二矿物纤维各自独立地的粒度≤150μm。
在本申请又一种优选的实施例中,上述料浆A还包括第一增稠剂,优选第一增稠剂的重量份为0.5~2份,优选第一增稠剂选自羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素中的任意一种或多种形成的混合物。上述料浆B还包括第二增稠剂,优选第二增稠剂的重量份为0.5~2份,优选第二增稠剂选自羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素中的任意一种或多种形成的混合物。利用第一增稠剂和第二增稠剂提高各料浆组分的接触效果,进而增加所形成的相变调温硅藻板的密实性、保温性和吸湿性。
上述料浆A中第一填料和料浆B中第二填料的使用一方面节约了板材制作的成本,另一方面增强了所形成的板材的骨架强度,优选上述第一填料和第二填料为矿物填料,更优选第一填料和第二填料各自独立地选自火山灰、石英粉、膨胀珍珠岩中的任意一种或多种形成的混合填料,此外,出于上述同样原因,优选第一填料和第二填料的粒度≤150μm。
上述粘合剂的作用主要是将料浆A形成的板材层结构、料浆B形成的板材层结构进行粘合,其种类和用量可以参考现有技术中保温板中粘合剂的使用方式,优选上述粘合剂的用量为相变调温硅藻组合物的固体物质重量的0.3~1.3%,另外优选上述粘合剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇和/或聚氧化乙烯。
在本申请另一种典型的实施方式中,提供了一种相变调温硅藻板,包括多个结构层,其中位于两侧的结构层为表面层,位于中间的结构层为中间层,表面层采用上述相变调温硅藻组合物的料浆B形成,中间层采用上述相变调温硅藻组合物的料浆A形成,各结构层通过上述相变调温硅藻组合物的粘合剂粘合。
采用料浆B形成的层结构作为表面层,料浆A形成的层结构作为中间层,且层结构之间采用粘合剂粘合,即表面层保护中间层,由此可见,所形成的相变调温硅藻板的结构不同于现有技术采用专用的封装容器对相变调温材料进行封装的结构,因此,其应用范围较广。采用上述相变调温硅藻组合物形成的相变调温硅藻功能板,由于含有相变材料以及硅藻土,因此可以自动调节室内或封闭空间的温度,且相变温度适宜(20~30℃),相变过程不泄漏,除具有良好的调温节能效果之外,还具有吸附调湿和隔热保温等功能;同时,该相变调温硅藻板与传统石膏板或硅酸钙板相比,具有更优良的节能、保温、耐久、变形小等特点,可广泛应用于住宅、写字楼和工业建筑领域,如室内隔墙墙面、吊顶、天花板、地板、内外墙保温等,且适用性好。
上述各结构层的厚度为1~2mm,以获得不同厚度、不同强度需求的功能板。此外,优选表面层的层数为一层或两层,更优选中间层的层数为2~20层,以实现相变调温功能的充分发挥。
在本申请又一种典型的实施方式中,提供了一种相变调温硅藻板的制作方法,该制作方法包括:将上述相变调温硅藻组合物的料浆B过滤后形成滤饼B;在滤饼B上设置上述相变调温硅藻组合物的粘合剂,形成粘合滤饼B;利用粘合滤饼B形成通过粘合剂粘合的部分预表面层;将上述相变调温硅藻组合物的料浆A过滤后形成滤饼A;在滤饼A上设置粘合剂,形成粘合滤饼A;利用粘合滤饼A在已经形成的预表面层上形成通过粘合剂粘合的预中间层;利用粘合滤饼B在预中间层上形成通过粘合剂粘合的另一部分预表面层,得到相变调温功能成型板;以及对相变调温功能成型板进行蒸养,得到相变调温硅藻板,其中粘合剂的用量为相变调温硅藻板质量的0.3~1.3%。
上述制作方法的制作过程简单,且料浆B形成的表面层和料浆A形成的中间层采用粘合剂粘结,形成“三明治”封装体系,避免了采用现有技术的容器封装方式,拓宽了其应用范围,可广泛应用于住宅、写字楼和工业建筑领域,如室内隔墙墙面、吊顶、天花板、地板、内外墙保温等,且适用性好。在蒸养过程中,粘合剂基本也挥发完全,因此最终得到的相变调温硅藻板中基本是不含粘合剂的。
