CN114426427B - 一种相变调温式石膏板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种相变调温式石膏板及其制备方法。本发明提供的相变调温式石膏板，包括石膏粉、相变微胶囊，其中，石膏粉的质量含量为80%～90%，相变微胶囊的质量含量为10%～20%。该相变调温式石膏板具有储热能力高、耐久性好、传热效率及力学强度均较高的特点。

Description

一种相变调温式石膏板及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种相变调温式石膏板及其制备方法。
背景技术
建筑能耗是除工业和交通行业外的主要能源消费行业之一，也是温室气体排放的重要来源之一。2014年，中国能源消费占全球能源消费总量的23%，超过美国，成为全球能源消耗最多的国家，其中，建筑能耗居各类能源消费的首位。在中国，建筑能耗约占能源消费总量的31.4%，其主要消费形式是采暖和空调耗能。因此，潜热储能建筑围护结构的设计成为当前建筑节能领域的一个重要课题。
相变储能材料利用储（放）热特性在一定温度范围内，向周围环境储存和释放能量，解决能源供给在时间与空间上不匹配的问题。建筑围护材料（如石膏板）与相变储能材料结合，不仅可以减缓室内温度波动，还可以提高人体舒适度。为了制备相变储热建筑材料（如相变蓄热式石膏板），相变储能材料通常可以采用浸泡法、直接加入法等方式与常规建筑材料复合。此类相变储热建筑材料的投入使用，不但能够有效提高建筑物储热能力，还可以减轻或减薄建筑墙体，具有良好的经济和环境效益。
CN110092629A公开了一种建筑用相变石膏板及其制备方法。以重量份数计算，包括石膏粉40～70、相变材料复合物40～100、膨胀矿渣轻骨料20～60、短切纤维0.5～2、减水剂1～5、水60～150。将石膏粉、减水剂、短切纤维加入水中，搅拌均匀，制成浆料；再将该浆料、膨胀矿渣轻骨料和相变材料复合物，搅拌混合均匀，制得石膏基相变浆料。在钢制模具底部铺好牛皮纸，将石膏基相变浆料摊铺在模具上，在石膏基相变浆料上铺设一层玻璃纤维网格布，再重复此操作，制得粗产品。在粗产品上摊铺石膏基相变浆料，表面平整化处理、静置，得到建筑用相变石膏板。该产品机械强度较好，防火等级可达A1级。但是，在制备相变材料复合物过程中，仅通过蒙脱土与熔融态相变材料间范德华力结合，其约束效果不足，容易造成相变材料渗入石膏基体内部，带来石膏板强度下降、石膏板固结困难等不利影响。
CN110759691A公开了一种环保的相变石膏板及其制备方法。所述相变石膏板包括石膏和相变微胶囊材料，其中相变微胶囊材料包括芯材和无机壁材，无机壁材选自SiO2、TiO2、CaSiO3中的一种或多种。将制备相变石膏板的各原料混合，搅拌均匀制成料浆，再将所述料浆成型、切割并干燥，得到所述环保的相变石膏板。该产品采用无机壁材包裹芯材，在使用过程中没有有机物释放，实现了环保目的。但是，在合成相变微胶囊材料过程中，使用盐酸，容易造成后续相变微胶囊材料乳液呈酸性，对石膏基体造成侵蚀。其次，仅采用SiO2作为壁材的相变微胶囊其壁材较脆、韧性不足，容易造成开裂和受压破损，造成相变材料流失等不利影响。再者，选择碱性物质作为复合增强剂成分，虽然一定程度地提高了相变石膏板强度，但是其对相变微胶囊壁材和石膏基体都存在慢性腐蚀的隐患。
发明内容
针对现有技术存在的石膏板壁材较脆、韧性不足，容易造成开裂和受压破损，造成材料流失等问题，本发明提供了一种相变调温式石膏板及其制备方法。本发明提供的相变调温式石膏板具有储热能力高、耐久性好、传热效率及力学强度均较高的特点。
本发明第一方面提供了一种相变调温式石膏板，包括石膏粉、相变微胶囊，其中，石膏粉的质量含量为80%～90%，相变微胶囊的质量含量为10%～20%。
上述技术方案中，所述相变微胶囊的芯材为相变材料，壳材的原料为糊化小麦粉、复配乳化剂、脂肪族聚胺。
上述技术方案中，所述相变微胶囊的芯材中相变材料的原料为21℃～26℃的石蜡。
