CN113173740B - 一种相变保温砂浆及其制备方法 - Google Patents
一种相变保温砂浆及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113173740B CN113173740B CN202010387914.3A CN202010387914A CN113173740B CN 113173740 B CN113173740 B CN 113173740B CN 202010387914 A CN202010387914 A CN 202010387914A CN 113173740 B CN113173740 B CN 113173740B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrated salt
- porous material
- hydrogel
- gelling agent
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/0045—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by a process involving the formation of a sol or a gel, e.g. sol-gel or precipitation processes
- C04B38/0048—Precipitation processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
- C04B38/08—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
- C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
- C04B2111/285—Intumescent materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/40—Porous or lightweight materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明公开了一种相变保温砂浆及其制备方法,本发明利用天然无机多孔材料作为载体,负载水合盐相变材料,制备水合盐‑多孔载体复合物,然后以水溶硅或水玻璃包裹水合盐‑多孔载体复合物,脱水后制备得到水凝胶包覆的水合盐‑多孔材料复合物型相变储能材料,所述水凝胶包覆的水合盐‑多孔材料复合物型相变储能材料与保温砂浆混合,得到相变保温砂浆。所述相变保温砂浆实现了水合盐相变材料与砂浆的隔离,保持了水合盐相变材料的储放热性能,而水凝胶多层包覆则杜绝了水合盐相变材料在与砂浆混合过程中及相变保温砂浆在应用过程中可能的水合盐泄漏和迁移,使得水合盐相变材料在保温砂浆中得以应用。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域,具体涉及一种相变保温砂浆及其制备方法。
背景技术
保温砂浆是以各种轻质材料为骨料,以水泥为胶凝料,掺和一些改性添加剂,经生产企业搅拌混合而制成的一种预拌干粉砂浆,是用于构筑建筑表面保温层的一种建筑材料。相变储能技术是利用材料在相变的过程中吸收或释放大量的热能,从而起到控温和储能的作用,可以解决能量供求在时间和空间上分配不平衡的矛盾,是提高能源利用效率的有效手段。相变储能材料是相变储能技术的核心。将相变储能材料与保温砂浆结合,不但可以使砂浆陈化放热过程中的温度变化趋于平稳,而且可有效提高建筑物的储能能力和节能效果。
当前与保温砂浆复合的相变储能材料多为有机相变材料,其主要问题是有机物在长期应用过程中会发生缓慢的氧化分解反应,导致其储能性能下降,分解产物对保温砂浆层造成破坏;此外,有机相变材料在建筑发生火灾时,会发生低温闷烧,无法提高建筑的防火能力。
水合盐作为一类重要的相变材料,其具有种类丰富、储能密度高和价廉易得等优点。但其与保温砂浆复合存在如下问题,水合盐在与保温砂浆搅拌混合过程中或者长期应用过程中一旦发生泄漏,水合盐固液相变引起的体积膨胀会破坏砂浆的整体结构,并迁移至砂浆表面发生“起霜”现象。由此,水合盐相变材料用于保温砂浆必须满足制备和应用过程中苛刻的防渗漏要求。利用微胶囊技术包覆水合盐相变材料则存在成本高、胶囊破损等问题。
采用多孔材料负载水合盐,水合盐与多孔材料复合可在一定程度上实现相变材料的定型,缓解相变过程中熔融态泄漏和相分离的问题,但由于多孔材料中开放孔道的存在,复合体系中的水合盐仅以吸附方式固定于孔道内,其在相变过程中,仍然可以通过开放孔道以“爬壁”的方式迁移出孔道,且熔融态水合盐挥发出的水分仍然可以通过开放孔道逸出,上述两种现象均会造成复合材料储放热性能在长期应用过程中的恶化,进而影响复合材料的使用寿命和保温砂浆的性能。此外,多孔材料的外壁总会有少量未吸附进入孔隙的水合盐,当水合盐吸水和潮解能力较强时,其对保温砂浆的危害显而易见。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种相变保温砂浆,该相变保温砂浆保持了水合盐相变材料的储放热性能,并且杜绝了水合盐相变材料在与砂浆混合过程中及相变保温砂浆在应用过程中可能的水合盐泄漏和迁移,使得水合盐基相变储能材料在保温砂浆中得以应用。
本发明的另一个目的是,提供一种相变保温砂浆制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种相变保温砂浆,所述相变保温砂浆中含有10%~40wt%的相变储能材料;
所述相变储能材料为水凝胶包覆的水合盐-多孔材料复合物型相变储能材料;
所述水合盐包括但不限于水合氯化镁、水合氯化钙、十水硫酸钠、十二水碳酸钠、六水硝酸钙、四水硝酸锌、四水氟化钾、四水磷酸氢二钾、四水氟化钾、六水溴化铁、三水硝酸锂、六水硝酸锰、四水硝酸钙中一种或一种以上的混合物;
所述的多孔材料包括但不限于多孔硅、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、硅藻土、坡缕石、沸石、海泡石和粉煤灰;
所述的水凝胶为含硅凝胶;所述水凝胶可与多孔材料开放孔道开口端暴露的水合盐生成硅酸盐沉淀,并且硅酸盐成分与混凝土具有更好的亲和性;
所述水凝胶中添加有沉淀剂,所述沉淀剂包括但不限于碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钠、碳酸钾、氢氧化钾、氢氧化钙中一种或一种以上的混合物;所述水合盐与水凝胶中沉淀剂所形成的不溶性沉淀包括但不限于碳酸镁、氢氧化镁、碱式碳酸镁、碱式氢氧化镁、碳酸钙、氢氧化钙、碱式碳酸钙、硫酸钡、氟化钙、草酸钙、草酸镁中一种或几种的混合物。
在上述技术方案中,所述水合盐中还包括成核剂。成核剂能够降低水合盐的过冷度,一般添加量不高于水合盐质量的5%,直接与水合盐混合,最好可以始终均匀分散于体系中。水合盐体系使用的成核剂依靠经验和实验结果选择。
一种相变保温砂浆,所述相变保温砂浆由以下重量份组分成:水泥:190~350份;水:290~540份;灰膏:100~220份;相变储能材料:200~1350份;河砂:975~1450份;
所述相变储能材料为水凝胶包覆的水合盐-多孔材料复合物型相变储能材料;
所述水合盐包括但不限于水合氯化镁、水合氯化钙、十水硫酸钠、十二水碳酸钠、六水硝酸钙、四水硝酸锌、四水氟化钾、四水磷酸氢二钾、四水氟化钾、六水溴化铁、三水硝酸锂、六水硝酸锰、四水硝酸钙中一种或一种以上的混合物;
所述的多孔材料包括但不限于多孔硅、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、硅藻土、坡缕石、沸石、海泡石和粉煤灰;
所述的水凝胶为含硅凝胶;所述水凝胶可与多孔材料开放孔道开口端暴露的水合盐生成硅酸盐沉淀,并且硅酸盐成分与混凝土具有更好的亲和性;
所述水凝胶中的成胶剂包括无机成胶剂和/或有机成胶剂,所述无机成胶剂为蒙脱土、膨润土、高岭土中一种或一种以上的混合物,所述有机成胶剂为聚丙烯酸、淀粉、聚乙烯醇、羧基纤维素、羧基纤维素钠、琼脂、聚糖、黄原胶、明胶、甲壳糖、纤维素醚、海藻酸钠、聚氨酯、k2型角叉菜胶,聚羧乙烯中一种或一种以上的混合物;有机成胶剂形成的溶胶在脱水后可以较好的保持弹性和稳定性,无机成胶剂形成的溶胶脱水后聚集的胶体颗粒对于微米级的孔隙具有更好的封堵性能;
所述水凝胶中添加有沉淀剂,所述沉淀剂包括但不限于碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钠、碳酸钾、氢氧化钾、氢氧化钙中一种或一种以上的混合物;所述水合盐与水凝胶中沉淀剂所形成的不溶性沉淀包括但不限于碳酸镁、氢氧化镁、碱式碳酸镁、碱式氢氧化镁、碳酸钙、氢氧化钙、碱式碳酸钙、硫酸钡、氟化钙、草酸钙、草酸镁中一种或一种以上的混合物。水合盐与沉淀剂的反应是相对快速的、优先的,与水凝胶的反应是相对较慢的,两种反应生成的沉淀相互补充,对多孔材料的开放端口起到更好的封堵作用。
在上述技术方案中,所述水合盐中还包括成核剂。成核剂能够降低水合盐的过冷度,一般添加量不高于水合盐质量的5%,直接与水合盐混合,最好可以始终均匀分散于体系中。水合盐体系使用的成核剂依靠经验和实验结果选择。
上述技术方案中,所述水凝胶通过水溶胶脱水干燥获得;
所述水溶胶为水溶硅溶液、水玻璃溶液、加入无机成胶剂和/或有机成胶剂的水溶硅溶液或加入无机成胶剂和/或有机成胶剂的水玻璃溶液;水溶胶是纳米级或微米级的颗粒分散在水相中,水溶胶是具有流动性的,水溶胶的胶体颗粒失去电荷,或者包覆在胶体颗粒外圈的溶剂层被破坏,胶体粒子发生聚合,溶胶发生固化,失去流动性即形成凝胶。水凝胶是胶体粒子或高分子在一定条件下互相连接,形成空间网状结构,结构空隙中充满了水溶液,水溶液被包围在网格中,无法自由流动。
上述技术方案中,所述水凝胶包覆的水合盐-多孔材料复合物型相变储能材料中水凝胶的质量含量为10%~20%。
上述技术方案中,所述水凝胶包覆的水合盐-多孔材料复合物型相变储能材料是由以下方法制备的,包括以下步骤:
步骤1,将水合盐与多孔材料混合均匀,并在30~50℃融化水合盐,使其被所述多孔材料吸收,冷却至室温或20℃以下,得到水合盐-多孔材料复合物,其中多孔材料占水合盐-多孔材料复合物总质量的15%~30%;
步骤2,制备含沉淀剂、成胶剂、水溶硅或水玻璃的水溶胶,所述水溶胶中沉淀剂的质量含量为1~3%,所述成胶剂的质量含量为3~6%;
步骤3,按质量比(4~9):1称取所述水合盐-多孔材料复合物和水溶胶,混合均匀,经脱水处理后得到水凝胶-水合盐-多孔材料复合相变储能材料;
上述技术方案中,所述多孔材料的粒度为150~400目。
上述技术方案中,所述水凝胶中有机成胶剂不超过1wt%。
上述技术方案中,所述水合盐-多孔材料复合物和水溶胶的混合包括以下方式:水溶胶喷涂于水合盐-多孔材料复合物表面,脱水造粒;水合盐-多孔材料复合物在水溶胶中浸渍后,脱水造粒。
上述技术方案中,所述沉淀剂占水凝胶的质量比不超过3%。
一种相变保温砂浆的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,将水合盐与多孔材料混合均匀,并在30~50℃融化水合盐,使其被所述多孔材料吸收,冷却至室温或20℃以下,得到水合盐-多孔材料复合物,其中多孔材料占水合盐-多孔材料复合物总质量的15%~30%;
步骤2,制备含沉淀剂、成胶剂、水溶硅或水玻璃的水溶胶,所述水溶胶中沉淀剂的质量含量为1~3%,所述成胶剂的质量含量为3~6%;
步骤3,按质量比(4~9):1称取所述水合盐-多孔材料复合物和水溶胶,混合均匀,经脱水处理后得到水凝胶-水合盐-多孔材料复合相变储能材料;
步骤4:将所述水凝胶-水合盐-多孔材料复合相变储能材料与水泥、水、石膏,混合均匀,加入河沙,混合均匀,制得相变保温砂浆,所述相变保温砂浆中水凝胶-水合盐-多孔材料复合相变储能材料的质量分数为10~40%。
本发明的优点和有益效果为:
本发明公开了一种相变保温砂浆及其制备方法,本发明所用的天然无机多孔材料、可形成水凝胶的水溶硅或水玻璃等原料均为砂浆常用的添加剂,与砂浆具有良好的亲和性,更为重要的是,本发明通过多孔材料吸附在较大程度上实现了水合盐相变材料与砂浆的隔离,保持了水合盐相变材料的储放热性能;水凝胶自身或在水凝胶中溶解的沉淀剂,与封存于多孔材料开放孔道开口端的水合盐原位生成沉淀,实现了多孔材料开放孔道的封堵。原位生成的沉淀实现了多孔材料孔道内水合盐与水凝胶的隔离,避免了水合盐对水凝胶的盐析效应,使得水合盐在相变过程中可充分发挥其储放热性能;多孔材料外壁的未吸附水合盐则与水溶硅或水玻璃中溶解的沉淀剂反应被消耗,可有效减少多孔材料外壁残留盐类对保温砂浆的不利影响。水玻璃和水溶胶形成的凝胶多层包覆则杜绝了水合盐基相变储能材料在与砂浆混合过程中及相变保温砂浆在应用过程中可能的水合盐泄漏和迁移,使得水合盐基相变储能材料在保温砂浆中得以应用。
此外,本发明所述的水凝胶及水凝胶中溶解的沉淀剂可随时修复由于原有包覆层破损形成的新的开放端口,形成新的包覆层和封堵结构,其包覆和对孔道开口端的封堵效果具有长期可持续性。而蒙脱土类材料的加入使得水溶硅或者水玻璃形成的水凝胶具有一定的弹性和润滑性,对于保温砂浆中颗粒的摩擦、撞击等具备了缓冲能力,避免水凝胶包覆层破损,进而降低了水合盐泄漏的可能性。本发明的相变保温砂浆在火灾发生时,不但可以利用固液相变吸收热能,而且水合盐热解同样可以吸收热能,水合盐热解产物多为金属氧化物,金属氧化物与多孔载体相结合,可形成有效的隔热层,阻止火灾的蔓延。
附图说明
无
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种相变保温砂浆的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,按重量比77:3:20称取六水硝酸锰相变材料(水合盐)、成核剂(四水氯化锰)、膨胀蛭石(多孔材料),膨胀蛭石粒度为150目,混合均匀,在50℃下融化六水硝酸锰相变材料,使其被膨胀蛭石均匀、充分吸收,冷却至室温,得到六水硝酸锰-膨胀蛭石复合物;
步骤2,制备含1wt%氢氧化钠(沉淀剂)、5wt%钠基蒙脱土(无机成胶剂)和1wt%羧甲基纤维素钠(有机成胶剂)、余量为水溶硅的水溶胶;
步骤3,按质量比1:4将所得水溶胶均匀喷涂于六水硝酸锰-膨胀蛭石复合物的表面,经喷涂-脱水-喷涂的多次循环操作,干燥造粒,实现复合物颗粒的完全包覆,制得水凝胶-六水硝酸锰-膨胀蛭石复合相变储能材料,密封备用;
步骤4,按重量份数称取275份水泥、540份水、220份灰膏、1340份水凝胶-六水硝酸锰-膨胀蛭石复合相变储能材料,混合均匀,加入975份河砂,混合均匀,制得相变保温砂浆,相变保温砂浆中水凝胶-六水硝酸锰-膨胀蛭石复合相变储能材料的质量分数的40%。
经测定,相变保温砂浆熔点为25℃,相变焓为30J/g,循环1000次后相变焓衰减0.5%,所述相变保温砂浆的寿命为60年。所述相变保温砂浆主要作为抹面砂浆应用于建筑的非承压墙体立面、房屋内顶部。依据《无机硬质绝热制品试验方法》GB/T 5486的试样制备和测定方法,相变保温砂浆抗压强度为9MPa,所述相变保温砂浆经过300天使用后(室外无遮护,日晒条件),其抗压强度上升了3%。
对比例1
按重量比77:3:20称取六水硝酸锰相变材料(水合盐)、成核剂(四水氯化锰)、膨胀蛭石(多孔材料),膨胀蛭石粒度为150目,混合均匀,在50℃下融化六水硝酸锰相变材料,使其被膨胀蛭石均匀、充分吸收,冷却至室温,得到六水硝酸锰-膨胀蛭石复合物;
按重量份数称取275份水泥、540份水、220份灰膏、1340份六水硝酸锰-膨胀蛭石复合物,混合均匀,加入975份河砂,混合均匀,制得相变保温砂浆,相变保温砂浆中六水硝酸锰-膨胀蛭石复合物的质量分数的40%。
经测定,相变保温砂浆熔点为25℃,相变焓为34J/g,循环1000次后相变焓衰减38%,所述相变保温砂浆的寿命为10年。依据《无机硬质绝热制品试验方法》GB/T 5486的试样制备和测定方法,相变保温砂浆抗压强度为9.2MPa,所述相变保温砂浆经过300天使用后(室外无遮护,日晒条件),其抗压强度降低了17%。
实施例2
一种相变保温砂浆的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,按重量比45:55称取四水硝酸钙和六水硝酸锌,制备四水硝酸钙-六水硝酸锌相变材料,按重量比为69:1:30称取四水硝酸钙-六水硝酸锌相变材料(水合盐)、成核剂(氯化钠)、膨胀珍珠岩(多孔材料),膨胀珍珠岩粒度为250目,混合均匀,在50℃下融化四水硝酸钙-六水硝酸锌相变材料,使其被膨胀珍珠岩均匀、充分吸收,冷却至20℃以下,得到四水硝酸钙-六水硝酸锌-膨胀珍珠岩复合物;
步骤2,制备含2wt%二水草酸(沉淀剂)、2wt%锂皂土(无机成胶剂)和1wt%聚丙烯酸(有机成胶剂)、余量为水玻璃的水溶胶;
步骤3,按质量比3:17将所得水溶胶均匀喷涂于四水硝酸钙-六水硝酸锌-膨胀珍珠岩复合物的表面,经喷涂-脱水-喷涂的多次循环操作,干燥造粒,实现复合物颗粒的完全包覆,制得水凝胶-四水硝酸钙-六水硝酸锌-膨胀珍珠岩复合相变储能材料,密封备用;
步骤4,按重量份数称取190份水泥、290份水、100份灰膏、677份水凝胶-四水硝酸钙-六水硝酸锌-膨胀珍珠岩复合相变储能材料,混合均匀,加入1450份河砂,混合均匀,制得相变保温砂浆,相变保温砂浆中水凝胶-四水硝酸钙-六水硝酸锌-膨胀珍珠岩复合相变储能材料质量的分数为25%。
经测定,相变保温砂浆熔点为24℃,相变焓为18J/g,循环1000次后相变焓衰减1%,所述相变保温砂浆的寿命为50年。所述相变保温砂浆主要作为抹面砂浆应用于建筑的非承压墙体立面、房屋内顶部。依据《无机硬质绝热制品试验方法》GB/T 5486的试样制备和测定方法,相变保温砂浆抗压强度为8MPa,所述相变保温砂浆经过300天使用后(室外无遮护,日晒条件),其抗压强度上升了2%。
对比例2
按重量比45:55称取四水硝酸钙和六水硝酸锌,制备四水硝酸钙-六水硝酸锌相变材料,按重量比为69:1:30称取四水硝酸钙-六水硝酸锌相变材料(水合盐)、成核剂(氯化钠)、膨胀珍珠岩(多孔材料),膨胀珍珠岩粒度为250目,混合均匀,在50℃下融化四水硝酸钙-六水硝酸锌相变材料,使其被膨胀珍珠岩均匀、充分吸收,冷却至20℃以下,得到四水硝酸钙-六水硝酸锌-膨胀珍珠岩复合物;
按重量份数称取190份水泥、290份水、100份灰膏、677份四水硝酸钙-六水硝酸锌-膨胀珍珠岩复合物,混合均匀,加入1450份河砂,混合均匀,制得相变保温砂浆,相变保温砂浆中四水硝酸钙-六水硝酸锌-膨胀珍珠岩复合物质量的分数为25%。
经测定,相变保温砂浆熔点为24℃,相变焓为21J/g,循环1000次后相变焓衰减45%,所述相变保温砂浆的寿命为7年。依据《无机硬质绝热制品试验方法》GB/T 5486的试样制备和测定方法,相变保温砂浆抗压强度为8.1MPa,所述相变保温砂浆经过300天使用后(室外无遮护,日晒条件),其抗压强度降低了17%。
实施例3
一种相变保温砂浆的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,按重量比83:1:1:15称取四水氟化钾相变材料(水合盐)、成核剂(氟化亚锡、十二水磷酸二氢钠)、多孔硅(多孔材料),多孔硅粒度为400目,混合均匀,在30℃下融化四水氟化钾相变材料,使其被多孔硅均匀、充分吸收,冷却至20℃以下,得到四水氟化钾-多孔硅复合物;
步骤2,制备含3wt%氢氧化钙(沉淀剂)、3.5wt%膨润土(无机成胶剂)和0.5wt%黄原胶(有机成胶剂)、余量为水溶硅的水溶胶;
步骤3,按质量比9:1将四水氟化钾-多孔硅复合物浸渍于所得水溶胶中,超声排气,取出复合物,脱水,干燥造粒,实现复合物颗粒的完全包覆,制得水凝胶-四水氟化钾-多孔硅复合相变储能材料,密封备用;
步骤4,按重量份数称取350份水泥、390份水、100份灰膏、227份水凝胶-四水氟化钾-多孔硅复合相变储能材料,混合均匀,加入1200份河砂,混合均匀,制得相变保温砂浆,相变保温砂浆中水凝胶-四水氟化钾-多孔硅复合相变储能材料质量分数为10%。
