CN113858373B - 一种带有储热功能的新型纤维板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有储热功能的新型纤维板，涉及纤维板加工技术领域，方法如下：1）采用海藻酸钠和壳聚糖作为壁材，引入经硬脂酸表面处理后得到的预处理片状氧化铝颗粒，得到外壁材溶液；2）将经过苯甲酸修饰后得到的预处理氧化锆纳米颗粒引入到聚丙烯酸酯乳液中，与相变材料、引发剂以及含有分散剂和表面活性剂的水溶液聚合反应，形成悬浮液；3）将外壁材溶液滴加到悬浮液中，加入戊二醛溶液，得到胶囊相变材料；4）将植物纤维、胶囊相变材料、固体石蜡、脲醛树脂胶、羧甲基纤维素以及甲基四氢邻苯二甲酸酐混匀后铺装，经预压、热压处理，即得带有储热功能的纤维板。本发明中的纤维板性能优异，放热时间相比普通纤维板延长了85%以上。

Description

一种带有储热功能的新型纤维板
技术领域
本发明属于纤维板加工技术领域，具体涉及一种带有储热功能的新型纤维板。
背景技术
随着社会的发展，能源与环境问题的日益严重，单一功能的建筑结构和装饰材料，已经不能满足建筑节能的要求。虽然多层结构墙体以及多层结构装饰材料，通过增加保温材料来达到保温隔热的效果，但是一般装饰材料热容性小，蓄热力低，不能达到延缓居室温度变化和优良保温效果。开发具有较高蓄热能力的建筑节能保温复合材料，对于改善居住环境舒适程度，提高建筑自身的节能效果意义重大。
相变储能材料的出现，使得建筑材料的蓄热功能化成为可能。相变储能结构可以用于建筑结构和装饰的各个方面，比如相变墙体、相变隔板、相变地板以及相变天花板等，提高建筑的节能保温能力，自动调节室内温度，降低室内温度波动，提高舒适度，节省采暖能耗，同时可以减小墙体自重和厚度，增加房屋的有效使用面积。因此，相变储能技术是实现建筑节能的重要途径，具有广阔的应用前景。例如中国专利CN2016111540407公开了一种相变储能蜂窝板及制备方法，该相变储能蜂窝板以三元脂肪酸低共熔物/膨胀石墨复合相变储能材料为相变单元，以铝制蜂窝结构为芯板、以中密度纤维板或实木单板为表层板，将相变单元填充到蜂窝板的蜂窝中，以环氧树脂为粘结剂，通过冷压制备而成；但是该相变储能蜂窝板是以铝制蜂窝结构为芯板、以中密度纤维板或实木单板为表层板，并将相变单元填充在蜂窝板的蜂窝中，因此该相变储能蜂窝板对多层结构，从而造成该相变储能蜂窝板不仅较重，而且表层板会对相变单元形成附加热阻，从而造成相变热的利用率较低。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种带有储热功能的新型纤维板。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种带有储热功能的新型纤维板，加工方法如下：
1）采用海藻酸钠和壳聚糖作为壁材，并引入经硬脂酸处理后得到的预处理片状氧化铝微粒，得到外壁材溶液；
2）将经过苯甲酸修饰后得到的预处理氧化锆纳米颗粒引入到聚丙烯酸酯乳液中，与相变材料、引发剂以及含有分散剂和表面活性剂的水溶液经聚合反应，形成悬浮液；
3）将外壁材溶液滴加到悬浮液中，并加入戊二醛溶液，得到胶囊相变材料；
4）将植物纤维、胶囊相变材料、固体石蜡、脲醛树脂胶、羧甲基纤维素以及甲基四氢邻苯二甲酸酐混匀后铺装，经预压、热压处理，即得带有储热功能的纤维板。
在一种具体的实施方式中，步骤1）具体操作如下：
将预处理片状氧化铝微粒加入到十二烷基硫酸钠溶液中，在恒温水浴中混匀，然后向其中加入海藻酸钠溶液，搅拌后再加入壳聚糖溶液继续搅拌，得到外壁材溶液。
