1.本发明涉及保温砂浆技术领域，具体涉及一种大棚墙体用相变保温砂浆及其制备方法。
背景技术：
2.相变保温砂浆是将相变材料和水泥、轻骨料、外加剂等材料按一定比例相混合，将相变保温砂浆制成砂浆涂层后具有优良的储能调温节能作用。
3.相变保温砂浆易于施工，无需另外找平；施工工艺比较简单，操作易掌握；燃烧性能等级为a级不燃，弥补了聚苯等有机材料的防火性能差、高温产生有害气体、抗老化性低、施工中反弹性大以及易受虫蚁噬蚀等缺陷；粘结强度和表面抗击强度更为优良；综合阻隔型和蓄能型保温原理，保温效果优良，潜热值高，蓄热保温性能优良；吸水率极低，而且不容易出现房屋渗水现象；因此，相变保温砂浆被广泛应用于多层及高层建筑的钢筋混凝土、加气混凝土、砌砖、烧结砖和非烧结砖等墙体的外保温抹灰工程以及内保温抹灰工程，近年来，随着农业的发展，相变保温砂浆更是被广泛应用于大棚墙体建设。
4.但是将相变保温砂浆用于大棚墙体建设中存在以下问题：相变保温砂浆在循环相变过程中会导致热物理性质的退化，从而导致相变保温砂浆的耐久性差；为了解决上述问题，目前最常用的方法为使用微胶囊对相变材料进行包覆，但是微胶囊的热稳定性差，导致相变保温砂浆的热稳定性也变差，虽然可以通过增加微胶囊的壁厚提高微胶囊的热稳定性，但是壁厚的增加会影响相变保温砂浆的强度和蓄热保温性。目前，还没有能够在提高相变保温砂浆的耐久性和热稳定性的同时，提高相变保温砂浆的强度和蓄热保温性的方法。
5.中国专利cn1264776c公开了一种石蜡相变保温砂浆粉及石蜡相变保温砂浆的制备方法，包括35-75%的水泥、5-40%的轻骨料和0.5-10%的纤维，在配比中还含有5-40%的石蜡，部分水泥可由粉煤灰、消石灰、石膏或硅粉替代。制备时，先将石蜡加热至熔化，并充分搅拌使其分散均匀，或将石蜡制备成微晶粉末；然后将熔化分散开的石蜡或石蜡微晶粉末和其它物料混合均匀制成石蜡胶粉料，再将上述石蜡胶粉料加入水中搅拌成糊状，再加入轻骨料充分搅拌。该专利解决已有保温砂浆吸水率大、防水性差、软化系数低、不耐水的技术问题，但是制备的相变保温砂浆粉的耐久性差。
技术实现要素：
6.针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种大棚墙体用相变保温砂浆及其制备方法，能够在提高相变保温砂浆的耐久性和热稳定性的同时，提高相变保温砂浆的强度和蓄热保温性。
7.为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种大棚墙体用相变保温砂浆的制备方法，由以下步骤组成：一次混合、二次混合、三次混合、后处理。
8.所述一次混合的方法为，将微胶囊相变材料、改性剂、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二
醇400、氧化锌混合后加入反应釜中，将反应釜抽真空至200-300pa，反应釜的温度控制至40-45℃，搅拌速度控制到200-250rpm，搅拌30-35min后得到一次混合物；所述一次混合中，微胶囊相变材料、改性剂、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇400、氧化锌的重量比为70-75:5-7:4-6:8-10:5-7；所述一次混合中，微胶囊相变材料的制备方法为，将高密度聚乙烯与石蜡混合均匀后，以2.5-3℃/min的升温速度升温至140-142℃，在140-142℃下保温静置30-35min后，以280-300rpm的搅拌速度搅拌10-15min，然后加入硬脂酸、硬脂酸锌，继续以280-300rpm的搅拌速度搅拌20-25min，然后以3-4℃/min的降温速度降温至80-85℃，在80-85℃下保温静置30-35min后，以3-4℃/min的降温速度降至室温，在室温下进行凝固成型，待凝固成型后，加入粉碎机中粉碎至粒径为150-200