经测定,相变保温砂浆熔点为18℃,相变焓为10J/g,循环1000次后相变焓衰减0.3%,所述相变保温砂浆的寿命为45年。所述相变保温砂浆主要作为抹面砂浆应用于建筑的非承压墙体立面、房屋内顶部。依据《无机硬质绝热制品试验方法》GB/T 5486的试样制备和测定方法,相变保温砂浆抗压强度为11MPa,所述相变保温砂浆经过300天使用后(室外无遮护,日晒条件),其抗压强度上升了2%。
对比例3
按重量比83:1:1:15称取四水氟化钾相变材料(水合盐)、成核剂(氟化亚锡、十二水磷酸二氢钠)、多孔硅(多孔材料),多孔硅粒度为400目,混合均匀,在30℃下融化四水氟化钾相变材料,使其被多孔硅均匀、充分吸收,冷却至20℃以下,得到四水氟化钾-多孔硅复合物;
按重量份数称取350份水泥、390份水、100份灰膏、227份四水氟化钾-多孔硅复合物,混合均匀,加入1200份河砂,混合均匀,制得相变保温砂浆,相变保温砂浆中四水氟化钾-多孔硅复合物质量分数为10%。
经测定,相变保温砂浆熔点为18℃,相变焓为12J/g,循环1000次后相变焓衰减75%,所述相变保温砂浆的寿命为4年。依据《无机硬质绝热制品试验方法》GB/T 5486的试样制备和测定方法,相变保温砂浆抗压强度为11.3MPa,所述相变保温砂浆经过300天使用后(室外无遮护,日晒条件),其抗压强度降低了28%。
以上对本发明做了示例性的描述,应该说明的是,在不脱离本发明的核心的情况下,任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种相变保温砂浆,其特征在于:所述相变保温砂浆中含有10%~40wt%的相变储能材料;
所述相变储能材料为水凝胶包覆的水合盐-多孔材料复合物型相变储能材料;
所述水合盐为水合氯化镁、水合氯化钙、十二水碳酸钠、六水硝酸钙、四水硝酸锌、六水溴化铁、六水硝酸锰、四水硝酸钙包中的一种或一种以上的混合物;
所述的多孔材料为多孔硅、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、硅藻土、坡缕石、沸石、海泡石和粉煤灰;
所述的水凝胶为含硅凝胶;所述水凝胶可与多孔材料开放孔道开口端暴露的水合盐生成硅酸盐沉淀;所述水凝胶中添加有成胶剂,所述成胶剂包括无机成胶剂和/或有机成胶剂,所述无机成胶剂为蒙脱土、高岭土中一种或一种以上的混合物,所述有机成胶剂为聚丙烯酸、淀粉、聚乙烯醇、羧基纤维素、羧基纤维素钠、琼脂、聚糖、黄原胶、明胶、甲壳糖、纤维素醚、海藻酸钠、聚氨酯、k2型角叉菜胶中一种或一种以上的混合物;
所述水凝胶中添加有沉淀剂,所述沉淀剂为碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钠、碳酸钾、氢氧化钾中一种或一种以上的混合物;所述水合盐与水凝胶中沉淀剂所形成的不溶性沉淀为碳酸镁、氢氧化镁、碱式碳酸镁、碱式氢氧化镁、碳酸钙、碱式碳酸钙中的一种或一种以上的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种相变保温砂浆,其特征在于:所述水合盐中还包括成核剂,所述成核剂添加量不高于水合盐质量的5%。
3.一种相变保温砂浆,其特征在于:所述相变保温砂浆由以下重量份组分成:水泥:190~350份;水:290~540份;灰膏:100~220份;相变储能材料:200~1350份;河砂:975~1450份;
所述相变储能材料为水凝胶包覆的水合盐-多孔材料复合物型相变储能材料;
所述水合盐为水合氯化镁、水合氯化钙、十二水碳酸钠、六水硝酸钙、四水硝酸锌、六水溴化铁、六水硝酸锰、四水硝酸钙包中的一种或一种以上的混合物;
所述的多孔材料为多孔硅、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、硅藻土、坡缕石、沸石、海泡石和粉煤灰;
所述的水凝胶为含硅凝胶;所述水凝胶可与多孔材料开放孔道开口端暴露的水合盐生成硅酸盐沉淀;
所述水凝胶中添加有成胶剂,所述成胶剂包括无机成胶剂和/或有机成胶剂,所述无机成胶剂为蒙脱土、膨润土、高岭土中一种或一种以上的混合物,所述有机成胶剂为聚丙烯酸、淀粉、聚乙烯醇、羧基纤维素、羧基纤维素钠、琼脂、聚糖、黄原胶、明胶、甲壳糖、纤维素醚、海藻酸钠、聚氨酯、k2型角叉菜胶中一种或一种以上的混合物;
所述水凝胶中添加有沉淀剂,所述沉淀剂为碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钠、碳酸钾、氢氧化钾中一种或一种以上的混合物;所述水合盐与水凝胶中沉淀剂所形成的不溶性沉淀为碳酸镁、氢氧化镁、碱式碳酸镁、碱式氢氧化镁、碳酸钙、碱式碳酸钙中的一种或一种以上的混合物。
4.根据权利要求3所述的一种相变保温砂浆,其特征在于:所述水合盐中还包括成核剂,所述成核剂添加量不高于水合盐质量的5%。
5.根据权利要求3所述的一种相变保温砂浆,其特征在于:所述水凝胶通过水溶胶脱水干燥获得。
6.根据权利要求3所述的一种相变保温砂浆,其特征在于:所述水凝胶包覆的水合盐-多孔材料复合物型相变储能材料中水凝胶的质量含量为10%~20%。
7.根据权利要求3所述的一种相变保温砂浆,其特征在于:所述水凝胶包覆的水合盐-多孔材料复合物型相变储能材料是由以下方法制备的,包括以下步骤:
步骤1,将水合盐与多孔材料混合均匀,并在30~50℃融化水合盐,使其被所述多孔材料吸收,冷却至室温或20℃以下,得到水合盐-多孔材料复合物,其中多孔材料占水合盐-多孔材料复合物总质量的15%~30%;
步骤2,制备含有沉淀剂和成胶剂的水溶胶,所述水溶胶为水玻璃或水溶硅,所述含有沉淀剂和成胶剂的水溶胶中沉淀剂的质量含量为1~3%,所述成胶剂的质量含量为3~6%;
步骤3,按质量比(4~9):1称取所述水合盐-多孔材料复合物和含有沉淀剂和成胶剂的水溶胶,混合均匀,经脱水处理后得到水凝胶包覆的水合盐-多孔材料复合物型相变储能材料。
8.根据权利要求7所述的一种相变保温砂浆,其特征在于:所述多孔材料的粒度为150~400目。
9.根据权利要求7所述的一种相变保温砂浆,其特征在于:所述水凝胶中有机成胶剂不超过1wt%。
10.根据权利要求7所述的一种相变保温砂浆,其特征在于:所述水合盐-多孔材料复合物和含有沉淀剂和成胶剂的水溶胶的混合包括以下方式:含有沉淀剂和成胶剂的水溶胶喷涂于水合盐-多孔材料复合物表面,脱水造粒;水合盐-多孔材料复合物在含有沉淀剂和成胶剂的水溶胶中浸渍后,脱水造粒。
11.根据权利要求7所述的一种相变保温砂浆,其特征在于:所述沉淀剂占水凝胶的质量比不超过3%。
12.一种如权利要求3所述的相变保温砂浆的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,将水合盐与多孔材料混合均匀,并在30~50℃融化水合盐,使其被所述多孔材料吸收,冷却至室温或20℃以下,得到水合盐-多孔材料复合物,其中多孔材料占水合盐-多孔材料复合物总质量的15%~30%;
步骤2,制备含有沉淀剂和成胶剂的水溶胶,所述水溶胶为水玻璃或水溶硅,所述含有沉淀剂和成胶剂的水溶胶中沉淀剂的质量含量为1~3%,所述成胶剂的质量含量为3~6%;
步骤3,按质量比(4~9):1称取所述水合盐-多孔材料复合物和含有沉淀剂和成胶剂的水溶胶,混合均匀,经脱水处理后得到水凝胶包覆的水合盐-多孔材料复合物型相变储能材料;
步骤4:按照重量份数,将所述水凝胶包覆的水合盐-多孔材料复合物型相变储能材料:200~1350份,水泥:190~350份;水:290~540份;灰膏:100~220份,混合均匀,再加入河沙975~1450份,混合均匀,制得相变保温砂浆;
所述水合盐为水合氯化镁、水合氯化钙、十二水碳酸钠、六水硝酸钙、四水硝酸锌、六水溴化铁、六水硝酸锰、四水硝酸钙中一种或一种以上的混合物;
所述的多孔材料为多孔硅、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、硅藻土、坡缕石、沸石、海泡石和粉煤灰;
所述成胶剂包括无机成胶剂和/或有机成胶剂,所述无机成胶剂为蒙脱土、高岭土中一种或一种以上的混合物,所述有机成胶剂为聚丙烯酸、淀粉、聚乙烯醇、羧基纤维素、羧基纤维素钠、琼脂、聚糖、黄原胶、明胶、甲壳糖、纤维素醚、海藻酸钠、聚氨酯、高岭土、k2型角叉菜胶中一种或一种以上的混合物;
所述沉淀剂为碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钠、碳酸钾、氢氧化钾中一种或一种以上的混合物;所述水合盐与水凝胶中沉淀剂所形成的不溶性沉淀为碳酸镁、氢氧化镁、碱式碳酸镁、碱式氢氧化镁、碳酸钙、碱式碳酸钙、中一种或一种以上的混合物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010387914.3A CN113173740B (zh) | 2020-05-09 | 2020-05-09 | 一种相变保温砂浆及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010387914.3A CN113173740B (zh) | 2020-05-09 | 2020-05-09 | 一种相变保温砂浆及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113173740A CN113173740A (zh) | 2021-07-27 |
CN113173740B true CN113173740B (zh) | 2022-12-13 |
Family
ID=76921434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010387914.3A Active CN113173740B (zh) | 2020-05-09 | 2020-05-09 | 一种相变保温砂浆及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113173740B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114230229A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-25 | 河北农业大学 | 一种六水氯化钙复合相变保温砂浆 |