本发明中，利用海藻酸钠和壳聚糖作为壁材，壁材分子末端的羟基、胺基等活性基团与预处理片状氧化铝微粒中的活性基团形成氢键，同时由于壳聚糖分子链上有大量的胺基，海藻酸钠的分子链上有大量的羧基，彼此可静电吸引，形成异性电荷-NH3-和-COO-，以双电层形式包覆在囊芯表面，从而可提高胶囊壁材的包覆率；同时，通过将在外壁材溶液中引入预处理片状氧化铝微粒，预处理片状氧化铝微粒在外壁材中开始搭建导热网络，从而提高传热效率，使得外壁材具有良好的传热性能，从而有助于提高相变热的利用率，并且，预处理片状氧化铝微粒还可以对外壁材表面缺陷进行填充修补，提高了外壁材结构的完整性，使得外壁材的包覆效果得到提升，增大了传热面积，控制了相变时的体积变化，提高了相变材料的使用率。
进一步，所述预处理片状氧化铝微粒、十二烷基硫酸钠溶液、海藻酸钠溶液以及壳聚糖溶液的比例为30-80g:100-160mL:3-10mL:5-15mL。
进一步，所述十二烷基硫酸钠溶液的体积分数为5-10%。
进一步，所述海藻酸钠溶液的体积分数为1-5%。
进一步，所述壳聚糖溶液的体积分数为3-8%。
进一步，所述恒温水浴温度30-40℃。
进一步，所述搅拌转速150-300r/min，搅拌时间20-50min。
进一步，所述继续搅拌的时间20-50min。
进一步，所述预处理片状氧化铝微粒的制备方法如下：
将片状氧化铝微粒置于烘箱中干燥除去水分，将硬脂酸置于烘箱中融化，将片状氧化铝微粒与硬脂酸混合后放入高速粉碎机中混合均匀，将产物用热乙醇反复洗涤后进行真空干燥，即可得到预处理片状氧化铝微粒。
本发明中，采用硬脂酸对片状氧化铝微粒进行处理，使其容易被外壁材溶液基体润湿，从而减少片状氧化铝微粒在外壁材溶液基体中的团聚，提高其分散均匀性。
更进一步，上述片状氧化铝微粒的粒径0.5-10μm。
更进一步，上述片状氧化铝微粒干燥除水的温度为130-180℃，时间10-15h。
更进一步，上述脂酸融化的温度为60-70℃。
更进一步，上述硬脂酸用量占片状氧化铝微粒质量的5-10%。
更进一步，上述高速粉碎机转速2000-3000r/min，粉碎时间5-20min。
更进一步，上述热乙醇温度50-70℃。
更进一步，上述真空干燥温度80-120℃，时间8-12h。
在一种具体的实施方式中，步骤2）具体操作如下：
将苯甲酸和氧化锆纳米颗粒加入到甲苯溶液中加热回流，抽滤后用乙醇进行洗涤，烘干后得到预处理氧化锆纳米颗粒，将预处理氧化锆纳米颗粒加入到去离子水中，超声分散后加入到聚丙烯酸酯乳液中，搅拌混匀后加热反应，然后与相变材料和引发剂混匀，加入到含有分散剂和表面活性剂的水溶液中，常温下继续超声分散后进行聚合反应，得到悬浮液。
本发明中，利用苯甲酸对氧化锆纳米颗粒进行表面的改性处理，纳米颗粒表面的苯环基团与聚丙烯链段有显著的相互作用，苯环基团与聚丙烯链段中的甲基形成了CH-π的相互作用，促进聚丙烯链段在纳米颗粒表面附生，从而使得聚丙烯链段形成大量的异相成核支点，降低了相变材料的成核能垒，促进其进行异相成核结晶，进而实现相变材料过冷结晶的抑制以及消除。
进一步，所述苯甲酸和氧化锆纳米颗粒的比例为3-7:1mmol/g。
进一步，所述氧化锆纳米颗粒与甲苯溶液的比例为1:50-120g/mL。
进一步，所述加热回流温度75-85℃，时间10-20h。
进一步，所述烘干温度80-90℃，时间5-15h。
进一步，所述预处理氧化锆纳米颗粒与去离子水的质量比为0.01-0.05:10。
