一种节能环保墙体相变保温砂浆及其制备方法

摘要

本发明公开了一种节能环保墙体相变保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：普通硅酸盐水泥100‑200份，相变材料微胶囊50‑70份，粉煤灰10‑20份，硅粉15‑30份，氮化硼纳米片5‑12份，纳米蒙脱土20‑40份，固化剂10‑20份，水200‑300份。本发明还公开了该相变保温砂浆的制备方法。本发明制备的节能环保墙体相变保温砂浆，防水性能好，稳定性好，可以有效减少室内温度的波动范围，提高舒适性，节能环保。

权利要求

1.一种节能环保墙体相变保温砂浆，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：普通硅酸盐水泥100-200份，

相变材料微胶囊50-70份，

粉煤灰10-20份，硅粉15-30份，

氮化硼纳米片5-12份，纳米蒙脱土20-40份，固化剂10-20份，水200-300份；

其中，所述相变材料微胶囊芯材为20#相变蜡、30#相变蜡、40#相变蜡的混合物，三者质量比为1:1:2；

所述相变材料微胶囊的制备方法包括以下步骤：

1)将5-8份十二烷基苯磺酸钠、4-8份十二烷基硫酸钠、0.5-1份氢氧化钠和去离子水混合搅拌均匀，然后加入5-10份纳米氧化硅，500W的功率下超声1-2h，然后加入相变材料微胶囊芯材、1-3份环保复合型乳化剂，升温至55-75℃，3000-5000转/分的状态下搅拌3-5h，得到微胶囊芯材乳液；

2)向步骤1)制得的微胶囊芯材乳液中加入反应性单体和2-5份引发剂，并滴加1-2份对苯乙烯磺酸钠，搅拌混合均匀，然后升温至90-95℃，反应3-4h，然后冷却至室温，过滤，并用去离子水和乙醇分别洗涤沉淀3-5次，真空干燥，得到相变材料微胶囊。

2.如权利要求1所述的一种节能环保墙体相变保温砂浆，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：普通硅酸盐水泥180份，

相变材料微胶囊55份，

粉煤灰15份，硅粉20份，

氮化硼纳米片10份，纳米蒙脱土20份，

固化剂20份，水300份。

3.如权利要求1所述的一种节能环保墙体相变保温砂浆，其特征在于，步骤2)中，所述反应性单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸中的两种混合。

4.如权利要求1所述的一种节能环保墙体相变保温砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将氮化硼纳米片、纳米蒙脱土和水混合搅拌均匀，然后在1000W的功率下超声1-3h，然后加入普通硅酸盐水泥、相变材料微胶囊、粉煤灰、硅粉和固化剂搅拌混合均匀，得到节能环保墙体相变保温砂浆。

说明书

一种节能环保墙体相变保温砂浆及其制备方法

技术领域：

[0001] 本发明涉及建筑材料技术领域，具体的涉及一种节能环保墙体相变保温砂浆。背景技术：

[0002] 相变储能复合材料是一种热功能复合材料,能够将能量以相变潜热的形式储藏于其中,实现能量在不同时空之间的转换。近年来,矿物能源枯竭和环境污染等问题越来越突出,提高能源使用效率和开发可再生能源成为人类面临的重要课题。利用相变材料的相变潜热实现能量的储存和利用,有助于提高能效和开发可再生能源,是近年来能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究方向。与显热储能材料相比，相变储能复合材料具有储能密度高、体积小巧、温度控制恒定、节能效果显著、相变温度选择范围宽、易于控制等优点，在航空航天、太阳能利用、采暖和空调、供电系统优化、医学工程、军事工程、蓄热建筑和极端环境服装等众多领域具有广阔的前景。

[0003] 尤其是在建筑领域,采用相变储能复合材料,在显著提高建筑物的蓄热能力的同时,有利于减轻和减薄建筑结构,提高建筑物的室内热舒适度,具有诱人的应用价值。发明内容：

[0004] 本发明的目的是提供一种节能环保墙体相变保温砂浆，其防水性能好，稳定性好，可以有效减少室内温度的波动范围，提高舒适性。

[0005] 本发明的另一个目的是提供该节能环保墙体相变保温砂浆的制备方法。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0007] 一种节能环保墙体相变保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：

