[发明专利]一种相变储热涂料及其制备方法与应用

说明书

本发明属于新能源材料领域，具体涉及一种相变储热涂料及其制备方法与应用。所述相变储热涂料制备方法为1)以氧化石墨烯改性的密胺树脂为壁材，十二醇为芯材，苯乙烯马来酸酐钠盐为乳化剂，通过原位聚合法制得相变微胶囊。2)以水性乳液为成膜物质，将步骤1)制得的相变微胶囊作为填料，依次加入适量的水、分散剂、消泡剂、增稠剂、成膜助剂，均匀混合，最后加入增稠剂调节黏度，制得相变储热涂料。将发明制备的相变储热涂料用于建筑物内墙，可显示出优异的调温性能，且涉及的成本低廉，制备简单，能有效改善建筑的热舒适性、降低建筑能耗。

技术领域

本发明属于新能源材料领域，具体涉及一种相变储热涂料及其制备方法与应用。

背景技术

建筑能耗是世界能源总能耗的重要组成部分，约占11～25％。建筑能耗已占我国总能耗的1/3左右，绝大部分用于采暖和空调。而且，随着人口的增长，建筑高能耗也必将呈增长趋势，会给能源供应带来更大的压力。因此，开发新能源和使用合适的方法减少能量的浪费迫在眉睫。将相变材料与建筑材料混合使用，可制成相变储能保温材料，将能量以相变潜热的形式储存，解决能量在时间和空间上的不匹配问题，减少能量损失。

相变储能技术是利用太阳能、地热能及工业余热废热的有效方法，通过相变材料发生相变时吸收和释放能量，它能将间歇性的能量储存，然后高密度、稳定的输出，能缓解能源需求在时间和空间上的不匹配，提高能源的利用率[1]。相变材料不仅储能密度较高，而且所用装置简单、体积小、设计灵活、使用方便且易于管理，其最大的优点是材料在相变储热过程中，材料近似恒温，可以此来控制体系温度。在建筑中，较多的使用轻质材料，轻质建筑材料最大的缺点是热质量较低，外部加热或冷却时易引起较大的温度变化，向建筑材料中加入相变材料可增加其热质量，提高轻质结构的热储存量，以减少室内温度波动，提高舒适度，同时可减少能量消耗，实现建筑节能[2-3]。相变材料直接应用于建筑材料，会产生泄露、腐蚀、与建筑材料相容性不好等问题，采用微胶囊技术将相变封装，可解决上述问题。应用于建筑材料中的相变材料应有合适的温度范围(18-28℃)，与人体的舒适温度范围相当。

相变微胶囊由于其较大的存储密度及其控温特点，近年来成为新能源领域研究的热点。相变微胶囊可用于很多方面，如建筑领域、纺织服装领域、军事领域、功能热流体领域等。研究最多的是将相变微胶囊应用到建筑领域，包括将相变微胶囊加入到水泥砂浆、混凝土、石膏板、涂料中。

目前大多数研究都是采用石蜡作为相变材料,但是石蜡为混合物，其相变温度存在一定的波动范围，与人体最适温度有一定的偏差。包封相变材料采用的多为有机材料，导热系数小，降低了相变材料的热存储和释放效率；且有机物与基体的相容性较差，加入到建筑材料中，易对基体的机械性能产生影响。

将所制得的性能较好的相变微胶囊加入到建筑材料中，系统研究相变微胶囊的加入对建筑材料的调温性能、机械性能的影响的报告还很少。

硕士论文(王建川.氧化氧化石墨烯/密胺树脂相变储热微胶囊的制备及性能研究[D].广州：华南理工大学,2015.)中公开了一种氧化氧化石墨烯/密胺树脂相变储热微胶囊，并且尝试将其制成了相变储热水泥板，但是相变储热水泥板较厚且粗糙，对微胶囊加入其中后的形貌没有要求；而相变涂料较细腻，相变微胶囊加入其中后仍要求其整体均匀，这与微胶囊的粒径、微观形貌、与涂料的相容性等有关。然而，上述论文中没有对相变涂料的制备作进一步的研究。

发明内容

为了解决上述现有技术的缺陷和不足，本发明的首要目的在于提供一种相变储热涂料。

本发明的另一目的在于提供所述相变储热涂料的制备方法。所述涂料具有调温功能，以及良好的热存储和释放效率，所涉及的制备过程简单、价格低廉。

本发明的再一目的在于提供上述相变储热涂料的在建筑材料中的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种相变储热涂料，其组分及质量比例如下：