一种镁水泥相变建筑材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种镁水泥相变建筑材料及其制备方法，该制备方法包括：将多孔支撑材料进行预处理，得到改性多孔支撑材料；将水合盐相变材料吸附至改性多孔支撑材料中，得到复合相变储能材料；采用包覆材料将所述复合相变储能材料微观包覆，得到定型相变储能材料；将镁盐、活性氧化镁和定型相变储能材料在液态介质中混合，得到镁水泥浆料；将镁水泥浆料放入模具中进行养护，脱模后得到镁水泥相变建筑材料。本发明专利技术以水合盐为相变储能基体材料，通过多孔吸附和表面包覆双重手段制备定型相变储能材料，然后将该材料加入镁水泥浆料中，有效降低镁水泥浆料水化过程的水化热及水化反应温度，同时获得不会发生相变材料泄漏、符合建筑规范的镁水泥相变材料。

A magnesium cement phase change building material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种镁水泥相变建筑材料及其制备方法
本专利技术涉及镁水泥
，具体涉及一种镁水泥相变建筑材料的制备方法。
技术介绍
建筑围护结构作为建筑内外环境交换的重要通道，其耗热量占到建筑总耗热量30％以上。目前我国的建筑外围护结构，多用硅酸盐混凝土和砌块材料，混凝土的传热系数为1.5W/(m2·K)左右，热量损失较大，合理选用建筑节能材料，是全面建筑节能的一个重要方面。目前大量采用低传热系数的轻质建筑材料，以达到减缓热量传导的目的，但轻质建筑的热容比较低，不利于抑制室内温度波动，从而使能量难以充分利用。在轻质建筑材料中加入相变材料，能够将能量以相变潜热的形式进行贮存，实现能量在不同时间、空间位置之间的转换，将相变材料应用到现有建筑中，可以大幅增加围护结构的储热功能，使用少量的材料就可以储存大量的热量。相变储能结构储热作用，可以减弱建筑物室内和室外之间的热流波动，延迟作用时间，降低室内温度波动，提高舒适度，减少建筑供暖用能量，提高能源利用效率；达到节能的目的。但在现有硅酸盐混凝土、石膏相变复合材料体系中，相变材料的加入使得复合材料的强度下降较为明显，导致许多硅酸盐混凝土、石膏相变储能建筑材料，不符合建筑规范。除此之外，由于相变材料封装存在问题，导致相变材料容易发生泄漏，破坏了建筑材料的结构。因此，提供一种可以满足建筑规范、且不会发生相变材料泄露的水泥建筑材料显得尤为重要。
技术实现思路
为解决上述现有技术中相变储能建筑材料不能满足建筑规范甚至发生相变材料泄露的问题，本专利技术提供一种全新的镁水泥相变建筑材料及其制备方法。为了达到上述专利技术目的，本专利技术提供一种镁水泥相变建筑材料，包括相互混合的镁水泥和定型相变储能材料；其中，定型相变储能材料包括水合盐相变材料、改性多孔支撑材料和包覆材料，包覆材料将水合盐相变材料和改性多孔支撑材料包覆，水合盐相变材料吸附在改性多孔支撑材料中。优选地，所述镁水泥为氯氧镁水泥或硫氧镁水泥；所述水合盐相变材料三水合醋酸钠、五水合硫代硫酸钠、六水合氯化钙、六水合氯化镁、六水合硝酸镁、十水合硫酸钠、十二水合磷酸氢钠中的至少一种。优选地，所述多孔支撑材料为多孔天然矿物材料、人工合成多孔材料或炭质载体；所述包覆材料为能成膜的材料。进一步优选地，所述多孔支撑材料为硅藻土、蒙脱土、高岭土、膨胀珍珠岩、埃洛石、膨胀蛭石、膨胀石墨中的至少一种；所述包覆材料为石蜡或聚乙烯吡咯烷酮。优选地，所述定型相变储能材料的相变温度范围20～35℃，相变焓值为90～120kJ/kg。本专利技术还提供一种上述的镁水泥相变建筑材料的制备方法，包括：A、将多孔支撑材料进行预处理，得到改性多孔支撑材料；B、将水合盐相变材料吸附至改性多孔支撑材料中，得到复合相变储能材料；C、采用包覆材料将所述复合相变储能材料进行微观包覆，得到定型相变储能材料；D、将镁盐、活性氧化镁和定型相变储能材料按一定的比例在液态介质中混合，得到水泥浆料；E、将水泥浆料放入模具中进行养护，脱模后得到镁水泥相变建筑材料。优选地，所述镁盐为氯化镁或硫酸镁。优选地，所述镁盐与所述活性氧化镁的比例符合镁水泥物相结构中对应物质的物质的量之比；所述活性氧化镁与所述定型相变储能材料的质量比为10:0.5～10:3。进一步优选地，所述液态介质至少包含有水，所述镁盐在液态介质中的质量浓度为21％～25％；所述活性氧化镁的活性为55％～70％。优选地，所述养护温度为10～25℃，养护时间为8～10h。本专利技术以水合盐为相变储能基体材料，通过多孔吸附和表面包覆双重手段实现定型相变储能材料的制备，然后利用定型相变储能材料的调温和不会泄漏的特性，有效降低了镁水泥材料的水化热、水化反应温度及水化反应速率。基于前述定型相变储能材料进一步制得的水泥相变建筑材料，其强度仍然符合规范，且不存在相变材料泄露的问题。具体实施方式以下，将详细描述本专利技术的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术，并且本专利技术不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本专利技术的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本专利技术的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。本专利技术的专利技术人基于现有技术中相变储能建筑材料不符合建筑规范且存在相变材料泄露的问题，提供一种材料强度满足建筑规范，又不会发生相变材料泄漏的镁水泥相变建筑材料及其制备方法。本专利技术实施例提供了一种镁水泥相变建筑材料的制备方法，包括：步骤A、将多孔支撑材料进行预处理，得到改性多孔支撑材料。多孔支撑材料内部微孔比表面积较大，吸附作用较强，是理想的定型材料。多孔支撑材料可以选择多孔天然矿物材料、人工合成多孔材料或炭质载体。进一步优选是硅藻土、蒙脱土、高岭土、膨胀珍珠岩、埃洛石、膨胀蛭石、膨胀石墨中的至少一种。预处理包括：煅烧和酸处理，将多孔材料进行煅烧和酸处理是为了：天然矿物中含有粘土类矿物及有机质等杂质，在使用前对其进行改性是提高其孔隙率，更利于相变材料的吸附，进而提高了其利用价值。优选煅烧的温度为350～550℃，时间为1～3h。优选利用盐酸或硫酸进行酸处理，酸的浓度为60％～80％，酸处理时间为2～6h。步骤B、将水合盐相变材料吸附至改性多孔支撑材料中，得到复合相变储能材料。水合盐相变材料的选择不受限制，此处只列举常用的几种：三水合醋酸钠、五水合硫代硫酸钠、六水合氯化钙、六水合氯化镁、六水合硝酸镁、十水合硫酸钠、十二水合磷酸氢钠。优选的吸附方式为真空吸附，真空度为0.04～0.07MPa，吸附温度为40～60℃，吸附时间为20～100min。吸附温度要保证在水合盐相变材料的相变温度以上，这样可以保证是液态，另外要考虑的是如果吸附温度过高，水合盐相变材料中的结晶水会脱水。具体的操作是：将改性后的多孔支撑材料放置在密闭的锥形瓶中抽真空，将水合盐相变材料通过分液漏斗加入锥形瓶中进行真空吸附；吸附完成后进行抽滤，将抽滤后的固体进行低温(5～15℃条件下)研磨分散，得到复合相变储能材料。步骤C、采用包覆材料将复合相变储能材料进行微观包覆，得到定型相变储能材料。微观包覆相比宏观的封装包覆更有利于定型相变储能材料的应用，微观包覆的复合相变储能材料可以与水泥基体材料更好的混合，分散度更好，同时不易削弱基体材料的强度。包覆材料选择可以包覆成膜的材料，优选的材料为石蜡或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。具体的操作是：将高温石蜡充分溶解于溶剂如正己烷中，形成了石蜡正己烷溶液，其中石蜡的熔点大于60℃，石蜡的质量分数3％～5％；然后将步骤B中的复合相变储能材料加入石蜡正己烷溶液中，在室温条件下搅拌4～6h；抽滤再低温干燥1～2h后，得到定性相变储能材料。步骤C制得的定型相变储能材料，包括水合盐相变材料、改性多孔支撑材料和包覆材料，包覆材料将水合盐相变材料和改性多孔支撑材料微观包覆，水合盐相变材料吸附在改性多孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁水泥相变建筑材料，其特征在于，包括相互混合的镁水泥和定型相变储能材料；其中，定型相变储能材料包括水合盐相变材料、改性多孔支撑材料和包覆材料，包覆材料将水合盐相变材料和改性多孔支撑材料微观包覆，水合盐相变材料吸附在改性多孔支撑材料中。/n

