CN109867505B - 一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料，所述相变石膏材料包括建筑石膏87～96份、相变材料2～13份、纳米勃姆石0.001～1份、缓凝剂0.001～2份。本发明的相变石膏材料的制备方法包括如下步骤：首先是筛选出合适粒径的膨胀珍珠岩作为载体，对膨胀珍珠岩进行干燥，然后将膨胀珍珠岩和相变材料正十八烷混合，形成负载有相变体的多孔材料，然后将负载有相变体的多孔材料加入到建筑石膏中，再加入经过超声分散后的纳米勃姆石和缓凝剂，制备而成。本发明的制备方法能够有效改善相变材料加入引起的抗拉强度降低，显著增强相变石膏材料的强度，改善相变石膏材料的导热性能，且工艺简便易操作，适宜于工业化推广。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料及其制备方法。
背景技术
提高能源效率，充分开发自然能源，大力发展各项节能新技术是实现社会可持续发展的重要环节。而节能技术的基本在于：一是通过各项节能技术降低能源消耗；二是加强对自然洁净能源，重点是太阳能、风能等的利用。相变储能材料(PCM)的研究与发展正是实现节能技术的重要途径之一，由于PCM在其物相变化过程(熔化或凝固)中，可以从环境吸收或放出大量热量，同时能保持温度不变，而且相变材料还可以多次重复使用，因此可以将其应用在建筑节能领域。在建筑领域，膨胀珍珠岩由于保温效果优异而被广泛应用，然而膨胀珍珠岩只能保温，并没有调节温度的能力，但是在膨胀珍珠岩的多孔结构中添加有物相变化能力的物质之后，由于物相变化时会进行放热或吸热反应，便具有温度调节的能力。但是在建筑石膏中加入多孔的相变材料后会使硬化后石膏浆体的强度明显降低。
我国在制备相变保温材料领域取得了一定进展，中国发明专利CN105130370B公开了“一种轻质相变节能保温墙材及其制备方法”，该方法原料组成繁多，制备工艺较复杂，同时材料中添加了大量碱金属盐水溶液，对原料中水泥的性能会产生较大影响，且容易产生泛碱现象，影响材料质量；中国发明专利CN104098318A公开了“一种生物质多孔相变调温调湿材料及其制备方法”，该方法利用核桃壳作为多孔材料，但是其处理方法较复杂，且作为相变材料的石蜡熔点较高，正常条件下不易发生物相变化，从而调节温度和湿度的能力有限。以上方法都是利用多孔材料制备具有相变能力的保温建材，添加多孔材料后会显著降低保温材料的力学性能。
因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料及其制备方法，通过添加纳米勃姆石可以改善相变石膏材料力学性能降低的问题，提高相变石膏材料的强度，改善其导热性能。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料，按照重量份数计，所述相变石膏材料包括建筑石膏87～96份、相变材料2～13份、纳米勃姆石0.001～1份、缓凝剂0.001～2份。
在如上所述的纳米勃姆石增强的相变石膏材料，优选，所述相变材料包括作为载体的膨胀珍珠岩和作为相变体的正十八烷。
在如上所述的纳米勃姆石增强的相变石膏材料，优选，所述膨胀珍珠岩和正十八烷的质量比为(0.25～1)：1。
在如上所述的纳米勃姆石增强的相变石膏材料，优选，所述膨胀珍珠岩为开孔膨胀珍珠岩，粒径为2～7mm。
在如上所述的纳米勃姆石增强的相变石膏材料，优选，所述纳米勃姆石的粒径为10～50nm。
在如上所述的纳米勃姆石增强的相变石膏材料，优选，所述缓凝剂为三聚磷酸钠或蛋白类缓凝剂。
在如上所述的纳米勃姆石增强的相变石膏材料，优选，按照重量份数计，所述建筑石膏包括如下组分：SO3 50～60份，CaO 35～45份，Al2O3 1～5份。
在如上所述的纳米勃姆石增强的相变石膏材料，优选，按照重量份数计，所述相变石膏材料包括建筑石膏87～96份、相变材料2～13份、纳米勃姆石0.01～1份、缓凝剂0.01～2份。