进一步，所述超声分散功率200-500W，时间10-30min。
进一步，所述聚丙烯酸酯乳液的固含量为30-35%。
进一步，所述预处理氧化锆纳米颗粒与聚丙烯酸乳液的质量比为0.01-0.03:10。
进一步，所述搅拌混匀的转速200-500r/min，时间10-30min。
进一步，所述加热反应的温度70-80℃，时间3-10h。
进一步，所述相变材料为棕榈酸甲酯/硬脂酸甲酯相变材料，二者按照质量比4:1共熔组成。
进一步，所述相变材料的用量为水溶液质量的15-30%。
进一步，所述引发剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈。
进一步，所述引发剂的用量为水溶液质量的1-5%。
进一步，所述聚丙烯酸酯乳液的用量为水溶液质量的5-20%。
进一步，所述水溶液中，分散剂占水溶液质量的1-3%，表面活性剂占水溶液质量的0.05-0.15%。
进一步，所述分散剂为聚乙烯醇、聚乙二醇或聚丙二醇。
进一步，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
进一步，所述继续超声分散的时间5-15min。
进一步，所述聚合反应的温度60-70℃，时间1-5h。
在一种具体的实施方式中，步骤3）具体操作如下：
将外壁材溶液滴加到悬浮液中，随后再缓慢滴加戊二醛溶液，经静置、过滤后，即可得到胶囊相变材料。
本发明中，利用反相电荷的吸附作用，使得外壁材对囊芯进行包覆，采用双功能团分子戊二醛对胶囊的表面形成修饰，壳聚糖中-NH2可与戊二醛中的-CHO形成席夫碱，使得壳聚糖与戊二醛形成交联层，使得胶囊表面形成一层致密的保护膜，可以进一步控制相变时的体积变化。
进一步，所述外壁材溶液用量占聚丙烯酸酯乳液质量的75-90%。
进一步，所述戊二醛溶液的质量浓度为1-3%。
进一步，所述戊二醛溶液的用量占外壁材溶液质量的20-25%。
进一步，所述静置时间20-25h。
在一种具体的实施方式中，步骤4）具体操作如下：
将植物纤维与胶囊相变材料放入搅拌机中混匀，得到混合纤维料，将固体石蜡加热熔化，然后与脲醛树脂胶、羧甲基纤维素以及甲基四氢邻苯二甲酸酐共同混合，加热后加入到混合纤维料中，保温混匀后铺成板坯，预压后热压成型，即得带有储热功能的纤维板。
进一步，按重量份数计，上述原料组分如下：植物纤维80-130份，胶囊相变材料5-15份、固体石蜡5-13份、脲醛树脂胶3-8份、羧甲基纤维素1-5份、甲基四氢邻苯二甲酸酐2-7份。
进一步的，所述脲醛树脂胶固含量为50-60%。
进一步，所述加热温度72-86℃。
进一步的，所述预压压力0.8-1.5Mpa，预压时间10-30s。
进一步的，所述热压温度100-140℃，热压时间20-50s/mm，热压压力0.5-1.3MPa。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、采用海藻酸钠和壳聚糖作为胶囊外壁材原料，并且添加预处理片状氧化铝微粒，在外壁材中开始搭建导热网络，从而提高传热效率，使得外壁材具有良好的传热性能，从而有助于提高相变热的利用率，并且，预处理片状氧化铝微粒还可以对外壁材表面缺陷进行填充修补，提高了外壁材结构的完整性，使得外壁材的包覆效果得到提升，增大了传热面积，控制了相变时的体积变化，提高了相变材料的使用率。
2、采用预处理氧化锆纳米颗粒改性的聚丙烯酸酯作为胶囊内壁原料，可以抑制以及消除相变材料过冷结晶现象，有利于能量的储存。
