CN107488020A - 一种相变胶凝保温材料及其制备方法 - Google Patents

一种相变胶凝保温材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种相变胶凝保温材料及其制备方法，按重量份计，所述保温材料包括：氧化镁23～48份、七水硫酸镁12～35份、石蜡3～11份、聚乙二醇2～10份、十水硫酸钠4～12份、六水氯化钙5～9份、十水碳酸钠3～9份、氢氧化铝2～12份、过氧化氢1～8份、聚丙烯纤维3～15份、玻璃纤维4～13份。本发明所述相变胶凝保温材料具有保温、储能、轻质的优良特性；本发明所述相变胶凝保温材料强度高，抗裂性能好。

Description

一种相变胶凝保温材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料化学领域，涉及一种保温材料，具体为一种相变胶凝保温材料及其制备方法。
背景技术
目前，在全球范围内对不可再生能源的消耗日益加剧，但取而代之的可再生能源还无法实现。其中，能源消耗中的建筑能耗尤为巨大：在当今高速发展的建筑业和人民的高生活质量的推动下，建筑能耗已占全世界能耗的1/3左右，而且逐年增长的趋势不可逆转，这主要是在未来几十年内，我国建筑业和城镇化的快速发展而决定的。根据建设部的统计和预算，在目前这种状况下，至2030年左右，建筑能耗将达到总能耗的30～40％，成为全社会的第一能耗。
在当今社会，能源是一切经济建设的基础，直接影响着各行业的快速发展，是一个国家发展必不可少的动力。开发和应用建筑节能的新技术目前被广泛关注，已经成为建筑领域的热点问题，同时建筑节能已经成为贯彻可持续发展战略。实现国家节能规划目标以及减排温室气体的重要措施，符合全球发展趋势。
相变材料，通常是指利用材料的相态变化过程以吸收或放出热量，达到储存或者释放能量的材料。在这个相变过程中储存或释放的能量称为相变潜热。通过一定工艺将相变材料加入到普通建筑材料中，并与之复合，就可以制成质轻、潜热高的相变保温建筑材料。
对已建筑材料来讲，他们的热能储存方式分为显热蓄热、潜热蓄热和化学反应蓄热三种。显热蓄热是只单纯利用材料本身所固有的热容使材料在升温或者降温的过程中进行热能的储存和释放。在整个过程中，材料自身只发生温度的变化，物质形态等不发生任何变化。这种蓄热方式运行简单，成本低，蓄热系统的使用寿命长；但相应的其缺点也非常明显：最大的缺点是蓄热密度小，而且蓄热系统体积庞大，蓄放热过程前后系统的温度变化很大，导致室内温差大，室内舒适度很低。
现有技术中，建筑业中能源消耗日益增大，能源的供需矛盾变得日益突出。我国北方地区的普通住宅采暖能耗较高，从而导致建筑能耗急剧增大。
发明内容
本发明的目的是：为了克服现有技术的缺陷，获得一种能够提高能源利用率，蓄热率高的保温材料，本发明提供了一种相变胶凝保温材料及其制备方法。
技术方案：一种相变胶凝保温材料，按重量份计，所述保温材料包括：氧化镁23～48份、七水硫酸镁12～35份、石蜡3～11份、聚乙二醇2～10份、十水硫酸钠4～12份、六水氯化钙5～9份、十水碳酸钠3～9份、氢氧化铝2～12份、过氧化氢1～8份、聚丙烯纤维3～15份、玻璃纤维4～13份。
优选的，按重量份计，所述保温材料包括：氧化镁42份、七水硫酸镁27份、石蜡8份、聚乙二醇7份、十水硫酸钠8份、六水氯化钙7份、十水碳酸钠6份、氢氧化铝9份、过氧化氢5份、聚丙烯纤维11份、玻璃纤维9份。
一种相变胶凝保温材料的制备方法，所述方法包含以下步骤：
(1)将氧化镁分散于去离子水中，然后加入七水硫酸镁，磁力搅拌18～50分钟，搅拌温度为25～40℃，获得基体液；
(2)将聚丙烯纤维和玻璃纤维加入步骤(1)制得的基体液中，边加入边搅拌，直至分散均匀，置于55～65℃环境中脱水干燥，去除多余水分，制得保温材料基体；
(3)将石蜡、聚乙二醇、十水硫酸钠、六水氯化钙、十水碳酸钠、氢氧化铝与步骤(2)获得的保温材料基体混合，45～60℃反应2～8小时，获得相变保温材料基体；
