【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及保温材料，具体涉及一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构及其制备方法。
技术介绍
1、随着建筑节能需求的日益增长，在能源利用和建筑节能领域，提高能源效率和开发新型保温材料一直是研究的热点。传统保温材料如石棉、玻璃纤维等虽具有一定的保温效果，但在长期使用过程中存在耐久性差、存在易老化、易燃、环境污染等问题。而陶瓷气凝胶因优异的热稳定性，被视为极具潜力的保温材料，然而，陶瓷气凝胶的脆性和低强度限制了其广泛应用，而相变材料因能在特定温度下吸收或释放大量潜热，被广泛应用于建筑储能领域。
2、近年来，陶瓷凝胶因其具有优异的机械性能、化学稳定性和热稳定性，成为与相变材料结合的理想载体。陶瓷凝胶不仅能够有效封装相变材料，防止其泄露，还能通过其多孔结构增强热传导性能，实现相变蓄能的同时提高保温效果。
技术实现思路
1、解决的技术问题
2、针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构及其制备方法，旨在制备出具有较好保温储能效果的自保温结构。
3、技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
5、一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
6、步骤1、以铁尾矿、氮化硅和氮化硼为原料制备陶瓷基料，再以陶瓷基料、去离子水、分散剂、凝胶单体、交联剂、发泡剂、稳泡剂、催化剂和引发剂为原料制备陶瓷基生坯，经烧结处理后得到多孔陶瓷；
7、步骤2、
8、步骤3、向复合溶胶中加入环氧丙烷和石蜡制备成浸渍组分，在加热条件下以200r/min的转速搅拌30min后浸入预热后的多孔陶瓷，浸渍10min后取出置于常温下静置1-2h，所得记作陶瓷凝胶结构；
9、步骤4、在陶瓷凝胶结构的表面涂覆封装涂层，经过干燥处理后所得即为陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构。
10、更进一步地，在步骤1中，陶瓷基料的制备方法为：
11、将铁尾矿置于60℃的烘箱内干燥48h，置于破碎机内破碎后再置于60℃的烘箱内干燥24h，接着再次置于破碎机内破碎并过200目筛，将破碎过筛后的粉体与氮化硅、氮化硼按照4：2：1的重量比混合，所得即为陶瓷基料。
12、更进一步地，在步骤1中，所述分散剂为聚乙烯醇，凝胶单体为丙烯酰胺，交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，发泡剂为十二烷基硫酸钠，稳泡剂为十二醇，催化剂为四甲基乙二胺，引发剂为过硫酸铵。
13、更进一步地，在步骤1中，陶瓷基生坯的制备方法为：
14、s4.1、称取100重量去离子水、45-48重量份陶瓷基料和1-2重量份分散剂倒入球磨机中球磨15h，球磨完成后加入85-90重量份凝胶单体和9-10重量份交联剂并继续球磨2h，所得记作球磨组分；
15、s4.2、向球磨组分中加入4-5重量份发泡剂和1-2重量份稳泡剂，以1500r/min的转速搅拌10min后加入3-4重量份催化剂和6-7重量份引发剂，以原转速搅拌30s后倒入模具内，成型脱模后置于45℃的烘箱内干燥8-10h，所得即为陶瓷基生坯。
16、更进一步地，在步骤1中，烧结处理的具体操作方法为：
17、将陶瓷基生坯置于马弗炉中，先按照1.5℃/min的升温速率升温至400-500℃保温30min，接着按照2℃/min的升温速率升温至800-950℃保温2h，最后按照1.5℃/min的升温速率升温至1100℃保温4h，随炉降温后所得即为多孔陶瓷。
18、更进一步地，在步骤2中，复合溶胶的制备方法为：
19、s6.1、称取计算量的正硅酸乙酯倒入体积分数为80％的乙醇水溶液中，在转速为200r/min的搅拌条件下滴加硝酸调节ph值至4，所得记作二氧化硅溶胶，二氧化硅溶胶中正硅酸乙酯和乙醇的摩尔比为1：40；
20、s6.2、称取计算量的二氯氧化锆倒入体积分数为80％的乙醇水溶液中，在转速为200r/min的搅拌条件下滴加硝酸调节ph值至5，所得记作二氧化锆溶胶，二氧化锆溶胶中二氯氧化锆和乙醇的摩尔比为1：40；
21、s6.3、将二氧化锆溶胶倒入二氧化硅溶胶中，以200r/min的转速搅拌10min，所得即为复合溶胶，复合溶胶中正硅酸乙酯和二氯氧化锆的摩尔比为1：1。
22、更进一步地，在步骤3中，复合溶胶、环氧丙烷和石蜡的重量比为2：1：3，加热条件的加热温度为95℃，预热后的多孔陶瓷的温度为85-90℃，浸渍过程中浸渍组分的温度为90-95℃。
23、更进一步地，在步骤4中，涂覆封装涂层的具体操作为：
24、s8.1、按重量份计称取8-12份碳纤维、5-8份钢纤维、3-4重量份硅烷偶联剂kh-570和100重量份去离子进行混合，在48℃的温度下以300r/min的转速搅拌10min，冷冻干燥后所得记作增强纤维组分；
25、s8.2、按重量份计称取5-8份增强纤维组分和45-50份聚氯乙烯进行熔融共混，接着将熔融共混后的组分涂覆在陶瓷凝胶结构的表面。
26、更进一步地，在步骤4中，干燥处理的具体操作为置于常温下静置2-3h。
