專利名稱：一種石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及儲(chǔ)能復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其涉及一種石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板及其制備方法。
背景技術(shù)：
提高能源使用效率是現(xiàn)代社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的一個(gè)重要課題。在現(xiàn)代社會(huì)能源使用總量中，建筑用能占有很大比重，在一些國家的建筑領(lǐng)域幾乎消耗了社會(huì)總能源的三分之一。因此，提高建筑能效對(duì)于提高整個(gè)社會(huì)的能源使用效率是非常有價(jià)值的。相變材料(Phase Change Materials, PCM)是指隨溫度變化而相(形態(tài))改變并能吸收或釋放大量的潛熱的物質(zhì)，在相變過程中保持溫度恒定。利用相變材料的潛熱儲(chǔ)能是一種有效儲(chǔ)存熱能的方式，具有儲(chǔ)能密度高、熱效率高、儲(chǔ)能過程恒溫等優(yōu)點(diǎn)備受青睞。在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中使用相變材料，是利用相變材料相變時(shí)相變潛熱的釋放與吸收，來調(diào)節(jié)建筑物內(nèi)溫度，并且相變材料相變前后恒溫，減少室溫的波動(dòng)。這樣既減少空調(diào)或采暖設(shè)備規(guī)模，降低電力消耗，達(dá)到潛熱儲(chǔ)能在電力削峰填谷、節(jié)約能源的目的。目前研究比較多和比較可行的相變材料是固-液相變材料，即利用固-液相變過程儲(chǔ)存熱能的材料。固-氣或液-氣相變的體積變化太大，而不具備實(shí)用價(jià)值。典型的固-液相變材料主要有①無機(jī)水合鹽類，如十水硫酸鈉、六水氯化鈣等；②有機(jī)類，如石蠟、脂肪酸等；③低共融復(fù)合類，即兩種或以上組分形成的低熔點(diǎn)物質(zhì)。有機(jī)類相變材料尤其是石蠟類相變材料則因其一致熔融、自我成核、無過冷分相、無腐蝕、化學(xué)及熱穩(wěn)定性好、 價(jià)格低等特性而在蓄熱儲(chǔ)能研究領(lǐng)域備受青睞。但由于固-液相變過程中存在液態(tài)相變材料滲漏的缺點(diǎn)，所以在實(shí)用中必須考慮其封裝。現(xiàn)有技術(shù)中使用到一些封裝方法，如宏觀容器封裝、微觀膠囊封裝、微觀交聯(lián)封裝等方法，但是這些方法都存在工藝較復(fù)雜，材料成本昂貴等缺點(diǎn)O

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)工藝簡單，保溫隔熱效果明顯的石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板，包括多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒和石膏粉。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒制備是通過將多孔基質(zhì)和石蠟相變材料攪拌混合，在60-70°C溫度條件下，恒溫15-20小時(shí)，多孔基質(zhì)充分吸附石蠟相變材料，使得石蠟相變材料能進(jìn)入到多孔基質(zhì)內(nèi)部孔隙或?qū)娱g結(jié)構(gòu)中，制得多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的多孔基質(zhì)和石蠟相變材料的質(zhì)量比為 1:2-1: 4。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的多孔基質(zhì)為具有多孔結(jié)構(gòu)的木屑、秸稈顆粒、膨脹珍珠巖、硅藻土、膨潤土或凹凸棒土中的一種或幾種混合。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的石膏粉為高強(qiáng)石膏粉、建筑石膏粉或高溫煅燒石膏粉中的一種。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板中，多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒的質(zhì)量百分比為10-70%，石膏粉的質(zhì)量百分比為30-90%。本發(fā)明還公開了一種石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板的制備方法，包括以下步驟(1)將多孔基質(zhì)和石蠟相變材料攪拌混合，在60-70°C溫度條件下，恒溫15-20小時(shí)，多孔基質(zhì)充分吸附石蠟相變材料，使得石蠟相變材料能進(jìn)入到多孔基質(zhì)內(nèi)部孔隙中或?qū)娱g結(jié)構(gòu)中，制得多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒；(2)將按比例稱取的石膏粉和多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒攪拌混合，在 25-30°C溫度條件下，干拌1-2分鐘，加入按比例稱量的水，再攪拌5-10分鐘；(3)將以上步驟得到的攪拌物倒入模具之中，2-3小時(shí)之后待樣品硬化之后拆模即得到石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板。在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟(2)中所述的石膏粉和水的比例為 1 0.4-1 0.8。本發(fā)明的石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板具有價(jià)格低廉，能控制建筑物室內(nèi)溫度波動(dòng)， 降低建筑能耗等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例1采用多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒、自來水和石膏粉，制備石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板。其中多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒是通過將多孔基質(zhì)和石蠟相變材料攪拌混合，在60-70°C溫度條件下，恒溫15-20小時(shí)，多孔基質(zhì)充分吸附石蠟相變材料，使得石蠟相變材料能進(jìn)入到多孔基質(zhì)內(nèi)部孔隙或?qū)娱g結(jié)構(gòu)中，制得多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒。多孔基質(zhì)為具有多孔結(jié)構(gòu)木屑、秸稈顆粒、膨脹珍珠巖、硅藻土、膨潤土或凹凸棒土中的一種或幾種混合，在本實(shí)施例中，多孔基質(zhì)采用多孔木屑材料。多孔基質(zhì)和石蠟相變材料的質(zhì)量比為1 2-1 4，即石蠟相變材料占多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料總質(zhì)量的 66. 7%-80%，在本實(shí)例中，多孔基質(zhì)和石蠟相變材料的質(zhì)量比為1 3，即石蠟相變材料占多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料總質(zhì)量的75%。石膏粉和水的比例為1 0.4-1 0.8， 在本實(shí)例中，石膏粉和水的比例為1 0.6。按比例稱取10%多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒，90%石膏粉，攪拌混合，在25-30°C溫度條件下，干拌1-2分鐘，加入預(yù)先量好的水，再攪拌5-10分鐘后，將攪拌物倒入模具之中，2-3小時(shí)之后待樣品硬化之后拆模即得到石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板。將實(shí)施例1制備的石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板和純石膏板進(jìn)行設(shè)定條件下的板材保溫隔熱對(duì)比實(shí)驗(yàn)，設(shè)定條件為室溫為12°C，底板面45°C加熱，等頂板面溫度恒定后移除底板面受熱，此過程中頂板面溫度變化情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果請(qǐng)參閱表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板，其特征在于，包括多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒和石膏粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板，其特征在于，所述的多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒制備是通過將多孔基質(zhì)和石蠟相變材料攪拌混合，在60-7(TC溫度條件下，恒溫15-20小時(shí)，多孔基質(zhì)充分吸附石蠟相變材料，使得石蠟相變材料能進(jìn)入到多孔基質(zhì)內(nèi)部孔隙或?qū)娱g結(jié)構(gòu)中，制得多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板，其特征在于，所述的多孔基質(zhì)和石蠟相變材料的質(zhì)量比為1:2-1: 4。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板，其特征在于，所述的多孔基質(zhì)為具有多孔結(jié)構(gòu)的木屑、秸稈顆粒、膨脹珍珠巖、硅藻土、膨潤土或凹凸棒土中的一種或幾種混合ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板，其特征在于，所述的石膏粉為高強(qiáng)石膏粉、建筑石膏粉或高溫煅燒石膏粉中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板，其特征在于，所述的石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板中，多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒的質(zhì)量百分比為10-70%，石膏粉的質(zhì)量百分比為30-90%。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板，其特征在于，所述的石蠟相變材料占多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料總質(zhì)量的66. 7% -80%。
8.一種石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將多孔基質(zhì)和石蠟相變材料攪拌混合，在60-70°C溫度條件下，恒溫15-20小時(shí)，多孔基質(zhì)充分吸附石蠟相變材料，使得石蠟相變材料能進(jìn)入到多孔基質(zhì)內(nèi)部孔隙中或?qū)娱g結(jié)構(gòu)中，制得多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒；(2)將按比例稱取的石膏粉和多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒攪拌混合，在 25-30°C溫度條件下，干拌1-2分鐘，加入按比例稱量的水，再攪拌5-10分鐘；(3)將以上步驟得到的攪拌物倒入模具之中，2-3小時(shí)之后待樣品硬化之后拆模即得到石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板的制備方法，其特征在于，步驟O) 中所述的石膏粉和水的比例為1 0.4-1 0.8。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板及其制備方法，通過將多孔基質(zhì)和石蠟相變材料攪拌混合，在60-70℃溫度條件下，恒溫15-20小時(shí)，多孔基質(zhì)充分吸附石蠟相變材料，使得石蠟相變材料能進(jìn)入到多孔基質(zhì)內(nèi)部孔隙中或?qū)娱g結(jié)構(gòu)中，制得多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒；將按比例稱取的石膏粉和多孔基質(zhì)石蠟相變儲(chǔ)能復(fù)合材料顆粒攪拌混合，在25-30℃溫度條件下，干拌1-2分鐘，加入按比例稱量的水，再攪拌5-10分鐘；將得到的攪拌物倒入模具之中，2-3小時(shí)之后待樣品硬化之后拆模即得到石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板。本發(fā)明的石膏基石蠟相變儲(chǔ)能墻板具有價(jià)格低廉，能控制建筑物室內(nèi)溫度波動(dòng)，降低建筑能耗等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B28/14GK102531506SQ201110187490
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者周劍峰, 張毅, 張菁燕, 朱國峰, 李東旭, 王小鵬, 蔣青青 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué), 常州市建筑科學(xué)研究院股份有限公司, 江蘇尼高科技有限公司