µ
m，得到微胶囊相变材料；所述一次混合中，微胶囊相变材料的制备中，高密度聚乙烯、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌的重量比为30-32:18-20:3-5:1-3；所述一次混合中，微胶囊相变材料的制备中，高密度聚乙烯的密度为0.941-0.960g/cm3。
9.所述一次混合中，改性剂的制备方法为，将蔗糖、黄原胶、可再分散乳胶粉、聚乙烯醇2488置于球磨机中进行球磨，控制球磨时的球料比为10-15:1，温度为45-50℃，转速为300-350rpm，时间为40-45min，球磨结束得到改性剂；所述一次混合中，改性剂的制备中，蔗糖、黄原胶、可再分散乳胶粉、聚乙烯醇2488的重量比为2-4:10-12:15-18:5-8。
10.所述二次混合的方法为，将一次混合物、膨胀珍珠岩、纳米氮化硼、改性粉煤灰、硬脂酸钙加入搅拌釜中，控制搅拌釜的转速为180-200rpm，搅拌40-45min，得到二次混合物；所述二次混合中，一次混合物、膨胀珍珠岩、纳米氮化硼、改性粉煤灰、硬脂酸钙的重量比为100-110:40-45:1-2:8-10:2-4；所述二次混合中，所述膨胀珍珠岩的堆积密度为45-50kg/m3，平均粒径为2.5-3mm；所述二次混合中，所述纳米氮化硼的粒径为200-400nm；所述二次混合中，改性粉煤灰的制备方法为：将粉煤灰、硬脂酸钡、六偏磷酸钠加入反应釜中，将反应釜抽真空至真空度为100-150pa，然后向反应釜通入混合气体至气体压力为0.12-0.15mpa，将反应釜的温度控制到150-160℃，然后开启搅拌并将搅拌速度控制到150-200rpm，搅拌40-50min后得到改性粉煤灰；所述二次混合中，改性粉煤灰的制备中，粉煤灰、硬脂酸钡、六偏磷酸钠的重量比为35-40:4-6:2-5；所述二次混合中，混合气体为氨气与氮气的混合气体，其中，氨气与氮气的体积比为3:4-5。
11.所述三次混合的方法为，将二次混合物、细砂、钢渣粉、普通硅酸盐水泥、玻化微珠、木质素磺酸钠、海藻酸钠加入搅拌釜中，控制搅拌釜的转速为200-220rpm，搅拌50-55min，得到三次混合物；所述三次混合中，二次混合物、细砂、钢渣粉、普通硅酸盐水泥、玻化微珠、木质素磺酸钠、海藻酸钠的重量比为60-65:15-20:7-9:25-30:8-10:2-4:3-5；
所述三次混合中，普通硅酸盐水泥为p.o42.5硅酸盐水泥。
12.所述后处理的方法为，将三次混合物加入反应釜中，使用混合液的蒸汽对三次混合物进行熏蒸，所述混合液的蒸汽为，在饱和蒸气压下产生的蒸汽，熏蒸结束后，置于40-45℃下烘干，得到干砂，向干砂中加入水后混合均匀，得到大棚墙体保温砂浆；所述后处理中，混合液为无水乙醇和二氯甲烷的混合液，其中，无水乙醇与二氯甲烷的重量比为1:2-3；所述后处理中，三次混合物与混合液的重量比为10:1-1.2；所述后处理中，干砂与水的重量比为100:40-45。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果为：（1）本发明的大棚墙体用相变保温砂浆的制备方法，通过在一次混合步骤中加入改性剂，以及在二次混合步骤中使用改性粉煤灰，能够避免相分离现象，提高相变保温砂浆的储能密度，从而提高蓄热保温性，制备的大棚墙体用相变保温砂浆的相变温度为41.5-42.1℃，相变潜热为142.3-143.5kj/kg，比热容为1.28-1.32 kj/（kg
·
