CN108218372A - 超轻储能石膏板及其制备方法 - Google Patents

超轻储能石膏板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超轻储能石膏板及其制备方法，所述超轻储能石膏板，包括如下重量份数的组分：石膏粉100份，水溶性硅油0.5～7份，已发泡微球0.1～5份，相变微胶囊10～60份。本发明显著降低了石膏板重量，同时兼具保温性能，可与相变微胶囊协同作用，进一步提高控温效果，提高已发泡微球在石膏粉中的分散性、流动性以及结合强度；同时已发泡微球非常轻，与相变微胶囊预混后利于后续的加工工艺操作；另外本发明使用的已发泡微球本身具有一定强度，而且相变微胶囊中的亲水性长链单体增强了其在石膏粉中的分散性以及与石膏粉的界面作用力，两方面共同保证最终石膏板产品的强度要求；已发泡微球还可填补石膏板的空隙，降低其吸水率，可用于高湿度环境。

Description

超轻储能石膏板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种储能石膏板及其制备方法。
背景技术
能源是经济建设的基础，关系着工农业发展的速度，是一个国家的经济命脉。近年来，我国建筑规模巨大，发展迅速，建筑节能成为我国节能工作的重要组成部分。石膏板作为一种建筑材料已经广泛应用于住宅、办公楼、工业厂房等各种建筑物的内隔墙、墙体覆面板(代替墙面抹灰层)、天花板、吸音板、地面基层板和各种装饰板等。尽管其具有强度较高、厚度较薄、加工方便以及隔音绝热和防火等特点，但是在提高建筑用能利用效率的大背景下，进一步改善石膏板的保温性能并降低其重量仍然具有很大的实用性及必要性。
相变微胶囊是利用微胶囊技术，将相变材料包覆在成膜材料中形成的储能材料，将相变微胶囊与传统的建筑材料复合，即可制备相变储能建筑材料。
利用相变微胶囊内相变材料的相变过程可以实现能量转换。白天太阳能充足，温度较高，相变储能建筑材料吸收热量储存起来，当夜晚温度较低时，即可释放能量，既节约能源又减少了建筑物内的温度波动，提高室内的舒适度。专利CN 106830863、专利CN101215112等均已公开使用相变材料提高石膏板的保温性能，但其稳定性以及控温性能仍有待持续提高。
目前在建筑石膏板的生产中，多采用化学发泡剂对石膏浆体进行发泡处理，如专利CN 101549981使用十二烷基磺酸钠，专利CN 106747203使用十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠和羧甲基纤维素钠的混合物，用以增加石膏板中的孔隙率，降低石膏板重量。但是化学发泡剂发泡后产生的气泡多并且大小不均匀，容易导致石膏板内部孔隙分布不均匀，从而造成板材密度的不均匀性，降低石膏板的强度，影响其长期使用性能。
而专利CN 103588457公开的低密度保温石膏板的制备方法中，使用一种壳聚糖-液体石蜡-戊二醛非相变储能微胶囊及相变微胶囊降低石膏板重量，尽管该专利避免使用了化学发泡剂，但是这些储能微胶囊所能实现的石膏板轻质化程度以及它对石膏板强度的贡献十分有限。
发明内容
本发明的目的是公开一种超轻储能石膏板及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷。
所述的超轻储能石膏板，包括如下重量份数的组分：
优选的，还包括：
分散剂 0.1～1份
减水剂 0.1～1份
缓凝剂 0.1～1份
优选的，所述的超轻储能石膏板，包括如下重量份数的组分：
所述的相变微胶囊，包括外壳和包裹在所述的外壳中的囊芯，所述的外壳的囊壁含有由下列单体形成的重复单体单元的聚合物材料：
外壳与囊芯的重量比为：外壳∶囊芯＝1∶1～9；
(A)丙烯酸C1～C24烷基酯或甲基丙烯酸的C1～C24烷基酯中的一种以上40～80％，优选50～70wt％；
所述的丙烯酸C1～C24烷基酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸2-乙基乙酯、丙烯酸十八烷酯；
所述的甲基丙烯酸的C1～C24烷基酯选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸2-乙基乙酯、甲基丙烯酸十八烷酯；