上述技术方案中，所述相变微胶囊的壳材中所述糊化小麦粉是由小麦粉与去离子水进行糊化反应制得；所述复配乳化剂为辛烷基酚聚氧乙烯醚-10和氧化石墨烯水溶液按重量份1：（0.065～0.085）配制；所述脂肪族聚胺选自平均分子量200～600的聚酰亚胺、聚醚胺中的一种或几种，优选聚醚胺D-230。
上述技术方案中，所述相变微胶囊的芯材的中，相变材料和复配乳化剂重量份为1：（0.08～0.12）；所述复配乳化剂、糊化小麦粉和脂肪族聚胺的重量份为1：（5～10）：（25～45）。
上述技术方案中，所述相变调温式石膏板的抗压强度为12MPa～15MPa，抗折强度为6.5MPa～7.6MPa。
上述技术方案中，所述相变调温式石膏板的熔化焓值和凝固焓值为60~82J/g，导热系数为0.5~0.7W·m-1·k-1，极限氧指数大于27~40；优选地，熔化焓值和凝固焓值分别为70~82J/g，导热系数为0.57～0.68 W·m-1·k-1，极限氧指数为28～31。
本发明第二方面提供了一种相变调温式石膏板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将小麦粉与水混合，进行糊化反应；将辛烷基酚聚氧乙烯醚-10和氧化石墨烯水溶液混合，配成复配乳化剂；称取相变温度为21℃～26℃的石蜡、复配乳化剂和去离子水，乳化处理，得到稳定的水包油乳液；将糊化面粉加入到水包油乳液中，搅拌均匀，向糊化面粉和水包油乳液的混合物中加入脂肪族聚胺，得到相变微胶囊乳液；
（2）将脱硫熟石膏粉、减水剂、促凝剂混合，制成混合粉料；
（3）将混合粉料、相变微胶囊乳液和水搅拌混合，经过成型挤压后制成成型的湿石膏板；
（4）成型的湿石膏板经过硬化过程，切割、干燥，得到相变调温式石膏板。
上述技术方案中，步骤（1）小麦粉与水按重量份1：（25～35）混合；糊化反应在85℃～92℃下处理15min～20min。其中，水优选为去离子水。
上述技术方案中，步骤（1）氧化石墨烯水溶液的固含量为6.5g/L～8.5g/L。
上述技术方案中，步骤（1）辛烷基酚聚氧乙烯醚-10和氧化石墨烯水溶液按重量份1：（0.065～0.085）复配乳化剂。
上述技术方案中，步骤（1）相变温度为21℃～26℃的石蜡、复配乳化剂和水的重量份为1：（0.08～0.12）：（10～15）。
上述技术方案中，步骤（1）石蜡、复配乳化剂和水在55℃～65℃和7000rpm～8000rpm下，乳化分散25min～33min，得到稳定的水包油乳液。
上述技术方案中，步骤（1）将糊化面粉加入到水包油乳液中，按重量份1：（0.2～0.5）混合。
上述技术方案中，步骤（1）将糊化面粉加入到水包油乳液后，55℃～60℃和1500rpm～2000rpm下，搅拌25min～35min。
上述技术方案中，步骤（1）将糊化面粉加入到水包油乳液后混合均匀后，按重量份1：（0.1～0.5），向糊化面粉和水包油乳液的混合物中加入脂肪族聚胺，保持相同温度和转速，继续搅拌15min～20min，得到相变微胶囊乳液。
上述技术方案中，步骤（1）所述的脂肪族聚胺选自平均分子量200～600的聚酰亚胺、聚醚胺中的一种或几种，优选聚醚胺D-230。
上述技术方案中，步骤（2）所述的脱硫熟石膏粉粒径为70目～100目。
上述技术方案中，步骤（2）所述的减水剂选自磺酸盐系减水剂，如十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和氨基磺酸钠中的一种或几种。
上述技术方案中，步骤（2）所述的促凝剂选自生石膏粉，平均粒径小于10μm，BET比表面积30000cm2/g～40000cm2/g。
上述技术方案中，步骤（2）所述的脱硫熟石膏粉、减水剂和促凝剂的重量份比为1：（0.0001～0.001）：（0.0005～0.002），优选1：（0.0003～0.0006）：（0.0008～0.0013）。
上述技术方案中，步骤（2）混合在搅拌下进行，搅拌转速为200rpm～400rpm，搅拌时间为15min～20min。
