[发明专利]一种相变储能材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及民用建筑材料，更具体地说是关于一种相变储能材料的制造方法，以及一种家居装饰材料的制造方法，特别是一种相变节能的家居装饰材料的制造方法。

背景技术

近年来，随着全球能源危机的日益加剧，节约能源、有效利用能源逐渐成为人们追求的目标。建筑耗能作为能源浪费的一个重要方面，据统计，全世界有30%的能源消耗在建筑物上。在中国，建筑面积达四百多亿平方米，且90%以上是高能耗建筑，单位建筑面积能耗是同纬度发达国家的3倍。相变储能材料(PCM)作为一种新兴的功能材料，其工作原理是：利用材料的相变过程，吸收（或释放）相变潜热，来实现对环境中能量的吸收（或释放），进而可以储热或制冷，从而实现储能的目标。在建筑中使用PCM材料可以提高建筑物热容量，减小室内温度的波动幅度，改善室内环境，充分利用太阳能和夜间低价电能，从而提高建筑节能及室内舒适度。

地板和贴墙挂件是目前应用较广的一种民用建材及装饰材料，但是现行的地板和贴墙挂件大多不具备储能调温功能，对人体舒适度造成一定影响；少数调温储能地板或挂件虽然具备一定的调温效果，但是其储能效果、使用年限、防火指标等因素均有待提高。

CN 1864957A公开了一种相变调温储能地板及其制造方法。相变调温储能地板从碎木材、刨花、木屑中提取木材，加入从废纸中提取的纤维，同时加入PVC树脂和相变物质制成。虽然该地板具备一定的相变调温及阻燃功能，但是其使用的阻燃剂为氯元素，环保性较差；而且直接加入的相变物质也容易从地板中流失出去，即循环使用性差。

CN 2151196Y公开了一种阻燃地板砖及其制造方法。该阻燃地板砖由多块经过阻燃剂浸泡处理的小木块粘接而成，地板砖的表面涂刷有阻燃漆，阻燃漆的表面涂刷有一层耐温耐磨面漆。这些阻燃剂和阻燃漆本身就含有对人体有害的成分，一旦遇到火灾，有害成分势必加剧对人体的毒害作用。

US 6, 270, 836公开了一种通过界面聚合法合成的以链烷烃化合物为核、聚脲/聚氨酯为壳的微胶囊，产品分布均匀，相变焓略小于链烷烃化合物。尽管该微胶囊相变储能材料具有一定的抗泄漏能力，但在生产和使用过程中仍会释放出有害气体，对身体健康和生产设备造成伤害；同时此方法所用的囊壁为有机材料，具备助燃的潜在威胁，因此在应用于民用建材时存在一定的隐患。

Fang等人（Chem.Eng.J.2010, 163, 154～159）的研究表明，采用溶胶-凝胶方法可以制备具有无机囊壁的微胶囊相变储能材料，由于微胶囊体积轻巧，且囊壁为无机材料，减少了助燃的风险，因而可以用于多种储能建材的制造过程。但是，Fang等人发明的二氧化硅包覆相变材料使用的原料为正硅酸乙酯，其价格较高而且毒性大，这些缺点的存在影响了高性能复合相变储能材料的实际应用。

CN101333432A公开了一种硅溶胶定形的石蜡复合相变储能材料的制备方法。该方法以硅溶胶、石蜡为原料，制备时，先将石蜡类物质加入到硅溶胶中，然后加入必要的添加剂，加热混合体系，快速搅拌让体系形成乳液状。然后加入pH值调节剂、沉淀剂，pH值处于6～9之间，让石蜡与硅酸的混合物从体系中析出，就可获得硅溶胶定形的石蜡类定形复合相变储能材料。该方法虽然用价廉的硅溶胶替代了较贵的正硅酸乙酯作为囊壁材料，但是仍然存在一定问题，其一，由于该方法中加入pH值调节剂调节体系的pH值处于6～9之间，即溶液体系可能呈现弱酸性，也可能呈现弱碱性，这样会造成析出的二氧化硅单体分布不均，甚至会在溶液中发生团聚，造成对石蜡包覆率明显下降；其二，该方法中使用的硅溶胶其二氧化硅含量较低，包覆石蜡后其囊壁过薄，即多次使用后石蜡容易外流，而且囊壁过薄其阻燃效果也不明显；其三，该方法中单纯使用表面活性剂作为石蜡分散液，其分散效果不理想，容易造成包覆后的微胶囊含蜡量不均匀。

发明内容

鉴于现有技术中的不足之处，本发明提供了一种对石蜡包覆率高、稳定性好的相变储能材料的制备方法。该方法所得的相变储能材料可用于家居装饰材料中，该相变物质不易从建材中流失，使用年限长。

本发明提供的相变储能材料的制造方法，包括以下步骤：

（1）配制二氧化硅含量为25wt%～65wt%，优选为30wt%～45wt%的硅溶胶； 

（2）将1～10份，优选为3～7份表面活性剂置于40～60份去离子水中溶解，待水温升至石蜡熔点后，加入30～100份，优选为40～60份石蜡，高速搅拌形成乳液；