一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料的制备方法，所述相变石膏材料的制备方法包括如下步骤：
步骤一、对膨胀珍珠岩进行筛分处理，筛选出粒径2～7mm的膨胀珍珠岩，并在烘箱中进行100～105℃的干燥处理，备用；
步骤二、将步骤一中制备的膨胀珍珠岩和正十八烷按照配比混合均匀，混合处理后在真空干燥箱中于50～70℃下干燥处理0.8～1.2h，制备成负载有相变材料的多孔材料；
步骤三、将纳米勃姆石和缓凝剂混合后，在水中进行超声分散，分散过程中同时进行搅拌，得到混合液；将步骤二中制备的负载有相变材料的多孔材料添加入建筑石膏中，然后再将制备的混合液加入建筑石膏进行成型，制备成相变石膏材料浆体。
在如上所述的纳米勃姆石增强的相变石膏材料，优选，在所述步骤三中进行的超声分散时间为25～35min，得到混合液。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：
本发明提供的纳米勃姆石增强的相变石膏材料，在采用膨胀珍珠岩多作为保温材料，多孔材料膨胀珍珠岩负载有相变材料正十八烷，相变温度低，容易发生相变，加入石膏中能够有效调节温度，采用合理的配比在相变石膏材料中加入纳米勃姆石，能够有效改善因膨胀珍珠岩多孔材料的加入引起的相变石膏材料抗拉强度的降低，显著增强相变石膏材料的强度，改善相变石膏材料的导热性能，且工艺简便易操作，适宜于工业化推广使用，在建材领域应用前景广阔。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供的一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料，在建筑石膏材料中加入粒径2～7mm的多孔材料开孔膨胀珍珠岩作为载体，并加入正十八烷作为相变材料，将负载有相变材料的膨胀珍珠岩加入到建筑石膏材料中作为保温材料，可以有效调节保温材料的温度，再加入纳米勃姆石和缓凝剂到相变石膏材料中，可以改善因多孔相变材料的加入而导致的相变石膏材料强度下降问题，并可以降低相变石膏材料的导热系数，提高相变石膏材料的保温效果。
本发明中在相变石膏材料中加入纳米勃姆石，分子式是γ-AlOOH，可作为无机阻燃剂，加入至石膏材料中能够减少石膏浆体的孔结构并为石膏水化提供晶核供其生长，从而对石膏基材料的力学性能有较好的增强作用，可以显著改善由相变多孔材料加入引起的强度降低问题。
本发明提供的纳米勃姆石增强的相变石膏材料的制备方法主要包括三个步骤：首先是筛选出合适粒径的膨胀珍珠岩作为载体，对膨胀珍珠岩进行干燥处理，然后将膨胀珍珠岩和相变材料正十八烷混合，形成负载有相变材料的多孔材料，然后将负载有相变材料的多孔材料加入到建筑石膏中，再加入经过超声分散后的纳米勃姆石和缓凝剂，制备成本发明中的纳米勃姆石增强的相变石膏材料。制备方法简单，易操作，适宜于推广使用。
本发明提供的一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料，按照重量份数计，相变石膏材料包括建筑石膏87～96份(比如88份、89份、90份、91份、92份、93份、94份、95份)、相变材料2～13份(比如3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份)、纳米勃姆石0.001～1份(比如0.002份、0.004份、0.006份、0.008份、0.01份、0.015份、0.02份、0.03份、0.04份、0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份、0.5份、0.55份、0.6份、0.65份、0.7份、0.75份、0.8份、0.85份、0.9份、0.95份)、缓凝剂0.001～2份(比如0.002份、0.004份、0.006份、0.008份、0.01份、0.015份、0.02份、0.03份、0.04份、0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份、0.15份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份)。
