CN108225587A - 一种相变微胶囊或板材在相变过程中温度的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种相变微胶囊或板材在相变过程中温度的测试方法,将两组各10块石膏板上平整的涂抹1号腻子粉混合物,分别放入在1号石膏板和2号的保温箱,在每个泡沫保温盒内分别安装有温度探头,在电脑中安装实时温度测定软件,与对应温度探头相连接并记录。本发明通过模拟一个密闭的空间,把相变微胶囊板材应用其中,通过灯泡加热,来实时测定温度的变化,并做空白对照,可以简单、快速、准确的测定相变微胶囊的相变时温度的变化情况,从宏观上说明相变微胶囊应用在建筑中所起到的节能作用。
Description
技术领域
本发明涉及的是相变微胶囊在相变过程中温度的测定方法,属于相变微胶囊在相变过程中温度的宏观测定方法技术领域。
背景技术
相变微胶囊材料是一种利用相变材料所具有的相变潜热来贮存能量和释放能量的新型化学材料,利用其本身在不同温度下相态或结构变化,向环境自动吸收或释放能量,从而调控周围温度,可以广泛应用于建筑节能,化工节能等领域,并发挥着不可替代的作用。
相变微胶囊材料使用在建筑中可提高建筑的舒适度、减低能耗和对环境的负面影响,相变微胶囊在相变过程中将热量以潜热的形式储存于自身或释放给环境,通过恰当的设计可以应用于建筑中,从而使室外温度和热流波动的影响削弱,把室内的温度控制在人类生活舒适的范围,还由于当今环保和节能观念的提倡,在用电高峰期削弱用电量的前提下,把相变储能微胶囊材料加入到建筑材料中,构成了相变建筑节能材料,这在国内外已引起了广泛的研究。
根据在建筑节能中的具体应用,选择并制备适应内墙相变温度的微胶囊至关重要,从而相变微胶囊在相变时温度变化的测定就显得更为重要,但是一般测定相变微胶囊在建筑上应用的效果时,是比较困难的,而且也不太现实,因此,提供一种能够准确快速测定相变微胶囊在实际中相变温度的变化的测定方法,对于建筑应用方面是非常有意义的。
发明目的
本发明的目的就是提供一种相变微胶囊在相变过程中温度的测定方法,模拟一个密闭的空间,把相变微胶囊应用其中,通过灯泡加热,来实时测定温度的变化,并做空白对照,可以简单、快速、准确的测定相变微胶囊的相变时温度的变化情况,从宏观上说明相变微胶囊应用在建筑中所起到的节能作用。
为实现上述目的,本使用新型采取了下述测试方案,一种相变微胶囊或板材在相变过程中温度的测试方法,包括以下术步骤:
(1)称量材料:称取相变微胶囊0.2-0.3千克,秤取腻子粉两份各1-2千克,水两份0.5-1.0千克。
(2)准备实验:准备两个420*320*220mm的泡沫保温盒标记为1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒,分别在箱内安装200瓦的白炽灯泡。再切割20片400*250mm的轻质石膏板。在将两等份腻子粉分别用水混匀,并分别标记为1号腻子粉和2号腻子粉,在2号腻子粉中加入相变微胶囊,混匀。然后在其中10块石膏板上平整的涂抹1号腻子粉混合物,在另外10块上均匀涂抹2号腻子粉混合物,并同样的标记为1号板和2号板,晾晒干燥,以备用。
(3)数据采集调试:在每个泡沫保温盒内分别安装有温度探头,在电脑中安装实时温度测定软件,与对应温度探头相连接并记录。数据采集调试:时间-温度的曲线在显示的坐标上,横轴为时间轴,纵轴为温度轴,搜索采集设备及通道,设定采集参数,其中温度探头的通讯频率为9600波特率,采集时间为3s,调试日期,采集开始时间,开始采集数据,并让其生成EXCEL文件。
(4)升温测试:在1号泡沫保温盒里分别放入在1号石膏板、2号的泡沫保温盒里分别放入在2号石膏板,并打开灯泡,随着灯泡的辐照,密闭的泡沫保温盒里开始升温,同时分别对两个温度探头的温度-时间数据采集。
(5)降温测试:待温度到65℃后,切断灯泡电源,重复步骤(4),然后分别对两个温度探头的温度-时间数据的采集。
(6)分析时间-温度的曲线:根据采集到的数据,分析1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒里温度情况,由此分析相变微胶囊相变过程中温度的变化及相应的节能的效果。
相变微胶囊的芯材采用46号石蜡、硬脂酸丁酯和液体石蜡配比是3:1:1,壁材是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸的比例是1:0.8:0.8,通过选用乳化剂span60和span80进行乳化,聚合反应,生成相变微胶囊。