在本申请一种优选的实施例中,上述制作方法包括:采用流浆机将料浆B过滤后形成第一滤饼B;在滤饼B上设置粘合剂,形成第一粘合滤饼B;利用转筒成型机将第一粘合滤饼B制作成通过粘合剂粘合的部分预表面层;将流浆机中的料浆B自动替换成料浆A,并利用流浆机将料浆A过滤后形成滤饼A;在滤饼A上设置粘合剂,形成粘合滤饼A;利用转筒成型机将粘合滤饼A在已经形成的预表面层上形成通过粘合剂粘合的预中间层;将流浆机中的料浆A自动替换成料浆B,并利用流浆机将料浆B过滤后形成第二滤饼B;在第二滤饼B上设置粘合剂,形成第二粘合滤饼B;利用转筒成型机将第二粘合滤饼B在预中间层上形成通过粘合剂粘合的另一部分预表面层,得到卷材;将卷材从转筒成型机上脱除后对卷材依次进行切割、成型,得到相变调温功能成型板;以及对相变调温功能成型板进行蒸养,得到相变调温硅藻板。采用流浆机可以灵活调整原料的成分,采用转筒成型工艺可以灵活调节硅藻板的结构以及表面层和中间层厚度,从而可以生产不同应用技术性能要求的硅藻板和相变调温硅藻板。
上述蒸养过程可以参考现有技术中硅藻板的蒸养,为了使相变材料与硅藻土、以及钙质材料更充分的融合,优选对相变调温功能成型板进行蒸养的步骤包括:将相变调温功能成型板在室温下干燥至含水率≤20%后,在150~200℃、1.0~1.5MPa的压力下蒸压养护8~12h,得到蒸养板;将蒸养板干燥至含水率≤15%,得到相变调温硅藻板。
以下将结合实施例和对比例,进一步说明本申请的有益效果。
以下实施例所采用的颗粒状材料的粒径均小于150μm,活性氧化镁生产厂家为辽宁鞍山海城市宏兴矿业有限公司。
硅藻土相变复合材料I的制备:
取干燥硅藻土1000g,在马弗炉中350℃下焙烧3h;冷却至室温后加水4000mL在可控温反应罐中调成浆液后,添加17.5g聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC),在80℃下搅拌反应2h后过滤、在105℃下干燥,得到孔道和表面修饰的硅藻土;将此修饰后的硅藻土与1500g有机相变复配物(1400g硬脂酸正丁酯+100g硬脂酸甲酯)置于可控温反应罐中,在95℃下搅拌反应2h,即得到硅藻土相变复合材料I。
硅藻土相变复合材料II的制备:
取干燥硅藻土1000g,在马弗炉中350℃下焙烧3h;冷却至室温后加水4000mL在可控温反应罐中调成浆液后,添加17.5g聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC),在80℃下搅拌反应2h后过滤、在105℃下干燥,得到孔道和表面修饰的硅藻土;将此修饰后的硅藻土与1500g有机相变材料石蜡置于可控温反应罐中,在95℃下搅拌反应2h,即得到硅藻土相变复合材料II。
实施例1
按配方A称取硅藻土相变复合材料45kg、熟石灰40kg、火山灰5kg、膨胀珍珠岩5kg、木质纤维5kg、甲基羟乙基纤维素1kg、水300kg加入搅拌机中进行分散调浆,得料浆A;按配方B称取干燥分级的硅藻土25kg、熟石灰20kg、活性氧化镁15kg、半水石膏15kg、火山灰5kg、石英粉10kg、木质纤维5kg、针状硅灰石5kg、羟乙基纤维素1kg,水380kg加入搅拌机中进行分散调浆,得料浆B;
将混合均匀的料浆B经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋粘合剂聚乙烯醇,喷淋量为喷淋滤饼固体质量的1.0%;转筒成型机将表面均匀喷淋粘合剂的料浆B滤饼卷到旋转筒上;卷2层后,流浆机自动换成料浆A,料浆A经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋为滤饼固体质量0.5%的粘合剂聚乙烯醇,料浆A连续卷8层后,流浆机再自动换成料浆B,料浆B经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋粘合剂聚乙烯醇,喷淋量为喷淋滤饼固体质量的1.0%,料浆B卷2层后完成整张叠层硅藻板的卷绕;
