[發明專利]石蠟微膠囊相變蓄熱保溫砂漿及其制備方法

有效

• 申請號: 200910190960.8
• 申請日: 2009-09-24
• 公開（公告）號: CN101671149A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 晏華;陳淑蓮;朱霞;余榮升;陳喬;張亮
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍后勤工程學院
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C09K5/06;B28C7/04;B28C5/40;C04B14/06;C04B16/06
• 代理公司: 重慶華科專利事務所
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發明涉及建筑節能材料技術領域，具體涉及一種相變蓄熱保溫砂漿。

背景技術

節能減排是國家的宏觀戰略，建筑節能正成為并在今后相當長時間里成為我國建筑 業的熱點。雖然《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》和《夏熱冬暖地區居住建筑節 能設計標準》已經頒布，但我國建筑節能產業還十分薄弱，發展建筑節能新技術迫在眉 睫。建筑節能的主要措施，目前主要集中在墻體、屋頂和門窗上，墻體是其中最主要的 也是最應該達到節能目標的圍護結構體系。

實施建筑節能必須大幅度提高外圍護結構，尤其是外墻的熱工性能。外墻外保溫具 有顯著的綜合節能優勢，是建筑節能的發展方向。目前外墻外保溫節能系統主要有兩類， 一種是以聚苯板為保溫隔熱層，應用于我國北方寒冷地區，另一類是以聚苯顆粒保溫砂 漿為保溫隔熱層，適宜于南方夏熱冬冷和夏熱冬暖地區。利用聚苯顆粒、膨脹珍珠巖和 膨脹蛭石等保溫隔熱材料制備的保溫砂漿可以降低建筑能耗，但由于材料本身的熱容量 小和不具有儲熱功能的缺點，因而使用了這類材料的建筑的節能效果十分有限。

相變材料在相變過程中，可以從環境吸收熱(冷)量或向環境放出熱(冷)量，從 而達到能量儲存和釋放的目的。相變蓄熱建筑節能技術具有兩大優點，其一含有相變材 料的建筑材料與儲存相同熱量的普通建筑材料相比，建筑材料體積和重量大大減少，達 到節約資源的目的；其二能量的儲存和釋放發生在較窄的溫度范圍，應用于建筑物中將 大大提高居住環境的舒適性，達到建筑節能目的。國外自20世紀80年代開始將相變材 料應用于建筑圍護結構或蓄熱器，利用相變蓄熱原理，緩解建筑物的能量供求在時間和 強度上不匹配問題，達到建筑節能的目的。

相變材料與普通建筑材料的復合工藝是相變蓄熱建筑節能技術的關鍵。相變材料在 相變過程中會發生流動、外滲和遷移，使相變材料的流失、或與建筑材料發生化學反應， 導致相變蓄熱材料的蓄熱性能下降或消失。目前相變材料與普通建筑材料的復合工藝主 要有多孔材料負載化或真空浸漬、與聚合物共混和與聚合物化學接枝三類。

下面的專利文獻和論文報道了第一類復合工藝，即采用多孔材料負載化或真空浸漬 等方法，如寧波榮山新材料有限公司的中國發明專利CN101104550A一種建筑墻體相 變蓄能型聚合物保溫砂漿及其制備方法、東華大學中國實用新型專利CN2915983Y一 種含相變材料的保溫墻體材料、同濟大學中國發明專利CN1450141A建筑用相變蓄能 復合材料及其制備方法、東華大學中國發明專利CN101302089A一種含相變材料的保 溫節能砂漿的制備方法、建筑材料學報2008，11卷5期P541～544輕質相變蓄熱墻體 材料研究。第二類為相變材料與聚合物共混，如清華大學中國發明專利CN1462787A建 筑采暖用的加熱定型相變蓄熱材料及其制備方法、清華大學中國發明專利CN1369537A 一種定型相變材料的制備方法。上述多孔材料真空浸漬和與聚合物共混的體系在熱力學 和動力學上仍然是不穩定的，相變蓄熱材料的耐久性能差，主要表現為相變材料的遷移、 流失，以及對建筑基材的腐蝕。第三類為和與聚合物化學接枝。與聚合物接枝體系中， 由于相變材料與聚合物采用化學鍵連接，其相變熱焓大大降低，其相變蓄熱效能大大降 低。

相變材料微膠囊化是通過微膠囊技術在固-液相變材料表面形成一層高分子膜，該 方法較好的解決了相變材料在發生固-液相變后相變材料的流失，以及相變材料與建筑 材料的相容性、耐久性問題。美國PCM公司、德國BASF公司和Fraunhofor太陽能系 統研究所等開展了微膠囊相變材料(MPCM)在墻體、天花板和地板等中的應用，為 多家公司開發了放置室外通信和電力設備等特殊要求的建筑物或試驗房。國內外研究和 工程實踐表明，上述內保溫方式在保溫效率、室內熱穩定性、二次裝修等方面存在種種 弊端。

相變材料用于外墻外保溫是建筑節能發展的新方向，在現有的研究中，將石蠟微膠 囊用在外墻外保溫的研究未見報道，其中的關鍵是需要解決石蠟微膠囊與無機凝膠材料 的相容性、高摻量的石蠟微膠囊導致砂漿的開裂等技術問題(請再簡單評述一下上述微 膠囊相變材料(MPCM)在墻體、天花板和地板等中的應用中存在的問題)

發明內容

本發明針對現有相變蓄熱保溫砂漿存在的相變材料流失、石蠟微膠囊與無機凝膠材 料的相容性、高摻量的石蠟微膠囊導致砂漿的開裂等技術問題，提供一種具有相變蓄熱 功能的新型外墻外保溫材料及其制備方法。