[发明专利]有机相变物/膨润土纳米复合相变储热建筑材料制备方法

说明书

本发明是有机相变物/膨润土纳米复合相变储热建筑材料的制备方法，属储热建筑材料的制备技术。

相变储热材料主要包括无机物(主要是无机盐的水合物)和有机物(醇、酸、酯和脂肪烃)两大类，尽管无机盐的水合物相变储热材料相变温度合适、潜热大并且价格低廉，但因其对建筑材料具有腐蚀性及强吸潮性而较少采用，所以，还是以有机物相变储热材料的应用为多。目前国内外相变储热建筑材料的制备方法主要包括如下两种，一是将有机相变储热材料与建筑材料进行直接混合；二是采用浸泡法，即是将建筑材料基体浸入液态相变材料中保持一定时间后取出，利用建筑材料具有很多微孔结构所产生的毛细作用将液态相变储热材料吸入到建筑材料的基体内。这两种方法制备的储热建筑材料在长时间的储(放)热运行过程中，有机相变材料会渗漏出来并在建筑材料表面出现细小分散的相变材料(称为“表面结霜”现象)，从而严重影响储热建筑材料的性能，同时使建筑材料存在可燃性的问题。为使相变储热材料不致渗漏出来，有研究者采用在储热建筑材料外表面涂上聚酯薄膜的方法；也有研究者先将有机相变储热材料与交联高密度聚乙烯进行复合，然后再加入到建筑材料中进行混合，但由于聚酯薄膜和交联的高密度聚乙烯的导热系数低，影响了相变材料在储(放)热过程中的传热，从而降低了建筑材料的储热密度。

本发明的目的就是为了克服和解决现有相变储热建筑材料在实际运用过程中存在有机相变储热材料会从建筑材料中渗漏出来从而严重影响储热建筑材料的性能并使建筑材料存在可燃性或有机相变储热材料储、放热过程中的传热性能差等缺点和问题，研究发明一种有机相变物/膨润土纳米复合相变储热建筑材料的制备方法，以便制备出来的复合储热建筑材料中有机相变储热材料与建筑材料相容性好，发生相变时，有机相变储热材料不会从建筑材料中渗漏出来，且有机相变储热材料在储(放)热过程中的传热性能好。

本发明是通过下述方案来实现的：有机相变物/膨润土纳米复合相变储热建筑材料的制备方法为：(下述百分比均为重量百分比)

第一步：钠基膨润土的层间改性：

浓度为5％的钠基膨润土的水溶液于80～90℃温度及搅拌条件下，滴加相同重量的30％的季铵盐水溶液，1～2小时后抽滤，并用蒸馏水洗至无氯离子和溴离子(用0.1mol/L的硝酸银AgNo₃溶液检测无沉淀)为止，真空干燥至恒重，研磨至500目的改性膨润土粉末；

第二步：有机相变储热材料嵌入到层间改性后的钠基膨润土中：

将有机相变储热材料加热到完全熔化，再加入第一步制得的改性膨润土和水，在80～90℃温度下高速搅拌，反应12～14小时后抽滤，用蒸馏水洗涤2～3次，抽滤完成后进行真空干燥至恒重，本步骤中的原料组成重量百分比为：

        有机相变储热材料：10～20％

        层间改性的膨润土：15～30％

        水：               50～75％

第三步：相变储热建筑材料的制备：

(1)储热式纤维石膏板的制备：

其原料组成及重量百分比为：

        熟石膏粉                    50～64％

        纸纤维                      10～25％

        嵌有相变储热材料的膨润土    20～25％

        其它促凝剂、填加剂          1～2％

将所有原料加进混合机内加水混合，待混合均匀后，干燥成型；

(2)储热水泥的制备：

其原料组成及重量百分比为：

        水泥                        50～60％

        江砂和河砂                  20～30％

        嵌有相变储热材料的膨润土    20～30％

将所有原料在混合机内加水混合，混合均匀后直接使用；

本发明上述所指的有机相变物包括：正十六烷烃、正十八烷烃、硬脂酸正丁酯、芥酸以及葵酸与硬脂酸的混合物、葵酸与软脂酸的混合物；季铵盐包括：十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵。