多孔地聚物基相變儲能材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的是多孔地聚物基相變儲能材料。現(xiàn)有堿基地質(zhì)聚合物多孔材料都沒有相變儲能的性能。本發(fā)明由漿料和復(fù)合發(fā)泡劑按照重量比9-38:1的比例組合而成；漿料由水玻璃20-50份、礦渣20-50份、粉煤灰10-20份、偏高嶺土10-20份、聚丙烯纖維0.1-1.5份、可再分散乳膠粉0.3-1.0份、相變微膠囊0.005-0.03份組成；復(fù)合發(fā)泡劑由：雙氧水24-35份、水64-75份、穩(wěn)泡劑0.5-1份、動物性發(fā)泡助劑1-1.5份組成；本發(fā)明不僅保持了現(xiàn)有的堿基地質(zhì)聚合物基多孔材料發(fā)泡孔徑均勻、導(dǎo)熱系數(shù)低、固化速度快、生產(chǎn)效率高成本低廉、原材料來源廣泛的優(yōu)點，并能吸收及釋放能量，真正能達到節(jié)能環(huán)保的效果，彌補同類材料中存在的不足。是一種防火、耐久、相變儲能的堿基地質(zhì)聚合物多孔材料。
【專利說明】多孔地聚物基相變儲能材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是多孔地聚物基相變儲能材料，特別涉及一種相變儲能的多孔材料，屬于新材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]我國建筑能耗高，建筑相關(guān)能耗已經(jīng)超過工業(yè)成為第一能耗大戶，占總能耗的46.7%。國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃指出2010年我國城鎮(zhèn)化率為47.5%，“十二五”期間仍將保持每年0.8%的增長趨勢，到“十二五”末期，將達到51.5%。我國城鄉(xiāng)每年新建建筑面積20億~30億m2,既有建筑約430億m2。建筑節(jié)能已成為節(jié)約能源的重要組成部分。目前，為了使降低建筑能耗，達到建筑節(jié)能，研究人員對建筑材料進行傾力研究。由于相變材料因其具有儲能密度大，儲能能力大，溫度恒定，過程易控制，可以多次重復(fù)使用等優(yōu)點，成為國內(nèi)外能源利用和材料科學(xué)方面研究的熱點，很多研究人員把相變材料添加到建筑材料中進行研究，并取得了一定成果。經(jīng)檢索，專利號200810057944.7中國專利公開了新型環(huán)保相變抹面膩子的配方及制備方法，該專利公開的技術(shù)是直接在膩子原材料中添加無機相變材料，如納米層狀硅酸鹽、二氧化鈦等或有機相變材料，如液體石蠟、多乙烯乙酸等，能起到自動調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境溫度的作用。申請?zhí)?01010124626.5的中國專利公開了一種復(fù)合相變儲能建筑涂料及其制備方法，該專利技術(shù)中是直接添加有機相變材料包括離子液體、直鏈脂肪酸、烷烴及其混合物中的一種或幾種。上述研究都是直接添加的相變材料，雖然起到了調(diào)節(jié)溫度的作用，但也存在很多不足，如:相變材料不易分散，潛熱值低等問題。
[0003]專利號是201210072971.8，名稱是一種堿基地質(zhì)聚合物多孔材料的中國專利申請，由本 申請人:提出，該申請公開了制備一種堿基地質(zhì)聚合物多孔材料的配方及制備步驟，制備出的材料具有發(fā)泡孔徑均勻、導(dǎo)熱系數(shù)低、固化速度快、生產(chǎn)效率高成本低廉等優(yōu)點，是一種防火、耐久、高效絕熱的堿基地質(zhì)聚合物多孔材料，然而未發(fā)現(xiàn)該申請具有相變儲能效果。經(jīng)檢索沒有發(fā)現(xiàn)對地質(zhì)聚合物多孔材料的相變儲能的研究，因此在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，對地質(zhì)聚合物材料的相變儲能的研究具有必要性及重大的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種在原材料中添加低溫相變微膠囊而制備出的既能存儲能量也能釋放能量的多孔地聚物基相變儲能材料?？朔F(xiàn)有多孔地聚物基材料不能相變儲能的不足。
