CN102617093B - 低碳节能蓄热自动调温材料 - Google Patents
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Abstract
一种低碳节能蓄热自动调温材料，其技术要点是：将一定量的级硫铝酸盐水泥，相变蓄热保温材料，活性白土，玻化微珠，轻体碳酸钙，另外还包括可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素、206有机硅憎水剂及聚丙烯纤维混合并通过旋风分离充分混匀后，充分混匀包装后，即成为本发明成品。本发明的低碳节能蓄热自动调温材料受热（太阳光等热源）时，达到饱和温度变成液相，将热能贮存起来；当外界温度低于设定温度时，相变蓄热材料开始释放热量，热量释放完毕相变材料由液相变为固相，周而复始循环。本发明可以制成型材，板材，砂浆，多孔砖，能吸收声波，具有弹性，在声波冲击下产生震颤、反弹、吸收逆向，转变成不同频率，减轻结构震动，达到消声的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种天然无机蓄热建筑材料技术领域，具体的说是一种低碳节能蓄热自动调温材料。
背景技术
众所周知，现有建筑用墙体及维持墙体节能保温系统所采用的材料比较单一，特别是在我国北方，为使建筑墙体保温，满足国家节能50%的指标，均采取对墙体结构增加一层110mm厚的苯板、80mm厚的发泡聚氨酯板或挤塑板，尽管能起到一定的保温效果，但存在易燃烧、而且有毒、使用寿命短、施工复杂、易滑脱、粘结强度差等各种问题。目前，很难达到节能65%的指标，即便能达到，其施工繁琐，难度很大，而厚度110mm以上给外装饰带来很大困难。为落实贯彻国务院“国发【2011】46号”关于加强和改进消防工作的意见及公安部住房城乡建设部联合颁发的“民用建筑外墙外保温系统及外墙装饰防火暂行规定”减少火灾事故，急待寻找替代新材料研发。
在全球金融危机的背景下，国家发改委首先提出了以节能作为解决危机的第一手段，而我国近几年来又以建筑业（通过房地产开发改善人民基本居住条件）确定为国民经济第一支柱产业，因此，新型保温建筑材料来取代旧的保温性能差的建筑材料是专业技术人员一直在潜心研究的新课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用天然无机矿物材料实现对太阳光进行贮存并释放的低碳节能蓄热自动调温材料。它是利用相变蓄热材料的特性,将无污染廉价的太阳光能、电能等一切热源直接贮存起来作为保温材料的补充热源而节能。
本发明的目的是这样实现的：它包括下述成份及重量份数：42.5级硫铝酸盐水泥（高铝水泥）10份，相变蓄热保温材料2-5份，活性白土2.5-5.0份，闭孔率≥60%的玻化微珠2.5-5.0份，轻体碳酸钙2.5-5.0份，还包括加入上述成份总重量份数0.6-3.5%的可再分散乳胶粉、0.35-1.5%的羟丙基甲基纤维素、0.35-2.5%的206有机硅憎水剂或防水粉、0.8-1.2%的聚丙烯纤维；
所述的相变蓄热保温材料为：60%的蓄热材料成份，40%的调整材料成份，蓄热材料成份的组份和重量份数比：石蜡35-40份，合成脂肪酸5-15份，肥酸5-15份，蒙旦蜡10-25份，晶体蜡2-10份，叶片酸2-5份；调整材料成份的组份和重量份数比：阻燃剂25-30份，憎水剂25-35份，降凝剂2-5份，防污剂2-5份，防霉剂10-20份，水泥增强剂3-5份。
本发明所述的活性白土为二氧化硅含量≥62.83%的活性白土。
本发明所述的轻体碳酸钙为碳酸钙含量≥85%轻体碳酸钙。
本发明所述的硫铝酸盐水泥为42.5级硫铝酸盐水泥也称高铝水泥。
本发明所述的聚丙烯纤维为丙纶FC-05（选用北京东方富诚有限公司生产的干粉砂浆添加剂系列产品），具有抗裂/防渗/抗冲击/抗拉/改善和易性。
本发明所述的再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素及206有机硅憎水剂也均选自北京东方富诚有限公司生产的干粉砂浆添加剂系列产品。