k）；（2）本发明的大棚墙体用相变保温砂浆的制备方法，通过对三次混合物进行熏蒸处理，能够将砂浆进行表面处理，提高砂浆表面的致密程度及砂浆之间的粘结性，从而提高相变保温砂浆的强度，制备的大棚墙体用相变保温砂浆的7d抗折强度为10.2-10.7mpa，7d抗压强度为28.7-29.4mpa，28d抗折强度为17.2-17.8mpa，28d抗压强度为47.8-48.4mpa，抗渗压力为0.82-0.85mpa；（3）本发明的大棚墙体用相变保温砂浆的制备方法，通过在一次混合步骤中加入改性剂，能够对微胶囊相变材料进行表面改性，不仅提高了微胶囊相变材料的耐老化性能，还提高了与膨胀珍珠岩、改性粉煤灰、细砂、普通硅酸盐水泥的粘结性，从而提高了相变保温砂浆的强度；对三次混合物进行熏蒸处理，能够进一步提高了微胶囊相变材料的表面致密性，从而提高了微胶囊相变材料的耐久性，制备的大棚墙体用相变保温砂浆在经过50次重复冻融循环后，相变温度为41.0-41.7℃，7d抗折强度为9.8-10.4mpa，7d抗压强度为28.4-29.0mpa，28d抗折强度为16.7-17.1mpa，28d抗压强度为47.2-48.0mpa，抗渗压力为0.79-0.82mpa；（4）本发明的大棚墙体用相变保温砂浆的制备方法，通过在一次混合步骤中加入改性剂，能够对微胶囊相变材料进行表面改性，提高了提高微胶囊相变材料的表面强度，避免微胶囊相变材料在高温下发生泄漏；对三次混合物进行熏蒸处理，能够进一步提高了微胶囊相变材料的表面致密性，避免高温对微胶囊相变材料造成的影响，制备的大棚墙体用相变保温砂浆在60℃下静置10h后，相变温度为41.2-42.0℃，7d抗折强度为10.0-10.5mpa，7d抗压强度为28.4-29.2mpa，28d抗折强度为17.0-17.5mpa，28d抗压强度为47.5-48.1mpa，抗渗压力为0.80-0.84mpa。
具体实施方式
14.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。
15.实施例1一种大棚墙体用相变保温砂浆的制备方法，具体为：
1.一次混合：将微胶囊相变材料、改性剂、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇400、氧化锌混合后加入反应釜中，将反应釜抽真空至200pa，反应釜的温度控制至40℃，搅拌速度控制到200rpm，搅拌30min后得到一次混合物；其中，微胶囊相变材料、改性剂、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇400、氧化锌的重量比为70:5:4:8:5；所述微胶囊相变材料的制备方法为：将高密度聚乙烯与石蜡混合均匀后，以2.5℃/min的升温速度升温至140℃，在140℃下保温静置30min后，以280rpm的搅拌速度搅拌10min，然后加入硬脂酸、硬脂酸锌，继续以280rpm的搅拌速度搅拌20min，然后以3℃/min的降温速度降温至80℃，在80℃下保温静置30min后，以3℃/min的降温速度降至室温，在室温下进行凝固成型，待凝固成型后，加入粉碎机中粉碎至粒径为150
µ
m，得到微胶囊相变材料；其中，高密度聚乙烯、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌的重量比为30:18:3:1；所述高密度聚乙烯的密度为0.941g/cm3。
16.所述改性剂的制备方法为：将蔗糖、黄原胶、可再分散乳胶粉、聚乙烯醇2488置于球磨机中进行球磨，控制球磨时的球料比为10:1，温度为45℃，转速为300rpm，时间为40min，球磨结束得到改性剂；其中，蔗糖、黄原胶、可再分散乳胶粉、聚乙烯醇2488的重量比为2:10:15:5。