(4)向步骤(3)获得的相变保温材料基体中加入过氧化氢，20～35℃反应8～16小时，制得相变胶凝保温材料。
优选的，步骤(1)中将氧化镁分散于去离子水中，然后加入七水硫酸镁，磁力搅拌42分钟，搅拌温度为35℃，获得基体液。
优选的，步骤(2)中将聚丙烯纤维和玻璃纤维加入步骤(1)制得的基体液中，边加入边搅拌，直至分散均匀，置于62℃环境中脱水干燥，去除多余水分，制得保温材料基体。
优选的，步骤(3)中将石蜡、聚乙二醇、十水硫酸钠、六水氯化钙、十水碳酸钠、氢氧化铝与步骤(2)获得的保温材料基体混合，56℃反应6小时，获得相变保温材料基体。
优选的，步骤(4)中向步骤(3)获得的相变保温材料基体中加入过氧化氢，32℃反应13小时，制得相变胶凝保温材料。
有益效果：(1)本发明所述相变胶凝保温材料具有保温、储能、轻质的优良特性；(2)本发明所述相变胶凝保温材料强度高，抗裂性能好。
具体实施方式
实施例1
一种相变胶凝保温材料，按重量份计，所述保温材料包括：氧化镁23份、七水硫酸镁12份、石蜡3份、聚乙二醇2份、十水硫酸钠4份、六水氯化钙5份、十水碳酸钠3份、氢氧化铝2份、过氧化氢1份、聚丙烯纤维3份、玻璃纤维4份。
一种相变胶凝保温材料的制备方法，所述方法包含以下步骤：
(1)将氧化镁分散于去离子水中，然后加入七水硫酸镁，磁力搅拌18分钟，搅拌温度为25℃，获得基体液；
(2)将聚丙烯纤维和玻璃纤维加入步骤(1)制得的基体液中，边加入边搅拌，直至分散均匀，置于55℃环境中脱水干燥，去除多余水分，制得保温材料基体；
(3)将石蜡、聚乙二醇、十水硫酸钠、六水氯化钙、十水碳酸钠、氢氧化铝与步骤(2)获得的保温材料基体混合，45℃反应2小时，获得相变保温材料基体；
(4)向步骤(3)获得的相变保温材料基体中加入过氧化氢，20℃反应8小时，制得相变胶凝保温材料。
实施例2
一种相变胶凝保温材料，按重量份计，所述保温材料包括：氧化镁42份、七水硫酸镁27份、石蜡8份、聚乙二醇7份、十水硫酸钠8份、六水氯化钙7份、十水碳酸钠6份、氢氧化铝9份、过氧化氢5份、聚丙烯纤维11份、玻璃纤维9份。
一种相变胶凝保温材料的制备方法，所述方法包含以下步骤：
(1)将氧化镁分散于去离子水中，然后加入七水硫酸镁，磁力搅拌42分钟，搅拌温度为35℃，获得基体液；
(2)将聚丙烯纤维和玻璃纤维加入步骤(1)制得的基体液中，边加入边搅拌，直至分散均匀，置于62℃环境中脱水干燥，去除多余水分，制得保温材料基体；
(3)将石蜡、聚乙二醇、十水硫酸钠、六水氯化钙、十水碳酸钠、氢氧化铝与步骤(2)获得的保温材料基体混合，56℃反应6小时，获得相变保温材料基体；
(4)向步骤(3)获得的相变保温材料基体中加入过氧化氢，32℃反应13小时，制得相变胶凝保温材料。
实施例3
一种相变胶凝保温材料，按重量份计，所述保温材料包括：氧化镁48份、七水硫酸镁35份、石蜡11份、聚乙二醇10份、十水硫酸钠12份、六水氯化钙9份、十水碳酸钠9份、氢氧化铝12份、过氧化氢8份、聚丙烯纤维15份、玻璃纤维13份。
一种相变胶凝保温材料的制备方法，所述方法包含以下步骤：
(1)将氧化镁分散于去离子水中，然后加入七水硫酸镁，磁力搅拌50分钟，搅拌温度为40℃，获得基体液；
(2)将聚丙烯纤维和玻璃纤维加入步骤(1)制得的基体液中，边加入边搅拌，直至分散均匀，置于65℃环境中脱水干燥，去除多余水分，制得保温材料基体；
(3)将石蜡、聚乙二醇、十水硫酸钠、六水氯化钙、十水碳酸钠、氢氧化铝与步骤(2)获得的保温材料基体混合，60℃反应8小时，获得相变保温材料基体；
(4)向步骤(3)获得的相变保温材料基体中加入过氧化氢，35℃反应16小时，制得相变胶凝保温材料。
对实施例1～3制备获得的相变胶凝保温材料进行性能测试，结果如下表所示：
实施例1 实施例2 实施例3
导热系数/W/m·K 0.065 0.058 0.062
相变蓄能率/W/kg 3.324 4.021 3.658
抗折强度/MPa 0.31 0.45 0.42
抗压强度/MPa 0.46 0.52 0.48

