[发明专利]一种相变储能蜂窝板及制备方法

说明书

本发明公开了一种相变储能蜂窝板及制备方法，该相变储能蜂窝板以三元脂肪酸低共熔物/膨胀石墨复合相变储能材料为相变单元，以铝制蜂窝结构为芯板、以中密度纤维板或实木单板为表层板，将相变单元填充到蜂窝板的蜂窝中，以环氧树脂为粘结剂，通过冷压制备而成。三元脂肪酸低共熔物克服单一有机相变材料导热量低、潜热低、相变温度不适宜、容易泄露等缺陷。此方法制备的相变储能复合板，解决了目前相变储能材料普遍存在的渗漏、利用率低及耐久性差等关键问题。复合材料相比三元脂肪酸低共熔物的储热时间缩短了58.3%，放热时间缩短了56.1%。此外膨胀石墨的添加改善了三元脂肪酸低共熔物放热不均匀的问题。相变储能蜂窝板力学性能稳定，静曲强度为11.6~13.8MPa，弹性模量为2.3~2.6MPa，内结合强度为0.32~0.43MPa。相变储能蜂窝板的放热时间相比普通蜂窝板用时延长了70~85%。

技术领域

本发明涉及一种相变储能复合板的制备方法，具体是一种装有相变储能材料的建筑节能复合蜂窝板的制备方法。

背景技术

随着社会的发展，能源与环境问题的日益严重，单一功能的建筑结构和装饰材料，已经不能满足建筑节能的要求。虽然多层结构墙体以及多层结构装饰材料，通过增加保温材料来达到保温隔热的效果，但是一般装饰材料热容性小，蓄热力低，不能达到延缓居室温度变化和优良保温效果。开发具有较高蓄热能力的建筑节能保温复合材料，对于改善居住环境舒适程度，提高建筑自身的节能效果意义重大。相变储能材料的出现，使得建筑材料的蓄热功能化成为可能。相变储能结构可以用于建筑结构和装饰的各个方面，比如相变墙体、相变隔板、相变地板以及相变天花板等，提高建筑的节能保温能力，自动调节室内温度，降低室内温度波动，提高舒适度，节省采暖能耗，同时可以减小墙体自重和厚度，增加房屋的有效使用面积。因此，相变储能技术是实现建筑节能的重要途径，具有广阔的应用前景。相变储能蜂窝板由填充相变储能单元的铝蜂窝芯子、中密度纤维板或实木单板复合而成，具有储能密度大、相变热利用率高、有效封装、质轻、强度高，加工灵活、安装便捷等特点。多元脂肪酸低共熔物克服了单一脂肪酸用作相变储热材料的缺点，同时价格低廉容易获得，目前多元脂肪酸低共熔物相变储能蜂窝板的结构形式研究较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种建筑节能复合相变储能蜂窝板的制备方法，该复合相变储能蜂窝板储/放热效率高，热稳定性好，物理力学性能满足蜂窝复合板行业标准。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种相变储能蜂窝板的制备，其具体步骤如下：该相变储能复合蜂窝板由相变储能材料、铝制蜂窝板、3mm厚中密度纤维板或者实木单板组成。将复合相变材料填充在铝制蜂窝板中，每块的相变储能蜂窝板中复合材料的最佳填充量为75~80g。以环氧树脂为粘结剂，以3mm厚中密度纤维板或实木单板为表板，在20℃、4MPa下冷压30min制备相变储能蜂窝板。

其中，该相变储能材料由多元脂肪酸低共熔物和膨胀石墨复合而成，三元脂肪酸低共熔物所占的质量比为82%-95%，最佳质量比为93%。二者混合后机械搅拌20min，待混合均匀后将其放入-0.1MPa，75℃的真空干燥箱中吸附12h，且每隔2小时搅拌一次，每次搅拌2min；冷却至室温，即制得多元脂肪酸低共熔物/膨胀石墨复合相变储热材料。

其中，所使用的膨胀石墨是由可膨胀鳞片石墨在60℃的条件下真空干燥12 h。每次称取2-3g可膨胀鳞片石墨置于高温陶瓷坩埚中，在800℃条件下马弗炉中热处理60s，制备而成的疏松多孔的膨胀石墨。

其中，所使用的三元脂肪酸低共熔物是由棕榈酸、癸酸、硬脂酸在70℃条件下超声处理12min分布混合所得。其中首先制备棕榈酸-癸酸二元脂肪酸低共熔物，癸酸质量分数80%-90%，质量分数84%时得到最低二元共熔物，最低共熔温度26.73℃，然后加入硬脂酸制备棕榈酸-癸酸-硬脂酸三元脂肪酸共熔物，硬脂酸质量分数不超过10%，质量分数6%时得到最低三元共熔物，最低共熔温度25.57℃。