3、采用戊二醛对胶囊的表面形成修饰，使得胶囊表面形成一层致密的保护膜，可以进一步控制相变时的体积变化，从而减少相变时的体积变化对纤维板造成影响。
具体实施方式
实施例1
一种带有储热功能的新型纤维板，具体加工方法如下：
1）将粒径0.5μm的片状氧化铝微粒置于130℃的烘箱中干燥10h除去水分，将硬脂酸置于60℃烘箱中融化，按照片状氧化铝微粒质量的5%称取硬脂酸以及片状氧化铝微粒，混合后放入高速粉碎机中，在2000r/min下粉碎5min，将产物用50℃热乙醇反复洗涤，经80℃真空干燥8h，即可得到预处理片状氧化铝微粒；
2）将30g预处理片状氧化铝微粒加入到100mL体积分数为5%的十二烷基硫酸钠溶液中，在30℃恒温水浴中混匀，然后向其中加入3mL体积分数为1%的海藻酸钠溶液，150r/min下搅拌20min，再加入5mL体积分数为3%的壳聚糖溶液继续搅拌20min，得到外壁材溶液；
3）按照3:1mmol/g的反应比称取苯甲酸和氧化锆纳米颗粒，按照氧化锆纳米颗粒与甲苯溶液的比例为1:50g/mL，将苯甲酸和氧化锆纳米颗粒加入到甲苯溶液中，在75℃下回流10h，抽滤后用乙醇进行洗涤，在80℃烘箱中干燥5h，得到预处理氧化锆纳米颗粒，按照质量比为0.01:10，将预处理氧化锆纳米颗粒加入到去离子水中，200W下超声分散10min，加入到固含量为30%的聚丙烯酸酯乳液中，控制预处理氧化锆纳米颗粒与聚丙烯酸乳液的质量比为0.01:10，在200r/min下搅拌10min，然后在70℃下反应3h，然后与棕榈酸甲酯/硬脂酸甲酯相变材料和过氧化苯甲酰混匀，加入到含有聚乙烯醇和十二烷基硫酸钠的水溶液中，常温下继续超声分散5min后升温至60℃，聚合反应1h，得到悬浮液；
其中，棕榈酸甲酯/硬脂酸甲酯相变材料用量为水溶液质量的15%；过氧化苯甲酰用量为水溶液质量的1%；聚丙烯酸酯乳液的用量为水溶液质量的5%；水溶液中，聚乙烯醇含量为水溶液质量的1%，十二烷基硫酸钠含量为水溶液质量的0.05%；
4）按照聚丙烯酸酯乳液质量的75%称取外壁材溶液，将外壁材溶液滴加到悬浮液中，随后再缓慢滴加质量浓度1%的戊二醛溶液，戊二醛溶液的用量控制为外壁材溶液质量的20%，静置20h，过滤后得到胶囊相变材料；
5）按照重量份数计，将80份植物纤维与5份胶囊相变材料放入搅拌机中混匀，得到混合纤维料，将5份固体石蜡加热熔化，然后与3份固含量为50%脲醛树脂胶、1份羧甲基纤维素以及2份甲基四氢邻苯二甲酸酐共同混合，在72℃下加入到混合纤维料中，保温混匀后铺成板坯，在0.8Mpa条件下预压10s，然后再经100℃、0.5MPa热压20s/mm，即得带有储热功能的纤维板。
对照组：
普通纤维板，制备方法如下：
按照重量份数计，将80份植物纤维放入搅拌机中混匀，得到纤维料，将5份固体石蜡加热熔化，然后与3份固含量为50%脲醛树脂胶、1份羧甲基纤维素以及2份甲基四氢邻苯二甲酸酐共同混合，在72℃下加入到混合纤维料中，保温混匀后铺成板坯，在0.8Mpa条件下预压10s，然后再经100℃、0.5MPa热压20s/mm，即得普通纤维板。
测试实验1：
采用久滨的JB-DSC-500L差示扫描量热仪，在氮气保护下，测试5℃/min升温过程以及-5℃/min降温过程的DSC扫描曲线，观察胶囊相变材料在吸、放热过程中未出现过冷结晶现象，而且在经过1000次冷热循环后，胶囊相变材料未出现泄漏现象，具有良好的封装效果。
测试实验2：
1.1相变储能水箱设计
