[发明专利]一种含微胶囊相变材料的节能型人造大理石的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉化学工业、石材工业和建筑工业中微胶囊相变材料应用技术领域，具体是含微胶囊相变材料的节能型人造大理石的制备方法。

技术背景：

微胶囊技术是一种用成膜材料把固体、液体或气体包覆形成微小粒子的技术。微胶囊就是将某种物质用某些高分子化合物或无机化合物，采用机械或化学方法包覆起来，使这种物质受到保护，免受外界作用而变质，在适当时被释放出来的微粒。

微胶囊相变材料(Micro-encapsulated Phase Change Materials，MPCM)的研究是将微胶囊技术应用到相变材料中而形成的新的研究领域。MPCM由内核材料和外壳材料两部分形成，其相变温度范围在-50～150℃间，根据内核材料的相变温度确定其吸热和放热性能，MPCM的内核是固—液相变材料，它是MPCM的核心，将直接影响产品的贮释热和温控性能。目前，可作为微胶囊内核的固—液相变材料有结晶水合盐、共晶水合盐、直链烷烃、石蜡类、脂肪酸类、聚乙二醇等，其中结晶水合盐和石蜡类较为常用。外壳材料是为相变材料提供稳定的相变空间，主要起到保护和密封相变材料的作用。外壳材料对微胶囊的性能有着重要的影响，且不同的应用领域对外壳材料有不同的要求。外壳材料常选用高分子材料，可选用的有聚乙烯、聚苯乙烯、聚脲、聚酰胺、环氧树脂、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂等。

MPCM不仅解决了无机相变材料的稳定性和有机相变材料的热导率和体积变化问题，而且还简化了相变材料的使用工艺，降低了使用成本。MPCM具有良好的贮热性能和温控性能，可广泛应用的领域很多，亦可以与各种高分子材料混合构成性能更加优越的复合高分子相变材料，拓宽了传统相变材料的应用领域。MPCM在一些实际应用领域里是用于平衡暂时温度变化的和储存能量的。不仅在电子行业、汽车工业、纺织业、而且在建筑业及石材加工行业中也得到了广泛的应用。

本发明所述节能型人造石是将人造石与微胶囊相变蓄热材料复合，使新型的人造石具有自动调节温度的功能，使用界面聚合法与原位聚合法对一系列链烷烃化合物进行胶囊化来制备包裹完全、渗透性较低、可以反复使用的双壳层微胶囊，同时通过微胶囊相变蓄热人造石调节室内温度，减少波动，可大量节约能源，相变储能建筑材料作为一种新型建筑功能材料，在节能、储能方面有着良好的应用前景。最近德国弗赖堡夫琅费太阳能系统研究所与康采恩巴斯夫公司的研究人员利用液态石蜡能够蓄热这一特点，利用微胶囊技术将石蜡包覆，然后加入灰泥中应用于建材。这种建材可以吸收热量，使石蜡分子熔解，而其凝固时，热量会重新释放出来。美国Suntek ResearchAssociate公司研制成功储热墙体块，它将相变材料悬浮于混凝土砌块中，作为恒温储热建筑构件。其制作方法是将砌块中空气抽走，然后填充融化状态的相变材料，再在外面涂上封闭层。

微胶囊储热相变材料与合理利用太阳能的结合提供了一种增加建筑物舒适度和降低能耗、减少环境负面影响的有效途径。相变储能建筑材料作为一种新型建筑功能材料，在节能、储能方面有着良好的应用前景。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种适于建筑工业的含有微胶囊相变材料的地板砖或墙面砖等建筑材料的制备方法。该方法工艺简单，成本低且环保，并赋予石材良好的吸热或放热性能，使室内环境达到冬暖夏凉的效果，提高处在环境温度变化下的人体舒适度。

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

含微胶囊相变材料的节能型人造大理石的一种制备方法，包括如下步骤：

(1)同时使用界面聚合法与原位聚合法对一系列链烷烃化合物进行胶囊化来制备包裹完全、渗透性较低、可以反复使用的双壳层微胶囊；

(2)常温下将(1)制得的微胶囊粉体、胶凝材料(182不饱和聚酯树脂)与石英粉按照1∶0.5～2∶4～10的比例混合；

(3)根据所用范畴将(2)所得混合物按照一定的比例加入人造石基材中，并选择合适的颜料加入底料中，同时添加适当固化剂过氧化甲乙酮和促进剂异辛酸钴；

(4)通过模具成型技术，将含有微胶囊相变材料的石材基料放入真空成型机模具中经振荡成型，并根据具体需要在石材表面印制花纹后得成品。

所属成品中微胶囊相变材料含量为10％～35％，所述微胶囊相变材料粉体是指微胶囊内核相变温度为-50～150℃的微米或纳米粉体材料。

有益的是，所述含微胶囊相变材料的节能型人造大理石主要用于墙面砖、地板砖、幕墙等建筑材料。

有益的是，所述含微胶囊相变材料的节能型人造大理石的制备过程步骤(3)中胶凝材料为182不饱和聚酯树脂。