CN111171793B - 一种无机储热免烧陶粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无机储热免烧陶粒及其制备方法，所述无机储热免烧陶粒为利用无机水合盐相变材料成核，然后在外包覆无机胶凝材料制备出的免烧陶粒，先将无机水合盐相变材料添加辅助材料，造粒成核，外用无机胶凝材料包覆进行二次包覆造粒，然后进行表面抗渗透处理和养护处理；本发明通过利用无机水合盐相变材料成核，在外包覆无机胶凝材料，制备出的免烧陶粒具有强度高、密度低等特点，并有助于解决无机水合盐相变材料过冷和相分离的问题，封装在其内部的无机水合盐相变材料，能够在环境温度高时吸收热量，在环境温度低时释放热量，达到调控稳定周边环境温度的目的。

Description

一种无机储热免烧陶粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及新材料生产技术领域，尤其涉及一种无机储热免烧陶粒及其制备方法。
背景技术
相变储能技术主要是利用材料在相变过程中的吸放热行为以调节能量时空分布，从而有效提高能量的利用效率，在节能建筑、工业余热回收、电池热管理、太阳能光热利用、红外假目标和智能织物等领域具有广泛的应用前景；
无机水合盐相变材料以其原料廉价易得、储能密度高等优点而具有良好的应用前景。但在其规模化推广应用之前尚需解决如下问题：(1)如何开发更多具有合适相变温度的新型无机盐相变材料，为节能建筑、余热回收等领域对不同相变温度需求提供更多的可选范围；(2)如何提高无机水合盐相变材料在长期应用过程中的循环稳定性，减少其相分离和过冷现象的出现；(3)如何在保证无机盐水合相变材料体系与应用对象具有良好兼容性的前提下，降低复合成本。
针对其复合应用的问题，目前无机水合盐相变材料的应用方式，大致可以分为以下几种：无机多孔材料吸附法、混合烧结法、浸渍法、微胶囊法、带换热器的整体封装等。其中，无机多孔材料吸附法选用具有纳米级微孔的多孔材料作为吸附材料，利用多孔材料毛细孔作用力和溶液的表面张力对液体的吸附作用将液相相变材料吸附进入多孔材料中，进行应用。但是该方法中的毛细力并不能完全阻止融化的水合盐相变材料浸出，所以该方法耐久性不好，应用不多；混合烧结法只能应用于高温的水合盐相变材料，应用有限；浸渍法渗出严重，微胶囊法大多使用有机封装，力学性能不佳；少有的无机封装微胶囊法，但由于工艺复杂，不适宜大规模应用。因此，本发明方法提出一种无机储热免烧陶粒及其制备方法，以解决现有技术中的不足之处。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提出一种无机储热免烧陶粒及其制备方法，通过利用无机水合盐相变材料成核，在外包覆无机胶凝材料，制备出的免烧陶粒具有强度高、密度低等特点，有助于解决无机水合盐相变材料过冷和相分离的问题，封装在内部的无机水合盐相变材料，能够在环境温度高时吸收热量，在环境温度低时释放热量，达到调控稳定周边环境温度的目的。
为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种无机储热免烧陶粒，所述无机储热免烧陶粒为利用无机水合盐相变材料成核，然后在外包覆无机胶凝材料制备出的免烧陶粒。
进一步改进在于：所述无机胶凝材料包括但不仅限于普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥、化学激发胶凝材料中的一种或几种混合。
一种无机储热免烧陶粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：准备无机水合盐相变材料，然后将水合盐相变材料进行预处理，再向无机水合盐相变材料内添加辅助材料，然后通过挤压法或圆盘法制备出水合盐球核；
步骤二：将水合盐球核外利用无机胶凝材料通过圆盘包覆法进行二次包覆造粒，然后通过浸渍有机高分子聚合物进行表面抗渗透处理，最后经过养护处理，制成无机储热免烧陶粒；
步骤三：对无机储热免烧陶粒进行检验，无机储热免烧陶粒的水合盐浸出率小于1％为合格。
进一步改进在于：所述辅助材料为具有高可塑性的辅助材料，所述辅助材料包括但不仅限于淀粉或高岭土。
进一步改进在于：所述有机高分子聚合物包括但不仅限于蜡、聚乙烯醇或环氧树脂中的任意一种。
进一步改进在于：所述步骤一中制备出的水合盐球核直径为0.5-2mm。
