[发明专利]一种提高节能效率的相变储能石膏板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种以建筑石膏与复合相变材料为主的提高节能效率的相变储能石膏板及其制备方法。

背景技术

复合相变材料指能被利用其在物态变化时所吸收（放出）的大量热量用于能量储存的材料，简单地讲是指那些在固-液相变时，储能密度高、性能稳定、相变温度合适和性价比优良、能够用于相变储能技术的材料。最简单的复合相变材料如石蜡，就能够在从液态转化为固态（或固态转化为液态）时，储存相变能。相变材料在建筑领域的目前应用主要有：在普通建筑材料中加入相变材料，利用这种材料制成建筑围护结构来降低建筑物室内的温度波动，提高舒适度，并可以降低建筑物的采暖和制冷成本；另外，在保温材料中加入相变材料，同样达到节能控温的目的，其节能效果十分显著。

石膏板是一种用量大、用途广的常用建筑材料，大量用于室内隔断、装饰墙等，但普通石膏板没有调节温度等功能。如果把建筑石膏与复合相变材料CPCM（Composite Phase Change Materials）结合制作的相变储能石膏板，则能够在温度较高时吸收热量，在温度较低时释放热量，从而很好地维持室内温度的平衡，减小其受室外温度波动的影响，提高室内环境的舒适性，减少空调等温度调节设备的使用，提高节能的效率。该项技术是本领域的一项突破和创新。

然而，由于CPCM本身成颗粒状态，与石膏不能反应、导致其与石膏板基体的黏聚性较差，无法形成粘结强度，使掺加CPCM的相变石膏板强度较低；同时，由于石膏板的孔隙率大，吸湿性强，在长期使用过程中容易因含水率变化而导致相变石膏板的导热系数不稳定，降低相变储能石膏板对温度的调节作用；另外，由于石膏板基体的导热系数较低，无法使热流迅速传导到CPCM颗粒，使其相变转化较慢，储能效率得不到充分发挥。

针对上述问题，本发明提出了一种提高节能效率的相变储能石膏板及其制备方法，通过掺加羧甲基纤维素钠提高CPCM颗粒与石膏板基体的黏聚性，进而提高石膏板的强度；通过表面喷涂甲基含氢硅油乳液提高石膏板的抗水性；通过掺加钢纤维，提高石膏板基体的抗压抗折强度和导热系数，充分发挥CPCM的相变能力。通过上述措施，进而得到高节能效率的相变储能石膏板。

发明内容

本发明的目的是针对相变储能石膏板强度低，吸湿性强、传热效率低等缺点，提出一种提高强度、耐久性和节能效率的新型相变储能石膏板及其制备方法，其原料容易获得，制作工艺简单，且节能效果显著。

实现上述目的的技术方案是：一种提高节能效率的相变储能石膏板及其制备，其特征在于，各种原料组分及含量如下（均按重量百分比计）：

上述各种材料的品质指标要求如下：

1）建筑石膏CaSO₄·(H₂O)_0.5含量≥65%，初凝时间≥5min，终凝时间≤25min，细度（0.2mm筛孔筛余）≤5%。

2）复合相变材料相变温度区间为17℃-25℃，相变潜热≥85J/g，容重≥0.7g/cm³。

3）钢纤维长度≤1.5mm，直径≤0.15mm。

4）羧甲基纤维素钠的取代度（DS）为0.7-0.8。

5）聚羧酸减水剂为固体或液体均可，减水率≥18%。

石膏板制备方法的特征在于：将羧甲基纤维素钠置于研磨机中研磨得到粉料，比表面积达到400-500m²/kg。然后与建筑石膏、CPCM按比例混合均匀，搅拌过程中均匀撒入钢纤维。最后将上述材料、水和聚羧酸减水剂按比例放入搅拌容器中搅拌，待搅拌均匀后浇注成型。试件养护烘干后，在其表面均匀喷涂甲基含氢硅油乳液进行防水处理后即可得该产品。

本发明不燃、无毒无害，可用作室内外吊顶和围护结构的保温隔热层，适用范围广，可降低保温隔热石膏板的厚度，更有效地提高室内环境的舒适性，提高节能效率。同时，本发明相变储能石膏板各项指标符合《建筑石膏》（GBT 9776-2008）中的理化性能要求，其中石膏板的含水率小于0.5%，2h抗压强度大于6.5MPa，抗折强度大于4MPa。本发明可显著提高室内环境的节能效率，具有较高的社会效益与经济效益。

具体实施方式