上述技术方案中，步骤（3）所述的混合粉料、相变微胶囊乳液和水的重量份比为1：（0.2～0.7）：（0.3～0.8），优选1：（0.4～0.6）：（0.4～0.5）。所述的成型挤压强度为1.5MPa～2.5MPa。其中，水可以采用自来水。
上述技术方案中，步骤（4）所述的硬化过程温度为20℃～50℃，优选37℃～43℃；硬化时间为15min～45min，优选25min～35min。
上述技术方案中，步骤（4）所述的干燥，在35℃~120℃下干燥20h~35h；优选干燥为两个阶段，先在35℃～45℃干燥20h～30h；再在90℃～120℃干燥0.5h～3.5h。
本发明第三方面提供一种由上述制备方法制备得到的相变调温式石膏板。
本发明提供的相变调温式石膏板可用于民居和办公建筑物保温技术领域。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
（1）本发明提供的相变调温式石膏板，相变微胶囊与石膏粉基体材料结合紧密，具有较好的韧性，不易开裂，具有储热能力高、耐久性好、传热效率及力学强度均较高的特点。
（2）本发明提供的相变调温式石膏板制备方法中，采用相变微胶囊乳液与石膏粉基体材料混合的方式制备，有利于相变微胶囊组分均匀分散在石膏粉基体材料中；而且采用糊化小麦粉作为相变微胶囊壁材，可以获得部分高分子多肽类物质，其富含氨基、羧基、肽键等官能团，通过化学吸附与石膏晶体中的Ca2+发生络合作用，增强相变微胶囊与石膏粉基体材料的结合效果，延长使用时间。同时，以糊化面粉为壁材的相变微胶囊，具有较好的韧性，不易开裂，防止相变芯材流失。
（3）本发明制备相变微胶囊乳液时，添加脂肪族聚胺类物质，如聚醚胺D-230，其聚醚骨架结构具有良好的亲水效果，容易与石膏粉基体结合；其活泼的氨基（-NH2）官能团，容易与糊化面粉壁材亲和，既脂肪族聚胺具备双亲效果，进一步增强相变微胶囊与石膏粉基体材料的结合能力。
（4）本发明采用氧化石墨烯作为复配乳化剂组分之一，不仅有利于获得分散性、形貌规整性良好的相变微胶囊，而且可以提高相变调温式石膏板的传热能力和阻燃能力。
（5）本发明操作简单，原料来源广泛，经济环保，有利于工业化生产。
附图说明
图1为实施例1相变调温式石膏板的扫描电镜照片；
图2为比较例1常规石膏板的扫描电镜照片；
图3为比较例4常规石膏板的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明相变调温式石膏板的制备方法和效果。实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法。下述实施例中所用的实验材料，如无特殊说明，均从常规生化试剂商店购买得到。
采用差示扫描量热仪（DSC）测试相变调温式石膏板熔化和凝固两个过程的相变焓值，仪器型号为美国TA公司的Q20。高纯氮气氛围下、温度测试范围为-70℃～70℃，升温速率为10℃/min，样品重量约为5mg。
采用日本Hitachi S-4700型场发射扫描电子显微镜（SEM）观察相变调温式石膏板和常规石膏板的微观形貌。测试前，需对干燥后的样品进行喷金处理，增强其导电性，加速电压为20KV。
采用湘仪仪器有限公司DRL-III-P型导热系数测试仪测定相变调温式石膏板和常规石膏板的导热系数。
采用江苏正瑞泰邦电子科技有限公司JF-3型氧指数测定仪测试相变调温式石膏板和常规石膏板的极限氧指数。
依据GB 2406-80规定，极限氧指数小于22属于易燃材料，极限氧指数在22～27间属于可燃材料，极限氧指数大于27属于难燃材料。
采用无锡建仪仪器机械有限公司的TYE-300D型水泥胶砂抗折抗压试验机测试相变调温式石膏板和常规石膏板的力学强度。依据GB/T 17669.3—1999标准，将配好的石膏浆料浇筑到40mm×40mm×160mm的钢制模具中，放置2h后脱模，将成型样块置于45℃的鼓风干燥箱中干燥48h，晾至室温后即可测试。其中，抗压强度下降百分比=（相变石膏板抗压强度-常规石膏板抗压强度）/常规石膏板抗压强度×100%，抗折强度下降百分比=（相变石膏板抗折强度-常规石膏板抗折强度）/常规石膏板抗折强度×100%。
