本发明公开了一种无机相变保温建筑材料的制备方法，属于建筑材料制备技术领域。
背景技术：
随着社会经济的发展和生活水平的提高，人们对建筑材料的保温和环保性能的需求量显著提高，但是目前存在着建筑材料保温性能较差、能源消耗过快过大且对环境造成严重的污染等问题，所以开发新能源以及提高它的利用率已经成为工业发展的重要课题。
而相变保温材料则成为国内外能源利用和材料科学方面的研究热点。相变储能技术可以解决能量供求在时间和空间上不匹配矛盾，也就是可以在能量多时可以储能，在需要时释放出来，从而提高能源利用率。当环境温度低于一定值时，相变材料由液态凝结为固态，释放热量；当环境温度高于一定值时，相变材料由固态熔化为液态，吸收热量，使室温相对平衡。相变材料可收集多余热量，适时平稳释放，梯度变化小，有效降低损耗量，室温可趋于稳定。稻壳灰相变储能保温材料利用相变调温机理，可使电负荷“削峰平谷”，充分利用低谷电价，降低住户用(耗)能成本，减少能源浪费。特别是对改善首层、顶层、边角处居住环境的室温，夏季隔热、冬季保温均可起到平衡作用。
一些发达国家在推广应用相对比较成熟的储能技术和储能材料，以期待不断提高技术性、经济性和可靠性。相变保温材料按照其化学成分不同分为无机相变保温材料和有机相变保温材料，有机相变保温材料存在导热系数小、密度小、易挥发、易燃和相变时体积变化大等缺陷，而传统无机相变保温材料有过冷度大、易产生相分离和老化变质等问题。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对目前市面上的无机相变保温材料过冷度大、易产生相分离和老化变质，易导致产品使用寿命大大缩短，使用范围有限等问题，提供了一种无机相变保温建筑材料的制备方法；本发明以蛤蜊贝壳作为原料，用二沉池活性污泥涂抹后避光通风，再用去离子水喷洒，然后清洗、曝晒、球磨过筛得贝壳粉，再将柚子皮经清洗、粉碎后，采用草酸铵溶液在酸性和超声微波条件下提取，再经离心、旋转蒸发、干燥后将其与贝壳粉和十水合硫酸钠混合，再进行真空吸附制得无机相变保温建筑材料；本发明制备的无机相变保温材料解决了传统无机材料的过冷度大，易产生相分离以及容易老化变质等问题，储热、放热时间明显缩短，经过长时间使用仍具有良好的稳定性和保温效果，在建筑节能材料上有广泛的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）称取蛤蜊贝壳200～300g，经人工除去残余肉质和附着物后，在表面均匀涂覆一层3～5mm厚的二沉池活性污泥，随后放置于避光通风处存放3～5天，每隔4～6h用喷壶对蛤蜊贝壳表面活性污泥喷洒去离子水，保持含水率为75～80%；
（2）待存放结束，用去离子水洗涤3～5次，除去蛤蜊贝壳表面污泥，再将蛤蜊贝壳置于阳光下曝晒6～8天，随后将蛤蜊贝壳转入球磨机中，按球料质量比为8：1加入氧化锆球墨珠，调节球磨机转速40～60r/min，球磨8～10h，收集贝壳粉体过筛，得325～400目贝壳粉，备用；
（3）称取柚子皮400～500g，经人工用去离子水反复清洗3～5次后，将其转入组织粉碎机中，粉碎处理10～15min，将所得柚子皮碎末投入盛有1～2L质量浓度为1.2～1.6%草酸铵溶液的烧杯中，滴加质量浓度为2～4%盐酸调节pH至5.2～5.4，在将烧杯转入超声微波化学反应器中，于200～350W微波功率，20～24kHz超声功率条件下，提取30～45min；
（4）待提取结束，将烧杯中物料转入离心机，以4000～4800r/min速率离心分离，弃去下层沉淀，收集上层清液，将其转入旋转蒸发仪中，于75～80℃条件下，旋蒸浓缩至原体积的1/4～1/6，出料，静置，自然冷却至室温，即得浓缩液，再向浓缩液中滴加工业酒精，直至完全析出沉淀为止，抽滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤饼3～5次，随后将滤饼置于85～95℃真空干燥箱中干燥处理2～4h，即得柚子皮提取物；
