[发明专利]一种制备石蜡/SiO2相变蓄热保温材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及保温材料制备技术领域，具体而言，涉及一种制备石蜡/SiO₂相变蓄热保温材料的方法。

背景技术

中国是全球最大的建筑工地，全国房屋竣工面积更是超过发达国家总和。目前，我国用于建筑外保温的节能材料种类较多，主要有：岩物棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板、发泡水泥、新型膨胀珍珠岩保温系统、聚苯颗粒保温料浆等。随着我国对建筑节能和环境治理的高度重视，发展绿色建筑俨然成为我国的国家战略，并投入大量的人力财力开发和研究新型绿色建筑材料，以取代先用的含氯、氮和溴等元素的有机保温材料。

相变材料作为一种具有节能和环境舒适功能的新型建筑材料而备受关注，其能够在特定温度或温度范围内(相变温度)发生物质相态变化,并伴随着相变过程吸收或释放出大量的相变潜热,可用来储热或蓄冷，即当环境温度高于相变温度时吸收热量，低于相变温度时放出热量。相变过程一般是一个等温或者近似等温的过程,相变材料自身的温度在相变完成前后变化不大,形成一个宽的温度平台,这种特性有利于把温度变化维持在较小的范围内。利用相变材料的相变过程来进行能量储存的方式称为潜热储能,又称相变储能。

现有的相变材料，由于其存在生成成本高，产品的质量差，粒径分布不均匀和产品品位低等不足而不适用于大范围的推广生产。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种制备石蜡/SiO₂相变蓄热保温材料的方法，以降低石蜡/SiO₂相变蓄热保温材料的生产成本，而且使SiO₂的析出速率可控；同时，使产品的粒径分布均匀，提高产品质量和产品品位，使其适用于大范围的工业生产。

本发明所采用的技术方案为：

一种制备石蜡/SiO₂相变蓄热保温材料的方法，包括以下步骤：

A.石蜡乳液的制备：将石蜡和表面活性剂按质量比5~20:1加入到蒸馏水和乙醇的混合溶液中，在55~95℃的条件下于乳化分散机中乳化分散5~60min后形成石蜡乳液；所述蒸馏水与所述乙醇的体积比为100:1~50；所述乳化分散机的转速2000~8000r/min；

B.悬乳液的制备：在55~95℃的条件下向步骤A中的所述石蜡乳液加入盐酸溶液和硅酸钠溶液，并在400~500r/min的搅拌条件下反应至完全得悬乳液；整个反应过程中保持溶液体系的pH值3.5~10.5；所述盐酸溶液与所述硅酸钠溶液的浓度比为1.5~2.5:1，盐酸溶液与所述硅酸钠溶液按等体积加入；

C.石蜡/SiO₂相变蓄热保温材料的制备：将步骤B中的所述悬浮液依次进行过滤、洗涤、干燥和筛分操作，制备得到石蜡/SiO₂相变蓄热保温材料。

现有技术中，采用硅溶胶（SiO₂悬浮液）在碱性条件下降低其溶解度而析出SiO₂纳米粒子沉积在石蜡表面，其析出速率不可控。

上述方法首先将石蜡与表面活性剂混合制备成石蜡乳液；然后再加入盐酸溶液和硅酸钠溶液，制备成悬乳液；最后将悬乳液经过滤、洗涤、干燥和筛分操作而制备成石蜡/SiO₂相变蓄热保温材料，通过上述原料及溶液的使用，从而降低了石蜡/SiO₂相变蓄热保温材料的生产成本，而且通过采用硅酸钠与HCl发生中和反应而生成SiO₂纳米粒子，并吸附在被表面活性剂修饰的石蜡表面，其SiO₂的析出速率可控。

同时，上述方法对各步骤的温度、乳化分散时间、搅拌速度、反应体系的pH值和原料用量比等工艺参数进行了调整控制，从而使得制备的石蜡/SiO₂相变蓄热保温材料的晶粒结构完整，粒径分布均匀，并且通过步骤C的筛分操作对产品进行了筛分，因此，使得产品的粒径分布更加均匀；同时，通过步骤C中的洗涤操作，除去了产品中残留的钠离子和氯离子，提高了产品品位，使产品的纯度得到了提高。

因此，通过上述方法生产的石蜡/SiO₂相变蓄热保温材料，不仅降低了生产成本，而且使产品的粒径分布均匀，提高了产品的质量和产品品位，使其适用于大范围的工业生产。

优选地，步骤A中，所述石蜡和所述表面活性剂的质量比为12.5:1；反应温度为75℃；乳化分散时间为20min；所述蒸馏水与所述乙醇的体积比为100:10；所述乳化分散机的转速5000r/min。