(B)长链单体 20～60％，优选30～50wt％；
所述的长链单体通式为：CH2＝CR1COO(CH2CH2O)m-(CH3CHCH2O)nR2；
其中：
R1代表H或CH3；
R2代表烷基、羟基、烷氧基；
m＝0～50，n＝0～50，m与n不可同时为0。
优选的长链单体选自如聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、聚丙二醇单甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸甲酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚(乙二醇-丙二醇)甲基丙烯酸酯。
所述的囊芯为有机相变材料；
优选的，所述的有机相变材料选自下列化合物中的一种以上：
饱和或不饱和的C10～C40脂肪族烃，如正十四烷、正十五烷、正十六烷、正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷、正二十一烷、正二十二烷、正二十三烷、正二十四烷、正二十五烷、正二十六烷、正二十七烷、正二十八烷、环己烷、甲基环己烷、环辛烷、环癸烷；
芳香烃化合物，如苯、萘、联苯、邻三联苯、间三联苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、异丙苯、C1～C40烷基取代芳香烃；
饱和或不饱和的C6～C30脂肪酸，如月桂酸、硬脂酸、油酸、二十二烷酸、癸酸、山萮酸、肉豆蔻酸、棕榈酸；
醇，如乙醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、聚乙二醇、1,2,3-丙三醇、己醇、辛醇、环己醇、正十二醇、正十四醇、正十六醇、苯甲酰基醇、月桂醇、十八烷醇、油醇、肉豆蔻醇、鲸蜡醇、椰子油脂肪醇、羰基合成醇；
C6～C30脂肪胺，如癸胺、十二胺、十四胺、十六胺；
C1～C10的脂肪酸烷基酯，如棕榈酸丙酯、硬脂酸甲酯、棕榈酸甲酯、棕榈酸十八烷基酯、肉桂酸甲酯；
天然和合成蜡，如褐煤酸蜡、褐煤酯蜡、加洛巴蜡、聚乙烯蜡、氧化蜡、聚乙烯醚蜡、乙烯-乙酸乙烯酯蜡、硬蜡；
卤代烃，如二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯化乙烯、氟氯烃、溴苯、氯化石蜡、溴代十五烷、溴代十八烷、溴代十九烷、溴代二十烷、溴代二十二烷；
以及石油醚、石蜡、二乙醚、二丁醚、茴香醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃、二甲基缩醛、乙二醇醚、二乙二醇醚、聚乙二醇醚、乙腈、二硫化碳、环丁砜、硝基甲烷、硝基苯、肉豆蔻酸肉豆蔻酯、肉豆蔻酸异丙酯、油酸十六烷基酯、萜烯、类萜、硬脂酸酰胺、亚乙基异亚麻酸酰胺、羟甲缩醛基山嵛酸酰胺、N-苯基-N’-硬脂酰脲、吡啶。
所述的相变微胶囊的平均颗粒尺寸为0.5～100μm，其中颗粒尺寸可以以公知的方法，如通过剪切力、转速和浓度等方式调整。
所述的相变微胶囊的制备方法，包括以下步骤：将水相于40℃下，加入油相，搅拌聚合反应，然后从反应产物中，收集所述的相变微胶囊；
所述的收集方法为常规的，包括抽滤，水洗和真空干燥；
25～80℃真空烘箱中干燥10～40小时，优选真空干燥温度为30～60℃，时间为20～30小时；
聚合反应通常在30～100℃下进行，优选聚合温度为40～90℃。
聚合反应时间通常为1～20小时，优选聚合时间为2～15小时。
所述的水相包括如下重量百分比的组分：
优选的，所述的水相包括如下重量百分比的组分：
所述的油相包括如下重量百分比的组分：
单体中，丙烯酸C1～C24烷基酯或甲基丙烯酸的C1～C24烷基酯中的一种以上40～80wt％，长链单体20～60％；
优选的，所述的油相包括如下重量百分比的组分：
单体中，丙烯酸C1～C24烷基酯或甲基丙烯酸的C1～C24烷基酯中的一种以上50～70wt％，长链单体30～50wt％；
水相和油相的重量比为：水相∶油相＝2～20∶1；
