相變蓄熱保溫材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及保溫材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種制備石蠟/S1jg變蓄熱保溫材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中國是全球最大的建筑工地，全國房屋竣工面積更是超過發(fā)達國家總和。目前，我國用于建筑外保溫的節(jié)能材料種類較多，主要有:巖物棉板、聚苯乙烯泡沫塑料板、發(fā)泡水泥、新型膨脹珍珠巖保溫系統(tǒng)、聚苯顆粒保溫料漿等。隨著我國對建筑節(jié)能和環(huán)境治理的高度重視，發(fā)展綠色建筑儼然成為我國的國家戰(zhàn)略，并投入大量的人力財力開發(fā)和研究新型綠色建筑材料，以取代先用的含氯、氮和溴等元素的有機保溫材料。
[0003]相變材料作為一種具有節(jié)能和環(huán)境舒適功能的新型建筑材料而備受關(guān)注，其能夠在特定溫度或溫度范圍內(nèi)(相變溫度)發(fā)生物質(zhì)相態(tài)變化，并伴隨著相變過程吸收或釋放出大量的相變潛熱，可用來儲熱或蓄冷，即當(dāng)環(huán)境溫度高于相變溫度時吸收熱量，低于相變溫度時放出熱量。相變過程一般是一個等溫或者近似等溫的過程，相變材料自身的溫度在相變完成前后變化不大，形成一個寬的溫度平臺，這種特性有利于把溫度變化維持在較小的范圍內(nèi)。利用相變材料的相變過程來進行能量儲存的方式稱為潛熱儲能，又稱相變儲會K。
[0004]現(xiàn)有的相變材料，由于其存在生成成本高，產(chǎn)品的質(zhì)量差，粒徑分布不均勻和產(chǎn)品品位低等不足而不適用于大范圍的推廣生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種制備石蠟/S1jg變蓄熱保溫材料的方法，以降低石蠟/S1jg變蓄熱保溫材料的生產(chǎn)成本，而且使S1 2的析出速率可控；同時，使產(chǎn)品的粒徑分布均勻，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品品位，使其適用于大范圍的工業(yè)生產(chǎn)。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種制備石蠟/S12相變蓄熱保溫材料的方法，包括以下步驟:
A.石蠟乳液的制備:將石蠟和表面活性劑按質(zhì)量比5~20:1加入到蒸餾水和乙醇的混合溶液中，在55~95°C的條件下于乳化分散機中乳化分散5~60min后形成石錯乳液；所述蒸餾水與所述乙醇的體積比為100:1~50 ;所述乳化分散機的轉(zhuǎn)速2000~8000r/min ；
B.懸乳液的制備:在55~95°C的條件下向步驟A中的所述石蠟乳液加入鹽酸溶液和硅酸鈉溶液，并在400~500r/min的攪拌條件下反應(yīng)至完全得懸乳液；整個反應(yīng)過程中保持溶液體系的pH值3.5-10.5 ;所述鹽酸溶液與所述硅酸鈉溶液的濃度比為1.5-2.5:1，鹽酸溶液與所述硅酸鈉溶液按等體積加入；
C.石蠟/S12相變蓄熱保溫材料的制備:將步驟B中的所述懸浮液依次進行過濾、洗滌、干燥和篩分操作，制備得到石蠟/S12相變蓄熱保溫材料。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中，采用硅溶膠(S12懸浮液)在堿性條件下降低其溶解度而析出S12納米粒子沉積在石蠟表面，其析出速率不可控。
[0008]上述方法首先將石蠟與表面活性劑混合制備成石蠟乳液；然后再加入鹽酸溶液和硅酸鈉溶液，制備成懸乳液；最后將懸乳液經(jīng)過濾、洗滌、干燥和篩分操作而制備成石蠟/S12相變蓄熱保溫材料，通過上述原料及溶液的使用，從而降低了石蠟/S1 2相變蓄熱保溫材料的生產(chǎn)成本，而且通過采用硅酸鈉與HCl發(fā)生中和反應(yīng)而生成S1jft米粒子，并吸附在被表面活性劑修飾的石蠟表面，其S12的析出速率可控。
[0009]同時，上述方法對各步驟的溫度、乳化分散時間、攪拌速度、反應(yīng)體系的pH值和原料用量比等工藝參數(shù)進行了調(diào)整控制，從而使得制備的石蠟/S1jg變蓄熱保溫材料的晶粒結(jié)構(gòu)完整，粒徑分布均勻，并且通過步驟C的篩分操作對產(chǎn)品進行了篩分，因此，使得產(chǎn)品的粒徑分布更加均勻；同時，通過步驟C中的洗滌操作，除去了產(chǎn)品中殘留的鈉離子和氯離子，提高了產(chǎn)品品位，使產(chǎn)品的純度得到了提高。
[0010]因此，通過上述方法生產(chǎn)的石蠟/S12相變蓄熱保溫材料，不僅降低了生產(chǎn)成本，而且使產(chǎn)品的粒徑分布均勻，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)品品位，使其適用于大范圍的工業(yè)生產(chǎn)。
[0011]優(yōu)選地，步驟A中，所述石蠟和所述表面活性劑的質(zhì)量比為12.5:1 ;反應(yīng)溫度為75°C ;乳化分散時間為20min ;所述蒸餾水與所述乙醇的體積比為100:10 ;所述乳化分散機的轉(zhuǎn)速 5000r/min。
[0012]優(yōu)選地，步驟B中，反應(yīng)溫度為75 °C ;攪拌速度為450r/min ;整個反應(yīng)過程中保持溶液體系的PH值5 ;所述鹽酸溶液與所述硅酸鈉溶液的濃度比為2:1。
[0013]優(yōu)選地，步驟C中的干燥操作采用真空干燥。
[0014]進一步，步驟B中的所述鹽酸溶液和硅酸鈉溶液分別采用恒定加料速度同時加入到所述步驟A中的所述石蠟乳液中。
[0015]現(xiàn)有的方法，其工藝流程是將硅溶膠溶液完全加入石蠟乳液中充分攪拌后調(diào)節(jié)溶液體系PH值，硅溶膠溶液隨即形成Si02納米粒子，其不利于溶液體系pH值的控制而影響反應(yīng)。
[0016]針對于上述問題，優(yōu)選地，步驟B中的鹽酸溶液和硅酸鈉溶液分別采用恒定加料速度同時加入到石蠟乳液中，這樣，使體系的PH值維持在較小的波動范圍，有利于體系pH值的控制，從而有利于反應(yīng)的進行。
[0017]進一步，步驟C中的所述過濾操作選用離心過濾、抽濾或壓濾。
[0018]離心過濾、抽濾和壓濾的過濾效果好，可以有效地出去濾餅中殘留的溶劑，而且有利于后續(xù)產(chǎn)品的干燥，因此，過濾操作優(yōu)選為離心過濾、抽濾或壓濾。
[0019]進一步，步驟C中的所述干燥操作的溫度為45~85°C。
[0020]在干燥操作中，干燥溫度選擇45~85°C，可以避免因高溫而對石蠟_Si02相變蓄熱保溫材料的影響以及因低溫而對干燥效果的影響。
[0021]優(yōu)選地，所述干燥操作的溫度為65°C。不僅有利于縮短干燥時間，保證干燥效果，而且還可以防止因溫度較高而對產(chǎn)品造成不利影響。
[0022]進一步，步驟C中的所述石蠟/S12相變蓄熱保溫材料的粒徑為2~100 μ m ;所述石蠟/S12相變蓄熱保溫材料中石蠟/S1 2的質(zhì)量比為1~21:9。
[0023]優(yōu)選地，石蠟/S12相變蓄熱保溫材料的粒徑為50 μ m ;所述石蠟/S1 2相變蓄熱保溫材料中石蠟與S12的質(zhì)量比為10:9。
[0024]進一步，所述石蠟選用石蠟微晶、固體石蠟或液體石蠟；所述表面活性劑選用十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或聚乙二醇。
[0025]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明所提供的制備石蠟/S12相變蓄熱保溫材料的方法，依次通過石蠟乳液的制備步驟、懸乳液的制備步驟以及石蠟/S1jg變蓄熱保溫材料的制備步驟制備得到石蠟/S12相變蓄熱保溫材料，其不僅降低了生產(chǎn)成本，而且使S12的析出速率可控；同時，使產(chǎn)品的粒徑分布均勻，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)品品位，使其適用于大范圍的工業(yè)生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0026]圖1為實施例1中所述的制備石蠟/S1jg變蓄熱保溫材料的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]實施例1
本實施例提供了一種制備石蠟/S12相變蓄熱保溫材料的方法，其包括以下步驟:
A.石蠟乳液的制備:將5.0g石蠟和1.0g表面活性劑加入到體積比為1