（5）按重量份数计，依次称取80～90份十水合硫酸钠，8～10份步骤（2）备用贝壳粉，6～8份上述所得柚子皮提取物，加入盛有10～15份去离子水的真空瓶中，用硅胶塞密封，将抽滤瓶抽气口连接单向阀，随后将抽滤瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，设定搅拌转速至680～760r/min，加热升温至48～50℃，再进行抽真空，在恒温搅拌条件下，进行真空吸附3～5h，出料，即得无机相变保温建筑材料。
本发明的应用方法是：按重量份数计，将60～80份水泥，10～15份粉煤灰，6～8份ZBK型水泥增塑剂和3～5份木质素磺酸钠减水剂加入混料机，搅拌混合6～8min后，再加入35～45份清水，在搅拌状态下，加入10～15份本发明所得无机相变保温建筑材料，继续搅拌混合20～30min后，出料，倒入预制模具中，静置7～10天，脱模制得建筑用保温板材，经检测，所得保温板材在使用过程中发生相变时无液态物质渗出，无过冷和相分离，与传统无机相变保温材料相比，储热时间缩短了58～70%，放热时间缩短68～75%，经过800次储热/放热循环后无性能衰减。
本发明的有益效果是：
（1）采用本发明所得相变保温材料制得的板材添加到建筑中作为保温层材料使用，可有效减少环境温度对室内引起的温度波动，提高室内的舒适度，同时可减少建筑能耗；
（2）本发明所用原料廉价易得，生产工艺简单，无须投入大型设备，所得成品使用过程中不易老化，使用寿命较常用相变保温材料提高了10年以上，减少了建筑材料的消耗，可大规模推广使用。
具体实施方式
称取蛤蜊贝壳200～300g，经人工除去残余肉质和附着物后，在表面均匀涂覆一层3～5mm厚的二沉池活性污泥，随后放置于避光通风处存放3～5天，每隔4～6h用喷壶对蛤蜊贝壳表面活性污泥喷洒去离子水，保持含水率为75～80%；待存放结束，用去离子水洗涤3～5次，除去蛤蜊贝壳表面污泥，再将蛤蜊贝壳置于阳光下曝晒6～8天，随后将蛤蜊贝壳转入球磨机中，按球料质量比为8：1加入氧化锆球墨珠，调节球磨机转速40～60r/min，球磨8～10h，收集贝壳粉体过筛，得325～400目贝壳粉，备用；称取柚子皮400～500g，经人工用去离子水反复清洗3～5次后，将其转入组织粉碎机中，粉碎处理10～15min，将所得柚子皮碎末投入盛有1～2L质量浓度为1.2～1.6%草酸铵溶液的烧杯中，滴加质量浓度为2～4%盐酸调节pH至5.2～5.4，在将烧杯转入超声微波化学反应器中，于200～350W微波功率，20～24kHz超声功率条件下，提取30～45min；待提取结束，将烧杯中物料转入离心机，以4000～4800r/min速率离心分离，弃去下层沉淀，收集上层清液，将其转入旋转蒸发仪中，于75～80℃条件下，旋蒸浓缩至原体积的1/4～1/6，出料，静置，自然冷却至室温，即得浓缩液，再向浓缩液中滴加工业酒精，直至完全析出沉淀为止，抽滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤饼3～5次，随后将滤饼置于85～95℃真空干燥箱中干燥处理2～4h，即得柚子皮提取物；按重量份数计，依次称取80～90份十水合硫酸钠，8～10份备用贝壳粉，6～8份上述所得柚子皮提取物，加入盛有10～15份去离子水的真空瓶中，用硅胶塞密封，将抽滤瓶抽气口连接单向阀，随后将抽滤瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，设定搅拌转速至680～760r/min，加热升温至48～50℃，再进行抽真空，在恒温搅拌条件下，进行真空吸附3～5h，出料，即得无机相变保温建筑材料。