所述的自由基引发剂为油溶性过氧化物或偶氮化合物，优选的自由基引发剂选自过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔戊酯、二月桂酰基过氧化物、过氧化2-乙基己酸叔戊酯、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基)异戊腈、2,2’-偶氮二(2-甲基丁腈)、联苯酰基过氧化物、过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、过氧化二叔丁基、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷、过氧化氢异丙苯、过氧化双(3,5,5-三甲基己酰)、4,4’-偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化新戊酸叔丁酯、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化二苯甲酰、双(过氧化对氯苯甲酰)、过二碳酸二环己酯、过辛酸叔丁酯、2,5-双(2-乙基己酰过氧)-2,5-二甲基己烷、叔戊基过氧-2-乙基己烷、2,2’-偶氮双(2-乙基己酰过氧)-2,5-二甲基己烷、2,5-二辛戊酰基-2,5-二甲基己烷、2,5-双(2-新癸酰基过氧)-2,5-二甲基己烷中的一种以上；
所述的交联剂选自二乙烯基苯，乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸甘油酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,10-癸二醇二甲基丙烯酸酯、三甲基丙烯酸季戊四醇酯、四甲基丙烯酸季戊四醇酯、双季戊四醇六甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、二乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、二乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、四乙二醇二乙烯基醚、三甲基丙烯酸季戊四醇酯、双季戊四醇六甲基丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种以上；
所述的分散稳定剂选自胶体二氧化硅、胶体粘土、碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙、草酸钙或碳酸钡中的一种以上；
所述的分散稳定助剂选自高分子型的分散稳定助剂甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、聚乙烯醇、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷、氯化二烷基二甲基铵、氯化烷基三甲基铵、烷基硫酸钠、烷基磺酸钠、烷基二甲基氨基醋酸甜菜碱或烷基二羟基乙基氨基醋酸甜菜碱中的一种以上；
所述的电解质选自氯化钠、氯化钾、氯化锂、氯化镁、氯化钙、碳氢酸钠、硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸铵、碳酸钠或安息香酸中的一种以上；
在油相和水相分散的过程中，可以通过均质混合器、电动搅拌器等搅拌法、超声波分散法、使用静力混合器等静止分散法、微通道法等分散方法进行。高速机械剪切的转速为500～10000转，时间为10～100分钟，优选转速为800～8000转，时间为20～60分钟。
此外，为了降低残余单体的含量，在微胶囊形成后，可以重新加入自由基引发剂，开始后聚合反应。
后聚合反应温度通常为60～90℃，反应时间通常为0.5～5h。
本发明的相变微胶囊可以直接以水性微胶囊分散体或粉末的形式应用。
根据需要，本发明聚合后形成的微胶囊还可以通过喷雾干燥法分开，热空气流的入口温度通常为100～180℃，出口温度通常为50～80℃。水性聚合物分散体在热空气流喷雾中通过，细粉通常使用旋风分离器或过滤分离器从所述气流中分离。喷雾的水性聚合物分散体和热空气流优选平行输送。
根据需要，在喷雾干燥中可以加入喷雾助剂以促进干燥过程的进行或实现低含尘量、自由流动性、改善再分散性等颗粒特征。
