一种相变储能抹灰砂浆及其制备方法技术

本申请提供一种相变储能抹灰砂浆及其制备方法。按重量份数计，包括以下组分:水泥25

【技术实现步骤摘要】
一种相变储能抹灰砂浆及其制备方法


[0001]本专利技术属于新型建筑材料
，具体涉及一种复合相变蓄能储能颗粒材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，气候变化对人们生活影响日益明显，极端高温现象逐级普遍，尤其对于我国南方的亚热带季风气候区域，本就夏热冬温，在极端高温的气候条件下，为在建筑物内提高体感舒适，则需要更多的能源降温，从而加大能源消耗。
[0003]相变材料潜热蓄热系统是一种有效的储能方法。相变材料应用于建筑节能领域已经经历了很长时间的开发与研究。少量的相变材料应用于建筑材料中就可以储存较多的能量，这是因为部分相变材料具有较高的相变潜热。具有蓄热性能的传统建筑材料与普通的传统建筑材料相比，后者受外界环境的影响十分之大，比如空气湿度，太阳照射的幅度变化等都会对普通的传统建筑产生很大的影响。特别是在太阳辐射比较大的夏季，外界环境温度的变化范围大，也就导致了建筑物的变化波动大，这种条件下刚好可以满足相变材料进行相变过程。将相变材料应用于建筑材料中，白天太阳的照射较为强烈，尤其是在夏季，室内与室外的温度均呈现上升的状态，外界周围环境的温度高于相变温度时，相变材料的状态开始发生变化，由固态变为熔融态，吸收周围环境的热量。在夜间因为没有太阳的照射，室内室外的温度逐渐下降，而当温度下降到外界环境温度低于相变温度时，相变材料开始发生凝固，同时释放出白天所吸收的热量到周围环境中，以此来调节周围的环境温度。
[0004]相变材料在建筑中的应用，一般是与建筑材料结合，制备成相变储能建筑部品，可以明显加强围护结构的储能蓄热能力。通过相变储能颗粒材料存储释放热(冷)量，实现热(冷)量在不同时间、空间位置上的转换，在绿色建筑领域具有广阔的发展前景。将复合相变储能颗粒材料替代部分填料混入砂浆中再进行制备加工就可以得到相变储能砂浆，这种砂浆不仅可以提高室内舒适度，而且在节能减排方面也起着重要的积极作用。
[0005]然而，相变材料与建筑材料结合时，两种材料之间存在着相容性差、腐蚀及渗漏，与基体脱离等问题。添加了相变材料后，水泥材料的强度会显著降低，尤其是早期强度会表现的更低；特别是随着相变材料含量的增加，水泥基相变材料的强度会严重降低，以至于无法满足工程上对材料强度的基本要求；当然也限制了水泥基复合相变材料热工性能的改善。尤其是在以降温为主要目的的气候环境中，相变材料的选取以及与建筑材料的结合会面临更大挑战。同时，目前有机相变材料成本较高，不利于在建筑材料中大规模推广使用。
[0006]因此，相变储能应用的关键问题是如何选择适宜的相变材料与建材基体材料复合。基于此问题，本专利技术提供一种焓值高、能量密度大、成本较低的复合相变蓄能储能颗粒材料，以适应降温为主要目的的建筑物中。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种相变储能抹灰砂浆，通过原料设计和配比，改善了复
合相变蓄能储热颗粒和水泥材料的相容性，从而有效减缓水泥基相变蓄能产品力学强度下降的问题。尤其是在以降温需求为主的干燥炎热气候区域内，由于砂浆添加了复合相变蓄能储热颗粒，显著改善水泥基砂浆的蓄热调温的能力，该砂浆变相温度和导热系数良好，温控效果显著，又能显著降低生产成本，是较为理想的建筑围护结构材料。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了一种相变储能抹灰砂浆，其特征在于，
[0009]按重量份数计，包括以下组分:水泥25
‑
50份、砂子40
‑
130份、复合相变蓄能储热颗粒5
‑
30份、减水剂0
‑
0.2份、保水剂0
‑
0.2份、引气剂0
‑
0.03份，所述相变储能抹灰砂浆导热系数为0.67
‑
1.22W/m
·
K。
[0010]在一优选的实施方式中，所述水泥包括硅酸盐水泥、高铝酸盐水泥和硫铝酸盐水泥中的一种或多种；
[0011]所述减水剂包括嘧胺树脂系减水剂、聚羧酸系减水剂和马来酸酐系减水剂中的一种或多种；
[0012]所述保水剂包括羟丙基甲基纤维素醚、羧甲基纤维素、甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚和聚乙烯醇中的一种或多种；
