System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种建筑用复合相变材料及其制备方法技术_技高网

一种建筑用复合相变材料及其制备方法技术

技术编号:43187329 阅读:9 留言:0更新日期:2024-11-01 20:11
本发明专利技术涉及一种建筑用复合相变材料及其制备方法,涉及相变材料领域。按重量份数计,本发明专利技术的建筑用复合相变材料包括纳米多孔材料34‑47份和N元共晶脂肪酸混合物53‑66份,所述N元共晶脂肪酸混合物通过熔融共混的方式吸附在所述纳米多孔材料的孔隙中;其中,N为大于等于3的整数。制得的建筑用复合相变材料的相变温度范围为20‑26℃,经200次相变循环后,显示出良好的热稳定性,且可有效降低熔融脂肪酸的泄漏现象的发生,有助于提高混凝土建筑物的使用寿命,是建筑工程中的理想候选材料,在土木工程中具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于相变材料领域,更具体涉及一种建筑用复合相变材料及其制备方法


技术介绍

1、相变材料是很有发展前景的储能材料,潜热储能性能可以通过其在一定温度范围内吸收热量和释放热量来实现。在土木工程领域研究中,混凝土是最常见的建筑材料,相变材料掺入混凝土中可以降低混凝土内部的温升速率,让混凝土结构不易产生裂缝,提高了混凝土建筑物的使用寿命,有助于改善人们的居住使用环境,也有助于推进建筑行业节能减碳、落实双碳目标。

2、适用于建筑材料的固体-液体相变材料是利用材料在固相-液相之间转化来吸收和释放能量,当温度高于相变材料的熔点时,材料从固态转变为液态,吸收外界的能量进行储存。当温度低于相变温度的熔点时,材料从液态转换成固态,释放能量,提高环境温度。有机类固体-液体相变材料,特别是脂肪酸,因其高热熔、成本低廉、相变过程中无过冷,同时与建筑材料相容性好,可有效降低水泥水化热等优点而受广泛关注。

3、但是目前的有机类固体-液体相变材料固态导热性差、相变过程中因应力作用而容易发生液相泄漏情况,极大地限制了该类材料的应用。


技术实现思路

1、针对现有技术的上述缺陷和问题,本专利技术开发了一种建筑用复合相变材料及其制备方法。

2、本专利技术第一方面提供了一种建筑用复合相变材料,按重量份数计,包括纳米多孔材料34-47份和n元共晶脂肪酸混合物53-66份,所述n元共晶脂肪酸混合物通过熔融共混的方式吸附在所述纳米多孔材料的孔隙中;其中,n为大于等于3的整数。

3、当将合适添加量的纳米多孔材料与合适添加量的脂肪酸进行熔融共混时,可以有效地吸附n元共晶脂肪酸混合物,为n元共晶脂肪酸混合物提供支撑,使整个复合相变材料不易发生泄漏的情况,且纳米多孔材料与n元共晶脂肪酸混合物共同形成导热网络,有效提高复合材料的导热性能,延长复合相变材料的使用寿命。

4、可选地,所述n元共晶脂肪酸混合物通过熔融共混的方式吸附在所述纳米多孔材料的孔隙中,包括:

5、将干燥的纳米多孔材料加入到n元共晶脂肪酸混合物中,并在高于n元共晶脂肪酸混合物相变点20-30℃的温度下持续搅拌0.5-1h;优选地,该过程中的搅拌速度为600-1000r/min。

6、可选地,所述纳米多孔材料包括纳米二氧化硅、纳米膨胀珍珠岩、纳米膨胀石墨及纳米硅藻土中的一种或多种。优选地,所述纳米多孔材料包括纳米二氧化硅(sio2)。

7、纳米sio2具有低廉、吸附能力强、表面积大、高强度、高硬度以及良好的热稳定性,同时也是一种绿色环保材料,当它与n元共晶脂肪酸混合物进行熔融共混时,可以有效地提高复合材料的力学性能。且通过纳米sio2的加入,可以改善n元共晶脂肪酸混合物的流动性,并使其在材料内部形成更均匀、更致密的分布,在加工过程中表现出较好的流动性和可加工性,有利于实现大规模生产和加工。另外,纳米sio2可以强烈反射紫外线,减少紫外线对n元共晶脂肪酸混合物的降解作用,有助于提高复合相变材料的耐老化性能。

8、可选地,所述纳米多孔材料的粒径为10nm-20nm。

9、可选地,所述n元共晶脂肪酸混合物包括癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、棕榈酸中的至少三种。

10、可选地,所述n元共晶脂肪酸混合物采用癸酸、肉豆蔻酸和硬脂酸,所述癸酸、肉豆蔻酸和硬脂酸的质量比为60-70:20-23:9-12;优选地,所述癸酸、肉豆蔻酸和硬脂酸的质量比为67.16:22.98:9.86。

11、可选地,所述n元共晶脂肪酸混合物采用癸酸、肉豆蔻酸和硬脂酸时,所述n元共晶脂肪酸混合物的制备方法包括如下步骤:

12、将其中两种脂肪酸加热至70℃-80℃,在磁力搅拌器中以300-500r/min搅拌34-47min,得到二元共晶混合物;然后再加入剩余脂肪酸,在70℃-80℃下再以300-500r/min的速度搅拌34-47min,冷却至室温后,即得所述n元共晶脂肪酸混合物。

13、可选地,所述n元共晶脂肪酸混合物与所述纳米多孔材料之间的作用力为物理作用力,所述物理作用力包括表面张力和/或毛细管效应。

14、本专利技术另一方面还提供了一种上述建筑用复合相变材料的制备方法,包括如下步骤:

15、(1)将纳米多孔材料与n元共晶脂肪酸混合物混合,所述n元共晶脂肪酸混合物通过熔融共混的方式吸附在所述纳米多孔材料的孔隙中,得到第一混合物;其中,n为大于等于3的整数;

16、(2)将所述第一混合物冷却至室温,得到固态的第二混合物;

17、(3)将所述第二混合物粉碎成粉末状,得到所述复合相变材料。

18、优选地,步骤(1)中,将干燥的纳米多孔材料加入到n元共晶脂肪酸混合物中,并在高于n元共晶脂肪酸混合物相变点20-30℃的温度下持续搅拌0.5-1h;优选地,该过程中的搅拌速度为600-1000r/min,得到所述第一混合物;优选地,将所述第一混合物在35℃-40℃的温度下干燥20h-30h。

19、综上所述,本申请具有以下有益效果:

20、本专利技术的建筑用复合相变材料以低廉的纳米多孔材料作为载体,与适宜建筑相变温度的n元共晶脂肪酸混合物复合,通过熔融共混的方式让n元共晶脂肪酸混合物吸附在所述纳米多孔材料的孔隙中并固定在纳米多孔材料孔隙中,使得n元共晶脂肪酸混合物不会从复合材料中泄漏。这既可以保证n元共晶脂肪酸混合物反复吸放热后热性能不被损耗,大幅提高n元共晶脂肪酸混合物的稳定性和应用潜力,又可以发挥与建筑材料之间的相容性,大大提高了固液相变材料的可用性,并降低了潜热储能的成本。

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【技术保护点】

1.一种建筑用复合相变材料,其特征在于,按重量份数计,所述复合相变材料包括纳米多孔材料34-47份和N元共晶脂肪酸混合物53-66份,所述N元共晶脂肪酸混合物通过熔融共混的方式吸附在所述纳米多孔材料的孔隙中;其中,N为大于等于3的整数。

2.根据权利要求1所述的建筑用复合相变材料,其特征在于,所述N元共晶脂肪酸混合物通过熔融共混的方式吸附在所述纳米多孔材料的孔隙中,包括:

3.根据权利要求1所述的建筑用复合相变材料,其特征在于,所述纳米多孔材料包括纳米二氧化硅、纳米膨胀珍珠岩、纳米膨胀石墨及纳米硅藻土中的一种或多种。

4.根据权利要求1-3任一所述的建筑用复合相变材料,其特征在于,所述纳米多孔材料的粒径为10nm-20nm。

5.根据权利要求1所述的建筑用复合相变材料,其特征在于,所述N元共晶脂肪酸混合物包括癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、棕榈酸中的至少三种。

6.根据权利要求5所述的建筑用复合相变材料,其特征在于,所述N元共晶脂肪酸混合物采用癸酸、肉豆蔻酸和硬脂酸,所述癸酸、肉豆蔻酸和硬脂酸的质量比为60-70:20-23:9-12;优选地,所述癸酸、肉豆蔻酸和硬脂酸的质量比为67.16:22.98:9.86。

7.根据权利要求6所述的建筑用复合相变材料,其特征在于,所述N元共晶脂肪酸混合物的制备方法包括如下步骤:

8.根据权利要求1所述的建筑用复合相变材料,其特征在于,所述N元共晶脂肪酸混合物与所述纳米多孔材料之间的作用力为物理作用力。

9.权利要求1-8任一所述的建筑用复合相变材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

10.根据权利要求9所述的建筑用复合相变材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,将干燥的纳米多孔材料加入到N元共晶脂肪酸混合物中,并在高于N元共晶脂肪酸混合物相变点20-30℃的温度下持续搅拌0.5-1h;优选地,该过程中的搅拌速度为600-1000r/min,得到所述第一混合物;优选地,将所述第一混合物在35℃-40℃的温度下干燥20h-30h。

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【技术特征摘要】

1.一种建筑用复合相变材料,其特征在于,按重量份数计,所述复合相变材料包括纳米多孔材料34-47份和n元共晶脂肪酸混合物53-66份,所述n元共晶脂肪酸混合物通过熔融共混的方式吸附在所述纳米多孔材料的孔隙中;其中,n为大于等于3的整数。

2.根据权利要求1所述的建筑用复合相变材料,其特征在于,所述n元共晶脂肪酸混合物通过熔融共混的方式吸附在所述纳米多孔材料的孔隙中,包括:

3.根据权利要求1所述的建筑用复合相变材料,其特征在于,所述纳米多孔材料包括纳米二氧化硅、纳米膨胀珍珠岩、纳米膨胀石墨及纳米硅藻土中的一种或多种。

4.根据权利要求1-3任一所述的建筑用复合相变材料,其特征在于,所述纳米多孔材料的粒径为10nm-20nm。

5.根据权利要求1所述的建筑用复合相变材料,其特征在于,所述n元共晶脂肪酸混合物包括癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、棕榈酸中的至少三种。

6.根据权利要求5所述的建筑用复合相变材料,其特征在于,所述n元共晶脂肪...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙雅珍何放王金昌唐伟仪王龙岩袁立凡林坤孙久辉毛新杰郑屹峰朱志达
申请(专利权)人:沈阳建筑大学
类型:发明
国别省市:

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