此次试验采用底面半径为50mm、高度为120mm的圆柱型容器作为相变储能水箱，外侧采用5mm厚孚勒斯B1级橡塑保温，内侧分别采用实施例1提供的储热纤维板以及对照组提供的普通纤维板拼装组成，水箱底部与中部分别设有蓄热阶段中使用的热水进水口及出水口，顶部与底部分别设有水箱放热阶段使用的热水出水口与冷水补水口。
1.2蓄热过程
在5℃环境下，采用热水机组对实验水箱进行加热，通过机组中的循环泵使机组制备的热水与水箱中冷水混合并在两者之间循环。通过调节热水机组制备热水的停止温度为25℃，使机组进水口的温度升至25℃时停止工作。试验中忽略机组制备热水水温波动对相变材料蓄热的作用，认为机组制备的热水温度恒定为25℃。为了观察实验水箱内部温度分布情况，该实验台在水箱冷热水进出口（热泵热水出入口）及水箱内部分别设置30mm热电偶传感器。当实验水箱内部测点温度达到25℃且观察水箱内部温度分布均匀时认为此时水箱完成蓄热。
1.3放热过程
蓄热阶段完成后，打开井水潜水泵为实验水箱提供恒温2℃的补水进行放热阶段实验，通过实验台PID调节器控制补水阀的开度，分别以0.2m3/h的补水流量对实验水箱进行放热阶段试验测试，记录数据并观察水箱内部温度分布均匀情况。实验中忽略井水水温波动对相变材料放热的作用，认为补水冷水温度恒定为2℃。
1.4测试结果
实验水箱出口水温经25℃降至5℃的持续时间，即有效放热时长，结果如下：
实施例1中提供的纤维板，相比较对照组中提供的普通纤维板，放热时间延长了85.6%。
实施例2
一种带有储热功能的新型纤维板，具体加工方法如下：
1）将粒径5μm的片状氧化铝微粒置于150℃的烘箱中干燥12h除去水分，将硬脂酸置于65℃烘箱中融化，按照片状氧化铝微粒质量的7%称取硬脂酸以及片状氧化铝微粒，混合后放入高速粉碎机中，在3000r/min下粉碎10min，将产物用60℃热乙醇反复洗涤，经100℃真空干燥10h，即可得到预处理片状氧化铝微粒；
2）将50g预处理片状氧化铝微粒加入到130mL体积分数为7%的十二烷基硫酸钠溶液中，在35℃恒温水浴中混匀，然后向其中加入6mL体积分数为2%的海藻酸钠溶液，200r/min下搅拌30min，再加入10mL体积分数为5%的壳聚糖溶液继续搅拌30min，得到外壁材溶液；
3）按照5:1mmol/g的反应比称取苯甲酸和氧化锆纳米颗粒，按照氧化锆纳米颗粒与甲苯溶液的比例为1:80g/mL，将苯甲酸和氧化锆纳米颗粒加入到甲苯溶液中，在80℃下回流15h，抽滤后用乙醇进行洗涤，在85℃烘箱中干燥10h，得到预处理氧化锆纳米颗粒，按照质量比为0.03:10，将预处理氧化锆纳米颗粒加入到去离子水中，300W下超声分散20min，加入到固含量为35%的聚丙烯酸酯乳液中，控制预处理氧化锆纳米颗粒与聚丙烯酸乳液的质量比为0.02:10，在300r/min下搅拌20min，然后在75℃下反应6h，然后与棕榈酸甲酯/硬脂酸甲酯相变材料和过氧化苯甲酰混匀，加入到含有聚乙二醇和十二烷基硫酸钠的水溶液中，常温下继续超声分散10min后升温至65℃，聚合反应3h，得到悬浮液；
其中，棕榈酸甲酯/硬脂酸甲酯相变材料用量为水溶液质量的20%；过氧化苯甲酰用量为水溶液质量的3%；聚丙烯酸酯乳液用量为水溶液质量的15%；水溶液中，聚乙二醇含量为水溶液质量的2%，十二烷基硫酸钠含量为水溶液质量的0.1%；
4）按照聚丙烯酸酯乳液质量的85%称取外壁材溶液，将外壁材溶液滴加到悬浮液中，随后再缓慢滴加质量浓度2%的戊二醛溶液，戊二醛溶液的用量控制为外壁材溶液质量的25%，静置20h，过滤后得到胶囊相变材料；