27、一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构，通过一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法制得。
28、有益效果
29、本专利技术提供了一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构及其制备方法，与现有公知技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
30、1、本专利技术以铁尾矿、氮化硅和氮化硼为原料制备的多孔陶瓷，能够使制备的多孔陶瓷具有高孔隙率、低密度和高比表面积的性能，多孔结构有利于相变材料的填充和分布，提高储能效率，而且在较高孔隙率的情况下有助于提高相变材料的传热效率；铁尾矿作为工业废弃物，对其再利用能够减轻对原生资源的开采压力，实现资源的循环利用，有助于减少环境污染和生态破坏，而氮化硅和氮化硼作为高性能陶瓷材料，具有优异的热导率、热稳定性和化学稳定性，以其为原料制备的多孔陶瓷在承载相变材料时，能够保持较高的热物理性能，确保相变过程的稳定性和可靠性；其次，以本专利技术制备的多孔材料作为相变材料的载体，能够提供良好的物理和化学环境，确保相变材料在循环使用过程中保持稳定的性能，有助于提高储能系统的整体效率和可靠性；本专利技术通过铁尾矿、氮化硅和氮化硼三者之间协同配合作用制备多孔陶瓷，能够充分发挥各自的优点，提升多孔陶瓷的机械强度、热稳定性、耐腐蚀性和耐磨性等综合性能，在烧结过程中，铁尾矿中的二氧化硅等氧化物能够与氮化硅和氮化硼发生化学反应，形成稳定的化合物相，这些化合物相的形成有助于降低烧结温度，提高烧结效率，并促进多孔结构的形成，而且还能够增强陶瓷材料的耐高温性能和化学稳定性；本专利技术在通过铁尾矿降低成本的基础上，还能够结合氮化硅和氮化硼的高热导率和高热稳定性性能来提高本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法，其特征在于，在步骤1中，陶瓷基料的制备方法为：
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述分散剂为聚乙烯醇，凝胶单体为丙烯酰胺，交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，发泡剂为十二烷基硫酸钠，稳泡剂为十二醇，催化剂为四甲基乙二胺，引发剂为过硫酸铵。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法，其特征在于，在步骤1中，陶瓷基生坯的制备方法为：
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法，其特征在于，在步骤1中，烧结处理的具体操作方法为：
6.根据权利要求1所述的一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法，其特征在于，在步骤2中，复合溶胶的制备方法为：
7.根据权利要求1所述的一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法，其特征在于，在步骤3中，复合溶胶、环氧丙烷和石蜡的重量比为2：1：3
8.根据权利要求1所述的一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法，其特征在于，在步骤4中，涂覆封装涂层的具体操作为：
9.根据权利要求1所述的一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法，其特征在于，在步骤4中，干燥处理的具体操作为置于常温下静置2-3h。
10.一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构，其特征在于，通过权利要求1-9任一项所述的一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法，其特征在于，在步骤1中，陶瓷基料的制备方法为：
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法，其特征在于，在步骤1中，所述分散剂为聚乙烯醇，凝胶单体为丙烯酰胺，交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，发泡剂为十二烷基硫酸钠，稳泡剂为十二醇，催化剂为四甲基乙二胺，引发剂为过硫酸铵。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法，其特征在于，在步骤1中，陶瓷基生坯的制备方法为：
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷凝胶相变蓄能自保温结构的制备方法，其特征在于，在步骤1中，烧结处理的具体操作方法为：
6.根据权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：易简，赵勇，
申请(专利权)人：长沙写生企业管理有限公司，
类型：发明
国别省市：
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