17.2.二次混合：将一次混合物、膨胀珍珠岩、纳米氮化硼、改性粉煤灰、硬脂酸钙加入搅拌釜中，控制搅拌釜的转速为180rpm，搅拌40min，得到二次混合物；其中，一次混合物、膨胀珍珠岩、纳米氮化硼、改性粉煤灰、硬脂酸钙的重量比为100:40:1:8:2；所述膨胀珍珠岩的堆积密度为45kg/m3，平均粒径为2.5mm；所述纳米氮化硼的粒径为200nm；所述改性粉煤灰的制备方法为：将粉煤灰、硬脂酸钡、六偏磷酸钠加入反应釜中，将反应釜抽真空至真空度为100pa，然后向反应釜通入混合气体至气体压力为0.12mpa，将反应釜的温度控制到150℃，然后开启搅拌并将搅拌速度控制到150rpm，搅拌40min后得到改性粉煤灰；其中，粉煤灰、硬脂酸钡、六偏磷酸钠的重量比为35:4:2；所述混合气体为氨气与氮气的混合气体，其中，氨气与氮气的体积比为3:4。
18.3.三次混合：将二次混合物、细砂、钢渣粉、普通硅酸盐水泥、玻化微珠、木质素磺酸钠、海藻酸钠加入搅拌釜中，控制搅拌釜的转速为200rpm，搅拌50min，得到三次混合物；其中，二次混合物、细砂、钢渣粉、普通硅酸盐水泥、玻化微珠、木质素磺酸钠、海藻酸钠的重量比为60:15:7:25:8:2:3；所述普通硅酸盐水泥为p.o42.5硅酸盐水泥。
19.4.后处理：将三次混合物加入反应釜中，使用混合液的蒸汽对三次混合物进行熏蒸，所述混合液的蒸汽为，在饱和蒸气压下产生的蒸汽，熏蒸结束后，置于40℃下烘干，得到干砂，向干砂中加入水后混合均匀，得到大棚墙体保温砂浆；所述混合液为无水乙醇和二氯甲烷的混合液，其中，无水乙醇与二氯甲烷的重量比为1:2；所述三次混合物与混合液的重量比为10:1；
所述干砂与水的重量比为100:40。
20.实施例2一种大棚墙体用相变保温砂浆的制备方法，具体为：1.一次混合：将微胶囊相变材料、改性剂、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇400、氧化锌混合后加入反应釜中，将反应釜抽真空至250pa，反应釜的温度控制至42℃，搅拌速度控制到220rpm，搅拌32min后得到一次混合物；其中，微胶囊相变材料、改性剂、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇400、氧化锌的重量比为72:6:5:9:6；所述微胶囊相变材料的制备方法为：将高密度聚乙烯与石蜡混合均匀后，以2.7℃/min的升温速度升温至141℃，在141℃下保温静置32min后，以290rpm的搅拌速度搅拌12min，然后加入硬脂酸、硬脂酸锌，继续以290rpm的搅拌速度搅拌22min，然后以3.5℃/min的降温速度降温至82℃，在82℃下保温静置32min后，以3.5℃/min的降温速度降至室温，在室温下进行凝固成型，待凝固成型后，加入粉碎机中粉碎至粒径为170
µ
m，得到微胶囊相变材料；其中，高密度聚乙烯、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌的重量比为31:19:4:2；所述高密度聚乙烯的密度为0.950g/cm3。
21.所述改性剂的制备方法为：将蔗糖、黄原胶、可再分散乳胶粉、聚乙烯醇2488置于球磨机中进行球磨，控制球磨时的球料比为12:1，温度为47℃，转速为320rpm，时间为42min，球磨结束得到改性剂；其中，蔗糖、黄原胶、可再分散乳胶粉、聚乙烯醇2488的重量比为3:11:16:6。