[0008] 普通硅酸盐水泥100-200份，

[0009] 相变材料微胶囊50-70份，

[0010] 粉煤灰10-20份，硅粉15-30份，

[0011] 氮化硼纳米片5-12份，纳米蒙脱土20-40份，

[0012] 固化剂10-20份，水200-300份。

[0013] 作为上述技术方案的优选，一种节能环保墙体相变保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：

[0014] 普通硅酸盐水泥180份，

[0015] 相变材料微胶囊55份，

[0016] 粉煤灰15份，硅粉20份，

[0017] 氮化硼纳米片10份，纳米蒙脱土20份，

[0018] 固化剂20份，水300份。

[0019] 作为上述技术方案的优选，所述氮化硼纳米片的厚度为5-15nm。

[0020] 作为上述技术方案的优选，所述相变材料微胶囊芯材为20#相变蜡、30#相变蜡、40#相变蜡的混合物，三者质量比为1:1:2。

[0021] 作为上述技术方案的优选，所述相变材料微胶囊的制备方法包括以下步骤：

[0022] 1)将5-8份十二烷基苯磺酸钠、4-8份十二烷基硫酸钠、0.5-1份氢氧化钠和去离子水混合搅拌均匀，然后加入5-10份纳米氧化硅，500W的功率下超声1-2h，然后加入相变材料微胶囊芯材、1-3份环保复合型乳化剂，升温至55-75℃，3000-5000转/分的状态下搅拌3-5h，得到微胶囊芯材乳液；

[0023] 2)向步骤1)制得的微胶囊芯材乳液中加入反应性单体和2-5份引发剂，并滴加1-2份对苯乙烯磺酸钠，搅拌混合均匀，然后升温至90-95℃，反应3-4h，然后冷却至室温，过滤，并用去离子水和乙醇分别洗涤沉淀3-5次，真空干燥，得到相变材料微胶囊。

[0024] 作为上述方案技术的优选，步骤2)中，所述反应性单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸中的两种混合。

[0025] 一种节能环保墙体相变保温砂浆的制备方法，包括以下步骤：

[0026] 将氮化硼纳米片、纳米蒙脱土和水混合搅拌均匀，然后在1000W的功率下超声1-3h，然后加入普通硅酸盐水泥、相变材料微胶囊、粉煤灰、硅粉和固化剂搅拌混合均匀，得到节能环保墙体相变保温砂浆。

[0027] 本发明具有以下有益效果：

[0028] (1)本发明制备的相变材料微胶囊，以20#相变蜡、30#相变蜡、40#相变蜡的混合物作为芯材，壁材中含有纳米氧化硅，大大增加了微胶囊的导热率；

[0029] (2)本发明在硅酸盐水泥中加入氮化硼纳米片和纳米蒙脱土，纳米蒙脱土对层状材料，在超声条件下，片层之间或发生剥离，氮化硼纳米片会插入到蒙脱土层之间，形成插层材料，大大提高了水泥的强度和韧性；

[0030] (3)本发明制得的墙体相变保温砂浆，防水性好，耐高温性能优异，强度大，稳定性好，可以有效减少室内温度的波动范围，提高居住的舒适性，节能环保具体实施方式：

[0031] 为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。

[0032] 实施例1

[0033] 一种节能环保墙体相变保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：

[0034] 普通硅酸盐水泥100份，

[0035] 相变材料微胶囊50份，

[0036] 粉煤灰10份，硅粉15份，

[0037] 氮化硼纳米片5份，纳米蒙脱土20份，

[0038] 固化剂10份，水200份。

[0039] 其制备方法包括以下步骤：

[0040] (1)相变材料微胶囊的制备

[0041] a)将5份十二烷基苯磺酸钠、4份十二烷基硫酸钠、0.5份氢氧化钠和去离子水混合搅拌均匀，然后加入5份纳米氧化硅，500W的功率下超声1h，然后加入相变材料微胶囊芯材、1份环保复合型乳化剂，升温至55℃，3000转/分的状态下搅拌3h，得到微胶囊芯材乳液；