实施例1
按重量份数计算，取10份小麦粉与300份去离子水混合，在90℃下糊化反应18min。取1份辛烷基酚聚氧乙烯醚-10和0.075份固含量为7.5g/L的氧化石墨烯水溶液，组成复配乳化剂。取5份相变温度为24℃的石蜡、0.5份复配乳化剂和60份去离子水，在60℃和7500rpm下，乳化分散30min，得到稳定的水包油乳液。取100份糊化面粉，加入到30份水包油乳液中，在57℃和1800rpm下，搅拌30min，再加入39份聚醚胺D-230，保持相同温度和转速，继续搅拌17min，得到相变微胶囊乳液。
按重量份数计算，取100份粒径为80目的脱硫熟石膏粉、0.05份氨基磺酸钠和0.1份平均粒径为5μm且BET比表面积35000cm2/g的生石膏粉，以300rpm搅拌混合17min，制成混合粉料。取100份混合粉料、50份相变微胶囊乳液和45份自来水搅拌混合，均匀铺在上纸和下纸之间，以2MPa成型挤压后制成成型的湿石膏板。成型的湿石膏板经由输送装置前行，在40℃下硬化处理30min。再进行切割处理，送入干燥箱干燥，先在40℃下干燥25h，再在105℃下干燥2h，得到相变调温式石膏板。
实施例2
同实施例1，不同在于采用平均分子量230的聚酰亚胺代替聚醚胺D-230，其它反应条件和物料组成不变，得到相变调温式石膏板。
实施例3
同实施例1，不同在于采用十二烷基磺酸钠代替氨基磺酸钠，采用平均粒径为1μm且BET比表面积40000cm2/g的生石膏粉代替平均粒径为5μm且BET比表面积35000cm2/g的生石膏粉，其它反应条件和物料组成不变，得到相变调温式石膏板。
实施例4
同实施例1，不同在于混合粉料制备阶段，取100份粒径为80目的脱硫熟石膏粉、0.03份氨基磺酸钠和0.08份平均粒径为5μm且BET比表面积35000cm2/g的生石膏粉，其它反应条件和物料组成不变，得到相变调温式石膏板。
实施例5
同实施例1，不同在于湿石膏板制备阶段，取取100份混合粉料、40份相变微胶囊乳液和40份自来水搅拌混合，其它反应条件和物料组成不变，得到相变调温式石膏板。
实施例6
同实施例1，不同在于湿石膏板制备阶段，取100份混合粉料、60份相变微胶囊乳液和50份自来水搅拌混合，其它反应条件和物料组成不变，得到相变调温式石膏板。
实施例7
同实施例1，不同在于将硬化温度降低到37℃，时间延长到35min，其它反应条件和物料组成不变，得到相变调温式石膏板。
实施例8
同实施例1，不同在于湿石膏板干燥过程，省去40℃下干燥25h的步骤，其它反应条件和物料组成不变，得到相变调温式石膏板。
比较例1
同实施例1，不同在于省去相变微胶囊乳液，其它反应条件和物料组成不变，得到常规石膏板。
比较例2
同实施例1，不同在于省去聚醚胺D-230，其它反应条件和物料组成不变，得到相变调温式石膏板。
比较例3
同实施例1，不同在于省去混合粉料制备步骤，直接将脱硫熟石膏粉、减水剂、促凝剂与相变微胶囊乳液和自来水搅拌混合，其它反应条件和物料组成不变，得到相变调温式石膏板。
比较例4
同实施例1，不同在于对相变微胶囊乳液抽滤处理，并以40℃温去离子水反复冲洗，在50℃下鼓风干燥24h，得到相变微胶囊粉末，将相变微胶囊粉末与混合粉料、自来水搅拌混合，其它反应条件和物料组成不变，得到相变调温式石膏板。
比较例5
按照CN110092629A描述的方法，称取50份脱硫石膏粉、2份萘系减水剂、1份聚丙烯纤维加入80份水中，搅拌均匀，制成浆料A。将浆料A、50份膨胀矿渣轻骨料和80份相变材料复合物，搅拌混合均匀，得到石膏基相变浆料B。在钢制模具上铺好牛皮纸，将石膏基相变浆料B摊铺到模具上，再在石膏基相变浆料B上铺设一层玻璃纤维网格布，制得粗品C。在粗品C上摊铺石膏基相变浆料B，厚度为8mm，表面平整化处理，刮去多余浆料，常温下静置15天，制得建筑用相变石膏板。
比较例6
