[发明专利]一种建筑用定形保温相变材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明公开一种建筑用定形保温相变材料及制备方法，属于建筑节能领域。本发明制备的定形保温相变材料可用于墙板、地板、顶板、壁纸和储能模块等。

背景技术

能源对人类社会生存和发展至关重要,是当今困扰科学界的最大的问题之一,代替传统能源的新能源开发还未能取得突破性的进展,地球能源日趋减少,环境压力越来越大。对于新能源的开发,节能技术的研究与环境保护,新材料的研究越来越受到人们的重视。储能材料就是具有能量存储功能的材料,在世界的研究趋势下,越来越受到重视。人们研究比较多的新能源是太阳能,储能材料可以进行工业余热的回收利用,也可以进行太阳能等可再生能源的存储,极大的提高了能源的利用效率。物质在相转变过程中的会有热量的吸收和释放,可以用来进行能量的储存和温度调节控制,我们把具有这种功能的物质统称为相变材料。

相变储能材料可以从环境中吸收能量和向环境释放能量,有效地提高了能量的利用率。同时相变储能材料在相变过程中温度基本上保持恒定,能够用于调控周围环境的温度,并且能重复使用。相变储能材料的这些特性使得其在电力“移峰填谷”、工业与民用建筑和空调的节能、纺织品以及军事等领域有着广泛的应用前景。储能材料无污染,价格低,具有较好的应用价值。

在众多有机类相变材料中，石蜡是最受关注的一种。作为炼制石油的副产品，石蜡的化学组成为多种烷烃的混合物。其中直链烷烃正构型烷烃占多数（60%以上），也有少数是异构烷烃和环烷烃。石蜡类的熔点不是一个温度点，而是一个温度范围，因此石蜡的熔解温度可以和系统的工作温度很好的相配合。另外，最近的研究表明，石蜡具有较高的相变热，而且石蜡在相变时基本没有过冷现象。在经过一系列的升降温实验后，石蜡也能表现出良好的稳定性。不过石蜡类相变材料的缺点是导热率低,密度小,储热密度低,相变过程中体积变化大,凝固有脱离容器壁的趋势,这使传热过程复杂化。

脂肪酸类相变材料，常用的有月桂酸、棕榈酸、硬脂酸等,通式为C_nH_2n0₂。与石蜡类相似,脂肪酸类经过1000次以上的熔融/结晶循环后,仍然表现出稳定的储热能,无过冷和相分离,无毒无腐蚀性。将相变材料与高分子聚合物进行复合,可制备出在发生相变前后均呈固态而保持形体不变的定形相变材料。高分子聚合物作为基体具有不生锈,廉价易得,对相变材料的包覆效果好等优点,且高分子聚合物的密度与石蜡和脂肪酸类有机固-液相变材料相近,彼此的相容性良好,制备的复合材料无需容器盛装,使用安全方便,因此成为近几年发展较快的一种复合相变材料。聚合物对固-液相变材料的包覆、固定效果好,且可以直接加工成型。

专利：CN 101486894 B，公开了一种定形相变材料及其制备方法，该发明用包覆材料、加工助剂、石蜡制备定形相变材料。该发明中的石蜡在结晶过程中可能会从共熔物重流失，造成相变材料的损失。专利：CN 102888211 A，公开了一种复合定形相变材料及其制备方法，该发明用聚苯胺和长链脂肪酸在表面活性剂、引发剂等作用下制得定形相变材料。该发明的相变材料为粉末状，不能用于外墙保温等需要外层包裹的行业。

发明内容

本发明的目的在于克服现有产品性能不佳的缺陷，提供一种产品性能好、形状稳定、导热系数高、储热密度大、并具有良好的稳定性和使用寿命的建筑用定形保温相变材料及制备方法。

本发明是这样实现的：一种建筑用定形保温相变材料，其特征在于：按重量比包括如下组分：44~54%的甲基丙烯酸甲酯、0.01~1%的聚合引发剂、45~55%的熔融脂肪酸；其中所述熔融脂肪酸为：在月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸中任选一种与癸酸混合共融形成的熔融混合物。

所述聚合引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。

所述癸酸与月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸中的任意一种混合时，混合比例按重量份数比分别为：癸酸：月桂酸=（1-3）:1；癸酸：肉豆蔻酸=1:（1-3）；癸酸：棕榈酸=（1-3）:1；癸酸：硬脂酸=（2-3）:1。