[发明专利]一种水泥复合定形相变材料砂浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种砂浆及其制备方法，尤其涉及一种水泥复合定形相变材料砂浆及其制备方法，属于建筑材料领域。

背景技术

建筑围护结构(外墙、屋面、内隔墙、楼板等)热工性能的优劣，直接影响由其所构成的建筑房间的热环境特性。由于围护结构存在热惯性，直接影响围护结构的传热量和温度波动。通常，围护结构的热容量愈大，蓄热能力就愈大，相应的热稳定性也越好。这种围护结构条件下的房间温度抵抗外扰波动的能力就越强，这对减少建筑能耗有着重要的意义。另外，对于被动式太阳房，作为集热蓄热体的墙体和地面，如果其的热容量愈大，蓄热能力也会愈大，当太阳照射在这些围护结构表面时，就有可能将太阳热能尽可能多的蓄存在围护结构内，提高围护结构的集热效率，进而提高建筑房间的太阳能热利用效率。而相变材料是提高围护结构热容量的理想材料之一。通常，可以将具有相变功能的材料掺混至建筑材料中，以此提高建筑材料的热容性，增大其的蓄热能力。

相变材料中，由于固-液相变材料具有贮能密度大、贮能过程近似恒温、体积变化小、过程易控制等优点，得到各国科学家的广泛重视。但传统的固-液相变材料在使用时会发生固态-液态的相互转化，必须使用专门的容器封装，不但增加了经济成本，而且增加了传热介质与相变材料之间的热阻，降低了传热效率，同时增加了将相变材料与建筑材料相互掺混的难度。为解决这些问题，近几年来，一些科学工作者采用一些技术，使得固-液相变材料在发生相变时仍保持原来的形状，从而具有了固-固相变材料的性能。中国专利200410101555.1200510116706.5公开了“一种石蜡类复合定形相变材料”和“一种76-83℃的复合定形相变材料”。Xavierpy等人(Heat and Mass Transfer，2001，44(14)：P2727)制备了石蜡/膨胀石墨定形相变材料，质量分数为0.65～0.95。肖敏等人(EnergyConversion & Management，2002，48(1)：P103)研究了石蜡和热塑性弹性体SBS和石墨组成的复合相变材料，石蜡的质量分数为0.20～0.8。叶宏(太阳能，2003(3)：P10)、Inaba H(太阳能学报，2002，23(4)：P482)等人制备了石蜡/高密度聚乙烯定形相变材料。他们一般采用了两种方法制备了定形相变材料，一种方法先用双辊开炼机将90-50wt％的石蜡与10-50％的烯烃类聚合物共混，然后将共混物粉碎加入到螺杆挤出机中熔融挤出冷却烘干制得定形相变材料；另一种方法用螺杆挤出机将石蜡、SBS、碳酸钙三者共混制备了定形相变材料的芯体，平板硫化机热压成型，然后在已成形的定形材料外面热压一层聚乙烯薄膜。已报道的定形相变材料不具备本专利所要求的使用环境；已有技术常采用开炼机与挤出机共混，也不具备本专利所采用的制备方法。

发明内容

本发明目的是提供一种水泥复合定形相变材料砂浆，可直接涂抹在建筑墙体表面、或是现浇浇注成预制板后粘贴在建筑墙体表面，构成复合相变蓄热墙体，以提高围护结构的蓄热能力。本发明材料来源广泛、成本低廉，储能耐久性好，适用范围广。

本发明将定形相变材料，采用特殊的配制工艺，与水泥材料混合制成一种水泥基复合定形相变材料抹灰(或现浇)砂浆，通过抹灰工艺或预制板粘贴工艺，使水泥基复合定形相变材料处于建筑物围护的表面，如墙面、楼面等。建筑抹灰施工和预制板粘贴施工是简单和成熟的建筑施工方法。

本发明所采用的相变材料是一种石蜡类物质作为主贮热剂，高密度聚乙烯(HDPE)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)、膨胀石墨作包封支撑体的复合定形相变材料，表现为很高的憎水性，与水泥基材料相容性差。首先采用表面活性剂对相变材料进行处理，由憎水性转变为亲水性，大量定形相变材料的存在将降低复合材料的力学性能，如抗压强度、抗折强度、粘接强度等和抗裂性，通常可以采用聚合物改性水泥提高其强度性能。所谓聚合物改性水泥也即利用聚合物对水泥改性。