相变蓄热保温材料及制备方法技术

本发明专利技术提供一种相变蓄热保温材料，包括：多孔无机定型材料；填充于所述多孔无机定型材料的液‑固相变材料；封装于所述多孔无机定型材料的高效成膜包封材料。其针对现有相变材料热稳定性的不足，特别是在长期随着环境温度反复变化而发生反复相转变的条件下易发生泄漏而导致热稳定性降低，提出使用多孔无机定型材料为基础载体封装液‑固相变材料，高效成膜封装材料为覆膜材料进行二次包封，所制备的定型相变材料的热稳定性好，并获得防渗漏效果。另外，本发明专利技术同时提供上述相变蓄热保温材料制备方法。

【技术实现步骤摘要】
相变蓄热保温材料及制备方法
本专利技术涉及了中低温领域用定型相变蓄热材料，具体涉及相变蓄热保温材料及其制备方法。
技术介绍
相变材料(PhaseChangeMaterial，PCM)是指随着外界环境温度条件的变化，发生物理相态的变化，并从环境中自动吸/放热能的材料。当环境温度不断升高，超过材料的相变温度时，相变材料发生相变反应并从环境中吸收热量；当环境温度降至相变温度以下，相变材料发生相变反应向环境中释放热量，从而达到控温、储能的作用。按照相变过程中材料形态变化的不同，相变储能材料可分为为固-固相变﹑固-液相变﹑液-气相变和固-气相变四大类。液-气相变和固-气相变在相变过程中产生大量的气体，相变材料体积波动比较大，流动性大，易发生渗漏现象，使用范围具有很大的局限性，一般应用较多的是液-固相变材料。有机类液-固相变材料不易发生相分离及过冷现象，但达到液-固相变温度时易泄露。石蜡具有很理想的熔解热，相变潜热大，价格低廉，无过冷现象，可通过不同型号石蜡之间的复配调节相变温度范围，是理想的液-固相变材料。为解决单独的相变材料在使用的过程中往往会发生挥发、渗漏、析出等问题，通常会采用相变材料和无机载体基质材料有机结合的方式制备定形相变材料，不仅可有效预防相变材料的渗漏，还有利于实际工程应用。常用的无机多孔材料主要有膨胀石墨、介孔二氧化硅、膨胀珍珠岩、蛭石等，制备工艺简单，基体材料价格低廉，投入成本较少，适合工程上的大批量生产。膨胀珍珠岩是一种公认的优质保温隔热材料，一般呈白色或浅白色，由酸性火山珍珠岩破碎、筛分、预热并在1400℃以上的高温条件下延时烧结而成，呈颗粒状。膨胀珍珠岩具有无毒、无味、阻燃、不腐蚀、耐酸碱、保温隔热、隔音等特性，内部呈蜂窝状多孔结构；膨胀珍珠岩内部孔隙结构呈均匀分布的蜂窝状，大部分均与表面连通。可通过物理吸附的方式，使石蜡充分填充于膨胀珍珠岩内部的孔结构中，可有效发挥相变材料在建筑领域蓄热保温节能的作用。但是，在建筑结构的实际使用过程中，是处于一个反复升温降温的过程，相变材料也反复地在液态和固态之间进行转换，为保障相变保温材料在建筑结构中的使用寿命及大规模推广应用，其热稳定性和防渗漏及其重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种相变蓄热保温材料及其制备方法。其针对现有相变材料热稳定性的的不足，特别是在长期随着环境温度反复变化而发生反复相转变的条件下易发生泄漏而导致热稳定性降低，提出使用多孔无机定型材料为基础载体封装液-固相变材料，高效成膜封装材料为覆膜材料进行二次包封，所制备的定型相变材料的热稳定性好，并获得防渗漏效果，且制备方法简单。为达上述目的，本专利技术采取的具体技术方案是：一种相变蓄热保温材料，包括：多孔无机定型材料；填充于所述多孔无机定型材料的液-固相变材料；封装于所述多孔无机定型材料的高效成膜包封材料；其中，液-固相变材料、多孔无机定型材料及高效成膜包封材料的质量百分比为:液-固相变材料60％—80％，多孔无机定型材料15％—35％，高效成膜封装材料1-5％。进一步地，所述液-固相变材料由液态相变材料和固态相变材料根据使用温度范围复配而成，质量比为1:1-3。进一步地，所述多孔无机定型材料优选为膨胀珍珠岩。进一步地，所述膨胀珍珠岩为不规则粒状，粒径范围为：0.05mm—4mm。进一步地，所述高效成膜封装材料由和成膜助剂制备而成，质量比为7-13:1。上述相变蓄热保温材料的制备方法，包括以下步骤：1)将多孔无机定型材料过筛后进行煅烧，以清除孔结构中的杂质，获得改性多孔无机定型材料；2)将液态相变材料和固态相变材料按一定质量比混合，搅拌均匀获得液-固相变材料；3)将液态成膜剂和成膜助剂，按一定质量比混合，搅拌均匀获得高效成膜包封材料；4)将改性多孔无机定型材料置于反应釜中，加热，抽真空，缓慢搅拌的同时向反应釜中缓慢注入液-固相变材料，保压以使液-固相变材料充分进入到改性多孔无机定型材料的孔结构中，冷却至室温，获得半成品；5)将半成品置于振动筛上，在半成品振动同时将高效成膜包封材料喷洒在半成品表面，至高效成膜包封材料充分包裹半成品表面，加热风晾干，得到成品，所述成品中液-固相变材料、多孔无机定型材料及高效成膜包封材料的质量百分比为:液-固相变材料60％—80％，多孔无机定型材料15％—35％，高效成膜封装材料1-5％。进一步地，步骤1)中所述多孔无机定型材料为膨胀珍珠岩，过筛时选取的粒径在0.05mm—4mm范围内，置于烧结炉中以不低于500℃煅烧1-4小时。进一步地，步骤2)中所述液态相变材料和固态相变材料分别为液态石蜡和52#固态石蜡，所述质量比为1:1-3，搅拌均匀后置于50℃—100℃环境中。进一步地，步骤3)中所述液态成膜剂为EVA，所述质量比为7-13:1。进一步地，步骤4)中所述将改性多孔无机定型材料置于反应釜中，加热至50℃—100℃，所述缓慢搅拌速度不超过100r/min，所述保压时间为1—3小时。通过采取上述技术方案，在使用多孔无机材料封装液-固相变材料的基础上，使用高效成膜包封材料对其进行二次包封，扩大了使用温度范围，提高了相变材料的热稳定性和耐久性，且工艺简单，满足液-固相变材料在中低温领域应用的大部分需求。附图说明图1为本专利技术一实施例中膨胀珍珠岩的孔结构图扫描电子显微镜照片。图2为本专利技术一实施例中吸附复合石蜡后半成品的扫描电子显微镜照片。图3a及图3b为本专利技术一实施例中相变蓄热保温材料的半成品与成品的渗出试验结果对比示意图。图4为本专利技术一实施例中相变蓄热保温材料的成品的相变温度及热值曲线图。图5为本专利技术一实施例中相变蓄热保温材料的成品构造的相变砂浆板断面照片。图6为本专利技术一实施例中相变蓄热保温材料的成品进行控温模拟试验的实验装置示意图。图7为本专利技术一实施例中相变蓄热保温材料的成品进行控温模拟试验的温升结果曲线图。图8为本专利技术相变蓄热保温材料的制备方法流程图。具体实施方式下面结合附图及实施应用例对本专利技术做进一步说明，而不是限定本专利技术。如图8所示，本专利技术提供的相变蓄热保温材料的制备方法，包括以下步骤：1)将多孔无机定型材料过筛后进行煅烧，以清除孔结构中的杂质，获得改性多孔无机定型材料；2)将液态相变材料和固态相变材料按一定质量比混合，搅拌均匀获得液-固相变材料；3)将液态成膜剂和成膜助剂，按一定质量比混合，搅拌均匀获得高效成膜包封材料；4)将改性多孔无机定型材料置于反应釜中，加热，抽真空，缓慢搅拌的同时向反应釜中缓慢注入液-固相变材料，保压以使液-固相变材料充分进入到改性多孔无机定型材料的孔结构中，冷却至室温，获得半成品；5)将半成品置于振动筛上，在半成品振动同时将高效成膜包封材料喷洒在半成品表面，至高效成膜包封材料充分包裹半成品表面，加热风晾干，得到成品。在步骤4)及步骤5)通过调整投料比例，使成品中液-固相变材料、多孔无机定型材料及高效成膜包封材料的质量百分比为:液-固相变材料60％—80％，多孔无机定型材料15％—35％，高效成膜封装材料1-5％。制备获得的相变蓄热保温材料，包括：多孔无机定型材料；填充于所述多孔无机定型材料的液-固相变材料；封装于所述多孔无机定型材料的高效成膜包封材料。分别以多组实施例实现前述制备方法，各实施例中参数及反应条件具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变蓄热保温材料，其特征在于，包括：多孔无机定型材料；填充于所述多孔无机定型材料的液‑固相变材料；封装于所述多孔无机定型材料的高效成膜包封材料；其中，液‑固相变材料、多孔无机定型材料及高效成膜包封材料的质量百分比为:液‑固相变材料60％—80％，多孔无机定型材料15％—35％，高效成膜封装材料1‑5％。

