【技术实现步骤摘要】
本申请涉及建筑材料，具体涉及一种相变储能骨料及其制备方法。
技术介绍
1、高效利用太阳能是现代建筑节能减排与可持续发展的重要途径之一，相变储能材料是利用相变潜热来存储或者释放热能，具有储能密度大、蓄放热过程近似等温等优点。因此，将相变储能材料与混凝土进行有效结合，发展结构-功能一体化的相变储能混凝土，可利用其相变潜热存储或者释放热能的特性调控室内温度，提高太阳能在建筑领域中的利用率，使得建筑由“消极应对气候”向“积极适应气候”转变，实现节约建筑运行能耗与减少碳排放的目的。
2、前期研究中，研究者们致力于利用多孔骨料，包括膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和陶粒，吸附相变储能材料从而制备相变储能骨料，用于取代普通骨料，发展出具有结构-功能一体化的相变储能混凝土。由于相变储能材料相变过程是固/液相态之间的循环，因此相变储能材料在水泥基材料中应用必须要进行封装处理，以防止相变储能材料多次冷/热循环后出现渗漏。
3、常规的多孔骨料，如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石和陶粒的粒径较大，一般为10-20mm，由于受到多孔骨料材质和相变储能材料的限制，制备出的相变储能骨料的强度和导热系数低于混凝土组分。随着储能骨料替代率增加，储能混凝土结构材料的导热和力学性能呈下降趋势，限制储能骨料的应用。
技术实现思路
1、为了解决传统储能骨料受到自身材质的限制，难以有效提高储能骨料的导热性能及力学性能，本申请提供一种相变储能骨料及其制备方法，能够对相变储能物料的机械强度和导热性能进行调控，从而制备出更高机械强
2、第一方面，本申请提供一种相变储能骨料，采用如下的技术方案：
3、一种相变储能骨料，包括以下重量组分：多孔碳基材料10份，相变材料10-30份，粘结材料2-10份；所述粘结材料的机械强度和导热强度高于多孔碳基材料。
4、通过采用上述技术方案，常规的多孔材料的粒径为10-20mm，多孔碳基材料的粒径远小于常规的多孔材料，当多孔碳基材料吸附相变材料后，形成一个个复合颗粒，此时将复合颗粒与粘结材料混合时，粘结材料包裹在复合颗粒表面，又将多个复合颗粒粘结在一起，形成相变储能骨料；因此粘结材料既对相变材料完成封装，同时又在相变储能骨料中充当骨架，改善常规相变储能骨料的骨架仅由多孔骨料确定；粘结材料如高导热环氧树脂、高密度硅酮树脂、高导热性聚乙烯以及液态金属，这些粘结材料相对于多孔骨料，既具有较高的强度，又具有较高的导热性，使得制得的相变储能骨料相对于传统相变储能骨料具有更高的机械强度和导热性；
5、相比于传统的相变储能骨料对大粒径多孔骨料直接封装，当封装层出现裂缝时，整个相变储能骨料中的相变材料容易全部泄漏；本申请的相变储能骨料由于由多个复合颗粒组成，当相变储能骨料后期使用出现裂缝时，仅会导致少数的复合颗粒中的相变材料泄漏，具有更高的封装效果。
6、优选的，所述多孔碳基材料包括膨胀石墨、活性炭、多孔碳球和炭黑。
7、通过采用上述技术方案，膨胀石墨、活性炭、多孔碳球和炭黑这些多孔碳基材料既拥有丰富的多孔结构，能够充分吸附相变材料，同时粒径足够小，能够很好地充当相变储能骨料中的多孔基料。
8、优选的，所述多孔碳基材料的粒径为0.1-0.5mm。
9、通过采用上述技术方案，当多孔碳基材料的粒径过低时，在处理过程中，多孔碳基材料更容易受到机械损伤，使得多孔碳基材料形状或结构发生变化，增加了封装过程中保持完整性的难度；当多孔碳基材料的粒径过高时，相同粒径下的相变储能骨料的骨架部分降低粘结材料的成分，从而使得相变储能骨料难以达到较高的机械强度和导热性能；为此申请人经过大量研究和实验验证后最终确定，本申请的多孔碳基材料的粒径以上述为宜。
10、优选的，相变储能骨料还包括混凝土亲附材料。
11、通过采用上述技术方案，相变储能骨料制备出后是与混凝土有效结合，形成相变储能混凝土，相变储能骨料再添加混凝土亲附材料，如活性火山灰或者水泥等，能够与混凝土有效结合，减少相变储能骨料与混凝土之间的缝隙，从而进一步提高相变储能骨料的机械强度和导热性能。
12、第二方面，本申请提供一种相变储能骨料的制备方法，采用如下的技术方案：
13、一种相变储能骨料的制备方法，用于制备上述相变储能骨料，包括以下步骤：
14、酸化除杂：将多孔碳基材料放置于王水中搅拌，获得酸化处理的多孔碳基材料；
15、真空浸入：将所述酸化处理的多孔碳基材料清洗干燥后，转移到恒温加热容器中，在30-100℃下将相变材料与所述酸化处理的多孔碳基材料混合均匀，在真空度≤0.1pa下获得碳基定形相变材料；