[0005]上述發(fā)明目的的實現(xiàn)是采用了以下技術(shù)措施:多孔地聚物基相變儲能材料，主要由漿料和復(fù)合發(fā)泡劑按照重量比9-38:1的比例組合而成；
漿料由下述重量份原料組成:水玻璃20-50份、礦渣20-50份、粉煤灰10-20份、偏高嶺土 10-20份、聚丙烯纖維0.1-1.5份、可再分散乳膠粉0.3-1.0份、相變微膠囊0.005-0.03份；復(fù)合發(fā)泡劑由下述重量份原料組成:雙氧水24-35份、水64-75份、穩(wěn)泡劑0.5-1份、動物性發(fā)泡助劑1-1.5份；
所述的水玻璃為工業(yè)水玻璃經(jīng)過改性所得的高活性水玻璃，模數(shù)為1.2-1.8，波美度為
40 ；
所述的礦渣為細度100-600目的高爐水渣、100-600目的轉(zhuǎn)爐鋼渣中的任意一種或者兩種的混合物；
所述粉煤灰為市售一級、二級中的任意一種或者兩種的任意混合物；
所述偏高嶺土為細度200-1000目的高嶺土原礦或水洗后的高嶺土在600-900°C環(huán)境中煅燒2-3小時所得的粉體；
所述聚丙烯纖維為0.5-2cm長度的高強聚丙烯束狀纖維；
所述可再分散乳膠粉為冷溶性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯、乙烯共聚膠粉其中的一種或任意混合物；
所述相變微膠囊是將可發(fā)生相變反應(yīng)的石蠟為囊芯材料，以無毒無害的甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯為囊壁，以偶氮二異丁氰及過硫酸鉀為引發(fā)劑，用原位聚合法制備的粒徑在0.Ι-lOOum，相變溫度為20-25°C，相變焓大于120J/g，囊芯率大于80%，具有穩(wěn)定核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合相變材料。
[0006]所述的雙氧水為濃度為10%_50%的工業(yè)用雙氧水；
所述穩(wěn)泡劑為十二烷基甜菜堿、椰油脂肪酸二乙醇酰胺、椰油脂肪酸單乙醇酰胺的其中一種或者任意混合物；
所述動物性發(fā)泡助劑為動物性發(fā)泡劑與水按照重量比1:50-70稀釋的溶液；
上述原料，由下述方法制備:
(1)將漿料中除水玻璃外的各組成成分按照比例進行混合均勻成粉體料；
(2)將混合均勻的粉體料與水玻璃按照比例混合，然后攪拌均勻，得到漿料；
(3)取復(fù)合發(fā)泡劑的原料按照比例混合均勻得到復(fù)合發(fā)泡劑；
(4)將復(fù)合發(fā)泡劑按比例加入漿料中，混合攪拌均勻后澆注成型，經(jīng)室溫條件下養(yǎng)護即得。
[0007]采取上述措施的本發(fā)明，采用工業(yè)廢渣作為原料，并添加了相變微膠囊，由于低溫相變微膠囊具有易分散，與地質(zhì)聚合物易結(jié)合，相變溫度低，潛熱值大，無毒環(huán)保，壽命長等優(yōu)點，本發(fā)明不僅保持了現(xiàn)有的堿基地質(zhì)聚合物基多孔材料發(fā)泡孔徑均勻、導(dǎo)熱系數(shù)低、固化速度快、生產(chǎn)效率高成本低廉、原材料來源廣泛的優(yōu)點，并能吸收及釋放能量，真正能達到節(jié)能環(huán)保的效果，彌補同類材料中存在的不足。是一種防火、耐久、相變儲能的堿基地質(zhì)聚合物多孔材料。將本發(fā)明發(fā)泡塊干燥后測試，其導(dǎo)熱系數(shù)0.05-0.12 w/(m*k)，抗壓強度
