CN111606653B - 一种相变蓄热纸面石膏板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种相变蓄热纸面石膏板及其制备方法。所述相变蓄热纸面石膏板的制备原料包括半水石膏、相变蓄热材料和导热材料。所述方法包括：将各制备原料混合均匀，制成料浆；将所述料浆附上、下护面纸，成型，切割，干燥，得到所述相变蓄热纸面石膏板。本申请的相变蓄热纸面石膏板的导热性能和温度调控效果均较好，而且制备工艺简单、成本低。

Description

一种相变蓄热纸面石膏板及其制备方法
技术领域
本文涉及无机建筑材料领域，尤指一种相变蓄热纸面石膏板及其制备方法。
背景技术
相变蓄热是一种以相变储能材料为基础的高新储能技术。相变蓄热系统作为解决能源供应时间与空间矛盾的有效手段，是提高能源利用率的重要途径之一，可用于解决热能供给与需求失配的矛盾，在太阳能利用、电力“移峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑中空调的节能等领域具有广泛的应用前景，是世界范围内的研究热点。
纸面石膏板因具有重量轻、隔声、加工性能强、施工方法简便的特点而被消费者所青睐，在吊顶、隔墙、内墙贴面、天花板、吸声板等室内装饰装修领域已经得到了广泛的应用。因此，将相变蓄热材料应用于纸面石膏板中，对于建筑节能与环保，意义非凡。目前，有关相变蓄热纸面石膏板的研究与应用已开始起步，然而其对室内温度的调控效果并不明显。
发明内容
在长期从事纸面石膏板研究的过程中，本申请的发明人深入地发现了目前的相变蓄热纸面石膏板对室内温度调控效果不明显的原因：纸面石膏板的热传递性能严重地制约着相变蓄热材料的热量吸收与释放效果；纸面石膏板的导热系数一般在0.27w/(m·k)左右，说明纸面石膏板的导热性能非常差，这对于相变蓄热石膏板中的相变蓄热材料来说，接受外界的冷热变化将存在一定的障碍。
为了解决上述问题，本申请提供了一种相变蓄热纸面石膏板及其制备方法，该相变蓄热纸面石膏板的导热性能较好，使得外界与相变蓄热纸面石膏板中的相变蓄热材料之间能更好地进行热交换，从而改善了相变蓄热纸面石膏板对室内温度的调控效果。
本申请提供了一种相变蓄热纸面石膏板，所述相变蓄热纸面石膏板的制备原料包括半水石膏、相变蓄热材料和导热材料。
在本申请的实施例中，所述相变蓄热材料可以选自石蜡微胶囊相变材料、十二醇复合相变材料、水合氯化钙复合相变材料和肉豆蔻酸复合相变材料中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，以所述半水石膏的添加量为100重量份计，所述相变蓄热材料的添加量可以为8-15重量份。
在本申请的实施例中，所述导热材料可以选自氧化锌、氧化铝、碳化硅、碳纳米管和硅微粉中的任意一种或多种。
在本申请的实施例中，以所述半水石膏的添加量为100重量份计，所述导热材料的添加量可以为0.1-3重量份。
在本申请的实施例中，所述相变蓄热纸面石膏板的制备原料还可以包括淀粉、减水剂、发泡剂和水，并且以所述半水石膏的添加量为100重量份计，所述淀粉的添加量可以玩0.3-0.8重量份，所述减水剂的添加量可以玩0.3-0.5重量份，所述发泡剂的添加量可以玩2-5重量份，所述水的添加量可以玩65-75重量份。
在本申请的实施例中，所述淀粉可以为本领域中常用的淀粉。
在本申请的实施例中，所述减水剂可以为本领域中常用的减水剂，例如，聚羧酸减水剂。
在本申请的实施例中，所述发泡剂可以为本领域中常用的减水剂。
本申请提供了如上所述的相变蓄热纸面石膏板的制备方法，所述方法包括：将各制备原料混合均匀，制成料浆；将所述料浆附上、下护面纸，成型，切割，干燥，得到所述相变蓄热纸面石膏板。
本申请通过在纸面石膏板中添加相变蓄热材料和导热材料，使纸面石膏板具有更加优良的导热性能，从而更加快捷地传递相变蓄热材料与外界之间的热量，提高了热量交换效率，进而使得纸面石膏板中的相变蓄热材料充分发挥温度调控作用，获得温度调控效果更优异的纸面石膏板。而且，本申请的相变蓄热纸面石膏板的强度等各项性能均符合使用要求。此外，在制备本申请的相变蓄热纸面石膏板时，直接将相变蓄热材料和导热材料与其他原料混合即可，制备工艺简单、成本低。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及权利要求书中所描述的方案来实现和获得。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
以下实施例和对比例中所采用的原料，如无特别说明，均为普通市售产品。
实施例1
将100kg半水脱硫石膏粉、65kg水、0.8kg粒径为0.1-1μm的氧化锌粉体、8kg石蜡微胶囊相变材料粉末、0.3kg淀粉和0.5kg聚羧酸减水剂于混合机中搅拌均匀，制成料浆，再通过计量泵注入5kg发泡剂；料浆与上、下护面纸结合成型，切断，最后干燥制得12mm厚的纸面石膏板。
实施例2
将100kg半水脱硫石膏粉、68kg水、0.5kg粒径为50-100nm的碳化硅粉体、10kg十二醇复合相变材料粉末、0.5kg淀粉和0.3kg聚羧酸减水剂于混合机中搅拌均匀，制成料浆，再通过计量泵注入5kg发泡剂；料浆与上、下护面纸结合成型，切断，最后干燥制得12mm厚的纸面石膏板。
实施例3
将100kg半水脱硫石膏粉、68kg水、3kg粒径为50-100nm的硅微粉、12kg肉豆蔻酸复合相变材料、0.6kg淀粉和0.5kg聚羧酸减水剂于混合机中搅拌均匀，制成料浆，再通过计量泵注入5kg发泡剂；料浆与上、下护面纸结合成型，切断，最后干燥制得12mm厚的纸面石膏板。
实施例4
将100kg经石灰乳中和预处理过的半水磷石膏粉(pH约为6.5)、75kg水、0.1kg粒径为50-100nm的碳纳米管、12kg水合氯化钙复合相变材料、0.6kg淀粉和0.5kg聚羧酸减水剂于混合机中搅拌均匀，制成料浆，再通过计量泵注入5kg发泡剂；料浆与上、下护面纸结合成型，切断，最后干燥制得12mm厚的纸面石膏板。
实施例5
将100kg经石灰乳中和预处理过的半水磷石膏粉(pH约为6.5)、75kg水、1kg粒径为0.1-1μm的氧化铝粉体、15kg石蜡微胶囊相变材料粉末、0.8kg淀粉和0.5kg聚羧酸减水剂于混合机中搅拌均匀，制成料浆，再通过计量泵注入5kg发泡剂；料浆与上、下护面纸结合成型，切断，最后干燥制得12mm厚的纸面石膏板。
对比例1
将100kg半水脱硫石膏粉、15kg石蜡微胶囊相变材料粉末、68kg水、0.6kg淀粉和0.5kg聚羧酸减水剂于混合机中搅拌均匀，制成料浆，再通过计量泵注入5kg发泡剂；料浆与上、下护面纸结合成型，切断，最后干燥制得12mm厚的纸面石膏板。
性能测试
1、导热性能测试
按照中国国家标准GB/T10295-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》及ASTM C518-04《用热流计法测定稳态热通量和热传递特性的试验方法》，采用平板热流计法测试上述实施例和对比例制备的纸面石膏板的导热系数。测试结果如表1所示。
2、温度调控性能测试
将房间的四面内墙贴上上述实施例和对比例制备的12mm厚的纸面石膏板制成试验房，以相同外界条件下的未贴纸面石膏板的房间作为空白房，测试试验房的温度相对空白房提高或降低多少及其温度波动大小，测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002044944570000051
可以看出，实施例与对比例的纸面石膏板中都含有相变蓄热材料，因此在外界环境温度发生变化时均有调控室内温度的作用。例如，在外界环境温度从0℃升高到10℃的过程中，实施例1对应的试验房和空白房的温度都会升高，同时实施例1的纸面石膏板会释放其中的相变蓄热材料存储的热量，使试验房的温度相对于空白房的温度高3.5℃；在外界环境温度从20℃升高到37℃的过程中，实施例5对应的试验房和空白房的温度都会升高，同时由于实施例5的纸面石膏板中的相变蓄热材料的相变温度在20-37℃的范围内，因此其会发生相变并吸收试验房内的热量，使得试验房的温度升高的幅度小于空白房，表现为使试验房的温度相对于空白房的温度低5℃。
但是，与对比例的纸面石膏板相比，本申请实施例的纸面石膏板的导热性能明显更好，而且使室内温差的波动明显较小。例如，实施例5与对比例1的纸面石膏板中的相变蓄热材料的相变温度相同，外界环境温度的变化也相同，但实施例5对应的试验房相对于空白房的温度低5℃，而对比例1对应的试验房相对于空白房的温度低3.5℃，说明在外界环境温度升高的过程中，实施例5对应的试验房的温度升高幅度较小。因此，本申请实施例的纸面石膏板中的相变蓄热材料在吸收外界环境热量后能够室内温度维持在比较稳定的状态，温度调控性能更好。
此外，经测试本申请实施例的纸面石膏板的强度等各项性能均符合使用要求。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (4)