16、粘结包裹：将所述碳基定形相变材料与粘结材料搅拌均匀，获得混合浆体材料；
17、冷却成型：将所述混合浆体材料转移到新的容器中冷却后，获得相变储能骨料。
18、通过采用上述技术方案，多孔碳基材料放置在王水中，既能够有效除去多孔碳基材料的表面杂质，又能够使多孔碳基材料拥有丰富的羧基和羟基官能团，从而提高对相变材料的吸附效果；相变材料在恒温加热容器中逐渐变成液态，在真空度≤0.1pa状态下，液态的相变材料浸入到多孔碳基材料内部多孔结构中，从而获得碳基定形相变材料；碳基定形相变材料和粘结材料搅拌时，粘结材料既包裹着碳基定形相变材料，又将多个碳基定形相变材料粘结在一起形成混合浆体材料；混合浆体材料冷却后获得相变储能骨料，碳基定形相变材料和粘结材料共同构成相变储能骨料的骨架。
19、优选的，在粘结包裹的步骤中，将碳基定形相变材料与粘结材料搅拌的同时进行超声振动。
20、通过采用上述技术方案，由于粘结材料含量较少，仅通过搅拌，粘结材料和碳基定形相变材料难以聚合成团，在搅拌的同时进行超声振动，能够去除粘结材料和碳基定形相变材料之间的空气，使得粘结材料均匀分散，使得粘结材料和碳基定形相变材料充分粘结成整体；并且在超声振动荷载下，由于表面张力作用，低表面能的粘结材料往往会包裹住高表面能的碳基定形相变材料，形成一个封装层。
21、优选的，当相变储能骨料还包括混凝土亲附材料时，在冷却成型的步骤中，将混合浆体材料转移到装有混凝土亲附材料的容器中，待混合浆体材料硬化后过筛网，获得相变储能骨料。
22、通过采用上述技术方案，混合浆体材料转移到装有混凝土亲附材料的容器中，使混合浆体材料表面裹上一层混凝土亲附材料，能够防止未硬化的混合浆体材料粘结在一起。
23、优选的，所述筛网的孔径范围为32-35mm。
24、通过采用上述技术方案，若筛网的孔径过小，相变储能骨料上的混凝土亲附材料会被筛网去除，相变储能骨料难以与混凝土有效亲附，从而难以有效进一步提高相变储能骨料的机械强度和导热性能；若筛网的孔径过大，相变储能骨料上的混凝土亲附材料过多，降低了相变储能骨料中粘结材料的占比，反而降低了相变储能骨料的机械强度和导热性能；为此申请人经过大量研究和实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种相变储能骨料，其特征在于，包括以下重量份的组分：多孔碳基材料10份，相变材料10-30份，粘结材料2-10份；所述粘结材料的机械强度和导热性能性能高于多孔碳基材料。
2.根据权利要求1所述的相变储能骨料，其特征在于：所述多孔碳基材料包括膨胀石墨、活性炭、多孔碳球和炭黑。
3.根据权利要求1所述的相变储能骨料，其特征在于：所述多孔碳基材料的粒径为0.1-0.5mm。
4.根据权利要求1所述的相变储能骨料，其特征在于：还包括混凝土亲附材料。
5.权利要求1-3任一项中的相变储能骨料的制备方法，其特征在于：所述相变储能骨料包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的相变储能骨料的制备方法，其特征在于：在粘结包裹的步骤中，将碳基定形相变材料与粘结材料搅拌的同时进行超声振动。
7.根据权利要求5所述的相变储能骨料的制备方法，其特征在于：当相变储能骨料还包括混凝土亲附材料时，在冷却成型的步骤中，将混合浆体材料转移到装有混凝土亲附材料的容器中，待混合浆体材料硬化后过筛网，获得相变储能骨料。
8.根据权利要求
9.根据权利要求5所述的相变储能骨料的制备方法，其特征在于：在冷却成型的步骤中，将混合浆体材料转移到新的容器的方式包括滴落成型、浇筑成型和挤压成型。
10.根据权利要求5所述的相变储能骨料的制备方法，其特征在于：所述相变储能骨料的粒径为5-30mm。
...【技术特征摘要】
1.一种相变储能骨料，其特征在于，包括以下重量份的组分：多孔碳基材料10份，相变材料10-30份，粘结材料2-10份；所述粘结材料的机械强度和导热性能性能高于多孔碳基材料。
2.根据权利要求1所述的相变储能骨料，其特征在于：所述多孔碳基材料包括膨胀石墨、活性炭、多孔碳球和炭黑。
3.根据权利要求1所述的相变储能骨料，其特征在于：所述多孔碳基材料的粒径为0.1-0.5mm。
4.根据权利要求1所述的相变储能骨料，其特征在于：还包括混凝土亲附材料。
5.权利要求1-3任一项中的相变储能骨料的制备方法，其特征在于：所述相变储能骨料包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的相变储能骨料的制备方法，其特征在于：在粘结包裹...
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