專利名稱：全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑物墻體保溫材料技術(shù)領(lǐng)域，是一種全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料及
其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對房屋建筑保溫墻體的節(jié)能效果提出了更高的要 求。加之現(xiàn)代建筑向高層發(fā)展，要求所用圍護(hù)結(jié)構(gòu)為輕質(zhì)材料。但是普通輕質(zhì)材料熱容較 小，導(dǎo)致室內(nèi)溫度波動較大。在現(xiàn)有的建筑保溫系統(tǒng)中，通常采用如聚苯板、巖棉板、礦棉板 或摻加聚苯顆粒的保溫漿料等作為外墻保溫隔熱材料，用以降低外界環(huán)境對室內(nèi)溫度的影 響。這些材料雖然保溫性能較好，但隔熱性能較差，在炎熱的夏季對周圍的環(huán)境中的熱能起 不到隔絕作用，因此無法阻止外部熱能向室內(nèi)傳遞。而且現(xiàn)有的保溫材料雖然具有一定的 儲熱性能能，能阻隔一部分熱能的傳遞，但不能吸收、儲存和釋放熱能。目前，建筑行業(yè)普遍 開始重視和采用相變材料作為保溫系統(tǒng)主要節(jié)能材料或輔助節(jié)能材料，相變材料的潛熱通 常能夠達(dá)到170J/g甚至更高，這一特性對于室內(nèi)的氣溫穩(wěn)定有著重要的作用，而儲存等量 熱能則需要190倍于相變材料質(zhì)量的普通建材。但在研究生產(chǎn)相變調(diào)溫材料中遇到的一個(gè) 關(guān)鍵的問題是相變材料的封裝技術(shù)，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用的是以骨膠系材料為主對相 變材料進(jìn)行封裝，而用骨膠系材料封裝存在有諸多缺陷，如封閉不嚴(yán)，成膜性能差，強(qiáng)度低， 溫度稍高易融化，容易出現(xiàn)滲漏，工作穩(wěn)定性差，調(diào)溫性能喪失，達(dá)不到封閉狀態(tài)等，嚴(yán)重影 響相變材料的使用效果和使用壽命。截止目前，相變材料的封裝技術(shù)還沒有得到較為理想 的解決，并制約著相變材料在建筑領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料，該骨料能夠有效地克服現(xiàn)有 相變材料封裝技術(shù)存在的各種缺陷，并能與各種保溫材料混合使用，而且質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、 節(jié)能效果好。 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于生產(chǎn)所述全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料的制 備方法。 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案是本發(fā)明的全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料是 由相變芯料和封裝殼料制成，相變芯料與封裝殼料的配比按重量比為相變芯料封裝殼 料=2 4 : 1 1.5，其中，相變芯料是由按重量份配比的石蠟或飽和脂肪酸55 60份、 膨脹珍珠巖微粒30 35份和硅石燒結(jié)料或爐渣料5 15份的原料配制而成；封裝殼料是 由按重量份配比的硫酸鋁40 45份、硅酸鈉50 55份和乳化劑3 5份的原料混合制 成。 所述乳化劑采用KH系列硅烷偶聯(lián)劑。 所述硅石燒結(jié)料是由石英巖、石英砂、石英砂巖、脈石英和交代硅質(zhì)角巖其中任意 一種硅石礦燒結(jié)制成。
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所述膨脹珍珠巖微粒、硅石燒結(jié)料和爐渣料的粒徑均為0. 5 lmm。
本發(fā)明的全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料按以下步驟制備
(1)制備硅石燒結(jié)料 a)取硅石置入燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1100 120(TC，保溫1 2小時(shí)， 燒結(jié)成多孔體狀的燒結(jié)料，然后在常溫下冷卻，粉碎過篩，制成粒度為0. 5 lmm的多孔體 硅石燒結(jié)微粒料備用； b)取爐渣料，將其粉碎過篩，制成粒度為0. 5 lmm的爐渣微粒料備用；
