[发明专利]一种相变储能建筑保温材料及其制备方法

说明书

本发明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。本发明制备的多孔SiO₂纳米粒子具有三维开放性的树枝状骨架结构，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，具有良好的工作稳定性。

技术领域

本发明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。

背景技术

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（phase change materials，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。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明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：