Claims (7)

1.一种相变胶凝保温材料，其特征在于，按重量份计，所述保温材料包括：氧化镁23～48份、七水硫酸镁12～35份、石蜡3～11份、聚乙二醇2～10份、十水硫酸钠4～12份、六水氯化钙5～9份、十水碳酸钠3～9份、氢氧化铝2～12份、过氧化氢1～8份、聚丙烯纤维3～15份、玻璃纤维4～13份。
2.根据权利要求1所述的一种相变胶凝保温材料，其特征在于，按重量份计，所述保温材料包括：氧化镁42份、七水硫酸镁27份、石蜡8份、聚乙二醇7份、十水硫酸钠8份、六水氯化钙7份、十水碳酸钠6份、氢氧化铝9份、过氧化氢5份、聚丙烯纤维11份、玻璃纤维9份。
3.权利要求1所述的一种相变胶凝保温材料的制备方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：
(1)将氧化镁分散于去离子水中，然后加入七水硫酸镁，磁力搅拌18～50分钟，搅拌温度为25～40℃，获得基体液；
(2)将聚丙烯纤维和玻璃纤维加入步骤(1)制得的基体液中，边加入边搅拌，直至分散均匀，置于55～65℃环境中脱水干燥，去除多余水分，制得保温材料基体；
(3)将石蜡、聚乙二醇、十水硫酸钠、六水氯化钙、十水碳酸钠、氢氧化铝与步骤(2)获得的保温材料基体混合，45～60℃反应2～8小时，获得相变保温材料基体；
(4)向步骤(3)获得的相变保温材料基体中加入过氧化氢，20～35℃反应8～16小时，制得相变胶凝保温材料。
4.根据权利要求3所述的一种相变胶凝保温材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中将氧化镁分散于去离子水中，然后加入七水硫酸镁，磁力搅拌42分钟，搅拌温度为35℃，获得基体液。
5.根据权利要求3所述的一种相变胶凝保温材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中将聚丙烯纤维和玻璃纤维加入步骤(1)制得的基体液中，边加入边搅拌，直至分散均匀，置于62℃环境中脱水干燥，去除多余水分，制得保温材料基体。
6.根据权利要求3所述的一种相变胶凝保温材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中将石蜡、聚乙二醇、十水硫酸钠、六水氯化钙、十水碳酸钠、氢氧化铝与步骤(2)获得的保温材料基体混合，56℃反应6小时，获得相变保温材料基体。
7.根据权利要求3所述的一种相变胶凝保温材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中向步骤(3)获得的相变保温材料基体中加入过氧化氢，32℃反应13小时，制得相变胶凝保温材料。
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