一种相变储能建筑保温材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种相变储能建筑保温材料，其制备首先利用N,N‑二甲基十六胺和十六烷基三甲基氯化铵作为共结构导向剂，葵烷为扩孔剂，经煅烧处理后得到树枝状多孔SiO

Phase change energy storage building thermal insulation material and preparation method thereof

The invention discloses a storage building insulation materials, the preparation of the first use of N, N two amines and sixteen methyl sixteen alkyl three methyl ammonium chloride as the co structure directing agent, alkyl sunflower as swelling agent, dendritic porous SiO obtained by calcining

【技术实现步骤摘要】
一种相变储能建筑保温材料及其制备方法
本专利技术涉及一种建筑保温材料，具体涉及一种相变储能建筑保温材料及其制备方法。
技术介绍
相变潜热存储涉及到物质相态的变化，如物质在固-固，固-液，固-气或液-气的相变过程中实现热量的存储或释放。能够发生以上四种相变的任意一种的物质，都可称为相变材料（phasechangematerials，PCMs）。相变材料是一类非常有应用前景的热能存储材料，它可以应用于太阳能储存、节能建筑材料和调温纤维的制备等诸多领域。相变储能材料应用于建筑墙板中可以减少环境温度对室内引起的温度波动，提高室内的舒适度，同时可以减少建筑能耗而起到节能的作用，目前常用的相变储能材料主要有无机物和有机物2大类。无机物相变储能材料普遍具有腐蚀性且相变过程具有过冷和相分离的缺点，影响了其储能能力；有机物相变储能材料则大部分存在传热性能差、储能利用率低的缺点，从而降低了系统的效能。因此，研制储能密度大、性能稳定的相变储能墙板是该领域研究的难点。周柱武、詹炳根等人在其《新型相变保温材料的研制与性能》一文中，以石蜡、十水硫酸钠、聚乙二醇为相变储能物质，以硫氧镁水泥为基材，获得保温性能和蓄热性能优异的相变保温材料。但是相变储能物质在该保温材料中易渗出，影响相变保温材料的稳定性和使用寿命。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种相变储能建筑保温材料及其制备方法，有效提高材料的保温性能和蓄热性能。一种相变储能建筑保温材料，其制备首先利用N,N-二甲基十六胺和十六烷基三甲基氯化铵作为共结构导向剂，葵烷为扩孔剂，经煅烧处理后得到树枝状多孔SiO2纳米粒子，然后通过多次真空吸附工艺将相变储能物质石蜡完全吸附进入多孔SiO2纳米粒子孔隙中，制得石蜡/多孔SiO2复合物，之后与水泥、粉煤灰等原料混合制备了相变储能建筑保温材料。具体步骤如下：（1）正硅酸乙酯预聚合：取15-22重量份正硅酸乙酯溶于无水乙醇中，加入110-160份去离子水稀释后，逐滴加入1-3份浓盐酸，在冷凝回流和磁力搅拌下，于80-90℃水浴中反应3-4小时，将所得透明均一溶液取出待用，命名为PTEOS；（2）将60-110份去离子水、3-8份十六烷基三甲基氯化铵、0.4-1.5份N,N-二甲基十六胺、7-21份三乙醇胺、以及0.8-2份1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐依次加入反应容器中，70-90℃恒温搅拌至溶液澄清得表面活性剂溶液，在剧烈搅拌下快速加入上述PTEOS溶液，加入0.5-2份葵烷混合均匀，在70-90℃恒温搅拌反应2-3小时，冷却到室温后将产物离心、洗涤，在50-70℃烘箱中烘干1-3天，再于马弗炉中煅烧，得树枝状多孔SiO2纳米粒子；（3）石蜡/多孔SiO2复合物的制备：在60-80℃的条件下，将40-60份石蜡加热至熔化，并充分搅拌使其分散均匀，之后加入上述多孔SiO2纳米粒子搅拌混合，将混合液置于真空吸附罐中，启动真空泵，在真空状态下保持35-60分钟，反复进行3-4次真空吸附处理，使得石蜡完全吸附进入多孔SiO2纳米粒子孔隙中，制备得到石蜡/多孔SiO2复合物；（4）将3-7份聚丙烯纤维加入水中搅拌混合，使其完全分散，之后向水溶液中加入300-400份水泥、90-120份粉煤灰和4-9份减水剂FN-2搅拌混合3-8分钟，待均匀后加入上述石蜡/多孔SiO2复合物快速搅拌1-3分钟，加入2-7份双氧水，继续搅拌0.3-2分钟，得到相变储能建筑保温浆料；（5）在5-10分钟内，将上述浆料倒入预先做好的模磨具中，边加入边轻微振动，然后置于恒温室中密封养护一到两天脱模，继续在恒温条件中密封养护1-2星期后，制得相变储能建筑保温材料。其中，步骤（2）中煅烧工艺为以2℃/min的升温速率加热至650℃，在650℃保持6小时。其中，所述步骤（5）中恒温条件下优先选择温度条件为25℃。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：（1）本专利技术制备的多孔SiO2纳米粒子具有三维开放性的树枝状骨架结构，具有更高的孔渗透性、更大的孔体积、更好的粒子内表面的可接触性，利用树枝状多孔SiO2纳米粒子的这种特殊结构，通过多次真空吸附工艺将相变储能物质石蜡完全吸附进入多孔SiO2纳米粒子孔隙中，由于孔隙的表面张力比较大，即使在较高的温度下石蜡仍能够稳定保存在空隙中而不产生渗漏，相变保温材料经过长时间的重复相变循环后仍然有良好的工作稳定性。（2）本专利技术加入多孔SiO2纳米粒子与双氧水发泡剂协同作用改变了相变保温墙体材料的内部孔结构，形成多孔基结构，使本专利技术相变保温材料具有良好的保温性能和蓄热性能，对提高人体舒适度起到很好的效果，且气孔之间不连通，使相变组分即使在液相时也不会很容易的从材料中流失，不会影响材料的相变蓄热性能。具体实施方式一种相变储能建筑保温材料，其制备首先利用N,N-二甲基十六胺和十六烷基三甲基氯化铵作为共结构导向剂，葵烷为扩孔剂，经煅烧处理后得到树枝状多孔SiO2纳米粒子，然后通过多次真空吸附工艺将相变储能物质石蜡完全吸附进入多孔SiO2纳米粒子孔隙中，制得石蜡/多孔SiO2复合物，之后与水泥、粉煤灰等原料混合制备了相变储能建筑保温材料。具体步骤如下：（1）正硅酸乙酯预聚合：取18重量份正硅酸乙酯溶于无水乙醇中，加入110份去离子水稀释后，逐滴加入2份浓盐酸，在冷凝回流和磁力搅拌下，于85℃水浴中反应3小时，将所得透明均一溶液取出待用，命名为PTEOS；（2）将70份去离子水、7份十六烷基三甲基氯化铵、1份N,N-二甲基十六胺、16份三乙醇胺、以及1.5份1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐依次加入反应容器中，80℃恒温搅拌至溶液澄清得表面活性剂溶液，在剧烈搅拌下快速加入上述PTEOS溶液，加入1份葵烷混合均匀，在80℃恒温搅拌反应2小时，冷却到室温后将产物离心、洗涤，在60℃烘箱中烘干2天，再于马弗炉中煅烧，得树枝状多孔SiO2纳米粒子；（3）石蜡/多孔SiO2复合物的制备：在70℃的条件下，将45份石蜡加热至熔化，并充分搅拌使其分散均匀，之后加入上述多孔SiO2纳米粒子搅拌混合，将混合液置于真空吸附罐中，启动真空泵，在真空状态下保持50分钟，反复进行4次真空吸附处理，使得石蜡完全吸附进入多孔SiO2纳米粒子孔隙中，制备得到石蜡/多孔SiO2复合物；（4）将6份聚丙烯纤维加入水中搅拌混合，使其完全分散，之后向水溶液中加入380份水泥、100份粉煤灰和5份减水剂FN-2搅拌混合5分钟，待均匀后加入上述石蜡/多孔SiO2复合物快速搅拌2分钟，加入3份双氧水，继续搅拌2分钟，得到相变储能建筑保温浆料；（5）在10分钟内，将上述浆料倒入预先做好的模磨具中，边加入边轻微振动，然后置于恒温室中密封养护一到两天脱模，继续在恒温条件中密封养护2星期后，制得相变储能建筑保温材料。其中，步骤（2）中煅烧工艺为以2℃/min的升温速率加热至650℃，在650℃保持6小时。其中，所述步骤（5）中恒温条件下优先选择温度条件为25℃。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相变储能建筑保温材料，其特征在于，其制备首先利用N,N‑二甲基十六胺和十六烷基三甲基氯化铵作为共结构导向剂，葵烷为扩孔剂，经煅烧处理后得到树枝状多孔SiO

【技术特征摘要】
1.一种相变储能建筑保温材料，其特征在于，其制备首先利用N,N-二甲基十六胺和十六烷基三甲基氯化铵作为共结构导向剂，葵烷为扩孔剂，经煅烧处理后得到树枝状多孔SiO2纳米粒子，然后通过多次真空吸附工艺将相变储能物质石蜡完全吸附进入多孔SiO2纳米粒子孔隙中，制得石蜡/多孔SiO2复合物，之后与水泥、粉煤灰等原料混合制备了相变储能建筑保温材料。2.根据权利要求书1所述的一种相变储能建筑保温材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）正硅酸乙酯预聚合：取15-22重量份正硅酸乙酯溶于无水乙醇中，加入110-160份去离子水稀释后，逐滴加入1-3份浓盐酸，在冷凝回流和磁力搅拌下，于80-90℃水浴中反应3-4小时，将所得透明均一溶液取出待用，命名为PTEOS；（2）将60-110份去离子水、3-8份十六烷基三甲基氯化铵、0.4-1.5份N,N-二甲基十六胺、7-21份三乙醇胺、以及0.8-2份1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐依次加入反应容器中，70-90℃恒温搅拌至溶液澄清得表面活性剂溶液，在剧烈搅拌下快速加入上述PTEOS溶液，加入0.5-2份葵烷混合均匀，在70-90℃恒温搅拌反应2-3小时，冷却到室温后将产物离心、洗涤，在50-70℃烘箱中烘干1-3天，再于马弗炉中煅烧，得树枝状多孔Si...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴新伟，
申请(专利权)人：安徽埃克利环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34