按照CN110759691A描述的方法，以重量份数计算，将100份脱硫建筑熟石膏粉、0.6份改性淀粉、0.01份发泡剂、3份复合增强剂、0.05份减水剂、0.1份促凝剂、30份相变微胶囊材料乳液和55份水，加入到混合机内搅拌均匀、支撑料浆，在料浆的上、下表面附护面纸，经过成型、切割、干燥后得到相变石膏板。
测试例1
测定实施例1-8的相变调温式石膏板和比较例1-6中和常规石膏板的理化性质，具体结果见表1。
表1 实施例和比较例制备的相变调温式石膏板和常规石膏板的理化性质
Figure DEST_PATH_IMAGE001
由表1可知，本发明制备的相变调温式石膏板具有良好的性质，实施例1中产品的熔化焓值和凝固焓值分别为78.5J·g-1和80.9J·g-1，连续使用50个周期后，熔化焓值和凝固焓值仍然保持在75.2J·g-1和77.3J·g-1，其导热系数和极限氧指数分别为0.68W·m-1·k-1和31。而比较例产品的熔化焓值和凝固焓值普遍低于65 J·g-1，说明本发明制备的相变调温式石膏板由于采用氧化石墨烯作为复配乳化剂组分，不仅有利于获得分散性、形貌规整性良好的相变微胶囊，而且可以提高相变调温式石膏板的传热能力和阻燃能力，其各项性能指标均好于比较例样品。
测试例2
测定实施例1-8和比较例1-6中的相变调温式石膏板和常规石膏板的力学强度，具体结果见表2。
表2 实施例和比较例制备的相变调温式石膏板和常规石膏板的力学性质
样品 抗压强度/MPa 下降百分比/% 抗折强度/MPa 下降百分比/%
实施例1 15.0 28.5 7.6 15.5
实施例2 12.8 39.0 6.9 23.3
实施例3 14.2 32.3 7.3 18.8
实施例4 12.5 40.4 6.6 26.6
实施例5 13.8 34.2 7.1 21.1
实施例6 12.2 41.9 6.6 26.6
实施例7 13.5 35.7 6.8 24.4
实施例8 12.0 42.8 6.5 27.7
比较例1 21.0 — 9.0 —
比较例2 8.9 57.6 4.6 48.8
比较例3 9.5 54.7 5.0 44.4
比较例4 8.0 61.9 4.2 53.3
比较例5 9.8 53.3 5.3 41.1
比较例6 9.3 55.7 4.5 50.0
由表1可知，本发明制备的相变调温式石膏板具有良好的力学性质，实施例1中产品的抗压强度和抗折强度分别为15MPa和7.6MPa，相对于常规石膏板，二者下降百分比分别为28.5%和15.5%。而比较例产品的抗压强度小于10MPa、抗折强度小于6MPa，其抗压强度下降百分比大于50%、抗折强度下降百分比大于40%，说明本发明制备的相变调温式石膏板采用糊化小麦粉作为相变微胶囊壁材及添加脂肪族聚胺类物质，显著改善了相变微胶囊与石膏粉基体材料的结合能力。由图1-图3可见，常规石膏板微观结晶呈针状搭接结构，实施例1产品中的相变微胶囊在石膏基体材料中分散均匀且牢固结合，而比较例4产品中的相变微胶囊在石膏基体材料中发生较明显的团聚现象，阻碍了石膏晶体间的搭接，造成其力学强度下降。

Claims (24)

1.一种相变调温式石膏板，通过以下步骤制备得到：
（1）将小麦粉与水混合，进行糊化反应；将辛烷基酚聚氧乙烯醚-10和氧化石墨烯水溶液混合，配成复配乳化剂；称取相变温度为21℃～26℃的石蜡、复配乳化剂和去离子水，乳化处理，得到稳定的水包油乳液；将糊化面粉加入到水包油乳液中，搅拌均匀，向糊化面粉和水包油乳液的混合物中加入脂肪族聚胺，得到相变微胶囊乳液；
（2）将脱硫熟石膏粉、减水剂、促凝剂混合，制成混合粉料；
（3）将混合粉料、相变微胶囊乳液和水搅拌混合，经过成型挤压后制成成型的湿石膏板；
（4）成型的湿石膏板经过硬化过程，切割、干燥，得到相变调温式石膏板；
其中，步骤（1）小麦粉与去离子水按重量份1：（25～35）混合；
步骤（1）氧化石墨烯水溶液的固含量为6.5g/L～8.5g/L；步骤（1）辛烷基酚聚氧乙烯醚-10和氧化石墨烯水溶液按重量份1：（0.065～0.085）复配乳化剂；