CN116119959B (zh) * | 2023-02-08 | 2024-08-02 | 哈尔滨工业大学 | 一种微表面增强相变储能骨料及其制备方法和应用 |
CN116425483A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-07-14 | 经纬建材有限公司 | 一种相变储能砂浆及其制备方法 |
CN117361954B (zh) * | 2023-10-16 | 2024-06-18 | 江西省建材科研设计院有限公司 | 一种基于相变储能材料的保温砂浆 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001022779A1 (en) * | 1999-09-22 | 2001-03-29 | Frisby Technologies, Inc. | Microwavable gel containing microencapsulated phase change material |
WO2001035511A2 (en) * | 1999-11-05 | 2001-05-17 | Baxter International Inc. | Thermal energy storage materials |
CN1995264A (zh) * | 2006-12-06 | 2007-07-11 | 清华大学深圳研究生院 | 二氧化硅包覆相变储能材料微囊的制备方法 |
CN101294064A (zh) * | 2008-06-24 | 2008-10-29 | 武汉理工大学 | 一种多孔复合无机相变材料的制备方法 |
CN101654350A (zh) * | 2009-09-17 | 2010-02-24 | 苏州同济材料科技有限公司 | 一种储能砂浆 |
CN101880520A (zh) * | 2010-06-09 | 2010-11-10 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 无机水合盐二氧化硅相变材料及其制备方法 |
CN105195068A (zh) * | 2015-09-18 | 2015-12-30 | 南京逸柔蒂雯新材料科技有限公司 | 一种改性二氧化硅气凝胶基复合相变材料的制备方法 |
US20170030077A1 (en) * | 2015-07-30 | 2017-02-02 | The Board Of Trustees Of The University Of Alabama | Microencapsulation of materials using cenospheres |
CN107216859A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-09-29 | 华南理工大学 | 一种包覆型水合盐储热材料及制备方法 |
CN108658501A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-10-16 | 西南科技大学 | 一种无机相变储能颗粒、地暖砂浆及其制备方法 |
CN110564373A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-12-13 | 北京华厚能源科技有限公司 | 无机水合盐复合相变储热材料及制备使用方法 |
-
2020
- 2020-05-09 CN CN202010387914.3A patent/CN113173740B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001022779A1 (en) * | 1999-09-22 | 2001-03-29 | Frisby Technologies, Inc. | Microwavable gel containing microencapsulated phase change material |
WO2001035511A2 (en) * | 1999-11-05 | 2001-05-17 | Baxter International Inc. | Thermal energy storage materials |
CN1995264A (zh) * | 2006-12-06 | 2007-07-11 | 清华大学深圳研究生院 | 二氧化硅包覆相变储能材料微囊的制备方法 |
CN101294064A (zh) * | 2008-06-24 | 2008-10-29 | 武汉理工大学 | 一种多孔复合无机相变材料的制备方法 |
CN101654350A (zh) * | 2009-09-17 | 2010-02-24 | 苏州同济材料科技有限公司 | 一种储能砂浆 |