一种相变微胶囊板材在相变过程中温度的测试方法,包括以下术步骤:
(1)准备两个420*320*220mm的泡沫保温盒标记为1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒,分别在箱内安装200瓦的白炽灯泡。再切割20片400*250mm的相变微胶囊板材,每组10片相变微胶囊板材分别标记为1号板和2号板,并分别置于1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒内。
(2)数据采集调试:在每个泡沫保温盒内分别安装有温度探头,在电脑中安装实时温度测定软件,与对应温度探头相连接并记录。数据采集调试:时间-温度的曲线在显示的坐标上,横轴为时间轴,纵轴为温度轴,搜索采集设备及通道,设定采集参数,其中温度探头的通讯频率为9600波特率,采集时间为3s,调试日期,采集开始时间,开始采集数据,并让其生成EXCEL文件。
(3)升温测试:同时打开1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒的灯泡,随着灯泡的辐照,密闭的泡沫保温盒里开始升温,同时分别对两个温度探头的温度-时间数据采集。
(4)降温测试:待温度到65℃后,切断灯泡电源,重复步骤(3),然后分别对两个温度探头的温度-时间数据的采集。
(5)分析时间-温度的曲线:根据采集到的数据,分析1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒里温度情况,由此分析相变微胶囊相变过程中温度的变化及相应的节能的效果。
所述常温相变微胶囊蓄热板材的制备方法,制备方法包括如下步骤:
(1)常温相变囊芯的制备:先将囊芯按配比称量,囊芯为44#石蜡、液体石蜡、十二醇,比例为2~3:2~3:1。然后在45℃温度下加热熔融,搅拌速度为2000r/min,使其充分混合均匀成透明液体。
(2)常温相变囊芯的分散:在制备方法的条件下加入司班80、吐温80、去离子水的混合液,其比例为1:1:200,混合均匀得到表面活性剂混合液备用。
(3)在40~140℃的恒温箱内的底部铺设基板,基板上侧分布有蜂窝状连续槽。将步骤(2)搅拌的混合液铺设在基板上含有蜂窝状连续槽的一面,并保持稳定为45~50℃持续1~2h。
(4)制备面层,面层各组分的重量百分比为:高密度聚乙烯为30~70%,PVA为40~60%,氯磺化聚乙烯为10~14%,羟丙基纤维素为12~18%,老化剂为2~4%,对羟基苯甲酸乙酯为0.1~0.3%,水杨酸纳为0.2~0.8%,助剂为0.08~0.2%。将面层各组分混合加温至140℃熔化状态后加入模具制成型号与所述基板相同的面层,然后冷却降温至80~105℃备用。
(5)将步骤(4)中面层在冲压模具中进行冲压形成蜂窝状凸凹面结构,该蜂窝状凸凹面与所述基板上分布有蜂窝状连续槽能够对扣,且在对扣后存在配合间隙。
(6)制备覆膜层,覆膜层各组分的重量百分比为:低密度聚乙烯LDPE为20%~50%,线型低密度聚乙烯为0220KJ 20%~30%,EVA树脂调节剂为10%~20%,二乙烯苯为5%~10%和过氧化苯甲酰为5%~10%,茂金属聚乙烯为10%~20%。将覆膜层各组分混合加温至80~105℃使覆膜层软化并渗入面层的蜂窝状凸凹缝隙内。并对面层和覆膜层进行冷却至45~50℃。
(7)在步骤(6)处理过面层携带覆膜层一起覆盖在所述基板上侧,并保持面层下方的蜂窝状凸凹面结构与基板上侧的蜂窝状连续槽匹配对接,利用压紧部件将面层及覆膜层紧贴合在蜂窝状连续槽上侧,再通过对恒温箱加热至80~105℃使覆膜层软化并渗入蜂窝状连续槽周边及内部,冷却后清洗制成常温相变微胶囊蓄热板材。
采取上述措施的本发明,利用简单的密闭空间、掺有相变微胶囊的腻子粉和实时温度测试传感器对相变微胶囊相变时引起的相变潜热及相变温度进行测定,对掺有相变微胶囊的1号实验的时间-温度的曲线与参照物2号的时间-温度的曲线开始分析。升温时温度1号曲线明显低于参照物2号温度曲线,或降温时1号曲线明显高于参照物2号温度曲线,由此来测定相变微胶囊在建筑中的具体应用。本发明方法简单,实用、快速、准确,为生产应用提供了即时信息,使应用具有可操作性。
附图说明
为详细说明本实验的测定方法,下面结合附图加以详述。
附图1为实施方案中1号和2号对比试验中时间-温度曲线图。