步骤（1）相变温度为21℃～26℃的石蜡、复配乳化剂和水的重量份为1：（0.08～0.12）：（10～15）；
步骤（2）所述的促凝剂选自生石膏粉；
步骤（2）所述的脱硫熟石膏粉、减水剂和促凝剂的重量份比为1：（0.0001～0.001）：（0.0005～0.002）；
步骤（3）所述的混合粉料、相变微胶囊乳液和水的重量份比为1：（0.2～0.7）：（0.3～0.8）。
2.根据权利要求1所述的相变调温式石膏板，其特征在于，步骤（1）糊化反应在85℃～92℃下处理15min～20min。
3.根据权利要求1所述的相变调温式石膏板，其特征在于，步骤（1）所述的脂肪族聚胺选自平均分子量200～600的聚酰亚胺、聚醚胺中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的相变调温式石膏板，其特征在于，步骤（2）所述的减水剂选自磺酸盐系减水剂。
5.根据权利要求1所述的相变调温式石膏板，其特征在于，步骤（2）所述的生石膏粉，平均粒径为2μm～9μm，BET比表面积为30000cm2/g～40000cm2/g。
6.据权利要求1所述的相变调温式石膏板，其特征在于，步骤（4）所述的硬化过程温度为20℃～50℃；硬化时间为15min～45min。
7.据权利要求1所述的相变调温式石膏板，其特征在于，所述相变调温式石膏板的抗压强度为12MPa～15MPa，抗折强度为6.5MPa～7.6MPa。
8.据权利要求1所述的相变调温式石膏板，其特征在于，所述相变调温式石膏板的熔化焓值和凝固焓值分别为60~82J/g，导热系数为0.5~0.7W·m-1·k-1，极限氧指数为27~40。
9.据权利要求1所述的相变调温式石膏板，其特征在于，所述相变调温式石膏板的熔化焓值和凝固焓值分别为70~82J/g，导热系数为0.57～0.68 W·m-1·k-1，极限氧指数为28～31。
10.种权利要求1-9任一项所述的相变调温式石膏板的制备方法，包括以下步骤：
（1）将小麦粉与水混合，进行糊化反应；将辛烷基酚聚氧乙烯醚-10和氧化石墨烯水溶液混合，配成复配乳化剂；称取相变温度为21℃～26℃的石蜡、复配乳化剂和去离子水，乳化处理，得到稳定的水包油乳液；将糊化面粉加入到水包油乳液中，搅拌均匀，向糊化面粉和水包油乳液的混合物中加入脂肪族聚胺，得到相变微胶囊乳液；
（2）将脱硫熟石膏粉、减水剂、促凝剂混合，制成混合粉料；
（3）将混合粉料、相变微胶囊乳液和水搅拌混合，经过成型挤压后制成成型的湿石膏板；
（4）成型的湿石膏板经过硬化过程，切割、干燥，得到相变调温式石膏板。
11.据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）小麦粉与去离子水按重量份1：（25～35）混合；糊化反应在85℃～92℃下处理15min～20min。
12.据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）氧化石墨烯水溶液的固含量为6.5g/L～8.5g/L；步骤（1）辛烷基酚聚氧乙烯醚-10和氧化石墨烯水溶液按重量份1：（0.065～0.085）复配乳化剂。
13.据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）相变温度为21℃～26℃的石蜡、复配乳化剂和水的重量份为1：（0.08～0.12）：（10～15）。
14.据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的脂肪族聚胺选自平均分子量200～600的聚酰亚胺、聚醚胺中的一种或几种。
15.据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的脂肪族聚胺选自聚醚胺D-230。
16.据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的减水剂选自磺酸盐系减水剂。
