CN110386806B - 一种氯氧化镁蓄热层的制作工艺 - Google Patents
一种氯氧化镁蓄热层的制作工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种氯氧化镁蓄热层的制作工艺，涉及蓄热材料技术领域，解决了现有技术中的现有制作工艺制备的氯氧化镁水泥停热放热时间短和导热慢的技术问题。本发明的氯氧化镁蓄热层的制作工艺包括配制氯化镁溶液、配制混合溶液、配制增强溶液、搅拌、浇筑、静置反应、养护等七个工艺步骤。本发明的氯氧化镁蓄热层的制作工艺用于制备氯氧化镁蓄热层，制备的氯氧化镁蓄热层具有停热放热时间长的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及蓄热材料技术领域，尤其涉及一种氯氧化镁蓄热层的制作工艺。
背景技术
储热技术主要分为热化学储热、显热储热和相变储热。热化学储热虽然蓄热密度大，但不安全且蓄热过程不可控，严重影响其推广应用。显热储热是目前应用最广的一种储热方式，然而它的储热密度小。相变储热的储热密度是显热储热的5-10倍甚至更高，由于其具有温度恒定和蓄热密度大的优点，相变储热技术得到了广泛的研究，但是由于相变储热属于前沿技术，在普通民用储热领域还没有得到广泛的应用。
显热储热做为一种最成熟的储热技术，在民用技术领域广泛应用，尤其是居民采暖或厂房采暖中。显热储热与相变储热相对应，显热储热材料在储热时不发生相变，其通过本身温度的变化来进行温度的储存和释放。显热储热材料按照物态的不同可以分为固态显热储热材料和液态显热储热材料。高温混凝土以及浇筑陶瓷材料来源广泛，适宜做固态显热储热材料。上述固态显热蓄热材料均为高温储热(700-1000℃)材料，且需要高温储热完毕后在进行放热，极大的限制了其应用范围。为了解决上述固态显热蓄热材料的技术问题，现有技术中出现了使用玻璃作为固态显热蓄热材料的技术应用，能够实现低温(150-200℃)储热，并且边储热边释放。但是玻璃作为固态显热蓄热材料也存在着其技术问题，那就是停止给玻璃低温蓄热后，玻璃的后续放热时间短，整体蓄热效果差。
本申请人发现氯氧化镁水泥也具备低温储热的特性，且也为固态显热储热材料，经过试验确定现有制作工艺制作的氯氧化镁水泥在停止低温供热后的持续放热时间要长于玻璃，但是增长时间并不明显。那么提出一种新型的氯氧化镁水泥制造工艺以进一步提高氯氧化镁水泥的停热放热时间成为必须。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氯氧化镁蓄热层的制作工艺，以解决现有技术中存在的现有制作工艺制备的氯氧化镁水泥停热放热时间短的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明实施例的一种氯氧化镁蓄热层的制作工艺，包括以下步骤：
S01：配制氯化镁溶液，其中氯化镁溶液波美度为20-30；
S02：配制混合溶液，向步骤S01配制完成的氯化镁溶液中加入氧化镁粉末，并搅拌均匀，其中所述氧化镁粉末与所述氯化镁溶液的质量比为1:(1-1.3)；
S03：配制增强溶液，向步骤S02配制完成的混合溶液中加入增效材料；
S04：搅拌，将步骤S03配置好的增强溶液在18℃-26℃温度下搅拌；
S05：浇筑，将步骤S04搅拌完毕的溶液分层浇筑进模具内，两层溶液之间以加强网分隔；
S06：静置反应，将步骤S05浇筑完成的坯料静置，保持其表面温度为40℃-70℃，静置时间为3-8h。
S07：养护，将步骤S06静置反应完毕的坯料在温度20℃-30℃、湿度60％-80％环境下氧化20-35天。
可选的，步骤S01中，选用99％纯度的氯化镁与纯水按照1:(2.3-3)质量比配置氯化镁溶液。
可选的，步骤S02中氧化镁粉末的纯度为80％-90％，粒径为180-200目，灼烧失量在3％-9％之间，活性大于65％，游离氧化钙含量小于1.5％，过烧氧化镁含量小于3％，氧化钙含量小于2％，三氧化二铁含量小于5％，三氧化二铝小于2％，二氧化硅小于3.5％，氮化铝小于2％。
可选的，步骤S03中加入的增效材料包括9％重量步骤S02中加入氧化镁重量的玻璃短丝、11％重量步骤S02中加入氧化镁重量的石墨粉、2％重量步骤S02中加入氧化镁重量的强效改性剂、5％重量步骤S02中加入氧化镁重量的抗水剂、5％重量步骤S02中加入氧化镁重量的水解树脂。
可选的，所述玻璃短丝的长度为1-3cm，所述石墨粉的粒径为150-250目，所述石墨粉的纯度为85％-95％。
可选的，步骤S04中，搅拌方式为正转反转交替搅拌，搅拌转速为80-120转/分，搅拌时间为8-12分钟。