将转筒成型机释放真空,将卷绕的硅藻板从转筒成型机上取下,切割整理后,得到相变调温功能成型板;
将相变调温功能成型板在室温下干燥24h后再在180℃、1.0MPa压力条件下蒸压养护10h;
将蒸压养护后的硅藻板烘干,切割整理成具有相变调温功能的硅藻土板。
实施例2:
按配方A称取硅藻土相变复合材料35kg、熟石灰40kg、火山灰10kg、膨胀珍珠岩5kg、木质纤维10kg、羟乙基纤维素1.2kg,水350kg加入搅拌机中进行分散调浆,得料浆A;料浆B同实施例1;
将混合均匀的料浆B经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋粘合剂聚乙二醇,喷淋量为喷淋滤饼固体质量的1.0%;转筒成型机将表面均匀喷淋粘合剂的料浆B滤饼卷到旋转筒上;卷2层后,流浆机自动换成料浆A,料浆A经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋为滤饼固体质量0.5%的粘合剂聚乙烯醇,料浆A连续卷10层后,再自动换成料浆B,料浆B经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋粘合剂聚乙烯醇,喷淋量为喷淋滤饼固体质量的1.0%,料浆B卷2层后完成整张叠层硅藻板的卷绕;
将转筒成型机释放真空,将卷绕的硅藻板从转筒成型机上取下,切割整理后,得到相变调温功能成型板;
将相变调温功能成型板在室温下干燥24h后再在190℃、1.2MPa压力条件下蒸压养护8h;
其余同实施例1。
实施例3:
按配方A称取硅藻土复合相变材料40kg、熟石灰35kg、膨胀珍珠岩10kg、火山灰5kg、木质纤维10kg、乙基羟乙基纤维素1.5kg,水400kg加入搅拌机中进行分散调浆,得料浆A;料浆B同实施例1;
将混合均匀的料浆B经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋粘合剂聚氧化乙烯,喷淋量为喷淋滤饼固体质量的0.6%;转筒成型机将表面均匀喷淋粘合剂的料浆B滤饼卷到旋转筒上;卷2层后,流浆机自动换成料浆A,料浆A经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋为滤饼固体质量0.3%的粘合剂聚乙烯醇,料浆A连续卷12层后,再自动换成料浆B,料浆B经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋粘合剂聚乙烯醇,喷淋量为喷淋滤饼固体质量的0.6%,料浆B卷2层后完成整张叠层硅藻板的卷绕;
将转筒成型机释放真空,将卷绕的硅藻板从转筒成型机上取下,切割整理后,得到相变调温功能成型板;
将相变调温功能成型板在室温下干燥24h后再在170℃、0.9MPa压力条件下蒸压养护12h;
其余同实施例1。
实施例4:
按配方A称取硅藻土相变复合材料40kg、熟石灰35kg、火山灰8kg、石英粉7kg、木质纤维10kg、羟乙基纤维素0.7kg,水340kg加入搅拌机中进行分散调浆,得料浆A;按配方B称取水选硅藻土30kg、熟石灰16kg、活性氧化镁20kg、半水石膏10kg、火山灰5kg、石英粉7kg、木质纤维7kg、针状硅灰石5kg、羟乙基纤维素1kg,水380kg加入搅拌机中进行分散调浆,得料浆B;
将混合均匀的料浆B经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋粘合剂聚乙烯醇,喷淋量为喷淋滤饼固体质量的1.2%;转筒成型机将表面均匀喷淋粘合剂的料浆B滤饼卷到旋转筒上;卷2层后,流浆机自动换成料浆A,料浆A经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋为滤饼固体质量0.6%的粘合剂聚乙烯醇,料浆A连续卷14层后,再自动换成料浆B,料浆B经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋粘合剂聚乙烯醇,喷淋量为喷淋滤饼固体质量的1.2%,料浆B卷2层后完成整张叠层硅藻板的卷绕;