实例1
称取蛤蜊贝壳200g，经人工除去残余肉质和附着物后，在表面均匀涂覆一层3mm厚的二沉池活性污泥，随后放置于避光通风处存放3天，每隔4h用喷壶对蛤蜊贝壳表面活性污泥喷洒去离子水，保持含水率为75%；待存放结束，用去离子水洗涤3次，除去蛤蜊贝壳表面污泥，再将蛤蜊贝壳置于阳光下曝晒6天，随后将蛤蜊贝壳转入球磨机中，按球料质量比为8：1加入氧化锆球墨珠，调节球磨机转速40r/min，球磨8h，收集贝壳粉体过筛，得325目贝壳粉，备用；称取柚子皮400g，经人工用去离子水反复清洗3次后，将其转入组织粉碎机中，粉碎处理10min，将所得柚子皮碎末投入盛有1L质量浓度为1.2%草酸铵溶液的烧杯中，滴加质量浓度为2%盐酸调节pH至5.2，在将烧杯转入超声微波化学反应器中，于200W微波功率，20kHz超声功率条件下，提取30min；待提取结束，将烧杯中物料转入离心机，以4000r/min速率离心分离，弃去下层沉淀，收集上层清液，将其转入旋转蒸发仪中，于75℃条件下，旋蒸浓缩至原体积的1/4，出料，静置，自然冷却至室温，即得浓缩液，再向浓缩液中滴加工业酒精，直至完全析出沉淀为止，抽滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤饼3次，随后将滤饼置于85℃真空干燥箱中干燥处理2h，即得柚子皮提取物；按重量份数计，依次称取80份十水合硫酸钠，8份备用贝壳粉，6份上述所得柚子皮提取物，加入盛有10份去离子水的真空瓶中，用硅胶塞密封，将抽滤瓶抽气口连接单向阀，随后将抽滤瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，设定搅拌转速至680r/min，加热升温至48℃，再进行抽真空，在恒温搅拌条件下，进行真空吸附3h，出料，即得无机相变保温建筑材料。
本发明的应用方法是：按重量份数计，将60份水泥，10份粉煤灰，6份ZBK型水泥增塑剂和3份木质素磺酸钠减水剂加入混料机，搅拌混合6min后，再加入35份清水，在搅拌状态下，加入10份本发明所得无机相变保温建筑材料，继续搅拌混合20min后，出料，倒入预制模具中，静置7天，脱模制得建筑用保温板材，经检测，所得保温板材在使用过程中发生相变时无液态物质渗出，无过冷和相分离，与传统无机相变保温材料相比，储热时间缩短了58%，放热时间缩短68%，经过800次储热/放热循环后无性能衰减。
实例2
称取蛤蜊贝壳250g，经人工除去残余肉质和附着物后，在表面均匀涂覆一层4mm厚的二沉池活性污泥，随后放置于避光通风处存放4天，每隔5h用喷壶对蛤蜊贝壳表面活性污泥喷洒去离子水，保持含水率为77%；待存放结束，用去离子水洗涤4次，除去蛤蜊贝壳表面污泥，再将蛤蜊贝壳置于阳光下曝晒7天，随后将蛤蜊贝壳转入球磨机中，按球料质量比为8：1加入氧化锆球墨珠，调节球磨机转速50r/min，球磨9h，收集贝壳粉体过筛，得360目贝壳粉，备用；称取柚子皮450g，经人工用去离子水反复清洗4次后，将其转入组织粉碎机中，粉碎处理13min，将所得柚子皮碎末投入盛有1.5L质量浓度为1.4%草酸铵溶液的烧杯中，滴加质量浓度为3%盐酸调节pH至5.3，在将烧杯转入超声微波化学反应器中，于275W微波功率，22kHz超声功率条件下，提取38min；待提取结束，将烧杯中物料转入离心机，以4400r/min速率离心分离，弃去下层沉淀，收集上层清液，将其转入旋转蒸发仪中，于77℃条件下，旋蒸浓缩至原体积的1/5，出料，静置，自然冷却至室温，即得浓缩液，再向浓缩