[發明專利]一種水泥基定形相變材料的制備方法

有效

• 申請號: 201911125529.5
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110776282B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 杜銀飛;劉譜晟;魏唐中;馬聰
• 申請（專利權）人: 中南大學;南京興佑交通科技有限公司
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02;C04B28/06;C09K5/06
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 何方

本發明公開了一種水泥基定形相變材料的制備方法，屬于相變材料制備技術領域，本發明利用水泥的膠凝特性和相變材料聚乙二醇的水溶性，使用聚乙二醇水溶液拌合水泥，水泥與溶液中的水發生水化反應，而聚乙二醇由于過飽和而逐漸結晶析出，并且被生成的水化產物包裹，當水泥最終水化完成，聚乙二醇就牢牢地被水化產物所封裝。本發明所述的水泥基定形相變材料具有相變材料封裝率高、穩定性好、制備工藝簡單、成本低廉等優點，能夠廣泛應用于如熱能儲存、建筑節能等諸多領域。由于水泥的水化和聚乙二醇的結晶析出是同時進行的，造成水化產物和聚乙二醇鏈段互相纏繞，形成了穩固的封裝體系，確保了制備的水泥基定形相變材料在發生相變時不會泄露。

技術領域

本發明屬于相變材料制備技術領域，具體涉及一種水泥基定形相變材料的制備方法，應用于熱能儲存、建筑節能等領域。

背景技術

近年來，隨著溫室氣體排放的加劇和化石能源供應的短缺，如何提高能源利用效率逐漸成為大家關注的焦點。熱能儲存技術可以回收余熱，緩解熱能供需矛盾，是提高能源利用效率的重要環保技術。熱能儲存技術包括潛熱存儲、顯熱存儲和化學熱存儲。其中，基于相變材料在發生相變時能吸收或釋放大量熱量的特點而發展起來的潛熱存儲技術是一種最有效、應用最廣泛的儲熱技術。

相變材料可分為固-固相變材料、固-液相變材料、固-氣相變材料和液-氣相變材料。考慮到焓值和相變過程中的體積變化，固-液相變儲熱材料被認為是最可行、最實用的相變儲熱材料。在實際應用固-液相變材料時，為了防止其在相變過程中發生泄漏，通常對其進行封裝。常見的封裝方法比如微膠囊相變材料，存在物理強度低，殼體材料容易破碎等缺點，或者是使用物理吸附法制備的復合定形相變材料，但這種方法也存在相變材料封裝率不高，表面容易殘存相變材料等缺點。因此本發明提供一種新型水泥基定形相變材料及其制備方法，本發明制備的水泥基定形相變材料封裝率高、穩定性好、制備工藝簡單、成本低廉，能夠廣泛應用于如熱能儲存、建筑節能等諸多領域。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種制備工藝簡單、成本低廉的水泥基定形相變材料的制備方法，相變材料封裝率高、穩定性好，制備的水泥基定形相變材料能夠廣泛應用于如熱能儲存、建筑節能等諸多領域。

為了達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供一種水泥基定形相變材料的制備方法，包括以下步驟：

S1.按照重量份稱取以下原料：100份水泥、80～150份聚乙二醇水溶液、5～15份礦物摻和料、1～5份速凝劑和0.1～1份增稠劑；

S2.將干料按比例稱取放入拌合鍋內進行干拌；

S3.將聚乙二醇水溶液及其它液體材料緩慢倒入拌合鍋內；

S4.啟動水泥凈漿攪拌機，先低速攪拌，再高速攪拌，攪拌完成后，然后將漿體倒入試模；

S5.標準養護后，將試件粉碎成粉體或顆粒，水泥基定形相變材料制備完成。

進一步，所述的聚乙二醇水溶液的濃度為40～70wt％，聚乙二醇的相對分子質量為500～6000。

進一步，所述的水泥為硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥、磷酸鹽水泥和超細水泥中的一種或多種。

進一步，所述的礦物摻和料為硅灰、粉煤灰、礦渣、石灰石粉中的一種或多種混合，且細度應高于1000目。

進一步，所述的速凝劑為鋁氧熟料-碳酸鹽系速凝劑、鋁氧熟料-明礬石系速凝劑、水玻璃系速凝劑以及無堿速凝劑中的一種或多種。

進一步，所述的增稠劑可為丙烯系增稠劑、纖維素系增稠劑和多糖類增稠劑中的一種或多種。