可选的，步骤S05中加强网为金玻网，步骤S04搅拌完毕的溶液分6-10层浇筑进模具内。
可选的，步骤S06中，坯料表面温度高于70℃时进行辅助降温处理，坯料表面温度低于于40℃时进行辅助升温处理。
可选的，经步骤S07养护完成后，坯料不脱模具处理，整体作为所述氯氧化镁蓄热层，所述模具为所述氯氧化镁蓄热层的边框。
可选的，所述模具为矩形空框结构，所述氯氧化镁蓄热层的上、下、左、右端面被所述模具包覆，所述氯氧化镁蓄热层的前后侧面为裸露的氯氧化镁材料。
本发明的氯氧化镁蓄热层的制作工艺的有益效果在于按照本发明氯氧化镁蓄热层的制作工艺制作的氯氧化镁蓄热层的停热放热时间大幅度增长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的氯氧化镁蓄热层的制作工艺的流程图；
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例一：
S01：配置氯化镁溶液，波美度为20；
S02：配置混合溶液，向氯化镁溶液中加入氧化镁粉末，氧化镁粉末与氯化镁溶液的质量比为1:1，其中氧化镁粉末为商用粉末，参数要求满足纯度为80％-90％，粒径为180-200目，灼烧失量在3％-9％之间，活性大于65％，游离氧化钙含量小于1.5％，过烧氧化镁含量小于3％，氧化钙含量小于2％，三氧化二铁含量小于5％，三氧化二铝小于2％，二氧化硅小于3.5％，氮化铝小于2％。
S03：配置增强溶液，向混合溶液中加入由9％重量步骤S02中加入氧化镁重量的玻璃短丝、11％重量步骤S02中加入氧化镁重量的石墨粉、2％重量步骤S02中加入氧化镁重量的强效改性剂、5％重量步骤S02中加入氧化镁重量的抗水剂、5％重量步骤S02中加入氧化镁重量的水解树脂，其中玻璃短丝的长度为1cm,石墨粉的纯度为85％，石墨粉的粒径为150目；
S04：搅拌，搅拌环境温度设置为18℃，搅拌器转速设置为80转/分，正转反转转换时间为1分钟，搅拌时间为8分钟。
S05：浇筑，浇筑模具为矩形空框结构，其矩形框长度为60cm，宽度为40cm，厚度为10cm；向该模具中浇筑时，分六次进行浇筑，每浇筑一层溶液便布置一层金玻网，直至浇筑完成共内嵌5层金玻网；
S06：静置反应,浇筑完成的坯料静置反应5小时，期间保持其表面温度为40℃-70℃，坯料表面温度高于70℃时进行辅助降温处理，坯料表面温度低于40℃时进行辅助升温处理；
S07：养护，将反应完成的坯料送去养护间，设置养护温度20℃、湿度60％环境下氧化28天。
经过上述步骤，完成氯氧化镁蓄热层的制备，氯氧化镁蓄热层的尺寸为60*40*10cm,编号001。
实施例二：
实施例二与实施例一的工艺步骤相同，仅部分步骤中的参数设置不同，此处仅比对实施例一描述不同的参数设置，其余相同描述进行省略，具体为：
S01：氯化镁溶液波美度为25；
S02：氧化镁粉末与氯化镁溶液的质量比为1:1.3；
S03：玻璃短丝的长度为3cm,石墨粉的纯度为90％，石墨粉的粒径为250目；
S04：搅拌环境温度设置为23℃，搅拌器转速设置为120转/分，正转反转转换时间为1分钟，搅拌时间为12分钟。
S05：浇筑模具为矩形空框结构，其矩形框长度为60cm，宽度为40cm，厚度为10cm；向该模具中浇筑时，分八次进行浇筑，每浇筑一层溶液便布置一层金玻网，直至浇筑完成共内嵌7层金玻网；
S07：将反应完成的坯料送去养护间，设置养护温度30℃、湿度80％环境下氧化28天。
经过上述步骤，完成氯氧化镁蓄热层的制备，氯氧化镁蓄热层的尺寸为60*40*10cm,编号002。
实施例三：
实施例三与实施例一的工艺步骤相同，仅部分步骤中的参数设置不同，此处仅比对实施例一描述不同的参数设置，其余相同描述进行省略，具体为：
S01：氯化镁溶液波美度为30；
S02：氧化镁粉末与氯化镁溶液的质量比为1:1.2；
S03：玻璃短丝的长度为2cm,石墨粉的纯度为95％，石墨粉的粒径为200目；
S04：搅拌环境温度设置为25℃，搅拌器转速设置为100转/分，正转反转转换时间为1分钟，搅拌时间为10分钟。
S05：浇筑模具为矩形空框结构，其矩形框长度为60cm，宽度为40cm，厚度为10cm；向该模具中浇筑时，分十次进行浇筑，每浇筑一层溶液便布置一层金玻网，直至浇筑完成共内嵌9层金玻网；
S07：将反应完成的坯料送去养护间，设置养护温度25℃、湿度70％环境下氧化28天。
经过上述步骤，完成氯氧化镁蓄热层的制备，氯氧化镁蓄热层的尺寸为60cm*40cm*10cm,编号003。