所述的喷雾助剂可选自聚乙烯醇类水溶性聚合物、部分水解的聚乙酸乙烯酯、纤维素衍生物如羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、乙烯吡咯烷酮共聚物、明胶中的一种以上。
所述的已发泡微球，可采用中国专利，申请号为201210109302.3公开的技术制备，简单陈述如下：
将饱和烃类可膨胀物质和包括可聚合单体的可聚合化合物，通过连续搅拌或添加分散稳定剂(如氢氧化镁或胶体二氧化硅等)而保持悬浮状态，经过悬浮聚合后，通过过滤、洗涤、干燥形成可膨胀微球，再经高温发泡，即可获得所述已发泡微球；
其中可聚合单体由丙烯腈、丙烯酸酯类单体、丙烯酰胺类单体、含氟丙烯酸酯类单体和丙烯酸单体组成。
所述的分散剂为聚乙烯醇、硬脂酸钠或聚羧酸分散剂中的至少一种；
所述的减水剂为聚萘甲醛磺酸钠盐、聚羧酸系高性能减水剂、木质素磺酸盐、密胺系减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂或脂肪酸系高效减水剂中的至少一种；
所述的缓凝剂为柠檬酸或酒石酸中的至少一种；
所述的水溶性硅油，即聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物；
所述的石膏粉为天然石膏、脱硫石膏、脱硫半水石膏、无水石膏、高强石膏粉或高温煅烧石膏粉中的至少一种；
所述的超轻储能石膏板的制备方法，包括如下步骤：
将水溶性硅油、已发泡微球、相变微胶囊与水混合搅拌，将得到的表面改性已发泡微球与相变微胶囊的预混分散液加入到石膏粉中，同时加入分散剂、减水剂和缓凝剂，继续搅拌得到混合均匀的石膏液；将石膏液倒入模具中，压实并刮平，固化脱模后于160-220℃下干燥50-80分钟，即可获得所述的超轻储能石膏板。
以100份石膏粉计，水的重量份数为60～80份。
本发明的有益效果是：
本发明对已发泡微球进行表面改性后，将其和相变微胶囊添加至石膏板中，显著降低了石膏板重量，同时兼具保温性能，可与相变微胶囊协同作用，进一步提高控温效果，提高已发泡微球在石膏粉中的分散性、流动性以及结合强度；同时已发泡微球非常轻，与相变微胶囊预混后利于后续的加工工艺操作；另外本发明使用的已发泡微球本身具有一定强度，而且相变微胶囊中的亲水性长链单体增强了其在石膏粉中的分散性以及与石膏粉的界面作用力，两方面共同保证最终石膏板产品的强度要求；已发泡微球还可填补石膏板的空隙，降低其吸水率，可用于高湿度环境。通过上述措施，进而得到超轻储能石膏板。
具体实施方式
超轻储能石膏板的分析采用下列方法：
(1)密度
石膏板试样称重，并测量尺寸计算体积，从而得出石膏板的密度。
(2)耐久性
将储能石膏板试样立在实验台上，实验室环境温度为15℃左右，准备一个制冷箱。起始阶段将石膏板放入温度为50℃的烘箱中，待20min以后，将储能石膏板试样放入制冷箱中，待20min后拿出，即完成一次相变循环，周而复始，对其共进行50次热循环。对经过热循环后的样品称重，与未经热循环的数据进行对比，测定其质量损失，从而衡量样品的耐久性能。
(3)抗压强度
抗压强度测试样品的尺寸为20mm×20mm×10mm大小，放在万能材料试验机上以0.5mm/min的加载速度来测试其抗压强度，计算公式为S＝P/A，其中A＝(A1+A2)/2，式中，P为试样破坏时的总压力(N)，S为试样的耐压强度(MPa)，A1、A2为试样的上下受压面积(mm2)，A为试样的受压面积(mm2)。
(4)相变微胶囊石膏板的储能性
将石膏板首先放入15℃的恒温环境中，使石膏板充分冷却并保持表面温度恒定15℃，然后放入30℃的模拟恒温环境中进行保温性能分析，测量30分钟后石膏板表面的温度，由此评价石膏板的保温效果。
实施例1
相变微胶囊的制备
水相：
油相：
制备方法：
将水相于40℃下，加入油相，在800rpm的转速下，搅拌反应40分钟，并在该温度下继续维持搅拌2小时，然后抽滤，收集固体物，水洗，50℃的真空烘箱中干燥20小时，即可获得所述的相变微胶囊。
实施例2：
水相：
油相：
制备方法：
将水相于40℃下，加入油相，在3500rpm的转速下，搅拌反应40分钟，在60℃下维持搅拌9小时，然后抽滤，收集固体物，水洗，50℃的真空烘箱中干燥24小时，即可获得所述的相变微胶囊。
