一种无机纳米相变储能水泥乳浆及配制方法
【专利摘要】本发明一种无机纳米相变储能水泥乳浆及配制方法，属于建筑低碳节能【技术领域】，是由磷酸二氢铝水解物作壁材，或以正硅酸乙酯、钛酸四丁酯、铝酸三甲酯水解的硅胶、二氧化钛或三氧化二铝作壁材，以纳米10水硫酸钠和氯化钠为芯材，壁材包封芯材并与水泥加水调制成水泥乳浆，用于水泥墙壁和水泥地板的储能保温。
【专利说明】—种无机纳米相变储能水泥乳浆及配制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑低碳节能【技术领域】，具体地说是一种无机纳米相变储能水泥乳浆及其制备方法。
【背景技术】
[0002]自然环境中每天产生大量的热量，如:太阳能、动物体散发热、燃烧热、摩擦热、物体运转热等。相变储能材料是在其本身发生相变的过程中，吸收这些热量的物质，并在需要时向环境释放，而达到控制周围环境温度和节能的目的。按其化学组成可以分为:有机相变储能材料、混合相变储能材料和无机相变储能材料。有机相变储能材料具有化学稳定性好、相变温度适中、无相分离等优点，然而，有机相变储能材料导热系数较低，致使其在储能系统的应用中传热性能差，从而降低了系统的效能；混合相变储能材料具有在一定范围内可调的优点，但容易老化，经过几次循环后就失去储能效果；无机相变储能材料具有使用范围广、导热系数大、融解热较大、贮热密度大、相变体积变化小、毒性小、价格便宜等优点，深得人们青睐，因此这类无机储能材料的制备和应用在专利申请方面越来越多，如:《一种无机盐/陶瓷基高温相变储能材料的制备工艺》，申请号200510120619.7 ;《一种无机相变储能材料》，申请号201210037753 ;《一种无机盐/陶瓷基高温相变储能材料的制备工艺》，申请号CN200810065301.7 ;《一种高性能中温无机相变储能材料及其制备方法》，申请号201210557115等等。无机相变储能材料通常存在过冷、非均匀融解和相分离等现象，致使应该储能时不储能，应该释放能时不释放能，系统中出现明显分层，相变焓大大衰减。为了解决上述问题，发明人提出各种方案，如《一种储热介质及其用途》，申请号200610104583.8，提出硝酸镁，氯化镁和水组成共晶的盐水化合物；《一种无机相变储能材料》，申请号201210037753.0，采用在无机盐水合物中加入成核剂和分散剂；《一种无机水合盐相变储能材料的制备方法》，申请号200810065301.7，采用在无机盐水合物中加防过冷剂四硼酸钠，这些方法虽然有一些效果，但也只局限于某些体系，在相变储能材料选择和使用存在一定的局限，本发明发明人研究发现，将无机盐水合物相变储能材料分散到纳米级微粒，包裹成纳米微胶囊，能很好地解决相变储能材料的过冷和相分离问题，发明人根据这一发现和构思开发出一系列纳米无机相变储能材料，本发明就是开发的这种无机相变储能材料之一。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于将无机盐水合物相变储能材料分散到纳米级微粒，并包裹在纳米微胶囊中，克服相变储能材料的过冷和相分离问题，开发出一系列与现有技术不同的无机相变储能材料，满足不同保温，隔热，储能，调温对象对不同无机相变材料性能的要求。
[0004]本发明一种无机纳米相变储能材料的水泥乳浆，是由磷酸二氢铝水解物作壁材，以纳米级10水合硫酸钠Na2SO4.IOH2O和氯化钠为芯材，以壁材包封芯材并与水泥加水调制的一种水泥乳浆，其配方和重量配比为:纳米级氯化钠NaCl和纳米级10水合硫酸钠Na2SO4.IOH2O 10kg,重量比 NaCl: Na2SO4.IOH2O=I: 9 ;磷酸二氢铝Al (H2PO4) 3 10_20kg ;400或500号水泥10-12kg ;聚乙烯醇水液(10%W/W) 5kg ;水5_10kg (注:溶解氯化钠和10水合硫酸钠的水除外)。
[0005]本发明一种相变储能水泥乳浆的配制方法，是依次按下列步骤加工:
(1)纳米级氯化钠NaCl和纳米级10水合硫酸钠Na2SO4.IOH2O的制备:按配比称取氯化钠NaCl和10水合硫酸钠Na2SO4.IOH2O,按每20kgl0水合硫酸钠加水50kg溶解，在搅拌下加入二倍体积的无水乙醇，析出纳米级NaCl和Na2SO4.IOH2O沉淀,离心分离出纳米级NaCl 和 Na2SO4.IOH2O ；
(2)按配比称取磷酸二氢铝，按其重量的1/5加水稀释，将步骤(1)纳米级NaCl和Na2SO4.IOH2O加入纳调匀； (3)将10%W/W聚乙烯醇水液加入到步骤(2)，混匀；
(4)将余下的水加入到步骤(3)，搅匀；
(5)将400或500号水泥加入到步骤(4)，搅匀。
[0006]上述步骤(1)离心分离出纳米级NaCl和Na2SO4.IOH2O的离心液回收乙醇，回收乙醇析出的NaCl和Na2SO4.IOH2O可重新使用。