【技术特征摘要】
1.一种镁水泥相变建筑材料，其特征在于，包括相互混合的镁水泥和定型相变储能材料；其中，定型相变储能材料包括水合盐相变材料、改性多孔支撑材料和包覆材料，包覆材料将水合盐相变材料和改性多孔支撑材料微观包覆，水合盐相变材料吸附在改性多孔支撑材料中。


2.如权利要求1所述的镁水泥相变建筑材料，其特征在于，所述镁水泥为氯氧镁水泥或硫氧镁水泥；所述水合盐相变材料三水合醋酸钠、五水合硫代硫酸钠、六水合氯化钙、六水合氯化镁、六水合硝酸镁、十水合硫酸钠、十二水合磷酸氢钠中的至少一种。


3.如权利要求1所述的镁水泥相变建筑材料，其特征在于，所述多孔支撑材料为多孔天然矿物材料、人工合成多孔材料或炭质载体；所述包覆材料为能成膜的材料。


4.如权利要求3所述的镁水泥相变建筑材料，其特征在于，所述多孔支撑材料为硅藻土、蒙脱土、高岭土、膨胀珍珠岩、埃洛石、膨胀蛭石、膨胀石墨中的至少一种；所述包覆材料为石蜡或聚乙烯吡咯烷酮。


5.如权利要求3所述的镁水泥相变建筑材料，其特征在于，所述定型相变储能材料的相变温度范围20～35℃，相变焓值为90～120kJ/kg。


6.一种如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔，周园，海春喜，申月，曾金波，任秀峰，孙艳霞，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：青海;63