[发明专利]一种相变磷石膏砌块材料的制备方法

说明书

本发明涉及建筑节能材料领域，具体涉及一种相变磷石膏砌块材料的制备方法。采用滴球冷却造粒法制备高焓值定形相变球粒，通过无机疏水颗粒材料对其进行表面疏水改性，优化高焓值定形相变球粒的疏水性能，之后将其与半水磷石膏、水充分混合，放入模具固化制备相变磷石膏砌块；最后，对相变磷石膏砌块表面进行表面包覆改性，得到耐水低磷氟相变磷石膏砌块材料。该材料具有较高的相变焓值和优越的耐水性，同时其中磷氟杂质的水中溶出率明显降低。该发明提供一种耐水低磷氟杂质溶出率相变磷石膏砌块材料，可为实现磷石膏综合利用以及建筑节能提供一种新的方法。

技术领域

本发明涉及相变材料领域，具体涉及一种耐水低磷氟相变磷石膏砌块材料及其制备方法。

背景技术

大量磷石膏固废只能堆存，不仅侵占大量土地，还需投入大量资金对磷石膏堆场渗透液进行废水治理，造成巨大的经济负担和环境治理压力。因此，进一步开展磷石膏高值化应用技术研究，实现其规模化应用迫在眉睫。

相变材料在相变过程中具备吸热-放热的物理性能，已经在工业余热回收利用、太阳能利用等领域被广泛应用。随着国家碳达峰、碳中和目标的提出，将相变材料应用于建筑节能，发展绿色建筑，对减少二氧化碳排放具有重要意义。通过将相变材料与磷石膏砌块建材相结合，一方面可以利用相变材料在相变过程中吸热-放热的物理性能，实现建筑材料主动降温-保温的效果；另一方面还可以提升磷石膏类建材的附加值，利于提升磷石膏综合利用率。

聚乙二醇(PEG)固-液相变材料因原材料来源广泛、价格低廉、相变焓值高成为最普遍使用的相变材料种类之一。通过定形-表面疏水改性后将PEG制备成球形颗粒应用于磷石膏砌块，可实现砌块主动降温和保温的效果。但为了保证砌块材料的力学强度，相变球粒添加量一般只能控制在磷石膏砌块重量的10-30％以下，很难进一步提高相变磷石膏砌块的节能性；另外，由于磷石膏砌块主要成分为硫酸钙，其在水中仍然具有一定的溶剂度(1.9-2.3g/L)，致使磷石膏砌块不能应用于室外，应用领域严重受限。工业副产磷石膏中还含有杂质如磷、氟，由于成本、处理产生大量废水等因素制约，这类杂质难于完全去除，在应用中会逐渐释放磷、氟杂质，不仅导致砌块具有潜在危害，还导致砌块返霜、易生青苔。以上问题这些都严重影响磷石膏砌块的规模化使用。因此，为了解决上述问题，研究一种耐水低磷氟溶出率相变磷石膏砌块材料可为实现磷石膏综合利用以及建筑节能提供一种新的方法，对于环境保护和大宗固体废弃物综合利用具有重要意义。

发明内容

针对磷石膏应用领域受限的难题和规模化使用存在的缺点，本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供了一种耐水低磷氟溶出率相变磷石膏砌块材料的制备方法。所述方法包括如下步骤：

(1)将半水磷石膏、高焓值疏水相变球粒、PEG按照质量比为100比10～200比5～100，与适量胶结材料和水混合后得到混合物。

胶结材料为聚丙烯酸，其添加量为半水磷石膏质量的0.1-10％；水的添加量以实现混合均匀为目的。

(2)将混合物倒入模具烘箱内养护2-3天成型得到相变球粒-PEG-磷石膏砌块。

(3)最后对相变磷石膏砌块表面进行表面包覆耐水改性，得到耐水低磷氟相变磷石膏砌块材料，其中包覆改性材料为聚多异氰酸酯改性材料或者聚合物-水泥改性材料。

所述的步骤(1)中的高焓值疏水相变球粒是采用疏水材料对相变球粒进行表面包裹所实现的表面疏水改性材料。

所述的相变球粒为聚乙二醇类相变球粒，聚乙二醇分子量范围为1000-20000g/mol。