优选地，按照重量份数计，相变石膏材料包括建筑石膏87～96份(比如88份、89份、90份、91份、92份、93份、94份、95份)、相变材料2～13份(比如3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份)、纳米勃姆石0.01～1份(比如0.01份、0.015份、0.02份、0.03份、0.04份、0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份、0.5份、0.55份、0.6份、0.65份、0.7份、0.75份、0.8份、0.85份、0.9份、0.95份)、缓凝剂0.01～2份(比如0.01份、0.015份、0.02份、0.03份、0.04份、0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份、0.15份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份)。
在本发明的具体实施例中，按照重量份数计，建筑石膏包括如下组分SO3 50～60份(比如51份、52份、53份、54份、55份、56份、57份、58份、59份)，CaO 35～45份(比如36份、37份、38份、39份、40份、41份、42份、43份、44份)，Al2O3 1～5份(比如1份、2份、3份、4份、5份)。
在本发明的具体实施例中，相变材料包括作为载体的膨胀珍珠岩和作为相变体的正十八烷，其中正十八烷的熔点为28℃，可以在低温下完成相变过程，具备较强的调节温度的能力。
在本发明的具体实施例中，膨胀珍珠岩和正十八烷的质量比为(0.25～1)：1(比如0.3:1、0.35:1、0.4:1、0.45:1、0.5:1、0.55:1、0.6:1、0.65:1、0.7:1、0.75:1、0.8:1、0.85:1、0.9:1、0.95:1)。
在本发明的具体实施例中，膨胀珍珠岩为开孔膨胀珍珠岩，粒径为2～7mm(比如3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm)。
在本发明的具体实施例中，纳米勃姆石的粒径为10～50nm(比如12nm、14nm、16nm、18nm、20nm、22nm、24nm、26nm、28nm、30nm、32nm、34nm、36nm、38nm、40nm、42nm、44nm、46nm、48nm、50nm)。
在本发明的具体实施例中，缓凝剂为三聚磷酸钠或蛋白类缓凝剂。
为了更进一步理解本发明中的纳米勃姆石增强的相变石膏材料，本发明还提供了一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料的制备方法，相变石膏材料的制备方法包括如下步骤：
步骤一、对膨胀珍珠岩进行筛分处理，筛选出粒径2～7mm(比如3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm)的膨胀珍珠岩，并在烘箱中进行100～105℃(比如101℃、102℃、103℃、104℃)的干燥处理，备用；
步骤二、将步骤一中制备的膨胀珍珠岩和正十八烷按照配比进行混合均匀，混合均匀后在真空干燥箱中于50～70℃(比如52℃、54℃、56℃、58℃、60℃、62℃、64℃、66℃、68℃、70℃)下干燥处理0.8～1.2h(比如0.85h、0.9h、0.95h、1h、1.1h、1.2h)，制备成负载有相变材料的多孔材料；
步骤三、将纳米勃姆石和缓凝剂混合后，在水中进行超声分散，分散过程中同时进行搅拌，得到混合液；将步骤二中制备的负载有相变材料的多孔材料添加入建筑石膏中，然后再将制备的混合液加入建筑石膏进行成型，制备成相变石膏材料浆体。