1.一种相变蓄热纸面石膏板，其特征在于，所述相变蓄热纸面石膏板的制备原料包括半水石膏、相变蓄热材料和导热材料，其中所述导热材料选自氧化锌、氧化铝、碳化硅、碳纳米管和硅微粉中的任意一种或多种，其中以所述半水石膏的添加量为100重量份计，所述相变蓄热材料的添加量为8-15重量份，并且其中以所述半水石膏的添加量为100重量份计，所述导热材料的添加量为0.1-3重量份。
2.根据权利要求1所述的相变蓄热纸面石膏板，其中，所述相变蓄热材料选自石蜡微胶囊相变材料、十二醇复合相变材料、水合氯化钙复合相变材料和肉豆蔻酸复合相变材料中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的相变蓄热纸面石膏板，所述相变蓄热纸面石膏板的制备原料还包括淀粉、减水剂、发泡剂和水，并且以所述半水石膏的添加量为100重量份计，所述淀粉的添加量为0.3-0.8重量份，所述减水剂的添加量为0.3-0.5重量份，所述发泡剂的添加量为2-5重量份，所述水的添加量为65-75重量份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的相变蓄热纸面石膏板的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将各制备原料混合均匀，制成料浆；将所述料浆附上、下护面纸，成型，切割，干燥，得到所述相变蓄热纸面石膏板。
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