将转筒成型机释放真空,将卷绕的硅藻板从转筒成型机上取下,切割整理后,得到相变调温功能成型板;
将相变调温功能成型板在室温下干燥24h后再在190℃、1.2MPa压力条件下蒸压养护9h;
其余同实施例1。
实施例5:
按配方A称取硅藻土相变复合材料46kg、熟石灰36kg、膨胀珍珠岩6kg、石英粉5kg、木质纤维7kg、甲基羟乙基纤维素1kg,水360kg加入搅拌机中进行分散调浆,得料浆A;料浆B同实施例4;
将混合均匀的料浆B经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋粘合剂聚乙二醇,喷淋量为喷淋滤饼固体质量的0.8%;转筒成型机将表面均匀喷淋粘合剂的料浆B滤饼卷到旋转筒上;卷2层后,流浆机自动换成料浆A,料浆A经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋为滤饼固体质量0.4%的粘合剂聚乙烯醇,料浆A连续卷16层后,再自动换成料浆B,料浆B经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋粘合剂聚乙烯醇,喷淋量为喷淋滤饼固体质量的0.8%,料浆B卷2层后完成整张叠层硅藻板的卷绕;
将转筒成型机释放真空,将卷绕的硅藻板从转筒成型机上取下,切割整理后,得到相变调温功能成型板;
将相变调温功能成型板在室温下干燥24h后再在190℃、1.2MPa压力条件下蒸压养护9h;
其余同实施例1。
实施例6
按配方A称取硅藻土相变复合材料40kg、熟石灰35kg、火山灰5kg、膨胀珍珠岩5kg、石英粉5kg、木质纤维10kg、羟乙基纤维素1.0kg,水400kg加入搅拌机中进行分散调浆,得料浆A;料浆B同实施例4;
将混合均匀的料浆B经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋粘合剂聚乙烯醇,喷淋量为喷淋滤饼固体质量的0.8%;转筒成型机将表面均匀喷淋粘合剂的料浆B滤饼卷到旋转筒上;卷2层后,流浆机自动换成料浆A,料浆A经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋为滤饼固体质量0.4%的粘合剂聚乙烯醇,料浆A连续卷18层后,再自动换成料浆B,
料浆B经流浆机过滤形成滤饼,且该滤饼被流浆机输送向转筒成型机,在滤饼抵达转筒成型机之前在其表面均匀喷淋粘合剂聚乙烯醇,喷淋量为喷淋滤饼固体质量的0.8%,料浆B卷2层后完成整张叠层硅藻板的卷绕;
将转筒成型机释放真空,将卷绕的硅藻板从转筒成型机上取下,切割整理后,得到相变调温功能成型板;
将相变调温功能成型板在室温下干燥24h后再在180℃、1.0MPa压力条件下蒸压养护10h;
其余同实施例1。
实施例7
表1和表2中的配方按照实施例的方法制备料浆A和料浆B;其余同实施例1。
实施例8
表1和表2中的配方按照实施例的方法制备料浆A和料浆B;其余同实施例1。
实施例9
表1和表2中的配方按照实施例的方法制备料浆A和料浆B;其余同实施例1。
实施例10
表1和表2中的配方按照实施例的方法制备料浆A和料浆B;其余同实施例1。
实施例11
表1和表2中的配方按照实施例的方法制备料浆A和料浆B;其余同实施例1。
实施例12
表1和表2中的配方按照实施例的方法制备料浆A和料浆B;其余同实施例1。
实施例13
表1和表2中的配方按照实施例的方法制备料浆A和料浆B;其余同实施例1。
表1料浆A的配方
表2料浆B的配方