进一步改进在于：所述步骤二中制成的无机储热免烧陶粒粒径为2-5mm，养护处理温度为10-20℃，养护时间为28d。
本发明的有益效果为：本发明通过利用无机水合盐相变材料成核，在外包覆无机胶凝材料，制备出的免烧陶粒具有强度高、密度低等特点，有助于解决无机水合盐相变材料过冷和相分离的问题，封装在内部的无机水合盐相变材料，能够在环境温度高时吸收热量，在环境温度低时释放热量，达到调控稳定周边环境温度的目的。对比现有其它封装方式性能优良，还具有抗盐腐蚀、耐久性好、与无机建筑材料相容性好、强度大等特点，可广泛应用于各种能源储存领域。
附图说明
图1为本发明制备方法流程示意图。
图2为本发明方法制备出的无机储热免烧陶粒结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
根据图1、2所示，本实施例提出一种无机储热免烧陶粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将六水氯化镁颗粒称取500g，添加200g淀粉，混合均匀后，放入圆盘造球机中进行造粒处理，制成直径在1.5mm的水合盐球核；
步骤二：将制得的水合盐球核移入另一个成球盘之中，在水合盐球核表面包覆P.O42.5水泥，制成直径为4mm的无机储热免烧陶粒坯体，然后将无机储热免烧陶粒坯体浸渍在5wt％聚乙烯醇溶液中进行密封，完成表面抗渗透处理，在10℃环境下养护28d，制成无机储热免烧陶粒；
步骤三：对无机储热免烧陶粒进行检验，无机储热免烧陶粒的水合盐浸出率小于1％，检验结果为合格。
实施例二
根据图1、2所示，本实施例提出一种无机储热免烧陶粒的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取500g六水氯化钙，添加100g黏土，混合均匀后，加入10wt％聚乙烯醇10ml，放入圆盘造球机中进行造粒处理，制成直径在0.8mm的水合盐球核；
步骤二：将制得的水合盐球核移入另一个成球盘之中，在水合盐球核表面包覆粉煤灰水泥，制成直径为3mm的无机储热免烧陶粒坯体；然后将无机储热免烧陶粒坯体在20℃下进行养护28d，再浸泡入10％羧甲基纤维素溶液中进行密封，完成表面抗渗透处理，制成无机储热免烧陶粒；
步骤三：对无机储热免烧陶粒进行检验，无机储热免烧陶粒的水合盐浸出率小于1％，检验结果为合格。
本发明通过利用无机水合盐相变材料成核，在外包覆无机胶凝材料，制备出的免烧陶粒具有强度高、密度低等特点，有助于解决无机水合盐相变材料过冷和相分离的问题，封装在内部的无机水合盐相变材料，能够在环境温度高时吸收热量，在环境温度低时释放热量，达到调控稳定周边环境温度的目的。对比现有其它封装方式性能优良，还具有抗盐腐蚀、耐久性好、与无机建筑材料相容性好、强度大等特点，可广泛应用于各种能源储存领域。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种无机储热免烧陶粒的制备方法，其特征在于：所述无机储热免烧陶粒为利用无机水合盐相变材料成核，然后在外包覆无机胶凝材料制备出的免烧陶粒；
所述无机胶凝材料为普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥中的一种或几种混合；
包括以下步骤：
步骤一：准备无机水合盐相变材料，然后将水合盐相变材料进行预处理，再向无机水合盐相变材料内添加辅助材料，然后通过挤压法或圆盘法制备出水合盐球核；
步骤二：将水合盐球核外利用无机胶凝材料通过圆盘包覆法进行二次包覆造粒，然后通过浸渍有机高分子聚合物进行表面抗渗透处理，最后经过养护处理，制成无机储热免烧陶粒；
步骤三：对无机储热免烧陶粒进行检验，无机储热免烧陶粒的水合盐浸出率小于1％为合格；所述辅助材料为淀粉或高岭土；
所述步骤二中养护处理温度为10-20℃，养护时间为28d。
2.根据权利要求1所述的一种无机储热免烧陶粒的制备方法，其特征在于：所述有机高分子聚合物为聚乙烯醇或环氧树脂中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种无机储热免烧陶粒的制备方法，其特征在于：所述步骤一中制备出的水合盐球核直径为0.5-2mm。
4.根据权利要求1所述的一种无机储热免烧陶粒的制备方法，其特征在于：所述步骤二中制成的无机储热免烧陶粒粒径为2-5mm。
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