优选地，在步骤三中进行的超声分散时间为25～35min(比如27min、29min、31min、33min)，得到混合液；再进一步优选地，超声分散时间为30min。
优选地，步骤二中，膨胀珍珠岩和正十八烷混合均匀后在真空干燥箱中进行60℃的干燥处理1h，制备成负载有相变材料的多孔材料。
实施例1
本发明实施例提供的一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料，通过如下制备方法进行制备：
本实施例中使用的建筑石膏包括如下组分SO3 58.75％，CaO 40.02％，Al2O31.19％，筛分出粒径2～7mm的膨胀珍珠岩，在烘箱中进100℃干燥处理，加入膨胀珍珠岩40g，正十八烷60g，按照膨胀珍珠岩与正十八烷质量比为2:3混合均匀，在60℃真空干燥箱下干燥1h，制备成负载有相变材料的多孔材料；然后取负载有相变材料的多孔材料52.8g，加入540g的建筑石膏中；接着取纳米勃姆石0.54g，并添加蛋白类缓凝剂0.54g，纳米勃姆石和缓凝剂混合液超声分散并用玻璃棒搅拌30min后，加入相变石膏中后调节凝结时间在1h左右，得到纳米勃姆石增强的相变石膏材料。
将相变石膏材料制备成测试用的石膏试块，测试其2h后的力学性能和在40℃条件下干燥72h后测试其导热系数，得到2h的抗压强度为3.4MPa，72h后的导热系数为0.298W/m- 1K-1。
实施例2
本发明实施例提供的一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料，通过如下制备方法进行制备：
本实施例中使用的建筑石膏包括如下组分SO3 58.75％，CaO 40.02％，Al2O31.19％，筛分出粒径2～7mm的膨胀珍珠岩，在烘箱中进行102℃干燥处理，加入膨胀珍珠岩40g，正十八烷80g，按照膨胀珍珠岩与正十八烷质量比为1:2混合均匀，在60℃真空干燥箱下干燥1h，制备成负载有相变材料的多孔材料；然后取负载有相变材料的多孔材料66.1g，加入540g的建筑石膏中；接着加入纳米勃姆石2.7g，并添加三聚磷酸钠0.54g，纳米勃姆石和缓凝剂混合液超声分散并用玻璃棒搅拌30min后，调节凝结时间在1h左右，得到纳米勃姆石增强的相变石膏材料。
将相变石膏材料制备成测试用的石膏试块，测试其2h后的力学性能和在40℃条件下干燥72h后测试其导热系数，得到2h的抗压强度为4.1MPa，72h后的导热系数为0.302W/m- 1K-1。
实施例3
本发明实施例提供的一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料，通过如下制备方法进行制备：
本实施例中使用的建筑石膏包括如下组分SO3 58.75％，CaO 40.02％，Al2O31.19％，筛分出粒径2～5mm的膨胀珍珠岩，在烘箱中进行105℃干燥处理，加入膨胀珍珠岩40g，正十八烷66.7g，按照膨胀珍珠岩与正十八烷质量比为3:5混合均匀，在60℃真空干燥箱下干燥1h，制备成负载有相变材料的多孔材料；然后取负载有相变材料的多孔材料56.08g，加入540g的建筑石膏中；接着加入纳米勃姆石2.16g，并添加蛋白类缓凝剂0.54g，纳米勃姆石和缓凝剂混合液超声分散并用玻璃棒搅拌25min后，调节凝结时间在1h左右，得到纳米勃姆石增强的相变石膏材料。
将相变石膏材料制备成测试用的石膏试块，测试其2h后的力学性能和在40℃条件下干燥72h后测试其导热系数，得到2h的抗压强度为3.7MPa，72h后的导热系数为0.296W/m- 1K-1。
实施例4
本发明实施例提供的一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料，通过如下制备方法进行制备：