本发明所述的相变蓄热保温材料的生产方法，其特征在于：先将蓄热材料的石蜡、合成脂肪酸、肥酸、蒙旦腊、晶体腊及叶片酸按照上述重量份数比，在搅拌、升温状态下进行混合，常压下升温至85℃～175℃，在不断搅拌下依次加入调整材料的阻燃剂、憎水剂、降凝剂、防污剂、防霉剂及水泥增强剂，反应时间是6～8小时；在不断搅拌下保温3～6小时后，升温至300～320℃，保持5～10分钟，待降至适于包衣的温度时，通过包衣机包衣后即为成品。
本发明所选用的水泥增强剂是以专利申请号是:200610047312.3为原料的。
本发明的工作原理是：利用天然无机矿物质页岩和松脂岩选其能够轻质膨化吸收太阳能储存起来（潜热能），在环境改变时它又能够将能量释放出来作为调节室内温度的补充热源材料，而且又不受阴雨雾的影响太阳能的光能直接穿透大气层完整的辐射到地球表面被矿物质蓄热材料吸收储存起来再经本发明生产出适用于建筑行业中的补充热源材料的低碳节能储热材料干粉。
相变蓄热保温材料受热（阳光、电热、热水、热风等热源）时，达到饱和温度（即相变温度）变成液相，将热能贮存起来；当外界温度低于设定温度（相变温度）时，相变蓄热材料开始释放热量，热量释放完毕相变材料由液相变为固相，周而复始循环。
阳光照射波长0.38～0.76μm，可射到地球表面，而地球的自转和绕太阳椭圆形的轨道运行，太阳与地球的距离是一个变量，其能量随地面距离而变化，阳光波长0.3～3μm射线热能最大，相变蓄热材料其贮热能最高，阳光相应辐射量604W/m2,所占百分比47%（可见光），当相变蓄热材料涂摸到外墙后其蓄热时间和放热时间的比值是一个常数，根据测试结果为一个当量修正糸数δ=0.33～0.266，相变蓄热材料只有在稳定状态下测定其数值，而真正相变蓄热的导热糸数δ*λ（相变蓄热材料的稳定值），即当量导热糸数。
本发明应用目的是提供一种新型节能轻质的外墙，内墙相变蓄热保温材料，掺入在混凝土、砂浆中可以贮存热量，而达到保温节能65%，从而达到降低成本、提高施工效率、节约材料。
本发明的优点：
1、本发明是依据德国“巴斯夫三升房”的节能理念，经探索实践，现已形成生产技术开发和运用一整套比较完整的体系，完全满足了节能65%的要求，经本发明制成的墙体，导热系数小、蓄热能量大，其物理性能指标，经测试中心测试完全合格。
2、相变蓄热保温材料适应性强，粘结强度大，是无毒、无味、无害的天然环保材料，是属火山爆发后凝结的轻质浮石岩、火山灰作基料或载体，在生产和施工使用过程中，不会产生对环境的污染，保温层具有一定的透气和温度变相作用，人居其中，冬季不会产生闷热感，夏季不会产生烘烤感，房屋通过保温隔热达到“冬温夏凉”，同时，本发明的保温材料无辐射、隔音好，有益于居住者的舒适健康。如果将本发明的保温材料通过与现有建筑材料科学规范的结合，可替代空调，充分利用太阳能辐射能节约能源。
3、本发明可以浇铸混凝土体系使用，制成型材，板材，砂浆，多孔砖，能吸收声波，具有弹性，在声波冲击下产生震颤、反弹、吸收逆向，转变成不同频率，减轻结构震动，达到消声的目的。
4、本发明的相变蓄热能量较大，280j/g～160j/g，当室内受到稳定热作用，室内空气温度上升或下降时，墙体结构层能吸收热量或释放热量，利于室内保持恒温，改善室内的环境质量，替代空调节能明显。
5、作外墙保温层，无空鼓，不开裂，抗风压，耐冲击，耐候性好；不用设空气层，避免负风压状态下，因保温层内空气体积膨胀造成高层建筑保温层的破坏，特别是抗负风压能力强。
6、耐火性能好，属A级不燃烧材料，明火状态下不燃烧，解决了建筑物防火等级要求，无烟尘灾害，无污染。
7、抗冻融能力强，与基层墙面粘结牢固，无空心，结构牢固，避免出现墙体结露，耐雨侵蚀，增加耐候性。本发明可广泛应用于墙体装饰、瓷砖、理石及墙面的粘接，以满足不同客户的要求。
下面将通过实例对本发明作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
实例1：