实施例3：
水相：
油相：
制备方法：
将水相于40℃下，加入油相，在8000rpm的转速下，搅拌反应40分钟，在90℃下维持搅拌15小时，然后抽滤，收集固体物，水洗，50℃的真空烘箱中干燥20小时，即可获得所述的相变微胶囊。
各个实施例的相变微胶囊组成及性能见表1。
表1相变微胶囊组成及性能
由表1中相变微胶囊的粒径及其分布结果可以发现各相变微胶囊的粒径分布均匀。
实施例4
以重量份数为单位，将1份水溶性硅油、0.5份已发泡微球、15份实施例1的相变微胶囊与60份水充分混合搅拌，将得到的表面改性已发泡微球与相变微胶囊的预混分散液加入到100份天然石膏粉中，同时加入0.2份分散剂、0.3份减水剂以及0.2份缓凝剂，继续搅拌得到混合均匀的石膏液；将石膏液迅速倒入模具中压实并刮平，形成规则的平板；待固化脱模后于200℃下干燥50分钟，制得超轻储能石膏板。
其中：已发泡微球来源于申请号为201210109302.3技术制备的微球经高温发泡；
分散剂为聚乙烯醇，减水剂为聚萘甲醛磺酸钠盐，缓凝剂为柠檬酸。
检测结果：
密度：0.38g/cm3
耐久性：质量损失2.8％
抗压强度：3.4MPa
储能性：石膏板表面温度25℃。
实施例5
以重量份数为单位，将5份水溶性硅油、3份已发泡微球、50份实施例2的相变微胶囊与60份水充分混合搅拌，将得到的表面改性已发泡微球与相变微胶囊的预混分散液加入到100份天然石膏粉中，同时加入0.5份分散剂、0.8份减水剂以及0.5份缓凝剂，继续搅拌得到混合均匀的石膏液；将石膏液迅速倒入模具中压实并刮平，形成规则的平板；待固化脱模后于180℃下干燥80分钟，制得超轻储能石膏板。
其中：已发泡微球来源于申请号为201210109302.3技术制备的微球经高温发泡；
分散剂为硬脂酸钠，减水剂为聚羧酸系减水剂，缓凝剂为酒石酸。
检测结果：
密度：0.33g/cm3
耐久性：质量损失2.7％
抗压强度：3.9MPa
储能性：石膏板表面温度18℃。
实施例6
以重量份数为单位，将1份水溶性硅油、2份已发泡微球、40份实施例3的相变微胶囊与80份水充分混合搅拌，将得到的表面改性已发泡微球与相变微胶囊的预混分散液加入到100份天然石膏粉中，同时加入0.2份分散剂、0.3份减水剂以及0.2份缓凝剂，继续搅拌得到混合均匀的石膏液；将石膏液迅速倒入模具中压实并刮平，形成规则的平板；待固化脱模后于160℃下干燥80分钟，制得超轻储能石膏板。
其中：已发泡微球可采用申请号为201210109302.3技术制备的微球经高温发泡；
分散剂为聚乙烯醇，减水剂为聚萘甲醛磺酸钠盐，缓凝剂为酒石酸。
检测结果：
密度：0.35g/cm3
耐久性：质量损失2.7％
抗压强度：3.7MPa
储能性：石膏板表面温度17℃。
对比例1
水相：
油相：
将水相于40℃下，加入油相，在3500rpm的转速下，搅拌反应40分钟，在60℃下维持搅拌9小时，然后抽滤，收集固体物，水洗，50℃的真空烘箱中干燥24小时，即可获得所述的相变微胶囊。
检测结果：
粒径：3.44μm
SPAN：1.09。
对比例2
以重量份数为单位，100份天然石膏粉和60份水混合，同时加入0.5份分散剂、0.8份减水剂以及0.5份缓凝剂，继续搅拌得到混合均匀的石膏液；将石膏液迅速倒入模具中压实并刮平，形成规则的平板；待固化脱模后于180℃下充分干燥80分钟，制得普通石膏板。
其中：分散剂为硬脂酸钠，减水剂为聚羧酸系减水剂，缓凝剂为酒石酸。
检测结果：
密度：0.5g/cm3
抗压强度：2.9MPa
储能性：石膏板表面温度30℃。
对比例3
以重量份数为单位，将3份已发泡微球、50份相变微胶囊与60份水充分混合搅拌，将得到的已发泡微球与相变微胶囊的预混分散液加入到100份天然石膏粉中，同时加入0.5份分散剂、0.8份减水剂以及0.5份缓凝剂，继续搅拌得到混合均匀的石膏液；将石膏液迅速倒入模具中压实并刮平，形成规则的平板；待固化脱模后于180℃下干燥80分钟，制得超轻储能石膏板。
其中：已发泡微球为中国专利申请号为201210109302.3公开的技术制备的微球经高温发泡；
相变微胶囊为实施例2所述方法制备的相变微胶囊；