17.据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的减水剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和氨基磺酸钠中的一种或几种。
18.据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的促凝剂选自生石膏粉，平均粒径为2μm～9μm，BET比表面积为30000cm2/g～40000cm2/g。
19.据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的脱硫熟石膏粉、减水剂和促凝剂的重量份比为1：（0.0001～0.001）：（0.0005～0.002）。
20.据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的脱硫熟石膏粉、减水剂和促凝剂的重量份比为1：（0.0003～0.0006）：（0.0008～0.0013）。
21.据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的混合粉料、相变微胶囊乳液和水的重量份比为1：（0.2～0.7）：（0.3～0.8）；所述的成型挤压的强度为1.5MPa～2.5MPa。
22.据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的混合粉料、相变微胶囊乳液和水的重量份比为1：（0.4～0.6）：（0.4～0.5）。
23.据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的硬化过程温度为20℃～50℃；硬化时间为15min～45min。
24.据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的硬化过程温度为37℃～43℃；硬化时间为25min～35min。
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CN103588457B (zh) * 2013-11-26 2015-10-21 中国科学院长春应用化学研究所 低密度保温石膏板及其制备方法
TWI535557B (zh) * 2014-02-18 2016-06-01 Nat Inst Chung Shan Science & Technology A method for producing microcapsule gypsum board with phase change and flame retardancy and buffer temperature change
US20150329783A1 (en) * 2014-05-16 2015-11-19 National Chung Shan Institute Of Science And Technology Method of manufacturing microencapsulated phase-change material-containing gypsum plate capable of flame retardation and temperature variation attenuation
CN109180125A (zh) * 2018-09-21 2019-01-11 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种多孔石墨基相变蓄热石膏板及其制备方法
CN111499322B (zh) * 2019-01-30 2022-01-07 中建材创新科技研究院有限公司 一种具有控温性能的相变石膏板及其制备方法

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