0.6-10 Mpa，潛熱值達到170-190kj/m2。本發(fā)明用于建筑上，能吸收室內(nèi)采暖系統(tǒng)或空調(diào)系統(tǒng)釋放出來的熱量并存儲起來，且當(dāng)室內(nèi)溫度降低時則將吸收的能量釋放出來，保持室內(nèi)溫度恒定，室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)從20V到30°C可延長4-6個小時，降低了室內(nèi)溫度的波動，提高了舒適度，進而達到了不用或者少用室內(nèi)采暖和空調(diào)系統(tǒng)，降低了環(huán)境能耗，真正達到了冬暖夏涼的效果，對國家政策要求建筑節(jié)能達到75%以上起到突破性的進展?！揪唧w實施方式】[0008]實施例1
(I)漿料的配置:將細度200-1000目的高嶺土在800°C中恒溫煅燒2小時得到偏高嶺土。稱取偏高嶺土 15份，325目礦渣35份，2級粉煤灰15份，聚丙烯纖維0.5份，可再分散乳膠粉0.4份，相變溫度為20°C的相變微膠囊0.005份，并將其混合均勻后與模數(shù)1.3、波美度40的水玻璃50份混合均勻制備成漿料待用。
[0009](2)復(fù)合發(fā)泡劑的配置:取雙氧水24份，水64份，動物性發(fā)泡劑與水按照1:50配制的動物性發(fā)泡助劑1份，十二烷基甜菜堿0.6份，混合攪拌均勻后待用。 [0010](3)將漿料和復(fù)合發(fā)泡劑按照重量比9:1的比例混合，高速攪拌20分鐘后，得到發(fā)泡漿料。
[0011](4)將得到的發(fā)泡漿料注入模具中制備成發(fā)泡塊，2小時后拆模，置于室溫條件下養(yǎng)護1-5天即得。
[0012]實施例2
(I)漿料的配制:偏高嶺土的制備同實施例1。稱取偏高嶺土 20份，礦渣45份，粉煤灰20份，聚丙烯纖維1份，可再分散乳膠粉0.8份，相變溫度為25°C的相變微膠囊0.03份，混合并攪拌均勻后與模數(shù)為1.2、波美度40的水玻璃75份攪拌均勻得到漿料待用。
[0013](2)復(fù)合發(fā)泡劑的配制:取雙氧水35份，自來水75份，椰油脂肪酸二乙醇酰胺0.8份，動物性發(fā)泡劑與水按照1:50配制的動物性發(fā)泡助劑0.4份?；旌蠑嚢杈鶆蚝蟮玫綇?fù)合發(fā)泡劑待用。
[0014](3)將漿料和復(fù)合發(fā)泡劑按照重量比38:1的比例混合，并高速攪拌20分鐘后，得到發(fā)泡漿料。
[0015](4)將發(fā)泡漿料注入到模具中制備發(fā)泡塊，2小時后拆模得到發(fā)泡塊，并在室溫下進行養(yǎng)護1-5天即可。
[0016]實施例3
(I)漿料的配制:偏高嶺土的制備同實施例1。稱取偏高嶺土 10份，礦渣20份，粉煤灰10份，聚丙烯纖維0.1份，可再分散乳膠粉0.3份，相變溫度為20°C的相變微膠囊0.03份。混合并攪拌均勻后與模數(shù)為1.4、波美度40的水玻璃30份攪拌均勻后得到漿料待用。
[0017](2)復(fù)合發(fā)泡劑的配制:取雙氧水24份，水64份，動物性發(fā)泡劑與水按照1:60配制的動物性發(fā)泡助劑1份，十二烷基甜菜堿0.5份，混合攪拌均勻后待用。
[0018](3)將漿料和復(fù)合發(fā)泡劑按照30:1的比例混合，并高速攪拌20分鐘后，得到發(fā)泡漿料。
[0019](4)將發(fā)泡漿料注入到模具中制備發(fā)泡塊，2小時后拆模得到發(fā)泡塊，并在室溫下進行養(yǎng)護1-5天即可。
[0020]實施例4
(I)發(fā)泡漿料的配制:偏高嶺土的制備同實施例1。稱取偏高嶺土 12份，礦渣32份，粉煤灰15份，聚丙烯纖維1份，可再分散乳膠粉0.8份，相變溫度為25°C的相變微膠囊0.01份，混合均勻后與模數(shù)為1.8、波美度40的水玻璃42份混合前攪拌均勻后得到漿料待用。
[0021](2)復(fù)合發(fā)泡劑的配制:取雙氧水30份，自來水70份，動物性發(fā)泡劑與水按照I: 50配制的動物性發(fā)泡助劑1.3份，十二烷基甜菜堿0.8份，混合攪拌均勻后待用。
[0022](3)將漿料和復(fù)合發(fā)泡劑按照25:1的比例混合，并高速攪拌20分鐘后，得到發(fā)泡漿料。