对硅藻土相变复合材料I、硅藻土相变复合材料II、实施例1至13得到的具有相变调温功能的硅藻土板进行检测,按照中华人民共和国建材行业标准JC/T2111-2012《建筑材料相变调温性能测试方法》进行检测,检测结果见下表3。
表3
|
相变温度点℃ |
相变潜热J/g |
稳定性w%[1] |
硅藻土相变复合材料I |
19.3 |
76.93 |
1.36 |
硅藻土相变复合材料II |
25.3 |
96.42 |
1.38 |
实施例1 |
18.9 |
42.1 |
0.18 |
实施例2 |
19.1 |
43.5 |
0.21 |
实施例3 |
24.4 |
50.5 |
0.15 |
实施例4 |
24.3 |
49.8 |
0.20 |
实施例5 |
24.5 |
51.1 |
0.21 |
实施例6 |
24.5 |
50.4 |
0.22 |
实施例7 |
24.5 |
49.5 |
0.25 |
实施例8 |
24.5 |
52.5 |
0.24 |
实施例9 |
25.2 |
48.7 |
0.16 |
实施例10 |
24.6 |
48.5 |
0.18 |
实施例11 |
24.5 |
49.1 |
0.25 |
实施例12 |
24.5 |
49.2 |
0.16 |
实施例13 |
18.2 |
46.7 |
0.33 |
备注:[1]200次冷热循环相变试验后的相变储能复合材料的质量损失率。
根据表3中的数据可知,采用本申请的组合物制作的相变调温硅藻板的相变温度与硅藻土相变复合材料的相变温度相当,因此其能够应用于普通环境中;且由于所形成的板材中表层使用了硅藻板,因此最终形成板材的相变潜热相对于硅藻土相变复合材料有所降低;此外,相变调温硅藻板的稳定性相对于硅藻土相变复合材料的稳定有所提高,说明在表层所设置的硅藻板的确起到对相变材料的封装作用,且相变调温硅藻板的质量损失率均不超过0.5%,说明基本无相变材料的泄漏。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
上述料浆A的硅藻土相变复合材料的有机相变材料负载在修饰的硅藻土上,因此相变材料和硅藻土的结合较为稳定,有效避免了相变材料的泄漏,同时由于该硅藻土相变复合材料的相变温度与普通环境变化相适应,相变潜热较大,因此相变性能较好;且由于该硅藻土相变复合材料包括了硅藻土,因此在和钙质材料、第一填料进行组合时,可以形成硅藻板的骨架结构;上述料浆B中含有形成硅藻板的基本材料,因此也可以形成硅藻板的骨架结构;同时由于料浆A和料浆B中同时含有硅藻土,因此二者的适应性较好,在制作时将两种料浆形成的板材层结构采用上述粘合剂进行粘合即可,即采用料浆B形成的层结构保护料浆A形成的层结构,且层结构之间采用粘合剂粘合即可形成相变调温硅藻板,由此可见,所形成的相变调温硅藻板的结构不同于现有技术采用专用的封装容器对相变调温材料进行封装的结构,因此,其应用范围较广。
采用上述相变调温硅藻组合物形成的相变调温硅藻功能板,由于含有相变材料以及硅藻土,因此可以自动调节室内或封闭空间的温度,且相变温度适宜(20~28℃),相变过程不泄漏,除具有良好的调温节能效果之外,还具有吸附调湿和隔热保温等功能;同时,该相变调温硅藻板与传统石膏板或硅酸钙板相比,具有更优良的节能、保温、耐久、变形小等特点,可广泛应用于住宅、写字楼和工业建筑领域,如室内隔墙墙面、吊顶、天花板、地板、内外墙保温等,且适用性好。
相变调温硅藻板的制作方法的制作过程简单,且料浆B形成的表面层和料浆A形成的中间层采用粘合剂粘结,形成“三明治”封装体系,避免了采用现有技术的容器封装方式,拓宽了其应用范围,可广泛应用于住宅、写字楼和工业建筑领域,如室内隔墙墙面、吊顶、天花板、地板、内外墙保温等,且适用性好。在蒸养过程中,粘合剂基本也挥发完全,因此最终得到的相变调温硅藻板中基本是不含粘合剂的。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。