一种冬季释能夏季储能复合相变材料、生产方法及其应用技术

本发明专利技术提出了一种冬季释能夏季储能复合相变材料，以质量份数计，包括40

【技术实现步骤摘要】
一种冬季释能夏季储能复合相变材料、生产方法及其应用


[0001]本专利技术涉及一种冬季释能夏季储能复合相变材料、生产方法及其应用。

技术介绍

[0002]沥青路面广泛应用于城市道路和公路干线，是目前中国铺筑面积最多的一种高级路面。夏季，太阳热辐射强度高，日照时间长，很容易导致沥青路面的温度升高，汽车高速行驶时轮胎与地面的摩擦，还有尾气排放也会让温度升高。因为沥青路面是呈黑色的，对太阳热辐射的吸收率达到0.85～0.95。处于高温情况下，沥青路面的抗变形能力会降低，在车辆的负荷下容易出现车辙、拥包甚至推移等病害。当温度低于30℃的时候，一般不会有较大车辙；气温超过38℃就会有很大车辙深度；气温连续超过40℃，路面就会出现严重的车辙破坏，还会因为路面和轮胎摩擦，导致胎内气压升高产生爆胎的危险。在白天，沥青路面的温度远远高于裸土表面的温度。因而，沥青路面的高温会产生很多不良影响。尤其是在建筑物密集、并且人工放出热量大的城市，沥青路面会加剧城市的“热岛效应”，沥青因高温挥发有害气体也是空气污染的重要原因之一。
[0003]中国大约有3/4的国土属于冬季积雪地区，路面结冰成为交通事故频发的首要因素，危害道路交通安全，给人民财产及生命安全造成重大隐患。冬季降雨或空气潮湿时，较低的气温会使水分在路表及一定构造深度内迅速结冰，再经过车辆碾压逐渐密实，形成强度很大的冰层。由于路面具有一定的构造深度及较高的表面能，冰层与路表黏结紧密，难以通过机械或人工清除。
[0004]作为化学类抑制冻结铺装技术，其代表产品为Mafilon，主要采用多孔结构的火成岩包裹盐分，研磨成粉末状颗粒置换混合料中的矿粉，使盐分充分分散在混合料中。通过渗透压和毛细管现象及行驶车辆的摩擦效果，使Mafilon材料中的盐分从沥青混合料内部浓度较高的狭小空间，逐渐向盐分浓度较低的路面析出，并迅速溶于水中，使水的液相蒸汽压下降，但冰的固态蒸汽压不变。为达到冰水混合物固液蒸汽压平衡，冰雪开始融化，从而防止和延缓冬季路面的冰冻，发挥融雪化冰效果，同时盐分析出后多孔材料的体积保持不变，避免了混合料因有效成分析出造成空洞的危害。
[0005]Mafilon缺点有以下几点：
[0006]1、其主要构成是氯盐和碳酸盐，氯盐是主要成分，碳酸盐是结构载体。我们知道，氯盐类除冰雪剂的缺陷如前文列举：1)造成混凝土剥蚀开裂，降低道路使用寿命；2)土壤盐碱化，影响植被、作物生长；3)长期使用增加了道路养护成本；4)腐蚀道路钢筋等金属，造成结构性破坏。
[0007]2、由于氯盐能迅速溶于水，从而造成主要成分会不断流失，尤其春夏季雨水较多地区，流失速度更快，所以这类材料有效使用寿命仅有2
‑
3年，当主要成分流失殆尽后，其除冰雪的功能也全部丧失。
[0008]3、作为一种沥青路面的添加剂，其添加比例大于1％，建设成本较高。以本省为例，每立方沥青混合料铺装路面成本(包含材料成本和建设成本)大约1300元，每平方铺装成本
大约52元。若使用mafilon，每平方需增加建设投资约60
‑
70元，成本增加134.6％。

技术实现思路

[0009]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本专利技术提出了一种冬季释能夏季储能复合相变材料、生产方法及其应用，利用特殊的较高潜热的固
‑
液相变材料在特定温度下的发热和吸热性能，能够实现在冰点温度及以下的一定范围内释能(放热)，也能够在40℃直至60℃以上储能(吸热)，来实现冬季路面除冰雪，夏季路面降温。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种冬季释能夏季储能复合相变材料，以质量份数计，包括40
‑
60份改性复合相变石蜡，10
‑
15份纳米二氧化硅，5
‑
10份活性炭，2
‑
5份聚丙二醇甲醚醋酸酯以及5
‑
10份轻质碳酸钙；
[0011]所述改性复合相变石蜡由高熔点相变石蜡与低熔点相变石蜡的混合物依次经氧化反应以及酯化反应后所得。
[0012]进一步地，所述改性复合相变石蜡的制备方法具体如下：
[0013]于90℃环境下于反应釜内熔化高熔点相变石蜡以及低熔点相变石蜡并搅拌均匀，依次加入肉豆蔻酸以及高碳醇分别完成氧化反应以及酯化反应，产物冷却至室温后即为改性复合相变石蜡。
[0014]进一步地，改性复合相变石蜡以质量份数计，包括20
‑
40份高熔点相变石蜡，40
‑
60份低熔点相变石蜡，5
‑
8份肉豆蔻酸以及10
‑
15份高碳醇。
[0015]进一步地，一种冬季释能夏季储能复合相变材料的制备方法，包括如下步骤：
[0016]S1、依照质量份数置改性复合相变石蜡于反应釜中并加热至90℃，依次按质量份数加入纳米二氧化硅、活性炭以及轻质碳酸钙，充分搅拌30
‑
40min后冷却至室温即得基料；
[0017]S2、以S1中所得基料用流化法完成造粒过程，粒径为1.5
‑
2.0mm；
[0018]S3、以聚丙二醇甲醚醋酸酯作为成膜材料，采用沸腾法工艺对基料颗粒进行高分子乳液包覆后即得冬季释能夏季储能复合相变材料。
[0019]进一步地，一种冬季释能夏季储能复合相变材料的应用，冬季释能夏季储能复合相变材料依照一定比例混入沥青混合物中使用，按沥青混合物质量的5
‰‑8‰
添加。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：通过利用特定相变物质在不同温度区间释放热能和吸收热能的特性，通过一定的物理和化学工艺处理后形成化学性质稳定，不溶于水且耐高温、抗紫外线、抗氧化、抗老化的复合相变材料，该材料按一定比例掺加到路面沥青混合料中，在完全不影响沥青路面各项路用性能的前提下实现冬季冰点以下释能、夏季40℃以上储能的功效。
附图说明
[0021]参照附图来说明本专利技术的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
[0022]图1为样本1A的DSC检测曲线；
[0023]图2为样本2A的DSC检测曲线；
[0024]图3为样本1B的TG检测曲线；
[0025]图4为样本2B的TG检测曲线；
[0026]图5为样本3的DSC检测曲线。
具体实施方式
[0027]容易理解，根据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限定或限制。
[0028]相变材料(PCM
‑
Phase Change Material)是指温度不变的情况下而改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冬季释能夏季储能复合相变材料，其特征在于，以质量份数计，包括40
‑
60份改性复合相变石蜡，10
‑
15份纳米二氧化硅，5
‑
10份活性炭，2
‑
5份聚丙二醇甲醚醋酸酯以及5
‑
10份轻质碳酸钙；所述改性复合相变石蜡由高熔点相变石蜡与低熔点相变石蜡的混合物依次经氧化反应以及酯化反应后所得。2.根据权利要求1所述的冬季释能夏季储能复合相变材料，其特征在于，所述改性复合相变石蜡的制备方法具体如下：于90℃环境下于反应釜内熔化高熔点相变石蜡以及低熔点相变石蜡并搅拌均匀，依次加入肉豆蔻酸和高碳醇分别完成氧化反应以及酯化反应，产物冷却至室温后即为改性复合相变石蜡。3.根据权利要求2所述的冬季释能夏季储能复合相变材料，其特征在于，改性复合相变石蜡以质量份数计，包括20
‑
40份高熔点相变石蜡，40
‑
60份...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志宇，吴晓静，霍争春，
申请(专利权)人：安徽禾基科技有限公司，
类型：发明
国别省市：