[0023](4)將發(fā)泡漿料注入到模具中制備發(fā)泡塊，2小時后拆模得到發(fā)泡塊，并在室溫下進行養(yǎng)護。
[0024]實施例5
(1)漿料的配制:偏高嶺土的制備同實施例1。稱取偏高嶺土 30份，礦渣75份，粉煤灰25份，聚丙烯纖維2.6份，可再分散乳膠粉1.8份相變溫度為20°C的相變微膠囊0.02份，混合并攪拌均勻后與模數(shù)為1.6，波美度40的水玻璃68份混合攪拌均勻后得到漿料待用。
[0025](2)復(fù)合發(fā)泡劑的配制:取雙氧水100份，自來水210份，動物性發(fā)泡劑與水按照
I: 70配制的動物性發(fā)泡助劑4份，十二烷基甜菜堿2.6份，混合攪拌均勻后待用。
[0026](3)將漿料和復(fù)合發(fā)泡劑按照質(zhì)量比19:1的比例混合，并高速攪拌20分鐘后，得到發(fā)泡漿料。
[0027](4)將發(fā)泡漿料注入到模具中制備發(fā)泡塊，2小時后拆模得到發(fā)泡塊，并在室溫下進行養(yǎng)護1-5天即可。
【權(quán)利要求】
1.多孔地聚物基相變儲能材料，其特征是:多孔地聚物基相變儲能材料主要由漿料和復(fù)合發(fā)泡劑按照重量比9-38:1的比例制備而成； 漿料由下述重量份原料組成:水玻璃20-50份、礦渣20-50份、粉煤灰10-20份、偏高嶺土 10-20份、聚丙烯纖維0.1-1.5份、可再分散乳膠粉0.3-1.0份、相變微膠囊0.005-0.03份； 復(fù)合發(fā)泡劑由下述重量份原料組成:雙氧水24-35份、水64-75份、穩(wěn)泡劑0.5-1份、動物性發(fā)泡助劑1-1.5份； 所述的水玻璃為工業(yè)水玻璃經(jīng)過改性所得的高活性水玻璃，模數(shù)為1.2-1.8，波美度為.40 ； 所述的礦渣為細度100-600目的高爐水渣、100-600目的轉(zhuǎn)爐鋼渣中的任意一種或者兩種的混合物； 所述粉煤灰為市售一級、二級中的任意一種或者兩種的任意混合物； 所述偏高嶺土為細度200-1000目的高嶺土原礦或水洗后的高嶺土在600-900°C環(huán)境中煅燒2-3小時所得的粉體； 所述聚丙烯纖維為0.5-2cm長度的高強聚丙烯束狀纖維； 所述可再分散乳膠粉為冷溶性聚乙烯醇粉末、醋酸乙烯酯、乙烯共聚膠粉其中的一種或任意混合物； 所述相變微膠囊是將可發(fā)生相變反應(yīng)的石蠟為囊芯材料，以無毒無害的甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯為囊壁，以偶氮二異丁氰及過硫酸鉀為引發(fā)劑，用原位聚合法制備的粒徑在0.Ι-lOOum，相變溫度為20-25°C，相變焓大于120J/g，囊芯率大于80%，具有穩(wěn)定核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合相變材料； 所述的雙氧水為濃度為10%-50%的工業(yè)用雙氧水； 所述穩(wěn)泡劑為十二烷基甜菜堿、椰油脂肪酸二乙醇酰胺、椰油脂肪酸單乙醇酰胺的其中一種或者任意混合物； 所述動物性發(fā)泡助劑為動物性發(fā)泡劑與水按照重量比1:50-70稀釋的溶液； 所述多孔地聚物基相變儲能材料由下述方法制備: (1)將漿料中除水玻璃外的各組成成分按照比例進行混合均勻成粉體料； (2)將混合均勻的粉體料與水玻璃按照比例混合，然后攪拌均勻，得到漿料； (3)取復(fù)合發(fā)泡劑的原料按照比例混合均勻得到復(fù)合發(fā)泡劑； (4)將復(fù)合發(fā)泡劑按比例加入漿料中，混合攪拌均勻后澆注成型，經(jīng)室溫條件下養(yǎng)護即得。
【文檔編號】C04B24/08GK103641433SQ201310653328
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】劉海鋒, 巢啟, 程峰, 黃承好, 王新, 鐘勤 申請人:廣西啟利新材料科技股份有限公司