5）按照重量份数计，将100份植物纤维与10份胶囊相变材料放入搅拌机中混匀，得到混合纤维料，将10份固体石蜡加热熔化，然后与5份固含量为55%的脲醛树脂胶、3份羧甲基纤维素以及5份甲基四氢邻苯二甲酸酐共同混合，在80℃下加入到混合纤维料中，保温混匀后铺成板坯，在1.0Mpa条件下预压20s，然后再经130℃、1.2MPa热压40s/mm，即得带有储热功能的纤维板。
对照组：
普通纤维板，制备方法如下：
按照重量份数计，将100份植物纤维放入搅拌机中混匀，得到纤维料，将10份固体石蜡加热熔化，然后与5份固含量为55%的脲醛树脂胶、3份羧甲基纤维素以及5份甲基四氢邻苯二甲酸酐共同混合，在80℃下加入到混合纤维料中，保温混匀后铺成板坯，在1.0Mpa条件下预压20s，然后再经130℃、1.2MPa热压40s/mm，即得普通纤维板。
测试实验1：
采用久滨的JB-DSC-500L差示扫描量热仪，在氮气保护下，测试5℃/min升温过程以及-5℃/min降温过程的DSC扫描曲线，观察胶囊相变材料在吸、放热过程中未出现过冷结晶现象，而且在经过1000次冷热循环后，胶囊相变材料未出现泄漏现象，具有良好的封装效果。
测试实验2：
1.1相变储能水箱设计
此次试验采用底面半径为50mm、高度为120mm的圆柱型容器作为相变储能水箱，外侧采用5mm厚孚勒斯B1级橡塑保温，内侧分别采用实施例2提供的储热纤维板以及对照组提供的普通纤维板拼装组成，水箱底部与中部分别设有蓄热阶段中使用的热水进水口及出水口，顶部与底部分别设有水箱放热阶段使用的热水出水口与冷水补水口。
1.2蓄热过程
在5℃环境下，采用热水机组对实验水箱进行加热，通过机组中的循环泵使机组制备的热水与水箱中冷水混合并在两者之间循环。通过调节热水机组制备热水的停止温度为25℃，使机组进水口的温度升至25℃时停止工作。试验中忽略机组制备热水水温波动对相变材料蓄热的作用，认为机组制备的热水温度恒定为25℃。为了观察实验水箱内部温度分布情况，该实验台在水箱冷热水进出口（热泵热水出入口）及水箱内部分别设置30mm热电偶传感器。当实验水箱内部测点温度达到25℃且观察水箱内部温度分布均匀时认为此时水箱完成蓄热。
1.3放热过程
蓄热阶段完成后，打开井水潜水泵为实验水箱提供恒温2℃的补水进行放热阶段实验，通过实验台PID调节器控制补水阀的开度，分别以0.4m3/h的补水流量对实验水箱进行放热阶段试验测试，记录数据并观察水箱内部温度分布均匀情况。实验中忽略井水水温波动对相变材料放热的作用，认为补水冷水温度恒定为2℃。
1.4测试结果
实验水箱出口水温经25℃降至5℃的持续时间，即有效放热时长，结果如下：
实施例1中提供的纤维板，相比较对照组中提供的普通纤维板，放热时间延长了87.5%。
实施例3
一种带有储热功能的新型纤维板，具体加工方法如下：
1）将粒径10μm的片状氧化铝微粒置于180℃的烘箱中干燥15h除去水分，将硬脂酸置于70℃烘箱中融化，按照片状氧化铝微粒质量的10%称取硬脂酸以及片状氧化铝微粒，混合后放入高速粉碎机中，在3000r/min下粉碎20min，将产物用70℃热乙醇反复洗涤，经120℃真空干燥12h，即可得到预处理片状氧化铝微粒；
2）将80g预处理片状氧化铝微粒加入到160mL体积分数为10%的十二烷基硫酸钠溶液中，在40℃恒温水浴中混匀，然后向其中加入10mL体积分数为5%的海藻酸钠溶液，300r/min下搅拌50min，再加入15mL体积分数为8%的壳聚糖溶液继续搅拌50min，得到外壁材溶液；