依次取42.5级硫铝酸盐水泥100千克，相变蓄热保温材料45千克，活性白土30千克，闭孔率≥60%的玻化微珠40千克，碳酸钙含量≥85%的轻体碳酸钙28千克，以及7千克的可再分散乳胶粉、2.6千克的羟丙基甲基纤维素、4千克的206有机硅憎水剂、2.5千克的聚丙烯纤维加入到混料槽内，并通过旋风分离充分混匀后，充分混匀包装后，即成为本发明的低碳节能蓄热自动调温材料成品。
使用方法：将本发明的产品成袋装运置工地后，不需添加任何物质，只需加适量的水搅拌均匀后直接上外墙施工（取代白灰砂浆或水泥砂浆），一次抹平，厚度根据需要自行设定，主要是根据所在地的四季温度变化，一般在5～20毫米范围内；自行固化无需养生，省工省料，施工后其表面是自然灰白色。本发明同样适用于室内墙面施工，利于装饰、粉刷、装瓷砖等。
经国家建筑材料测试中心检测，其物理力学性能指标合格，见表二。表一为相变蓄热保温材料的物理参数。
实例2：
依次取42.5级硫铝酸盐水泥100千克，相变蓄热保温材料30千克，活性白土40千克，闭孔率≥60%的玻化微珠28千克，碳酸钙含量≥85%的轻体碳酸钙40千克，以及3千克的可再分散乳胶粉、2千克的羟丙基甲基纤维素、2.5千克的206有机硅憎水剂、2.2千克的聚丙烯纤维加入到混料槽内，并通过旋风分离充分混匀后，充分混匀包装后，即成为本发明的低碳节能蓄热自动调温材料成品。
使用方法：将本发明的产品成袋装运置工地后，不需添加任何物质，只需加适量的水搅拌均匀后直接上外墙施工（取代白灰砂浆或水泥砂浆），一次抹平，厚度根据需要自行设定，主要是根据所在地的四季温度变化，一般在15～25毫米范围内；自行固化无需养生，省工省料，施工后其表面是自然灰白色。本发明同样适用于室内墙面施工，利于装饰、粉刷、装瓷砖等。
表一为相变蓄热保温材料的物理参数。
| 项目 | 单位 | 技术指标 |
| 相变蓄热保温材料（母料）容量 | ㎏/m3 | ≤300 |
| 相变蓄热保温材料（潜热值） | Kj/kg | 120-160 |
| 相变蓄热保温材料（当量导热系数） | w/m·k | ≤0.030 |
| 相变蓄热保温材料（相变温度） | ℃ | 外墙50±5℃，内墙5±5℃ |
| 相变蓄热保温材料（燃烧性能） | 难燃A级 | |
| 相变蓄热保温材料（抗冻性） | 50次循环无异常 | |
| 相变蓄热保温材料（抗衰减） | % | 100次循环< 5% |
表二 低碳节能蓄热保温材料（干粉）硬化后的物理力学性能
| 序号 | 项目 | 单位 | 技术指标 |
| 1 | 干密度 | ㎏/m3 | ≤450 |
| 2 | 蓄热量（潜热值） | Kj/ m2·k ·d | ≥60kj |
| 3 | 导热系数平均25℃ | w/m·k | ≤0.03 |
| 4 | 线收缩率 | % | ≤0.3 |
| 5 | 衰减率 | % | 60次循环无变化 |
| 6 | 抗压强度 | MPa | ≥0.5 |
| 7 | 压剪粘结度 | KPa | ≥50 |
| 8 | 燃烧性能 | A级 | GB8624-1997不燃烧 |
| 9 | 放射性 | 内照指数 | IRa≤1.0 |
| 10 | 放射性 | 外照指数 | IR<1.0 |
Claims (1)
1.一种低碳节能蓄热自动调温材料，它包括下述成份及重量份数：42.5 级高铝水泥10份，相变蓄热保温材料2-5份，闭孔率≥60%的玻化微珠2.5-5.0份，硅酸铝粉2.5-5.0份，膨润土2.5-5.0份，还包括加入上述成份总重量份数0.6-3.5%的可再分散乳胶粉F2805、0.35-1.5%的羟丙基甲基纤维素、0.35-2.5%的206有机硅憎水剂或防水粉、0.8-1.2%的聚丙烯纤维；
所述的相变蓄热保温材料为：60%的蓄热材料成份，40%的调整材料成份，蓄热材料成份的组份和重量份数比：石蜡35-40份，合成脂肪酸5-15份，肥酸5-15份，蒙旦蜡10-25份，晶体蜡2-10份，叶片酸2-5份；调整材料成份的组份和重量份数比：阻燃剂25-30份，憎水剂25-35份，降凝剂2-5份，防污剂2-5份，防霉剂10-20份，水泥增强剂3-5份。
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