具体实施方式
实施例1:一种相变微胶囊或板材在相变过程中温度的测试方法,其中测定中所需要的主要为以下材料:
测定材料:腻子粉2千克,自制备相变微胶囊0.2千克,水1千克 ,轻质石膏板2平方米。
使用设备:数据采集配套电脑1台,200瓦白炽灯泡2只,温度探头2根, 420*320*220mm的泡沫保温盒标2个。
测试方法:
(1)称取相变微胶囊0.2千克,秤取腻子粉两份各1千克,水两份0.5千克。切割20片400*250mm的轻质石膏板。
(2)准备实验:准备两个420*320*220mm的泡沫保温盒标记为1号、2号,分别在箱内安装200瓦的白炽灯泡。两份腻子粉分别用水混匀,并标记为1号 、2号,在2号中加入(1)中秤取的相变微胶囊,混匀。然后在10块石膏板上平整的涂抹1号,在另外10块上均匀涂抹2号,并同样的标记为1号板、2号板,晾晒干燥,以备用。
(3)数据采集调试:在电脑中安装实时温度测定软件,并与温度探头相连接,在显示的坐标上,横轴为时间轴,纵轴为温度轴,搜索采集设备及通道,设定采集参数,其中波特率为9600,采集时间为3s,调试日期,采集开始时间,开始采集数据,并让其生成EXCEL文件。
(5)升温测试:在1号泡沫保温盒里分别放入在1号石膏板、2号的泡沫保温盒里分别放入在2号石膏板,并打开灯泡,随着灯泡的辐照,密闭的泡沫保温盒里开始升温,同时采集温度-时间数据采集。
(6)降温测试:待温度到65℃后,切断灯泡电源,重复步骤(4),然后并开始温度-时间数据的采集。
(7)分析时间-温度的曲线:根据采集到的数据,分析1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒里温度情况,由此分析相变微胶囊相变过程中温度的变化及相应的节能的效果。
本实施例中相变微胶囊在相变过程中温度的测定方法中使用的相变微胶囊的芯材采用46号石蜡、硬脂酸丁酯和液体石蜡配比是3:1:1,壁材是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸的比例是1:0.8:0.8,通过选用乳化剂span60和span80进行乳化,聚合反应,生成相变微胶囊。
由图1可以估算出:一套50平米的房子,墙面面积大概150平方米,每平方米掺0.2公斤微胶囊,每公斤微胶囊成本价17-18元,总共510-540元,通过图1对于能量储存计算,50平米的房子一小时节约0.3度电,一天用10小时空调,节省3度电,一个月90度电,相应的节省电费52.2元,一年626.4元,这样不仅节省用电,更大程度的减少了能量的消耗,达到了环保节能的目的。
实施例2:一种相变微胶囊板材在相变过程中温度的测试方法,包括以下术步骤:
(1)准备两个420*320*220mm的泡沫保温盒标记为1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒,分别在箱内安装200瓦的白炽灯泡。再切割20片400*250mm的相变微胶囊板材,每组10片相变微胶囊板材分别标记为1号板和2号板,并分别置于1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒内。
(2)数据采集调试:在每个泡沫保温盒内分别安装有温度探头,在电脑中安装实时温度测定软件,与对应温度探头相连接并记录。数据采集调试:时间-温度的曲线在显示的坐标上,横轴为时间轴,纵轴为温度轴,搜索采集设备及通道,设定采集参数,其中温度探头的通讯频率为9600波特率,采集时间为3s,调试日期,采集开始时间,开始采集数据,并让其生成EXCEL文件。
(3)升温测试:同时打开1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒的灯泡,随着灯泡的辐照,密闭的泡沫保温盒里开始升温,同时分别对两个温度探头的温度-时间数据采集。
(4)降温测试:待温度到65℃后,切断灯泡电源,重复步骤(3),然后分别对两个温度探头的温度-时间数据的采集。
(5)分析时间-温度的曲线:根据采集到的数据,分析1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒里温度情况,由此分析相变微胶囊相变过程中温度的变化及相应的节能的效果。