3）按照7:1mmol/g的反应比称取苯甲酸和氧化锆纳米颗粒，按照氧化锆纳米颗粒与甲苯溶液的比例为1:120g/mL，将苯甲酸和氧化锆纳米颗粒加入到甲苯溶液中，在85℃下回流20h，抽滤后用乙醇进行洗涤，在90℃烘箱中干燥15h，得到预处理氧化锆纳米颗粒，按照质量比为0.05:10，将预处理氧化锆纳米颗粒加入到去离子水中，500W下超声分散30min，加入到固含量为35%的聚丙烯酸酯乳液中，控制预处理氧化锆纳米颗粒与聚丙烯酸乳液的质量比为0.03:10，在500r/min下搅拌30min，然后在80℃下反应10h，然后与棕榈酸甲酯/硬脂酸甲酯相变材料和偶氮二异丁腈混匀，加入到含有聚丙二醇和十二烷基苯磺酸钠的水溶液中，常温下继续超声分散15min后升温至70℃，聚合反应5h，得到悬浮液；
其中，棕榈酸甲酯/硬脂酸甲酯相变材料用量为水溶液质量的30%；偶氮二异丁腈用量为水溶液质量的5%；聚丙烯酸酯乳液的用量为水溶液质量的20%；水溶液中，聚丙二醇含量为水溶液质量的3%，十二烷基苯磺酸钠含量为水溶液质量的0.15%；
4）按照聚丙烯酸酯乳液质量的90%称取外壁材溶液，将外壁材溶液滴加到悬浮液中，随后再缓慢滴加质量浓度3%的戊二醛溶液，戊二醛溶液的用量控制为外壁材溶液质量的25%，静置25h，过滤后得到胶囊相变材料；
5）按照重量份数计，将130份植物纤维与15份胶囊相变材料放入搅拌机中混匀，得到混合纤维料，将13份固体石蜡加热熔化，然后与8份固含量为60%的脲醛树脂胶、5份羧甲基纤维素以及7份甲基四氢邻苯二甲酸酐共同混合，在86℃下加入到混合纤维料中，保温混匀后铺成板坯，在1.5Mpa条件下预压30s，然后再经140℃、1.3MPa热压50s/mm，即得带有储热功能的纤维板。
对照组：
普通纤维板，制备方法如下：
按照重量份数计，将130份植物纤维放入搅拌机中混匀，得到纤维料，将13份固体石蜡加热熔化，然后与8份固含量为60%的脲醛树脂胶、5份羧甲基纤维素以及7份甲基四氢邻苯二甲酸酐共同混合，在86℃下加入到混合纤维料中，保温混匀后铺成板坯，在1.5Mpa条件下预压30s，然后再经140℃、1.3MPa热压50s/mm，即得普通纤维板。
测试实验1：
采用久滨的JB-DSC-500L差示扫描量热仪，在氮气保护下，测试5℃/min升温过程以及-5℃/min降温过程的DSC扫描曲线，观察胶囊相变材料在吸、放热过程中未出现过冷结晶现象，而且在经过1000次冷热循环后，胶囊相变材料未出现泄漏现象，具有良好的封装效果。
测试实验2：
1.1相变储能水箱设计
此次试验采用底面半径为50mm、高度为120mm的圆柱型容器作为相变储能水箱，外侧采用5mm厚孚勒斯B1级橡塑保温，内侧分别采用实施例3提供的储热纤维板以及对照组提供的普通纤维板拼装组成，水箱底部与中部分别设有蓄热阶段中使用的热水进水口及出水口，顶部与底部分别设有水箱放热阶段使用的热水出水口与冷水补水口。
1.2蓄热过程
在5℃环境下，采用热水机组对实验水箱进行加热，通过机组中的循环泵使机组制备的热水与水箱中冷水混合并在两者之间循环。通过调节热水机组制备热水的停止温度为25℃，使机组进水口的温度升至25℃时停止工作。试验中忽略机组制备热水水温波动对相变材料蓄热的作用，认为机组制备的热水温度恒定为25℃。为了观察实验水箱内部温度分布情况，该实验台在水箱冷热水进出口（热泵热水出入口）及水箱内部分别设置30mm热电偶传感器。当实验水箱内部测点温度达到25℃且观察水箱内部温度分布均匀时认为此时水箱完成蓄热。
1.3放热过程