[0042] b)向步骤a)制得的微胶囊芯材乳液中加入反应性单体和2份引发剂，并滴加1份对苯乙烯磺酸钠，搅拌混合均匀，然后升温至90℃，反应3h，然后冷却至室温，过滤，并用去离子水和乙醇分别洗涤沉淀3-5次，真空干燥，得到相变材料微胶囊；

[0043] (2)将氮化硼纳米片、纳米蒙脱土和水混合搅拌均匀，然后在1000W的功率下超声1h，然后加入普通硅酸盐水泥、相变材料微胶囊、粉煤灰、硅粉和固化剂搅拌混合均匀，得到节能环保墙体相变保温砂浆。

[0044] 实施例2

[0045] 一种节能环保墙体相变保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：

[0046] 普通硅酸盐水泥200份，

[0047] 相变材料微胶囊70份，

[0048] 粉煤灰20份，硅粉30份，

[0049] 氮化硼纳米片12份，纳米蒙脱土40份，

[0050] 固化剂20份，水300份。

[0051] 其制备方法包括以下步骤：

[0052] (1)相变材料微胶囊的制备

[0053] a)将8份十二烷基苯磺酸钠、8份十二烷基硫酸钠、1份氢氧化钠和去离子水混合搅拌均匀，然后加入10份纳米氧化硅，500W的功率下超声2h，然后加入相变材料微胶囊芯材、3份环保复合型乳化剂，升温至75℃，5000转/分的状态下搅拌5h，得到微胶囊芯材乳液；

[0054] b)向步骤a)制得的微胶囊芯材乳液中加入反应性单体和5份引发剂，并滴加2份对苯乙烯磺酸钠，搅拌混合均匀，然后升温至95℃，反应4h，然后冷却至室温，过滤，并用去离子水和乙醇分别洗涤沉淀3-5次，真空干燥，得到相变材料微胶囊；

[0055] (2)将氮化硼纳米片、纳米蒙脱土和水混合搅拌均匀，然后在1000W的功率下超声3h，然后加入普通硅酸盐水泥、相变材料微胶囊、粉煤灰、硅粉和固化剂搅拌混合均匀，得到节能环保墙体相变保温砂浆。

[0056] 实施例3

[0057] 一种节能环保墙体相变保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：

[0058] 普通硅酸盐水泥120份，

[0059] 相变材料微胶囊55份，

[0060] 粉煤灰12份，硅粉18份，

[0061] 氮化硼纳米片7份，纳米蒙脱土25份，

[0062] 固化剂12份，水220份。

[0063] 其制备方法包括以下步骤：

[0064] (1)相变材料微胶囊的制备

[0065] a)将6份十二烷基苯磺酸钠、5份十二烷基硫酸钠、0.6份氢氧化钠和去离子水混合搅拌均匀，然后加入6份纳米氧化硅，500W的功率下超声1.2h，然后加入相变材料微胶囊芯材、1.5份环保复合型乳化剂，升温至60℃，3500转/分的状态下搅拌3.5h，得到微胶囊芯材乳液；

[0066] b)向步骤a)制得的微胶囊芯材乳液中加入反应性单体和3份引发剂，并滴加1.2份对苯乙烯磺酸钠，搅拌混合均匀，然后升温至90℃，反应3.2h，然后冷却至室温，过滤，并用去离子水和乙醇分别洗涤沉淀3-5次，真空干燥，得到相变材料微胶囊；

[0067] (2)将氮化硼纳米片、纳米蒙脱土和水混合搅拌均匀，然后在1000W的功率下超声1.5h，然后加入普通硅酸盐水泥、相变材料微胶囊、粉煤灰、硅粉和固化剂搅拌混合均匀，得到节能环保墙体相变保温砂浆。

[0068] 实施例4

[0069] 一种节能环保墙体相变保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：

[0070] 普通硅酸盐水泥140份，

[0071] 相变材料微胶囊60份，

[0072] 粉煤灰14份，硅粉23份，

[0073] 氮化硼纳米片9份，纳米蒙脱土30份，

[0074] 固化剂14份，水240份。

[0075] 其制备方法包括以下步骤：

[0076] (1)相变材料微胶囊的制备

[0077] a)将7份十二烷基苯磺酸钠、6份十二烷基硫酸钠、0.7份氢氧化钠和去离子水混合搅拌均匀，然后加入7份纳米氧化硅，500W的功率下超声1.6h，然后加入相变材料微胶囊芯材、2份环保复合型乳化剂，升温至65℃，4000转/分的状态下搅拌4h，得到微胶囊芯材乳液；

