[发明专利]一种基于相变蓄热的新型储能保温砂浆的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于墙体保温、建筑节能、太阳能利用、蓄热材料领域，涉及制备定型复合相变材料的方法。

背景技术

现代建筑需要在不断提高人们居住环境舒适度的同时，降低建筑耗能总量，有效缓解能源的供需矛盾，而传统的保温砂浆虽然保温性能比较好，但是耐水性较差，且由于热容较小，导致室内温度波动较大，降低了室内热环境的舒适度。

物质在相转变过程中，伴随着吸热和放热现象可以实现能量的储存与释放以及温度的调节控制，相变材料具有储能密度大、储热容器体积小，热效率高，吸放热温度接近于一恒定温度等优点，一方面可以利用诸如太阳能这种可再生资源来替代不可再生资源，另一方面还可以提高其他形式的能源的利用率。相变储能技术在建筑节能领域中具有非常广泛的应用前景，目前受到普遍的关注与研究。

从相变材料的分类来看，固-液相变材料因其体积变化小，成本适中等优点具有较广阔的应用前景。但固-液相变材料有一个无法忽视的缺点，即材料从固态转变为液相时无固定形状，易发生流淌，大大地限制了其在建筑中的应用。

采用真空浸渍法，将相变材料吸入到轻质细骨料的微孔内部，当相变储热材料在微孔内发生固-液相变时，由于毛细管吸附力的作用，可以在一定程度上防止液态的相变储热材料从微孔中溢出，进一步在外层加封一层高熔点的固态载体材料，不仅可以阻隔碱性环境对酸性相变材料的影响，还可以进一步防止液态相变材料在相变过程中出现渗漏。采用此法制备的相变储能骨料可直接作为骨料掺入制备砂浆，易于分散，方便实用。

发明内容

本发明提供一种基于相变蓄热的新型储能保温砂浆及其制备方法。该砂浆具有优良的蓄热及保温性能，改善建筑的热舒适性，还具有良好的工作性，耐水性。具体是采用复合相变储能骨料、水泥材料、细骨料、外加剂等制备具有相变储能功能的砂浆材料，本发明是通过以下技术方法实现的。该方法包括以下两部分：

首先，利用膨胀珍珠岩制备复合相变储能骨料，具体是通过真空浸渍将有机相变材料吸附到膨胀珍珠岩的微孔中，再通过二次真空浸渍，将包封材料包裹在复合相变储能骨料表面。该方法包括以下步骤：

A.将载体材料膨胀珍珠岩进行干燥处理；

B.将步骤A得到的载体材料真空处理；

C.在步骤B得到的载体材料中加入熔融为液态的相变材料，保持真空度6min～8min后打开空气阀门；

D.将步骤C得到的复合相变材料常温冷却；

E.将步骤D得到的复合相变材料真空处理；

F.在步骤E得到的载体材料中加入熔融为液态的石蜡包封材料，保持真空度3min～4min后打开空气阀门；

G.将步骤F得到的复合相变材料常温冷却。

进一步，在步骤A中膨胀珍珠岩载体材料粒径为1mm～3mm，烘干时间为1小时～1.5小时，烘干温度为105℃～110℃。

在步骤B中，载体材料真空处理时间以真空度达到0.1MPa～0.2MPa为准。

在步骤C中，相变材料为酸性有机材料，反应温度视相变材料熔点而定，即反应温度应在相变材料熔点以上，保持真空度维持在0.1MPa～0.2MPa状态。相变材料的掺量由膨胀珍珠岩的孔空间的大小以及相变材料的密度大小不同而定，相变材料占膨胀珍岩孔空间总体积的60％～80％。

在步骤D中，复合相变材料冷却至常温。

在步骤E中，复合相变材料真空处理时间以真空度达到0.1MPa～0.2MPa为准。

在步骤F中，包封材料为熔点在70℃以上的石蜡，反应温度在石蜡熔点以上，保持真空度维持在0.1MPa～0.2MPa状态。石蜡包封材料按其占膨胀珍珠岩孔空间总体积的20％～40％掺加.

其次，将复合相变储能骨料作为一部分细骨料，与膨胀珍珠岩细骨料、水泥、外加剂、水混合制备成基于相变蓄热的新能储能保温砂浆。

上述基于相变蓄热的新型储能保温砂浆是一种组合物，为获得较好的工作性，其组分及最佳质量配比为水泥∶细骨料∶水∶外加剂＝1∶0.3～0.5∶0.7～0.9∶0.03～0.05，其中膨胀珍珠岩细骨料由复合储能骨料及膨胀珍珠岩颗粒组成，复合储能骨料的掺量应满足其中相变材料含量达到砂浆设计要求。制备方法为将水泥、细骨料、外加剂采用搅拌机干拌均匀后，加入水慢速搅拌0.5min～1.5min，停止搅拌0.5min～1.5min，再快速搅拌0.5min～1.5min，制得基于相变蓄热的新型储能保温砂浆。

上述水泥材料为普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，外加剂包括甲基纤维素醚、淀粉醚、乳胶粉、萘系或木质素系减水剂，细骨料为粒径为1mm～3mm的膨胀珍珠岩颗粒。