蓄热阶段完成后，打开井水潜水泵为实验水箱提供恒温2℃的补水进行放热阶段实验，通过实验台PID调节器控制补水阀的开度，分别以0.5m3/h的补水流量对实验水箱进行放热阶段试验测试，记录数据并观察水箱内部温度分布均匀情况。实验中忽略井水水温波动对相变材料放热的作用，认为补水冷水温度恒定为2℃。
1.4测试结果
实验水箱出口水温经25℃降至5℃的持续时间，即有效放热时长，结果如下：
实施例1中提供的纤维板，相比较对照组中提供的普通纤维板，放热时间延长了86.2%。
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，任何不经过创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种带有储热功能的新型纤维板，其特征在于，加工方法如下： 1）采用海藻酸钠和壳聚糖作为壁材，并引入经硬脂酸表面处理后得到的预处理片状氧化铝颗粒，按照片状氧化铝微粒质量的5-10%称取硬脂酸以及0.5-10μm片状氧化铝微粒，混合后放入高速粉碎机中，在2000-3000r/min下粉碎5-20min，将产物用50-70℃热乙醇反复洗涤，经80-120℃真空干燥8-12h，即可得到预处理片状氧化铝微粒，所述海藻酸钠、壳聚糖以及预处理片状氧化铝微粒的比例为3-10mL:5-15mL:30-80g，得到外壁材溶液，所述外壁材溶液占聚丙烯酸酯乳液质量的75-90%，戊二醛溶液占外壁材溶液质量的20-25%； 2）按照3-7:1mmol/g的反应比称取苯甲酸和氧化锆纳米颗粒，按照氧化锆纳米颗粒与甲苯溶液的比例为1:50-120g/mL，将苯甲酸和氧化锆纳米颗粒加入到甲苯溶液中，在75-85℃下回流10-20h，抽滤后用乙醇进行洗涤，在80-90℃烘箱中干燥5-15h，得到预处理氧化锆纳米颗粒，将经过苯甲酸修饰后得到的预处理氧化锆纳米颗粒引入到聚丙烯酸酯乳液中，与相变材料、引发剂以及含有分散剂和表面活性剂的水溶液经聚合反应，形成悬浮液，所述相变材料为棕榈酸甲酯/硬脂酸甲酯相变材料； 3）将外壁材溶液滴加到悬浮液中，并加入戊二醛溶液，得到胶囊相变材料； 4）将植物纤维、胶囊相变材料、固体石蜡、脲醛树脂胶、羧甲基纤维素以及甲基四氢邻苯二甲酸酐混匀后铺装，经预压、热压处理，即得带有储热功能的纤维板。
2.如权利要求1所述一种带有储热功能的新型纤维板，其特征在于，所述外壁材溶液中还含有十二烷基硫酸钠溶液，其中十二烷基硫酸钠溶液与海藻酸钠的比例为100-160mL:3-10mL。
3.如权利要求1所述一种带有储热功能的新型纤维板，其特征在于，所述预处理氧化锆纳米颗粒与聚丙烯酸酯乳液的质量比为0.01-0.05:10。
4.如权利要求1所述一种带有储热功能的新型纤维板，其特征在于，所述相变材料、引发剂以及聚丙烯酸酯乳液的用量分别占水溶液质量的15-30%、1-5%以及5-20%，所述水溶液中，分散剂占水溶液质量的1-3%，表面活性剂占水溶液质量的0.05-0.15%。
5.如权利要求1所述一种带有储热功能的新型纤维板，其特征在于，所述聚合反应温度60-70℃，反应时间1-5h。
6.如权利要求1所述一种带有储热功能的新型纤维板，其特征在于，按重量份数计，原料组分如下：植物纤维80-130份，胶囊相变材料5-15份、固体石蜡5-13份、脲醛树脂胶3-8份、羧甲基纤维素1-5份、甲基四氢邻苯二甲酸酐2-7份。
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