分散剂为硬脂酸钠，减水剂为聚羧酸系减水剂，缓凝剂为酒石酸。
检测结果：
密度：0.34g/cm3
耐久性：质量损失2.8％
抗压强度：3.0MPa
储能性：石膏板表面温度19℃。
对比例4
以重量份数为单位，0.5份化学发泡剂十二烷基磺酸钠在发泡系统中发泡，将50份相变微胶囊、100份天然石膏粉、60份水以及发泡系统出来的泡沫充分搅拌混合，同时加入0.5份分散剂、0.8份减水剂以及0.5份缓凝剂，继续搅拌得到混合均匀的石膏液；将石膏液迅速倒入模具中压实并刮平，形成规则的平板；待固化脱模后于180℃下充分干燥80分钟，制得化学发泡储能石膏板。
其中：相变微胶囊为实施例2所述方法制备的相变微胶囊；
分散剂为硬脂酸钠，减水剂为聚羧酸系减水剂，缓凝剂为酒石酸。
检测结果：
密度：0.43g/cm3
耐久性：质量损失2.7％
抗压强度：3.2MPa
储能性：石膏板表面温度25℃。
对比例5
以重量份数为单位，将5份水溶性硅油、3份已发泡微球、50份对比例1的相变微胶囊与60份水充分混合搅拌，将得到的表面改性已发泡微球与相变微胶囊的预混分散液加入到100份天然石膏粉中，同时加入0.5份分散剂、0.8份减水剂以及0.5份缓凝剂，继续搅拌得到混合均匀的石膏液；将石膏液迅速倒入模具中压实并刮平，形成规则的平板；待固化脱模后于180℃下干燥80分钟，制得超轻储能石膏板。
其中：已发泡微球来源于申请号为201210109302.3技术制备的微球经高温发泡；
分散剂为硬脂酸钠，减水剂为聚羧酸系减水剂，缓凝剂为酒石酸。
检测结果：
密度：0.35g/cm3
耐久性：质量损失2.7％
抗压强度：3.7MPa
储能性：石膏板表面温度21o℃。
各个实施例的石膏板组成及性能见表2。
表2石膏板组成及性能
由实施例和对比例的检测数据可见，石膏板中添加已发泡微球可以显著降低其重量，本发明中使用的相变微胶囊在经历50次循环处理后，其相变材料的质量损失均不足3％，说明石膏板具有较好的耐久性能。通过实施例5与对比例3的数据比较，添加水溶性硅油对已发泡微球进行表面改性后，增强了微球在石膏粉中的分散性、流动性以及结合强度，使得石膏板的密度、抗压强度均有改善。由实施例5与对比例5的石膏板检测结果可以发现，实施例5的石膏板各项性能均优于对比例5的石膏板，这是由于实施例5所使用的相变微胶囊含有亲水性长链单体，此基团可以极大的改善相变微胶囊的亲水性能，使得相变微胶囊在石膏粉中具有良好的分散稳定性，进一步提高其储能性，同时长链亲水性基团可以增强相变微胶囊与基质间的界面作用力，增强石膏板的抗压强度。对比例4中使用化学发泡剂制备的石膏板的各项性能较实施例4-6的石膏板仍有一定差距。

Claims (10)

1.超轻储能石膏板，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的超轻储能石膏板，其特征在于，还包括：
分散剂 0.1～1份
减水剂 0.1～1份
缓凝剂 0.1～1份。
3.根据权利要求1或2所述的超轻储能石膏板，其特征在于，所述的相变微胶囊，包括外壳和包裹在所述的外壳中的囊芯，所述的外壳的囊壁含有由下列单体形成的重复单体单元的聚合物材料：
(A)丙烯酸C1～C24烷基酯或甲基丙烯酸的C1～C24烷基酯中的一种以上40～80％，优选50～70wt％；
(B)长链单体 20～60％，优选30～50wt％；
所述的长链单体通式为：CH2＝CR1COO(CH2CH2O)m-(CH3CHCH2O)nR2；
其中：
R1代表H或CH3；
R2代表烷基、羟基、烷氧基；
m＝0～50，n＝0～50，m与n不可同时为0。
4.根据权利要求3所述的超轻储能石膏板，其特征在于，所述的丙烯酸C1～C24烷基酯选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸2-乙基乙酯、丙烯酸十八烷酯；
所述的甲基丙烯酸的C1～C24烷基酯选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸十二烷酯、甲基丙烯酸2-乙基乙酯、甲基丙烯酸十八烷酯；