本实施例中使用的建筑石膏包括如下组分SO3 58.75％，CaO 40.02％，Al2O31.19％，筛分出粒径3～6mm的膨胀珍珠岩，在烘箱中进行105℃干燥处理，加入膨胀珍珠岩40g，正十八烷40g，按照膨胀珍珠岩与正十八烷质量比为1:1混合均匀，在60℃真空干燥箱下干燥1h，制备成负载有相变材料的多孔材料；然后取负载有相变材料的多孔材料63.4g，加540g的建筑石膏中；接着加入纳米勃姆石1.62g，并添加蛋白类缓凝剂1.08g，纳米勃姆石和缓凝剂混合液超声分散并用玻璃棒搅拌30min后，调节凝结时间在1h左右，得到纳米勃姆石增强的相变石膏材料。
将相变石膏材料制备成测试用的石膏试块，测试其2h后的力学性能和在40℃条件下干燥72h后测试其导热系数，得到2h的抗压强度为3.1MPa，72h后的导热系数为0.293W/m- 1K-1。
实施例5
本发明实施例提供的一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料，通过如下制备方法进行制备：
本实施例中使用的建筑石膏包括如下组分SO3 58.75％，CaO 40.02％，Al2O31.19％，筛分出粒径3～6mm的膨胀珍珠岩，在烘箱中进行100℃干燥处理，加入膨胀珍珠岩40g，正十八烷60g，按照膨胀珍珠岩与正十八烷质量比为2:3混合均匀，在60℃真空干燥箱下干燥1h，制备成负载有相变材料的多孔材料；然后取负载有相变材料的多孔材料79.2g，加入540g的建筑石膏中；接着加入纳米勃姆石1.62g，并添加蛋白类缓凝剂0.54g，纳米勃姆石和缓凝剂混合液超声分散并用玻璃棒搅拌30min后，调节凝结时间在1h左右，得到纳米勃姆石增强的相变石膏材料。
将相变石膏材料制备成测试用的石膏试块，测试其2h后的力学性能和在40℃条件下干燥72h后测试其导热系数，得到2h的抗压强度为3.6MPa，72h后的导热系数为0.281W/m- 1K-1。
实施例6
本发明实施例提供的一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料，通过如下制备方法进行制备：
本实施例中使用的建筑石膏包括如下组分SO3 51.25％，CaO 44.48％，Al2O34.23％，筛分出粒径3～6mm的膨胀珍珠岩，在烘箱中进行105℃干燥处理，加入膨胀珍珠岩70g，正十八烷100g，按照膨胀珍珠岩与正十八烷质量比为7:10混合均匀，在50℃真空干燥箱下干燥1.2h，制备成负载有相变材料的多孔材料；然后取负载有相变材料的多孔材料80g，加入540g的建筑石膏中；接着取纳米勃姆石5.4g，并添加三聚磷酸钠1.62g，纳米勃姆石和缓凝剂混合液超声分散并用玻璃棒搅拌35min后，加入相变石膏中后调节凝结时间在1.3h左右，得到纳米勃姆石增强的相变石膏材料。
将相变石膏材料制备成测试用的石膏试块，测试其2h后的力学性能和在40℃条件下干燥72h后测试其导热系数，得到2h的抗压强度为3.2MPa，72h后的导热系数为0.301W/m- 1K-1。
实施例7
本发明实施例提供的一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料，通过如下制备方法进行制备：
本实施例中使用的建筑石膏包括如下组分SO3 52.5％，CaO 43.16％，Al2O34.3％，筛分出粒径2～4mm的膨胀珍珠岩，在烘箱中进行103℃干燥处理，加入膨胀珍珠岩20g，正十八烷50g，按照膨胀珍珠岩与正十八烷质量比为2:5混合均匀，在70℃真空干燥箱下干燥0.8h，制备成负载有相变材料的多孔材料；然后取负载有相变材料的多孔材料60g，加入540g的建筑石膏中；接着取纳米勃姆石5.1g，并添加蛋白类缓凝剂0.3g，纳米勃姆石和缓凝剂混合液超声分散并用玻璃棒搅拌35min后，加入相变石膏中后调节凝结时间在1.3h左右，得到纳米勃姆石增强的相变石膏材料。
将相变石膏材料制备成测试用的石膏试块，测试其2h后的力学性能和在40℃条件下干燥72h后测试其导热系数，得到2h的抗压强度为3.9MPa，72h后的导热系数为0.299W/m- 1K-1。
实施例8
本发明实施例提供的一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料，通过如下制备方法进行制备：