[0078] b)向步骤a)制得的微胶囊芯材乳液中加入反应性单体和4份引发剂，并滴加1.4份对苯乙烯磺酸钠，搅拌混合均匀，然后升温至95℃，反应3.4h，然后冷却至室温，过滤，并用去离子水和乙醇分别洗涤沉淀3-5次，真空干燥，得到相变材料微胶囊；

[0079] (2)将氮化硼纳米片、纳米蒙脱土和水混合搅拌均匀，然后在1000W的功率下超声2h，然后加入普通硅酸盐水泥、相变材料微胶囊、粉煤灰、硅粉和固化剂搅拌混合均匀，得到节能环保墙体相变保温砂浆。

[0080] 实施例5

[0081] 一种节能环保墙体相变保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：

[0082] 普通硅酸盐水泥160份，

[0083] 相变材料微胶囊65份，

[0084] 粉煤灰16份，硅粉18份，

[0085] 氮化硼纳米片11份，纳米蒙脱土35份，

[0086] 固化剂16份，水260份。

[0087] 其制备方法包括以下步骤：

[0088] (1)相变材料微胶囊的制备

[0089] a)将7.5份十二烷基苯磺酸钠、7份十二烷基硫酸钠、0.8份氢氧化钠和去离子水混合搅拌均匀，然后加入8份纳米氧化硅，500W的功率下超声1.6h，然后加入相变材料微胶囊芯材、2.5份环保复合型乳化剂，升温至65℃，4500转/分的状态下搅拌4.5h，得到微胶囊芯材乳液；

[0090] b)向步骤a)制得的微胶囊芯材乳液中加入反应性单体和4份引发剂，并滴加1.6，然后冷却至室温，过滤，并用去离子水和乙醇分别洗涤沉淀3-5次，真空干燥，得到相变材料微胶囊；

[0091] (2)将氮化硼纳米片、纳米蒙脱土和水混合搅拌均匀，然后在1000W的功率下超声2.5h，然后加入普通硅酸盐水泥、相变材料微胶囊、粉煤灰、硅粉和固化剂搅拌混合均匀，得到节能环保墙体相变保温砂浆。

[0092] 实施例6

[0093] 一种节能环保墙体相变保温砂浆，以重量份计，包括以下组分：

[0094] 普通硅酸盐水泥180份，

[0095] 相变材料微胶囊70份，

[0096] 粉煤灰18份，硅粉27份，

[0097] 氮化硼纳米片11.5份，纳米蒙脱土38份，

[0098] 固化剂18份，水280份。

[0099] 其制备方法包括以下步骤：

[0100] (1)相变材料微胶囊的制备

[0101] a)将8份十二烷基苯磺酸钠、7.5份十二烷基硫酸钠、0.9份氢氧化钠和去离子水混合搅拌均匀，然后加入9份纳米氧化硅，500W的功率下超声1.8h，然后加入相变材料微胶囊芯材、2.5份环保复合型乳化剂，升温至70℃，5000转/分的状态下搅拌4.5h，得到微胶囊芯材乳液；

[0102] b)向步骤a)制得的微胶囊芯材乳液中加入反应性单体和5份引发剂，并滴加1.8份对苯乙烯磺酸钠，搅拌混合均匀，然后升温至90℃，反应3.8h，然后冷却至室温，过滤，并用去离子水和乙醇分别洗涤沉淀3-5次，真空干燥，得到相变材料微胶囊；

[0103] (2)将氮化硼纳米片、纳米蒙脱土和水混合搅拌均匀，然后在1000W的功率下超声3h，然后加入普通硅酸盐水泥、相变材料微胶囊、粉煤灰、硅粉和固化剂搅拌混合均匀，得到节能环保墙体相变保温砂浆。