所述的长链单体选自聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、聚丙二醇单甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸甲酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚(乙二醇-丙二醇)甲基丙烯酸酯。
5.根据权利要求1或2所述的超轻储能石膏板，其特征在于，所述的囊芯为有机相变材料，所述的有机相变材料选自下列化合物中的一种以上：
饱和或不饱和的C10～C40脂肪族烃，如正十四烷、正十五烷、正十六烷、正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷、正二十一烷、正二十二烷、正二十三烷、正二十四烷、正二十五烷、正二十六烷、正二十七烷、正二十八烷、环己烷、甲基环己烷、环辛烷、环癸烷；
芳香烃化合物，如苯、萘、联苯、邻三联苯、间三联苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、异丙苯、C1～C40烷基取代芳香烃；
饱和或不饱和的C6～C30脂肪酸，如月桂酸、硬脂酸、油酸、二十二烷酸、癸酸、山萮酸、肉豆蔻酸、棕榈酸；
醇，如乙醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、聚乙二醇、1,2,3-丙三醇、己醇、辛醇、环己醇、正十二醇、正十四醇、正十六醇、苯甲酰基醇、月桂醇、十八烷醇、油醇、肉豆蔻醇、鲸蜡醇、椰子油脂肪醇、羰基合成醇；
C6～C30脂肪胺，如癸胺、十二胺、十四胺、十六胺；
C1～C10的脂肪酸烷基酯，如棕榈酸丙酯、硬脂酸甲酯、棕榈酸甲酯、棕榈酸十八烷基酯、肉桂酸甲酯；
天然和合成蜡，如褐煤酸蜡、褐煤酯蜡、加洛巴蜡、聚乙烯蜡、氧化蜡、聚乙烯醚蜡、乙烯-乙酸乙烯酯蜡、硬蜡；
卤代烃，如二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯化乙烯、氟氯烃、溴苯、氯化石蜡、溴代十五烷、溴代十八烷、溴代十九烷、溴代二十烷、溴代二十二烷；
以及石油醚、石蜡、二乙醚、二丁醚、茴香醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃、二甲基缩醛、乙二醇醚、二乙二醇醚、聚乙二醇醚、乙腈、二硫化碳、环丁砜、硝基甲烷、硝基苯、肉豆蔻酸肉豆蔻酯、肉豆蔻酸异丙酯、油酸十六烷基酯、萜烯、类萜、硬脂酸酰胺、亚乙基异亚麻酸酰胺、羟甲缩醛基山嵛酸酰胺、N-苯基-N’-硬脂酰脲或吡啶。
6.根据权利要求1或2所述的超轻储能石膏板，其特征在于，外壳与囊芯的重量比为：外壳∶囊芯＝1∶1～9；所述的相变微胶囊的平均颗粒尺寸为0.5～100μm。
7.根据权利要求2所述的超轻储能石膏板的，其特征在于，所述的分散剂为聚乙烯醇、硬脂酸钠或聚羧酸分散剂中的至少一种；所述的减水剂为聚萘甲醛磺酸钠盐、聚羧酸系高性能减水剂、木质素磺酸盐、密胺系减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂或脂肪酸系高效减水剂中的至少一种；所述的缓凝剂为柠檬酸或酒石酸中的至少一种；所述的水溶性硅油，即聚硅氧烷-多烷氧基醚共聚物；所述的石膏粉为天然石膏、脱硫石膏、脱硫半水石膏、无水石膏、高强石膏粉或高温煅烧石膏粉中的至少一种。
8.根据权利要求1或7任一项所述的超轻储能石膏板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将水溶性硅油、已发泡微球、相变微胶囊与水混合搅拌，加入到石膏粉中，同时加入分散剂、减水剂和缓凝剂，搅拌得到石膏液；将石膏液倒入模具中，压实并刮平，固化脱模，即可获得所述的超轻储能石膏板。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，化脱模后于160-220℃下干燥50-80分钟。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，以100份石膏粉计，水的重量份数为60～80份。
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