CN101880520A (zh) * | 2010-06-09 | 2010-11-10 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 无机水合盐二氧化硅相变材料及其制备方法 |
US20170030077A1 (en) * | 2015-07-30 | 2017-02-02 | The Board Of Trustees Of The University Of Alabama | Microencapsulation of materials using cenospheres |
CN105195068A (zh) * | 2015-09-18 | 2015-12-30 | 南京逸柔蒂雯新材料科技有限公司 | 一种改性二氧化硅气凝胶基复合相变材料的制备方法 |
CN107216859A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-09-29 | 华南理工大学 | 一种包覆型水合盐储热材料及制备方法 |
CN108658501A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-10-16 | 西南科技大学 | 一种无机相变储能颗粒、地暖砂浆及其制备方法 |
CN110564373A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-12-13 | 北京华厚能源科技有限公司 | 无机水合盐复合相变储热材料及制备使用方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
"The anti-supercooling effect of surface-modified nano-scaled SiO2 in hydrated salts phase transition system";Wu XL;《Journal of Physics Conference Series》;20090101;第1-9页 * |
"相变材料的封装定型技术研究进展";王鑫;《化工新型材料》;20190930;第58-61页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113173740A (zh) | 2021-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113173740B (zh) | 一种相变保温砂浆及其制备方法 | |
CN102417340B (zh) | 一种石膏基相变储能聚合物保温砂浆及其制备方法 | |
CN106045428B (zh) | 一种用于建筑节能调温的相变保温粉及其制备方法 | |
CN104944819B (zh) | 一种相变储能骨料及其制备方法 | |
CN106518155A (zh) | 具有防水防火功能的地聚合物基保温砂浆 | |
CN101113323B (zh) | 一种泡沫蓄热体及制备方法 | |
CN102877553B (zh) | 一种储能保温建筑材料 | |
CN113173751B (zh) | 一种相变石膏及其制备方法 | |
CN108609935B (zh) | 一种基于聚合物相变材料的环保相变装饰砂浆及其制备方法 | |
CN111004011A (zh) | 一种镁水泥相变建筑材料及其制备方法 | |
CN113173739B (zh) | 一种相变混凝土及其制备方法 | |
CN113174157B (zh) | 一种墙面相变腻子及其制备方法 | |
CN112226208A (zh) | 一种低熔点金属相变微胶囊及其制备方法和应用 | |
CN109133981B (zh) | 一种石膏基抹灰砂浆 | |
CN111960752A (zh) | 一种建筑维护用相变储热墙体材料及其制备方法 | |
CN111117631A (zh) | 一种核壳结构保水胶囊及其制备方法 | |
CN113136167B (zh) | 具有流动性的水溶胶-水合盐-多孔材料复合体系及其制备方法和应用 | |
CN113136169B (zh) | 基于水凝胶包覆的水合盐-多孔材料复合物及其制备方法和应用 | |
CN117125916A (zh) | 混凝土用长耐久膨胀抗裂剂、制备方法及抗裂混凝土 | |
CN105924120A (zh) | 一种防水抗渗相变储能石膏砌块及其制备方法 | |
CN111019611A (zh) | 一种建筑节能陶瓷基复合储热材料的制备方法 | |
CN115893984A (zh) | 一种陶瓷蛭石隔热板及其制备工艺 | |
CN113136170B (zh) | 基于原位沉淀二次包覆的水合盐-多孔材料复合物及其制备方法和应用 | |
CN114085050A (zh) | 一种防治矿井煤自燃的粉煤灰基绿色高保水凝胶及其制备方法 | |
CN113136168B (zh) | 基于三重锁定的水合盐-多孔载体复合材料及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |