[发明专利]一种水泥基定形相变材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种水泥基定形相变材料的制备方法，属于相变材料制备技术领域，本发明利用水泥的胶凝特性和相变材料聚乙二醇的水溶性，使用聚乙二醇水溶液拌合水泥，水泥与溶液中的水发生水化反应，而聚乙二醇由于过饱和而逐渐结晶析出，并且被生成的水化产物包裹，当水泥最终水化完成，聚乙二醇就牢牢地被水化产物所封装。本发明所述的水泥基定形相变材料具有相变材料封装率高、稳定性好、制备工艺简单、成本低廉等优点，能够广泛应用于如热能储存、建筑节能等诸多领域。由于水泥的水化和聚乙二醇的结晶析出是同时进行的，造成水化产物和聚乙二醇链段互相缠绕，形成了稳固的封装体系，确保了制备的水泥基定形相变材料在发生相变时不会泄露。

技术领域

本发明属于相变材料制备技术领域，具体涉及一种水泥基定形相变材料的制备方法，应用于热能储存、建筑节能等领域。

背景技术

近年来，随着温室气体排放的加剧和化石能源供应的短缺，如何提高能源利用效率逐渐成为大家关注的焦点。热能储存技术可以回收余热，缓解热能供需矛盾，是提高能源利用效率的重要环保技术。热能储存技术包括潜热存储、显热存储和化学热存储。其中，基于相变材料在发生相变时能吸收或释放大量热量的特点而发展起来的潜热存储技术是一种最有效、应用最广泛的储热技术。

相变材料可分为固-固相变材料、固-液相变材料、固-气相变材料和液-气相变材料。考虑到焓值和相变过程中的体积变化，固-液相变储热材料被认为是最可行、最实用的相变储热材料。在实际应用固-液相变材料时，为了防止其在相变过程中发生泄漏，通常对其进行封装。常见的封装方法比如微胶囊相变材料，存在物理强度低，壳体材料容易破碎等缺点，或者是使用物理吸附法制备的复合定形相变材料，但这种方法也存在相变材料封装率不高，表面容易残存相变材料等缺点。因此本发明提供一种新型水泥基定形相变材料及其制备方法，本发明制备的水泥基定形相变材料封装率高、稳定性好、制备工艺简单、成本低廉，能够广泛应用于如热能储存、建筑节能等诸多领域。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种制备工艺简单、成本低廉的水泥基定形相变材料的制备方法，相变材料封装率高、稳定性好，制备的水泥基定形相变材料能够广泛应用于如热能储存、建筑节能等诸多领域。

为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种水泥基定形相变材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.按照重量份称取以下原料：100份水泥、80～150份聚乙二醇水溶液、5～15份矿物掺和料、1～5份速凝剂和0.1～1份增稠剂；

S2.将干料按比例称取放入拌合锅内进行干拌；

S3.将聚乙二醇水溶液及其它液体材料缓慢倒入拌合锅内；

S4.启动水泥净浆搅拌机，先低速搅拌，再高速搅拌，搅拌完成后，然后将浆体倒入试模；

S5.标准养护后，将试件粉碎成粉体或颗粒，水泥基定形相变材料制备完成。

进一步，所述的聚乙二醇水溶液的浓度为40～70wt％，聚乙二醇的相对分子质量为500～6000。

进一步，所述的水泥为硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、磷酸盐水泥和超细水泥中的一种或多种。

进一步，所述的矿物掺和料为硅灰、粉煤灰、矿渣、石灰石粉中的一种或多种混合，且细度应高于1000目。

进一步，所述的速凝剂为铝氧熟料-碳酸盐系速凝剂、铝氧熟料-明矾石系速凝剂、水玻璃系速凝剂以及无碱速凝剂中的一种或多种。

进一步，所述的增稠剂可为丙烯系增稠剂、纤维素系增稠剂和多糖类增稠剂中的一种或多种。