【技术特征摘要】
1.一种相变蓄热保温材料，其特征在于，包括：多孔无机定型材料；填充于所述多孔无机定型材料的液-固相变材料；封装于所述多孔无机定型材料的高效成膜包封材料；其中，液-固相变材料、多孔无机定型材料及高效成膜包封材料的质量百分比为:液-固相变材料60％—80％，多孔无机定型材料15％—35％，高效成膜封装材料1-5％。2.如权利要求1所述的相变蓄热保温材料，其特征在于，所述液-固相变材料由液态相变材料和固态相变材料根据使用温度范围复配而成，质量比为1:1-3。3.如权利要求1所述的相变蓄热保温材料，其特征在于，所述多孔无机定型材料优选为膨胀珍珠岩。4.如权利要求1所述的相变蓄热保温材料，其特征在于，所述膨胀珍珠岩为不规则粒状，粒径范围为：0.05mm—4mm。5.如权利要求1所述的相变蓄热保温材料，其特征在于，所述高效成膜封装材料由和成膜助剂制备而成，质量比为7-13:1。6.一种相变蓄热保温材料的制备方法，包括以下步骤：1)将多孔无机定型材料过筛后进行煅烧，以清除孔结构中的杂质，获得改性多孔无机定型材料；2)将液态相变材料和固态相变材料按一定质量比混合，搅拌均匀获得液-固相变材料；3)将液态成膜剂和成膜助剂，按一定质量比混合，搅拌均匀获得高效成膜包封材料；4)将改性多孔无机定型材料置于反应釜中，加热，抽真空，缓慢搅拌的同时向反...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴江，贺小文，
申请(专利权)人：天津宇鹏顺保温材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12