按照上述三个实施例制作的001-003号氯氧化镁蓄热层的尺寸均相同，将上述三个编号的氯氧化镁蓄热层进行模拟加热放热对比试验，并设置一块60cm*40cm*10cm尺寸的普通氯氧化镁水泥块(编号004)，一块60cm*40cm*10cm尺寸的玻璃组(由10块1cm厚度玻璃叠合设置)(编号005)作为试验对照，具体试验方法如下：
(1)在001-005号工件两侧面分别贴上加热层，并且加热层的规格型号均相同，加热层的稳定工作加热温度为180℃；
(2)启动加热层，同时给001-005号工件加热3小时，之后测量记录001-004号工件的初始温度并记录；
(3)停止加热层工作，将001-005号工件置于16℃环境下自由散热；
(4)分别监测001-005号工件的温度变化情况。
具体试验数据如下表所示：
| 工件编号 | 初始温度(℃) | 降至环境温度时间(h) |
| 001 | 178 | 5.2 |
| 002 | 177 | 6.3 |
| 003 | 179 | 8.1 |
| 004 | 179 | 4.2 |
| 005 | 178 | 2.1 |
通过分析上述试验数据可知，001-005号工件的低温加热环境相同，但在3小时加热时间内的蓄热能力则大大不同，应用本发明实施例的氯氧化镁蓄热层的制作工艺制备的工件的放热持续时间在5小时至8小时之间，而普通现有制作工艺的氯氧化镁水泥块的放热持续时间只有4个小时左右，玻璃的持续放热时间仅有2个小时左右。
根据以上试验，能够证明本发明实施例的氯氧化镁蓄热层的制作工艺能够大幅度提高氯氧化镁蓄热层的蓄热量，延长其停热放热时间。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种氯氧化镁蓄热层的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S01：配制氯化镁溶液，其中氯化镁溶液波美度为20-30；
S02：配制混合溶液，向步骤S01配制完成的氯化镁溶液中加入氧化镁粉末，并搅拌均匀，其中所述氧化镁粉末与所述氯化镁溶液的质量比为1:(1-1.3)；
S03：配制增强溶液，向步骤S02配制完成的混合溶液中加入增效材料；所述增效材料包括9％重量步骤S02中加入氧化镁重量的玻璃短丝、11％重量步骤S02中加入氧化镁重量的石墨粉、2％重量步骤S02中加入氧化镁重量的强效改性剂、5％重量步骤S02中加入氧化镁重量的抗水剂、5％重量步骤S02中加入氧化镁重量的水解树脂；所述玻璃短丝的长度为1-3cm，所述石墨粉的粒径为150-250目，所述石墨粉的纯度为85％-95％；
S04：搅拌，将步骤S03配置好的增强溶液在18℃-26℃温度下搅拌；
S05：浇筑，将步骤S04搅拌完毕的溶液分层浇筑进模具内，两层溶液之间以加强网分隔；
S06：静置反应，将步骤S05浇筑完成的坯料静置，保持其表面温度为40℃-70℃，静置时间为3-8h；
S07：养护，将步骤S06静置反应完毕的坯料在温度20℃-30℃、湿度60％-80％环境下养护20-35天。
2.根据权利要求1所述的氯氧化镁蓄热层的制作工艺，其特征在于，步骤S01中，选用99％纯度的氯化镁与纯水按照1:(2.3-3)质量比配置氯化镁溶液。
3.根据权利要求1所述的氯氧化镁蓄热层的制作工艺，其特征在于，步骤S02中氧化镁粉末的纯度为80％-90％，粒径为180-200目，灼烧失量在3％-9％之间，活性大于65％，游离氧化钙含量小于1.5％，过烧氧化镁含量小于3％，氧化钙含量小于2％，三氧化二铁含量小于5％，三氧化二铝小于2％，二氧化硅小于3.5％，氮化铝小于2％。
4.根据权利要求1所述的氯氧化镁蓄热层的制作工艺，其特征在于，步骤S04中，搅拌方式为正转反转交替搅拌，搅拌转速为80-120转/分，搅拌时间为8-12分钟。
5.根据权利要求1所述的氯氧化镁蓄热层的制作工艺，其特征在于，步骤S05中：加强网为金玻网，步骤S04搅拌完毕的溶液分6-10层浇筑进模具内。
6.根据权利要求1所述的氯氧化镁蓄热层的制作工艺，其特征在于，步骤S06中，坯料表面温度高于70℃时进行辅助降温处理，坯料表面温度低于40℃时进行辅助升温处理。
7.根据权利要求1所述的氯氧化镁蓄热层的制作工艺，其特征在于，经步骤S07养护完成后，坯料不脱模具处理，整体作为所述氯氧化镁蓄热层，所述模具为所述氯氧化镁蓄热层的边框。
8.根据权利要求7所述的氯氧化镁蓄热层的制作工艺，其特征在于，所述模具为矩形空框结构，所述氯氧化镁蓄热层的上、下、左、右端面被所述模具包覆，所述氯氧化镁蓄热层的前后侧面为裸露的氯氧化镁材料。
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