[0007]本发明产品特别适合现配现用。
[0008]上述壁材，可用用正硅酸乙酯、钛酸四丁酯、铝酸三甲酯的水解产物代替。
[0009]上述芯材可用10水硫酸钠或其它纳米相变材料代替，但相变温度与10水硫酸钠和氯化钠不同。
[0010]本发明产品特别适宜墙壁和水泥板的储能保温，在Na2SO4.IOH2O中加入NaCl，使Na2SO4.IOH2O的熔点从32.4°C降低到18°C，当室温高于18°C，由Al (H2PO4) 3对红外线的吸收和无机相变储能材料对热量的吸收，使涂有本水泥乳浆的墙壁和地板的房间变得凉爽，当室温低于18°C时，相变储能材料释放能量，使房间变得暖和。
[0011]发明效果:
1.本发明产品相变温度18-40°C，储热密度160-500J/g，无毒，无腐蚀，特别适合于住房保温，隔热，储能，调温。
[0012]2.本发明产品工艺简单，成本低质量易控，稳定。
[0013]3.反复使用无相分离。
[0014]4.本发明通过快速反应，将无机盐水合物迅速分散成纳米级微粒，并被磷酸铝包裹，无机盐结晶水不易散失，微粒分子运动受到约束，有效控制了过冷和相分离的现象，是一种很好的相变储能材料。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
(I)称取氯化钠NaCl lkg, 10水合硫酸钠Na2SO4.IOH2O 9kg,加水22.5kg溶解，然后加22.5kg无水乙醇，析出纳米级NaCl和Na2SO4.IOH2O沉淀，离心分离得纳米级NaCl和Na2SO4.IOH2O 混合物；
(2)称取磷酸二氢铝18kg，加3.6kg水稀释，加入纳米级NaCl和Na2SO4.IOH2O调匀；
(3)将5kglO%W/W聚乙烯醇水液加入到步骤(2)，混匀；(4)将余下的1.4kg水加入到步骤(3)，搅匀；
(5)将10kg500号水泥加入到步骤(4)，搅匀即得。
[0016]实施例2
(1)称取氯化钠NaCllkg, 10水合硫酸钠Na2SO4.IOH2O 9kg,加水22.5kg溶解，然后加22.5kg无水乙醇，析出纳米级NaCl和Na2SO4.IOH2O沉淀，离心分离得纳米级NaCl和Na2SO4.IOH2O 混合物；
(2)称取磷酸二氢铝20kg，加4kg水稀释，加入纳米级NaCl和Na2SO4.IOH2O调匀；
(3)将5kglO%W/W聚乙烯醇水液加入到步骤(2)，混匀；
(4)将余下的6kg水加入到步骤(3),搅匀；
(5)将12kg500号水泥加入到步骤(4)，搅匀即得。
[0017]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明`技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种无机纳米相变储能水泥乳浆，其特征是由磷酸二氢铝水解物作壁材，以纳米级10水合硫酸钠Na2SO4.IOH2O和氯化钠为芯材，以壁材包封芯材并与水泥加水调制的一种水泥乳浆，其配方和重量配比为:纳米级氯化钠NaCl和纳米级10水合硫酸钠Na2SO4.IOH2OIOkg,重量比 NaCl: Na2SO4.IOH2O=I: 9 ;磷酸二氢铝 Al (H2PO4) 3 10_20kg ;400 或 500 号水泥10-12kg ;聚乙烯醇水液10%W/W 5kg ;水5-10kg，不包括溶解氯化钠和10水合硫酸钠的水。
2.按照权利要求1所述的一种无机纳米相变储能水泥乳浆的配制方法，其特征是依次按下列步骤加工: (1)纳米级氯化钠NaCl和纳米级10水合硫酸钠Na2SO4.IOH2O的制备:按配比称取氯化钠NaCl和10水合硫酸钠Na2SO4.IOH2O,按每20kgl0水合硫酸钠加水50kg溶解，在搅拌下加入二倍体积的无水乙醇，析出纳米级NaCl和Na2SO4.IOH2O沉淀,离心分离出纳米级NaCl 和 Na2SO4.IOH2O ； (2)按配比称取磷酸二氢铝，按其重量的1/5加水稀释，将步骤(1)纳米级NaCl和Na2SO4.IOH2O 加入调匀； (3)将10%W/W聚乙烯醇水液加入到 步骤(2)，混匀； (4)将余下的水加入到步骤(3)，搅匀； (5)将400或500号水泥加入到步骤(4)，搅匀。
3.根据权利要求2所述一种相变储能水泥乳浆的配制方法，其特征是步骤(1)离心分离出纳米级NaCl和Na2SO4.IOH2O的离心液回收乙醇。
4.根据权利要求1所述的一种无机纳米相变储能水泥乳浆，其特征是用正硅酸乙酯、钛酸四丁酯、铝酸三甲酯的水解产物代替磷酸二氢铝和水玻璃作壁材。
【文档编号】C04B28/00GK103482910SQ201310387475
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】李荣明, 骆相全 申请人:贵州中益能低碳节能科技股份有限公司