[0013]所述引气剂包括松香热聚物、松香皂、烷基苯磺酸盐、聚醚类引气剂和科莱恩AE
‑
2引气剂中的一种或多种。
[0014]在一优选的实施方式中，所述复合相变蓄能储热颗粒由无机相变材料和有机相变材料按质量比1:(1
‑
7)混合得到。
[0015]在一优选的实施方式中，所述无机相变材料的制备方法包括:
[0016]1)将无机水合盐、硼砂和羧甲基纤维素混合均匀，加热熔化得到混合物；
[0017]2)在真空环境中将膨胀珍珠岩加入到融化状态下的混合物中，静置，烘干产物，即得。
[0018]在一优选的实施方式中，所述无机水合盐包括CaCl2·
6H2O、Na2SO4·
10H2O、Na2HPO4·
12H2O、Na2S2O3·
5H2O、ZnNO3·
6H2O中的一种或几种；所述膨胀珍珠岩为60
‑
100目，容重为80
‑
120kg/m3。
[0019]在一优选的实施方式中，所述无机水合盐、硼砂、羧甲基纤维素和膨胀珍珠岩的质量比为(0.8
‑
1.2):(0.02
‑
0.05):(0.01
‑
0.028):(0.6
‑
2.5)。
[0020]在一优选的实施方式中，所述有机相变材料的制备方法包括:
[0021]1)将可膨胀石墨微波处理得到膨胀石墨；
[0022]2)将固体石蜡加热熔化，倒入液体石蜡，在水浴加热条件下，搅拌均匀，加入步骤1)得到的膨胀石墨，充分浸渍；
[0023]3)取出步骤2)产物，恒温恒压静置，滤纸过滤，重复进行泄漏测试，直到滤纸表面不再出现石蜡的泄漏痕迹；
[0024]4)将高分子聚合物配制成水溶液，加入步骤3)产物，搅拌均匀，烘干至恒重，即得。
[0025]在一优选的实施方式中，所述固体石蜡的熔点为48℃至50℃，液体石蜡的熔点低于20℃；
[0026]所述高分子聚合物包括高密度聚乙烯、聚乙烯醇和苯乙烯－丁二烯－苯乙烯三嵌段共聚物中的一种或多种。
[0027]在一优选的实施方式中，所述固体石蜡、液体石蜡、膨胀石墨和高分子聚合物的质
量比为(0.5
‑
0.8):(0.2
‑
0.4):(0.01
‑
0.2):(0.1
‑
0.6)。
[0028]本专利技术的另一目的在于提供一种相变储能抹灰砂浆的制备方法，将水泥、砂子和复合相变蓄能储热颗粒制成预混粉，再与加工助剂混合，即可得到。整体制备方法简单，对设备、能耗和生产环境要求少，尤其适合大规模工业化生产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相变储能抹灰砂浆，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分:水泥25
‑
50份、砂子40
‑
130份、复合相变蓄能储热颗粒5
‑
30份、减水剂0
‑
0.2份、保水剂0
‑
0.2份、引气剂0
‑
0.03份，所述相变储能抹灰砂浆导热系数为0.67
‑
1.22W/m
·
K。2.如权利要求1所述的相变储能抹灰砂浆，其特征在于，所述水泥包括硅酸盐水泥、高铝酸盐水泥和硫铝酸盐水泥中的一种或多种；所述减水剂包括嘧胺树脂系减水剂、聚羧酸系减水剂和马来酸酐系减水剂中的一种或多种；所述保水剂包括羟丙基甲基纤维素醚、羧甲基纤维素、甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚和聚乙烯醇中的一种或多种；所述引气剂包括松香热聚物、松香皂、烷基苯磺酸盐、聚醚类引气剂和科莱恩AE
‑
2引气剂中的一种或多种。3.如权利要求1所述的相变储能抹灰砂浆，其特征在于，所述复合相变蓄能储热颗粒由无机相变材料和有机相变材料按质量比1:(1
‑
7)混合得到。4.如权利要求3所述的相变储能抹灰砂浆，其特征在于，所述无机相变材料的制备方法包括:1)将无机水合盐、硼砂和羧甲基纤维素混合均匀，加热熔化得到混合物；2)在真空环境中将膨胀珍珠岩加入到融化状态下的混合物中，静置，烘干产物，即得。5.如权利要求4所述的相变储能抹灰砂浆，其特征在于，所述无机水合盐包括CaCl2·
6H2O、Na2SO4·
10H2O、Na2HPO4·
12H2O、Na2S2O3·
5H2O、ZnNO3·
6H2O中的一种或几种；所述膨胀珍珠岩为60

【专利技术属性】
技术研发人员：李金洪，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：