專利名稱：一種石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿及其制備方法
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相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿及其制備方法。
背景技術(shù)：
石膏基?；⒅榫酆衔锉厣皾{是指用具有絕熱保溫性能的低密度?；⒅樽鳛檩p質(zhì)骨料，采用石膏粉為主要膠凝材料和其它多元復(fù)合外加劑，按一定比例經(jīng)一定工藝制成的保溫抹面材料，具有質(zhì)量輕，保溫隔熱、成本低、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，較一般有機(jī)保溫砂漿具有較好的阻燃性能和物理-化學(xué)穩(wěn)定性。近年來，綜合利用工業(yè)廢渣制備新型綠色節(jié)能建筑材料成為我國(guó)建材行業(yè)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，利用脫硫石膏、粉煤灰等工業(yè)固體廢棄物制備新型無機(jī)聚合物保溫砂漿替代傳統(tǒng)的以建筑石膏粉為膠凝材料無機(jī)聚合物保溫砂漿成為保溫砂漿行業(yè)一個(gè)熱門研究課題。保溫砂漿作為一種絕熱保溫材料，在一定程度上滿足了夏熱冬冷地區(qū)建筑隔熱的需要，在建筑內(nèi)外墻涂抹一層建筑保溫砂漿，降低了墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)，降低了熱傳導(dǎo)效率，有效的阻止了冬天晚上室內(nèi)熱量自內(nèi)而外的傳遞，達(dá)到了保溫隔熱的目的。傳統(tǒng)的無機(jī)保溫砂漿雖然具有保溫隔熱的效果，但是作為組成建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑材料不僅要有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，還要具有較高的蓄熱系數(shù)，即具有較高的熱惰性，具有較好的抗溫度波動(dòng)能力，保溫砂漿由于密度較低，導(dǎo)致其熱惰性無法同傳統(tǒng)磚墻結(jié)構(gòu)相比，抗溫度波動(dòng)能力較弱，在夏天較熱或者冬天較冷時(shí)就需要空調(diào)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，無法進(jìn)一步滿足建筑節(jié)能對(duì)輕質(zhì)墻體材料的性能需求。在現(xiàn)代高層建筑中，輕質(zhì)高強(qiáng)建筑材料應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)材料的熱工性能要求越來越高，因此，通過在傳統(tǒng)保溫砂漿上摻入相變材料，利用相變材料的相變吸放熱進(jìn)行能量的儲(chǔ)存和釋放，有效的增加保溫砂漿的熱惰性，提高保溫砂漿抵抗溫度波動(dòng)能力，同時(shí)具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，隔熱能力較好，相變保溫砂漿這一特性使其在現(xiàn)代高層建筑和建筑節(jié)能上具有很好的應(yīng)用前景。脂肪酸是一類具有較好相變潛熱和化學(xué)穩(wěn)定性的相變材料，在相變過程中體積變化率小，且無腐蝕性，過冷度較低，化學(xué)穩(wěn)定性較好，是一類應(yīng)用較多的相變儲(chǔ)能材料。定型相變材料是將相變材料和無機(jī)多孔材料、高分子塑料等復(fù)合起來，通過一定的工藝過程將相變材料包裹在一定的空間結(jié)構(gòu)中，使相變材料在相變?nèi)刍^程中仍然處于一定的約束狀態(tài)而不流失。采用物理吸附法制備的多孔介質(zhì)脂肪酸定型相變材料，制備工藝簡(jiǎn)單，只需通過簡(jiǎn)單的攪拌融合將脂肪酸相變材料融入進(jìn)多孔介質(zhì)中，就可以制備定型顆粒狀定型相變材料，這種顆粒狀相變材料易于在干粉砂漿中分散，高溫時(shí)相變材料受到約束作用而不滲漏。在相變儲(chǔ)能材料領(lǐng)域，文獻(xiàn)報(bào)道中關(guān)于相變儲(chǔ)能混凝土、相變墻體材料已經(jīng)有了較多的研究，但是將相變材料摻入到保溫砂漿中，制備相變儲(chǔ)能保溫砂漿很少報(bào)道
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為了提高保溫砂漿的蓄熱能力提供一種制備工藝簡(jiǎn)單，保溫隔熱效果明顯，具有一定蓄能效應(yīng)的石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿，本發(fā)明的另一目的是提供了上述材料的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿，其各組分及各組分的重量份分別如下煅燒脫硫石膏粉20-30份，活性礦物摻合料10-40份，?；⒅楣橇?20-40份，相變溫度為18-27°C的定型脂肪酸相變儲(chǔ)能材料5_30份，可再分散乳膠粉2_5 份，木質(zhì)纖維0. 1-0. 5份，保水劑0. 2-0. 6份，憎水劑0. 1-0. 5份，石膏緩凝劑0. 2-0. 6份， 石膏減水劑0. 3-0. 8份，水50-80份。其中優(yōu)選所述的煅燒脫硫石膏粉的比表面積為350-500m2/kg ；其主要成分為半水石膏，所述的礦物摻合料為粉煤灰和礦渣的混合料，其中粉煤灰為II級(jí)或III級(jí)粉煤灰，礦渣的比表面積*^0-500m7kg，粉煤灰與礦渣的重量比為1 1.5 4。優(yōu)選所述的定型脂肪酸相變儲(chǔ)能材料是由占定型脂肪酸相變儲(chǔ)能材料的質(zhì)量比例為10-30%的多孔基質(zhì)和由占定型脂肪酸相變儲(chǔ)能材料的質(zhì)量比例為70-90%的月桂酸-癸酸混合脂肪酸相變材料在相變溫度熔融混合而成。優(yōu)選所述的石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿，其特征在于所述的多孔基質(zhì)為膨潤(rùn)土、活性炭粉末或硅藻土中的一種，多孔基質(zhì)顆粒平均粒徑在15-40μπι之間；所述的月桂酸-癸酸混合脂肪酸相變材料中月桂酸和癸酸的摩爾比為4 6-6 4，相變溫度為 18-27 "C。優(yōu)選所述的石膏緩凝劑為檸檬酸鈉、檸檬酸、多聚磷酸鈉或酒石酸；所述的石膏減水劑為萘磺酸鹽甲醛縮合物、磺化三聚氰胺甲醛樹脂或聚羧酸減水劑中的一種；所述的保水劑為羥丙基甲基纖維素醚(HPMC)、甲基纖維素醚(MC)或羥乙基甲基纖維素醚(HEMC)，保水劑粘度在0. 8-2萬mpa · s之間；所述的憎水劑為市售硅烷粉末憎水劑。優(yōu)選所述的可再分散乳膠粉為醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳膠粉、醋酸乙烯-叔碳乙烯酯-丙烯酸酯共聚乳膠粉或聚醋酸乙烯-羧酸乙烯-乙烯共聚物中的一種。優(yōu)選所述的玻化微珠骨料的粒徑在0. 10-1. 5mm之間，堆積密度為110_120kg/m3。本發(fā)明還提供了上述石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿的制備方法，其具體步驟如下先將煅燒脫硫石膏粉，粉煤灰，礦渣，石膏減水劑，石膏緩凝劑，木質(zhì)纖維，保水劑，憎水劑，可再分散乳膠粉投入到砂漿攪拌機(jī)中，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速60-80轉(zhuǎn)/分，混合攪拌5-15分鐘， 然后再加入?；⒅楣橇?、定型脂肪酸相變材料，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速60-80轉(zhuǎn)/分，加水后混合攪拌5-15分鐘，得到石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿。有益效果本發(fā)明所述的石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿具有制備方式簡(jiǎn)單，成本低廉，具有高抗裂性能、低收縮變形、高粘結(jié)力、耐水性好、兼具保溫和蓄熱性能，在生產(chǎn)過程中充分利用礦渣和粉煤灰等工業(yè)廢渣，是一種環(huán)保節(jié)能新型建筑材料。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例具體說明本發(fā)明按照比例稱取各種原材料，先把配比中的煅燒脫硫石膏粉，活性摻和料與所需要的外加劑混合并攪拌均勻，然后再先后與?；⒅楹投ㄐ椭舅嵯嘧儾牧匣旌?，攪拌均勻形成產(chǎn)品。根據(jù)石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿應(yīng)用需要，通過調(diào)整發(fā)明配方，可以獲得所需要的性能。實(shí)施例1按重量計(jì)，稱取煅燒脫硫石膏粉30份(比表面積為380m2/kg)，礦渣19份(比表面積為310m2/kg)，III級(jí)粉煤灰6份，檸檬酸鈉0. 5份，磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑0. 5 份，木質(zhì)纖維(長(zhǎng)度500 μ m,粗度30 μ m) 0. 4份，保水劑HPMC 0. 3份，粘度為15000mpa. s， 硅烷粉末憎水劑0. 3份，“瓦克” VINNAPAS 5044醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳膠粉3份，投入到攪拌機(jī)中，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分，混合10分鐘，然后再加入40份?；⒅?粒徑在 0. 1-1. 5mm之間，堆積密度120kg/m3)，5份定型脂肪酸定型相變材料混合，其中定型脂肪酸相變材料組成為質(zhì)量比活性炭粉末(平均粒徑18 μ m)混合脂肪酸相變材料=30 70， 其中混合脂肪酸相變材料組成為摩爾比月桂酸癸酸=5 5，相變溫度為21. 8°C，加水76 份，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速70轉(zhuǎn)/分，混合攪拌10分鐘，得到石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿。實(shí)施例2按重量計(jì)，稱取煅燒脫硫石膏粉25份(比表面積為360m2/kg)，礦渣20份(比表面積為380m2/kg)，II級(jí)粉煤灰10份，檸檬酸0. 3份，磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑0. 4 份，木質(zhì)纖維(長(zhǎng)度250 μ m,粗度30 μ m) 0. 5份，保水劑HEMC 0. 5份，粘度為15000mpa · s， 硅烷粉末憎水劑0. 4份，“瓦克” VINNAPAS 5044醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳膠粉5份，投入到攪拌機(jī)中，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分，混合10分鐘，然后再加入40份?；⒅椋?粒徑在 0. 1-1. 5mm之間，堆積密度115kg/m3)，5份定型脂肪酸定型相變材料混合，其中定型脂肪酸相變材料組成為質(zhì)量比活性炭粉末(平均粒徑31 μ m)混合脂肪酸相變材料=20 80， 其中混合脂肪酸相變材料組成為摩爾比月桂酸癸酸=6 4，相變溫度為25. 1°C，加水76 份，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速70轉(zhuǎn)/分，混合10分鐘，得到石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿。實(shí)施例3按重量計(jì)，稱取煅燒脫硫石膏粉30份(比表面積為410m2/kg)，礦渣18份(比表面積為400m2/kg)，II級(jí)粉煤灰12份，檸檬酸鈉0. 5份，萘磺酸鹽甲醛縮合物減水劑0. 4 份，木質(zhì)纖維(長(zhǎng)度500 μ m,粗度30 μ m) 0. 3份，保水劑HEMC 0. 4份，粘度為8000mpa · s， 硅烷粉末憎水劑0. 4份，“易來泰” ELOTEX FL4200醋酸乙烯-叔碳乙烯酯-丙烯酸酯共聚乳膠粉5份，投入到攪拌機(jī)中，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分，混合10分鐘，然后再與30份?；⒅椋?粒徑在0. 1-1. 5mm之間，堆積密度110kg/m3)，10份定型脂肪酸定型相變材料混合，定型脂肪酸相變材料組成為質(zhì)量比硅藻土粉末(平均粒徑22 μ m)混合脂肪酸相變材料=20 80，其中混合脂肪酸相變材料組成為摩爾比月桂酸癸酸=6 4，相變溫度為 25. 1°C，加水72份，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速70轉(zhuǎn)/分，混合15分鐘，得到石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿。實(shí)施例4按重量計(jì)，稱取煅燒脫硫石膏粉20份(比表面積為410m2/kg)，礦渣25份(比表面積為500m2/kg)，粉煤灰15份，酒石酸0. 5份，磺化三聚氰胺甲醛樹脂減水劑0. 5份，木質(zhì)纖維(長(zhǎng)度250 μ m,粗度30 μ m) 0. 3份，保水劑HPMC 0. 4份，粘度為8000mpa · s，硅烷粉末憎水劑0. 5份，“易來泰”ELOTEX FL4200醋酸乙烯-叔碳乙烯酯-丙烯酸酯共聚乳膠粉4 份，投入到攪拌機(jī)中，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分，混合15分鐘，然后再與20份?；⒅?粒徑在0. 1-1. 5mm之間，堆積密度l(^kg/m3)，20份定型脂肪酸定型相變材料混合，其中定型脂肪酸相變材料組成為質(zhì)量比活性炭粉末(平均粒徑25 μ m)混合脂肪酸相變材料=30 70， 其中混合脂肪酸相變材料組成為摩爾比月桂酸癸酸=5 5，相變溫度為21. 8°C，加水64 份，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)/分，混合10分鐘，得到石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿。實(shí)施例5按重量計(jì)，稱取煅燒脫硫石膏粉25份(比表面積為370m2/kg)，礦渣15份(比表面積為^0m2/kg)，粉煤灰10份，檸檬酸鈉0. 5份，聚羧酸減水劑0. 3份，木質(zhì)纖維(長(zhǎng)度 500 μ m,粗度30 μ m) 0. 3份，保水劑MC 0. 5份，粘度為20000mpa · s，硅烷粉末憎水劑0. 4 份，山西三維SWF-05聚醋酸乙烯-羧酸乙烯-乙烯共聚乳膠粉5份，投入到攪拌機(jī)中，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速70轉(zhuǎn)/分，混合15分鐘，然后再與30份玻化微珠(粒徑在0. 1-1. 5mm之間，堆積密度l(^kg/m3)，20份定型脂肪酸定型相變材料混合，定型脂肪酸相變材料組成為質(zhì)量比膨潤(rùn)土粉末(平均粒徑為30 μ m)混合脂肪酸相變材料=10 90，其中混合脂肪酸相變材料組成為摩爾比月桂酸癸酸=4 6，相變溫度為20. 2°C，加水64份，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)/ 分，混合10分鐘，得到石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿。實(shí)施例6按重量計(jì)，稱取煅燒脫硫石膏粉20份(比表面積為430m2/kg)，礦渣15份(比表面積為300m2/kg)，粉煤灰5份，多聚磷酸鈉0. 5份，聚羧酸減水劑0. 5份，木質(zhì)纖維(長(zhǎng)度 250 μ m,粗度30 μ m) 0. 5份，保水劑HPMC 0. 5份，粘度為20000mpa · s，硅烷粉末憎水劑0. 5 份，山西三維SWF-05聚醋酸乙烯-羧酸乙烯-乙烯共聚乳膠粉5份，投入到攪拌機(jī)中，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速70轉(zhuǎn)/分，混合15分鐘，然后再與30份?；⒅?粒徑在0. 1-1. 5mm之間，堆積密度110kg/m3)，30份脂肪酸定型相變材料混合，定型脂肪酸相變材料組成為質(zhì)量比膨潤(rùn)土粉末(平均粒徑為35 μ m)混合脂肪酸相變材料=10 90，其中混合脂肪酸相變材料組成為摩爾比月桂酸癸酸=4 6，相變溫度為20. 2°C，加水56份，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)/分，混合15分鐘，得到石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿。相關(guān)參數(shù)測(cè)試結(jié)果如表1所示表 權(quán)利要求
1.一種石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿，其各組分及各組分的重量份分別如下煅燒脫硫石膏粉20-30份，活性礦物摻合料10-40份，?；⒅楣橇?0-40份，相變溫度為 18-27°C的定型脂肪酸相變儲(chǔ)能材料5-30份，可再分散乳膠粉2-5份，木質(zhì)纖維0. 1-0. 5 份，保水劑0. 2-0. 6份，憎水劑0. 1-0. 5份，石膏緩凝劑0. 2-0. 6份，石膏減水劑0. 3-0. 8份， 水50-80份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿，其特征在于所述的煅燒脫硫石膏粉的比表面積為350-500m2/kg ；所述的礦物摻合料為粉煤灰和礦渣的混合料，其中粉煤灰為Π級(jí)或III級(jí)粉煤灰，礦渣的比表面積為^0-500m2/kg，粉煤灰與礦渣的重量比為1 1. 5 4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿，其特征在于所述的定型脂肪酸相變儲(chǔ)能材料是由占定型脂肪酸相變儲(chǔ)能材料的質(zhì)量比例為10-30%的多孔基質(zhì)和由占定型脂肪酸相變儲(chǔ)能材料的質(zhì)量比例為70-90%的月桂酸-癸酸混合脂肪酸相變材料在相變溫度熔融混合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿，其特征在于所述的多孔基質(zhì)為膨潤(rùn)土、活性炭粉末或硅藻土中的一種，多孔基質(zhì)顆粒平均粒徑在15-40μπι之間； 所述的月桂酸-癸酸混合脂肪酸相變材料中月桂酸和癸酸的摩爾比為4 6-6 4，相變溫度為 18-27°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿，其特征在于所述的石膏緩凝劑為檸檬酸鈉、檸檬酸、多聚磷酸鈉或酒石酸；所述的石膏減水劑為萘磺酸鹽甲醛縮合物、磺化三聚氰胺甲醛樹脂或聚羧酸減水劑中的一種；所述的保水劑為羥丙基甲基纖維素醚(HPMC)、甲基纖維素醚(MC)或羥乙基甲基纖維素醚(HEMC)，保水劑粘度在0.8-2萬 mpa · s之間；所述的憎水劑為硅烷粉末憎水劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿，其特征在于所述的可再分散乳膠粉為醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳膠粉、醋酸乙烯-叔碳乙烯酯-丙烯酸酯共聚乳膠粉或聚醋酸乙烯-羧酸乙烯-乙烯共聚物中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿，其特征在于所述的?；⒅楣橇系牧皆?. 10-1. 5mm之間，堆積密度為110_120kg/m3。
8.一種制備如權(quán)利要求1中所述的石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿的方法，其具體步驟如下先將煅燒脫硫石膏粉，粉煤灰，礦渣，石膏減水劑，石膏緩凝劑，木質(zhì)纖維，保水劑， 憎水劑，可再分散乳膠粉投入到砂漿攪拌機(jī)中，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速60-80轉(zhuǎn)/分，混合攪拌5-15分鐘，然后再加入?；⒅楣橇稀⒍ㄐ椭舅嵯嘧儾牧希铀蠡旌蠑嚢?-15分鐘，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速60-80轉(zhuǎn)/分，得到石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿及其制備方法，其各組分及各組分的重量份分別如下煅燒脫硫石膏粉20-30份，活性礦物摻合料10-40份，?；⒅楣橇?0-40份，相變溫度為18-27℃的定型脂肪酸相變儲(chǔ)能材料5-30份，可再分散乳膠粉2-5份，木質(zhì)纖維0.1-0.5份，保水劑0.2-0.6份，憎水劑0.1-0.5份，石膏緩凝劑0.2-0.6份，石膏減水劑0.3-0.8份，水50-80份。先將煅燒脫硫石膏粉，粉煤灰，礦渣，石膏減水劑，石膏緩凝劑，木質(zhì)纖維，保水劑，憎水劑，可再分散乳膠粉投入到砂漿攪拌機(jī)中混合攪拌，然后再加入玻化微珠骨料、定型脂肪酸相變材料和水后混合攪拌，得到石膏基相變儲(chǔ)能聚合物保溫砂漿。
文檔編號(hào)C04B28/14GK102417340SQ20111025522
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者張毅, 張菁燕, 李東旭, 蔣青青 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué), 江蘇尼高科技有限公司