(2)制備相變芯料取石蠟或飽和脂肪酸置于攪拌機(jī)內(nèi)加熱乳化，加熱溫度為 60 8(TC，然后按所述配比加入粒度為0. 5 lmm的膨脹珍珠巖微粒和制備的多孔體硅 石燒結(jié)微粒料或爐渣微粒料，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅萌牒娓稍O(shè)備中進(jìn)行低溫烘干，烘干溫度為 45 5(TC，烘干時(shí)間2 3小時(shí)，制成相變芯料備用； (3)制備封裝殼料按所述配比分別取硫酸鋁和硅酸鈉和乳化劑，并置入反應(yīng)釜 內(nèi)進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在80 IO(TC，混合攪拌均勻后，制成漿狀封裝殼料備用；
(4)制備果殼型相變調(diào)溫骨料按所述配比取制備的相變芯料和漿狀封裝殼料， 并置入攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合攪拌，使?jié){狀封裝殼料均勻的裹敷在相變芯料表面，然后再置入 烘干爐內(nèi)，在35 45t:低溫條件下烘干，使封裝殼料在相變芯料外部形成一層硬殼，即制 成全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料。 本發(fā)明的全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料，采用膨脹珍珠巖微粒和多孔體硅石燒結(jié)微 粒料或爐渣微粒料作為相變芯料的基料，該基料具有孔隙率高，質(zhì)量輕，抗壓強(qiáng)度高，保溫 性能好等自然特性。是貯存石蠟及飽和脂肪酸之類相變材料的優(yōu)質(zhì)載體。采用石臘或飽和 脂肪酸作為相變材料，具有熔化潛熱高，相變過程可逆性好，相變能滿足需要控制的特定溫 度，比熱容較大，以及無毒、無腐蝕性、環(huán)保效果好等多種優(yōu)良特性。采用硫酸鋁和硅酸鈉作 為封裝殼料，均勻包裹在相變芯料的表面，并采用乳化劑對其膠凝粘結(jié)性能予以增強(qiáng)，通過 反應(yīng)形成具有高抗壓強(qiáng)度且十分穩(wěn)定的封裝外殼，使制成的相變調(diào)溫骨料具有很好的防水 性能和永久性抗老化性能，并能與其它各類建筑材料混合使用，由此從根本上解決了相變 材料在循環(huán)過程中熱物理性質(zhì)的退化以及滲漏問題，能夠滿足相變材料乃至全封閉果殼型 相變調(diào)溫骨料的永久性使用。 按照上述方案制成的全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料，既可用于保溫型材的制作，也 可用于墻體保溫砂漿骨料。其有益效果為 1)選用石蠟或飽和脂肪酸作為相變材料，具有熔化潛熱高，相變過程可逆性好、膨 脹收縮性小、過冷或過熱現(xiàn)象少，相變溫度分別在20 5(TC和10 30°C，與人們生活環(huán)境 適宜溫度相適應(yīng)，且導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容較大、無毒，無腐蝕性，環(huán)保效果好等優(yōu)良特性。使制 成的調(diào)溫骨料具有良好的蓄熱特性，能有效地改善室內(nèi)的溫度環(huán)境，保持室內(nèi)氣溫的穩(wěn)定， 節(jié)能效果顯著。 2)采用粘附性強(qiáng)、凝結(jié)強(qiáng)度高，并具有較強(qiáng)吸附性的無機(jī)鹽復(fù)合材料作為封裝殼 料，在相變芯料外部形成具有高抗壓強(qiáng)度的硬殼，有效地解決了相變材料的封裝問題，使石 蠟飽和脂肪酸在無機(jī)鹽封裝殼料所形成的密閉硬殼中表現(xiàn)出優(yōu)秀的工作穩(wěn)定性能和防滲 出穩(wěn)定性能，克服了相變材料在循環(huán)過程中熱物理性質(zhì)的退化問題和相變材料易從基體的 泄漏問題，并具備了能夠和其他建筑材料混合使用的特性。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料，是由發(fā)明人經(jīng)過長期的試驗(yàn)研究所得，它 是由相變芯料和封裝殼料制成，相變芯料與封裝殼料的配比按重量比為相變芯料封裝 殼料=2 4 : 1 1.5，其中，相變芯料是由以下重量份配比的原料配制而成石蠟或飽 和脂肪酸55 60份、膨脹珍珠巖微粒30 35份和硅石燒結(jié)料5 15份，其中硅石燒結(jié) 料是由石英巖、石英砂、石英砂巖、脈石英和交代硅質(zhì)角巖其中任意一種硅石礦燒結(jié)制成， 也可用冶煉工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的爐渣料替代，能保證同樣的使用效果，并可降低相變調(diào)溫 骨料的生產(chǎn)成本。在本案中，所述膨脹珍珠巖微粒、硅石燒結(jié)料和爐渣料的粒徑均為0. 5 lmm。封裝殼料是由按重量份40 45份的硫酸鋁、50 55份的硅酸鈉和3 5份的乳化 劑混合制成，其中乳化劑可采用KH系列硅烷偶聯(lián)劑。 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料的制備方法作進(jìn)一步說 明。 實(shí)施例1 在本發(fā)明全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料的制備中，各原料的配比可以是相變芯料 與封裝殼料的配比按重量比為相變芯料封裝殼料=2 : l，其中，相變芯料中各原料的 重量份配比為石蠟55份、膨脹珍珠巖微粒30份、硅石燒結(jié)料5份；封裝殼料中各原料的 重量份配比為硫酸鋁40份、硅酸鈉50份、乳化劑3份。其制備可按以下方法進(jìn)行先取 硅石，硅石可選用石英砂、石英巖、脈石英、交代硅角巖和石英砂巖等其中任意一種，將選用
的硅石置入燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)成多孔體狀的燒結(jié)料，燒結(jié)溫度為1100 120(TC，保 溫1 2小時(shí)，然后在常溫下冷卻，粉碎過篩，制成粒度為0. 5 lmm的多孔體硅石燒結(jié)微 粒料；取石蠟置于攪拌機(jī)內(nèi)加熱乳化，加熱溫度控制在60 8(TC，再按所述配比加入粒度 為0. 5 lmm的膨脹珍珠巖微粒和制備的多孔體硅石燒結(jié)微粒料，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笏椭梁?干設(shè)備中進(jìn)行低溫烘干，烘干溫度控制在45 5(TC，烘干時(shí)間2 3小時(shí)，制成相變芯料； 再按所述配比分別取硫酸鋁和硅酸鈉和乳化劑，置入反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在 80 IO(TC范圍內(nèi)，并混合攪拌均勻，制成漿狀封裝殼料；最后，將相變芯料與漿狀封裝殼 料按所述配比置入攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合攪拌，使?jié){狀封裝殼料均勻的裹敷在相變芯料表面， 再置入烘干爐內(nèi)，在35 45t:低溫條件下烘干，使封裝殼料在相變芯料外部形成一層硬
殼，即完成本發(fā)明全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料的制備。
實(shí)施例2 在本發(fā)明全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料的制備中，各原料的配比也可以是相變芯 料與封裝殼料的配比按重量比為相變芯料封裝殼料=3 : 1. 2，其中，相變芯料中各原 料的重量份配比為飽和脂肪酸57份、膨脹珍珠巖微粒33份、爐渣料10份；封裝殼料中各 原料的重量份配比為硫酸鋁43份、硅酸鈉52份、乳化劑4份。其制作方法與實(shí)施例1基 本相同，區(qū)別僅在于用爐渣料替代硅石燒結(jié)料，并將爐渣料粉碎制成粒度為0. 5 lmm的 微粒；制作相變芯料時(shí)用飽和脂肪酸替代石蠟。
實(shí)施例3 在本發(fā)明全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料制作中，各原料的配比還可以是相變芯料 與封裝殼料的配比按重量比為相變芯料封裝殼料=4 : 1.5，其中，相變芯料中各原料的重量份配比為石蠟60份、膨脹珍珠巖微粒35份、爐渣料15份；封裝殼料中各原料的重 量份配比為硫酸鋁45份、硅酸鈉55份、乳化劑5份。其制作方法與實(shí)施例1基本相同，區(qū) 別僅在于可用爐渣料替代硅石燒結(jié)料，并將爐渣料粉碎制成粒度為0. 5 lmm的微粒。
權(quán)利要求
一種全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料，其特征在于它是由相變芯料和封裝殼料制成，相變芯料與封裝殼料的配比按重量比為相變芯料∶封裝殼料＝2～4∶1～1.5，其中，相變芯料是由按重量份配比的石蠟或飽和脂肪酸55～60份、膨脹珍珠巖微粒30～35份和硅石燒結(jié)料或爐渣料5～15份的原料配制而成；封裝殼料是由按重量份配比的硫酸鋁40～45份、硅酸鈉50～55份和乳化劑3～5份的原料混合制成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料，其特征在于所述乳化劑采用KH系列硅烷偶聯(lián)劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料，其特征在于所述硅石燒結(jié)料是由石英巖、石英砂、石英砂巖、脈石英和交代硅質(zhì)角巖其中任意一種硅石礦燒結(jié)制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料，其特征在于所述膨脹珍珠巖微粒、硅石燒結(jié)料和爐渣料的粒徑均為0. 5 lmm。
5. —種用于權(quán)利要求1所述全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料的制備方法，其特征在于它是按以下步驟進(jìn)行(1) 制備硅石燒結(jié)料a) 取硅石置入燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1100 120(TC，保溫1 2小時(shí)，燒結(jié)成多孔體狀的燒結(jié)料，然后在常溫下冷卻，粉碎過篩，制成粒度為0. 5 lmm的多孔體硅石燒結(jié)微粒料備用；b) 取爐渣料，將其粉碎過篩，制成粒度為0. 5 lmm的爐渣微粒料備用；(2) 制備相變芯料取石蠟或飽和脂肪酸置于攪拌機(jī)內(nèi)加熱乳化，加熱溫度為60 8(TC，然后按所述配比加入粒度為0. 5 lmm的膨脹珍珠巖微粒和制備的多孔體硅石燒結(jié)微粒料或爐渣微粒料，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，置入烘干設(shè)備中進(jìn)行低溫烘干，烘干溫度為45 5(TC，烘干時(shí)間2 3小時(shí)，制成相變芯料備用；(3) 制備封裝殼料按所述配比分別取硫酸鋁和硅酸鈉和乳化劑，并置入反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在80 IO(TC，混合攪拌均勻后，制成漿狀封裝殼料備用；(4) 制備果殼型相變調(diào)溫骨料按所述配比取制備的相變芯料和漿狀封裝殼料，并置入攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合攪拌，使?jié){狀封裝殼料均勻的裹敷在相變芯料表面，然后再置入烘干爐內(nèi)，在35 45t:低溫條件下烘干，使封裝殼料在相變芯料外部形成一層硬殼，即制成全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全封閉果殼型相變調(diào)溫骨料及其制備方法，其主要特點(diǎn)是相變調(diào)溫骨料是由相變芯料和封裝殼料制成，其中，相變芯料是由石蠟或飽和脂肪酸、膨脹珍珠巖微粒和硅石燒結(jié)料或爐渣料配制而成；封裝殼料是由硫酸鋁、硅酸鈉和乳化劑混合制成。通過本發(fā)明的制備方法，使制成的相變調(diào)溫骨料具有良好的蓄熱特性以及防水性能和永久性抗老化性能，能從根本上解決相變材料在循環(huán)過程中熱物理性質(zhì)的退化以及滲漏問題。該相變調(diào)溫骨料可與其它各類建筑材料混合使用，且具有節(jié)能效果顯著，質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，環(huán)保效果好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C04B14/02GK101698580SQ20091006626
公開日2010年4月28日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者張春山, 李建軍, 王博儒, 王博征, 王建春, 王艷錦 申請人:信陽天意節(jié)能技術(shù)有限公司