本实施例中使用的建筑石膏包括如下组分SO3 57％，CaO 41.21％，Al2O3 1.7％，筛分出粒径2～4mm的膨胀珍珠岩，在烘箱中进行100℃干燥处理，加入膨胀珍珠岩30g，正十八烷50g，按照膨胀珍珠岩与正十八烷质量比为3:5混合均匀，在68℃真空干燥箱下干燥1h，制备成负载有相变材料的多孔材料；然后取负载有相变材料的多孔材料60g，加入540g的建筑石膏中；接着取纳米勃姆石3.5g，并添加蛋白类缓凝剂1.6g，纳米勃姆石和缓凝剂混合液超声分散并用玻璃棒搅拌32min后，加入相变石膏中后调节凝结时间在0.8h左右，得到纳米勃姆石增强的相变石膏材料。
将相变石膏材料制备成测试用的石膏试块，测试其2h后的力学性能和在40℃条件下干燥72h后测试其导热系数，得到2h的抗压强度为3.3MPa，72h后的导热系数为0.298W/m- 1K-1。
实施例9
本发明实施例提供的一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料，通过如下制备方法进行制备：
本实施例中使用的建筑石膏包括如下组分SO3 58.64％，CaO 36.51％，Al2O34.8％，筛分出粒径3～5mm的膨胀珍珠岩，在烘箱中进行102℃干燥处理，加入膨胀珍珠岩40g，正十八烷50g，按照膨胀珍珠岩与正十八烷质量比为4:5混合均匀，在65℃真空干燥箱下干燥1.1h，制备成负载有相变材料的多孔材料；然后取负载有相变材料的多孔材料63g，加入540g的建筑石膏中；接着取纳米勃姆石0.54g，并添加蛋白类缓凝剂0.54g，纳米勃姆石和缓凝剂混合液超声分散并用玻璃棒搅拌25min后，加入相变石膏中后调节凝结时间在0.8h左右，得到纳米勃姆石增强的相变石膏材料。
将相变石膏材料制备成测试用的石膏试块，测试其2h后的力学性能和在40℃条件下干燥72h后测试其导热系数，得到2h的抗压强度为3.2MPa，72h后的导热系数为0.295W/m- 1K-1。
对照例1
对照例1和实施例1的区别在于：对照例1中没有加入纳米勃姆石，其他步骤与实施例1相同，在此不再赘述。
本对照例中制备的相变石膏试块，测试其2h后的力学性能和在40℃条件下干燥72h后测试其导热系数，得到2h的抗压强度为2.5MPa，72h后的导热系数为0.334W/m-1K-1。
对照例2
对照例2和实施例1的区别在于：对照例2中选取的纳米勃姆石的粒径为50μm，其他步骤与实施例1相同，在此不再赘述。
本对照例中制备的纳米勃姆石增强的相变石膏试块，测试其2h后的力学性能和在40℃条件下干燥72h后测试其导热系数，得到2h的抗压强度为2.9MPa，72h后的导热系数为0.312W/m-1K-1。
对照例3
对照例3和实施例1的区别在于：对照例3中单独加入建筑石膏和蛋白类缓凝剂制备石膏板和石膏试块，其他步骤与实施例1相同，在此不再赘述。
本对照例中制备的石膏试块，测试其2h后的力学性能和在40℃条件下干燥72h后测试其导热系数，得到2h的抗压强度为4.9MPa，72h后的导热系数为0.352W/m-1K-1。
实施例1-9和对照例1-3中制备的纳米勃姆石增强的相变石膏材料的性能数据如下表1所示。
表1实施例和对照例中制备的相变石膏试块性能数据
从表中可知，对照例1中为建筑石膏材料中加入相变材料后的性能，作为基准参照，相比于相变石膏材料的性能，实施例1-9均为加入纳米勃姆石增强的相变石膏材料，加入纳米勃姆石增强的相变石膏材料的抗拉性能均有所提高，在实施例2中抗拉强度提高了64％，导热系数也有所降低，说明加入纳米勃姆石后的相变石膏材料保温性能也得到了改善。
加入相变材料的相变石膏材料相比于普通石膏材料(对照例3)，相变石膏材料的导热系数降低，保温性能有所改善，但是抗拉强度大幅度降低，所以加入多孔相变材料会大大减弱石膏材料的强度。
对照例2中加入的纳米勃姆石颗粒粒径为50μm，粒径较大，相比于没有加入纳米勃姆石的对照例1，加入大粒径的纳米勃姆石也会提高相变石膏材料的抗拉强度，但是提高幅度不如本发明实施例中小粒径纳米勃姆石，大粒径的纳米勃姆石加入后对相变石膏材料的保温性能没有改善，保温性能反而有所降低。