本实施例通过恰当的设计可以应用于建筑中,从而使室外温度和热流波动的影响削弱,把室内的温度控制在人类生活舒适的范围,当今人们对环保和节能观念的提倡,通过模拟一个密闭的空间,把相变微胶囊板材应用其中,通过灯泡加热,来实时测定温度的变化,并做空白对照,可以简单、快速、准确的测定相变微胶囊的相变时温度的变化情况,从宏观上说明相变微胶囊应用在建筑中所起到的节能作用。
Claims (5)
1.一种相变微胶囊在相变过程中温度的测试方法,其特征在于,包括以下术步骤:
(1)称量材料:称取相变微胶囊0.2-0.3千克,秤取腻子粉两份各1-2千克,水两份0.5-1.0千克;
(2)准备实验:准备两个420*320*220mm的泡沫保温盒标记为1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒,分别在箱内安装200瓦的白炽灯泡;再切割20片400*250mm的轻质石膏板;在将两等份腻子粉分别用水混匀,并分别标记为1号腻子粉和2号腻子粉,在2号腻子粉中加入相变微胶囊,混匀;然后在其中10块石膏板上平整的涂抹1号腻子粉混合物,在另外10块上均匀涂抹2号腻子粉混合物,并同样的标记为1号板和2号板,晾晒干燥,以备用;
(3)数据采集调试:在每个泡沫保温盒内分别安装有温度探头,在电脑中安装实时温度测定软件,与对应温度探头相连接并记录;
(4)升温测试:在1号泡沫保温盒里分别放入在1号石膏板、2号的泡沫保温盒里分别放入在2号石膏板,并打开灯泡,随着灯泡的辐照,密闭的泡沫保温盒里开始升温,同时分别对两个温度探头的温度-时间数据采集;
(5)降温测试:待温度到65℃后,切断灯泡电源,重复步骤(4),然后分别对两个温度探头的温度-时间数据的采集;
(6)分析时间-温度的曲线:根据采集到的数据,分析1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒里温度情况,由此分析相变微胶囊相变过程中温度的变化及相应的节能的效果。
2.根据权利要求1所述的相变微胶囊在相变过程中温度的测试方法,其特征在于,数据采集调试:时间-温度的曲线在显示的坐标上,横轴为时间轴,纵轴为温度轴,搜索采集设备及通道,设定采集参数,其中温度探头的通讯频率为9600波特率,采集时间为3s,调试日期,采集开始时间,开始采集数据,并让其生成EXCEL文件。
3.根据权利要求1所述的相变微胶囊在相变过程中温度的测试方法,其特征在于,相变微胶囊的芯材采用46号石蜡、硬脂酸丁酯和液体石蜡配比是3:1:1,壁材是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸的比例是1:0.8:0.8,通过选用乳化剂span60和span80进行乳化,聚合反应,生成相变微胶囊。
4.一种相变微胶囊板材在相变过程中温度的测试方法,其特征在于,包括以下术步骤:
(1)准备两个420*320*220mm的泡沫保温盒标记为1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒,分别在箱内安装200瓦的白炽灯泡;再切割20片400*250mm的相变微胶囊板材,每组10片相变微胶囊板材分别标记为1号板和2号板,并分别置于1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒内;
(2)数据采集调试:在每个泡沫保温盒内分别安装有温度探头,在电脑中安装实时温度测定软件,与对应温度探头相连接并记录;
(3)升温测试:同时打开1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒的灯泡,随着灯泡的辐照,密闭的泡沫保温盒里开始升温,同时分别对两个温度探头的温度-时间数据采集;
(4)降温测试:待温度到65℃后,切断灯泡电源,重复步骤(3),然后分别对两个温度探头的温度-时间数据的采集;
(5)分析时间-温度的曲线:根据采集到的数据,分析1号泡沫保温盒和2号泡沫保温盒里温度情况,由此分析相变微胶囊相变过程中温度的变化及相应的节能的效果。
5.根据权利要求4所述的相变微胶囊板材在相变过程中温度的测试方法,其特征在于,数据采集调试:时间-温度的曲线在显示的坐标上,横轴为时间轴,纵轴为温度轴,搜索采集设备及通道,设定采集参数,其中温度探头的通讯频率为9600波特率,采集时间为3s,调试日期,采集开始时间,开始采集数据,并让其生成EXCEL文件。
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180629 |