液中滴加工业酒精，直至完全析出沉淀为止，抽滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤饼4次，随后将滤饼置于90℃真空干燥箱中干燥处理3h，即得柚子皮提取物；按重量份数计，依次称取85份十水合硫酸钠，9份备用贝壳粉，7份上述所得柚子皮提取物，加入盛有13份去离子水的真空瓶中，用硅胶塞密封，将抽滤瓶抽气口连接单向阀，随后将抽滤瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，设定搅拌转速至720r/min，加热升温至49℃，再进行抽真空，在恒温搅拌条件下，进行真空吸附4h，出料，即得无机相变保温建筑材料。
本发明的应用方法是：按重量份数计，将70份水泥，12份粉煤灰，7份ZBK型水泥增塑剂和4份木质素磺酸钠减水剂加入混料机，搅拌混合7min后，再加入40份清水，在搅拌状态下，加入13份本发明所得无机相变保温建筑材料，继续搅拌混合25min后，出料，倒入预制模具中，静置8天，脱模制得建筑用保温板材，经检测，所得保温板材在使用过程中发生相变时无液态物质渗出，无过冷和相分离，与传统无机相变保温材料相比，储热时间缩短了64%，放热时间缩短71%，经过800次储热/放热循环后无性能衰减。
实例3
称取蛤蜊贝壳300g，经人工除去残余肉质和附着物后，在表面均匀涂覆一层5mm厚的二沉池活性污泥，随后放置于避光通风处存放5天，每隔6h用喷壶对蛤蜊贝壳表面活性污泥喷洒去离子水，保持含水率为80%；待存放结束，用去离子水洗涤5次，除去蛤蜊贝壳表面污泥，再将蛤蜊贝壳置于阳光下曝晒8天，随后将蛤蜊贝壳转入球磨机中，按球料质量比为8：1加入氧化锆球墨珠，调节球磨机转速60r/min，球磨10h，收集贝壳粉体过筛，得400目贝壳粉，备用；称取柚子皮500g，经人工用去离子水反复清洗5次后，将其转入组织粉碎机中，粉碎处理15min，将所得柚子皮碎末投入盛有2L质量浓度为1.6%草酸铵溶液的烧杯中，滴加质量浓度为4%盐酸调节pH至5.4，在将烧杯转入超声微波化学反应器中，于350W微波功率，24kHz超声功率条件下，提取45min；待提取结束，将烧杯中物料转入离心机，以4800r/min速率离心分离，弃去下层沉淀，收集上层清液，将其转入旋转蒸发仪中，于80℃条件下，旋蒸浓缩至原体积的1/6，出料，静置，自然冷却至室温，即得浓缩液，再向浓缩液中滴加工业酒精，直至完全析出沉淀为止，抽滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤饼5次，随后将滤饼置于95℃真空干燥箱中干燥处理4h，即得柚子皮提取物；按重量份数计，依次称取90份十水合硫酸钠，10份备用贝壳粉，8份上述所得柚子皮提取物，加入盛有15份去离子水的真空瓶中，用硅胶塞密封，将抽滤瓶抽气口连接单向阀，随后将抽滤瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，设定搅拌转速至760r/min，加热升温至50℃，再进行抽真空，在恒温搅拌条件下，进行真空吸附5h，出料，即得无机相变保温建筑材料。
本发明的应用方法是：按重量份数计，将80份水泥，15份粉煤灰，8份ZBK型水泥增塑剂和5份木质素磺酸钠减水剂加入混料机，搅拌混合8min后，再加入45份清水，在搅拌状态下，加入15份本发明所得无机相变保温建筑材料，继续搅拌混合30min后，出料，倒入预制模具中，静置10天，脱模制得建筑用保温板材，经检测，所得保温板材在使用过程中发生相变时无液态物质渗出，无过冷和相分离，与传统无机相变保温材料相比，储热时间缩短了70%，放热时间缩短75%，经过800次储热/放热循环后无性能衰减。