综上所述：建筑石膏材料中加入负载有相变材料的多孔材料可以提高石膏材料的保温性能，但是强度有所降低，通过添加一定粒径和比例的纳米勃姆石加入至相变石膏材料中，可以使得相变石膏材料的抗压强度提高，同时降低导热系数，改善相变石膏材料的保温性能；同时本发明的制备工艺简便易操作，适宜于工业化推广使用，在建材领域具备广阔的应用前景。
以上所述仅为本发明的优选实施例，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。
Claims (2)
1.一种纳米勃姆石增强的相变石膏材料，其特征在于，按照重量份数计，所述相变石膏材料包括建筑石膏87～96份、相变材料2～13份、纳米勃姆石0.001～1份、缓凝剂0.001～2份；
所述相变材料包括作为载体的膨胀珍珠岩和作为相变体的正十八烷；
所述膨胀珍珠岩和正十八烷的质量比为(0.25～1)：1；
所述膨胀珍珠岩为开孔膨胀珍珠岩，粒径为2～7mm；
所述纳米勃姆石增强的相变石膏材料采用下列的任一方法制备得到：
方法一，按照重量份数计，建筑石膏包括SO3 58.75％，CaO 40.02％，Al2O3 1.19％，筛分出粒径2～7mm的膨胀珍珠岩，在烘箱中进行102℃干燥处理，加入膨胀珍珠岩40g，正十八烷80g，按照膨胀珍珠岩与正十八烷质量比为1:2混合均匀，在60℃真空干燥箱下干燥1h，制备成负载有相变材料的多孔材料；然后取负载有相变材料的多孔材料66.1g，加入540g的建筑石膏中；接着加入纳米勃姆石2.7g，并添加三聚磷酸钠0.54g，纳米勃姆石和缓凝剂混合液超声分散并用玻璃棒搅拌30min后，调节凝结时间在1h，得到纳米勃姆石增强的相变石膏材料；
方法二，按照重量份数计，建筑石膏包括SO3 58.75％，CaO 40.02％，Al2O3 1.19％，筛分出粒径2～5mm的膨胀珍珠岩，在烘箱中进行105℃干燥处理，加入膨胀珍珠岩40g，正十八烷66.7g，按照膨胀珍珠岩与正十八烷质量比为3:5混合均匀，在60℃真空干燥箱下干燥1h，制备成负载有相变材料的多孔材料；然后取负载有相变材料的多孔材料56.08g，加入540g的建筑石膏中；接着加入纳米勃姆石2.16g，并添加蛋白类缓凝剂0.54g，纳米勃姆石和缓凝剂混合液超声分散并用玻璃棒搅拌25min后，调节凝结时间在1h，得到纳米勃姆石增强的相变石膏材料；
方法三，按照重量份数计，建筑石膏包括SO3 58.75％，CaO 40.02％，Al2O3 1.19％，筛分出粒径3～6mm的膨胀珍珠岩，在烘箱中进行100℃干燥处理，加入膨胀珍珠岩40g，正十八烷60g，按照膨胀珍珠岩与正十八烷质量比为2:3混合均匀，在60℃真空干燥箱下干燥1h，制备成负载有相变材料的多孔材料；然后取负载有相变材料的多孔材料79.2g，加入540g的建筑石膏中；接着加入纳米勃姆石1.62g，并添加蛋白类缓凝剂0.54g，纳米勃姆石和缓凝剂混合液超声分散并用玻璃棒搅拌30min后，调节凝结时间在1h，得到纳米勃姆石增强的相变石膏材料；
方法四，按照重量份数计，建筑石膏包括SO3 52.5％，CaO 43.16％，Al2O34.3％，筛分出粒径2～4mm的膨胀珍珠岩，在烘箱中进行103℃干燥处理，加入膨胀珍珠岩20g，正十八烷50g，按照膨胀珍珠岩与正十八烷质量比为2:5混合均匀，在70℃真空干燥箱下干燥0.8h，制备成负载有相变材料的多孔材料；然后取负载有相变材料的多孔材料60g，加入540g的建筑石膏中；接着取纳米勃姆石5.1g，并添加蛋白类缓凝剂0.3g，纳米勃姆石和缓凝剂混合液超声分散并用玻璃棒搅拌35min后，加入相变石膏中后调节凝结时间在1.3h，得到纳米勃姆石增强的相变石膏材料。
2.如权利要求1所述的纳米勃姆石增强的相变石膏材料，其特征在于，所述纳米勃姆石的粒径为10～50nm。
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