22.2.二次混合：将一次混合物、膨胀珍珠岩、纳米氮化硼、改性粉煤灰、硬脂酸钙加入搅拌釜中，控制搅拌釜的转速为190rpm，搅拌42min，得到二次混合物；其中，一次混合物、膨胀珍珠岩、纳米氮化硼、改性粉煤灰、硬脂酸钙的重量比为105:42:1.1:9:3；所述膨胀珍珠岩的堆积密度为47kg/m3，平均粒径为2.7mm；所述纳米氮化硼的粒径为300nm；所述改性粉煤灰的制备方法为：将粉煤灰、硬脂酸钡、六偏磷酸钠加入反应釜中，将反应釜抽真空至真空度为120pa，然后向反应釜通入混合气体至气体压力为0.13mpa，将反应釜的温度控制到155℃，然后开启搅拌并将搅拌速度控制到170rpm，搅拌45min后得到改性粉煤灰；其中，粉煤灰、硬脂酸钡、六偏磷酸钠的重量比为37:5:3；所述混合气体为氨气与氮气的混合气体，其中，氨气与氮气的体积比为3:4.5。
23.3.三次混合：将二次混合物、细砂、钢渣粉、普通硅酸盐水泥、玻化微珠、木质素磺酸钠、海藻酸钠加入搅拌釜中，控制搅拌釜的转速为210rpm，搅拌52min，得到三次混合物；其中，二次混合物、细砂、钢渣粉、普通硅酸盐水泥、玻化微珠、木质素磺酸钠、海藻酸钠的重量比为62:17:8:27:9:3:4；所述普通硅酸盐水泥为p.o42.5硅酸盐水泥。
24.4.后处理：将三次混合物加入反应釜中，使用混合液的蒸汽对三次混合物进行熏蒸，所述混合液的蒸汽为，在饱和蒸气压下产生的蒸汽，熏蒸结束后，置于42℃下烘干，得到
干砂，向干砂中加入水后混合均匀，得到大棚墙体保温砂浆；所述混合液为无水乙醇和二氯甲烷的混合液，其中，无水乙醇与二氯甲烷的重量比为1:2.5；所述三次混合物与混合液的重量比为10:1.1；所述干砂与水的重量比为100:42。
25.实施例3一种大棚墙体用相变保温砂浆的制备方法，具体为：1.一次混合：将微胶囊相变材料、改性剂、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇400、氧化锌混合后加入反应釜中，将反应釜抽真空至300pa，反应釜的温度控制至45℃，搅拌速度控制到250rpm，搅拌35min后得到一次混合物；其中，微胶囊相变材料、改性剂、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇400、氧化锌的重量比为75:7:6:10:7；所述微胶囊相变材料的制备方法为：将高密度聚乙烯与石蜡混合均匀后，以3℃/min的升温速度升温至142℃，在142℃下保温静置35min后，以300rpm的搅拌速度搅拌15min，然后加入硬脂酸、硬脂酸锌，继续以300rpm的搅拌速度搅拌25min，然后以4℃/min的降温速度降温至85℃，在85℃下保温静置35min后，以4℃/min的降温速度降至室温，在室温下进行凝固成型，待凝固成型后，加入粉碎机中粉碎至粒径为200
µ
m，得到微胶囊相变材料；其中，高密度聚乙烯、石蜡、硬脂酸、硬脂酸锌的重量比为32:20:5:3；所述高密度聚乙烯的密度为0.960g/cm3。
26.所述改性剂的制备方法为：将蔗糖、黄原胶、可再分散乳胶粉、聚乙烯醇2488置于球磨机中进行球磨，控制球磨时的球料比为15:1，温度为50℃，转速为350rpm，时间为45min，球磨结束得到改性剂；其中，蔗糖、黄原胶、可再分散乳胶粉、聚乙烯醇2488的重量比为4:12:18:8。
27.2.二次混合：将一次混合物、膨胀珍珠岩、纳米氮化硼、改性粉煤灰、硬脂酸钙加入搅拌釜中，控制搅拌釜的转速为200rpm，搅拌45min，得到二次混合物；其中，一次混合物、膨胀珍珠岩、纳米氮化硼、改性粉煤灰、硬脂酸钙的重量比为110:45:2:10:4；所述膨胀珍珠岩的堆积密度为50kg/m3，平均粒径为3mm；所述纳米氮化硼的粒径为400nm；所述改性粉煤灰的制备方法为：将粉煤灰、硬脂酸钡、六偏磷酸钠加入反应釜中，将反应釜抽真空至真空度为150pa，然后向反应釜通入混合气体至气体压力为0.15mpa，将反应釜的温度控制到160℃，然后开启搅拌并将搅拌速度控制到200rpm，搅拌50min后得到改性粉煤灰；其中，粉煤灰、硬脂酸钡、六偏磷酸钠的重量比为40:6:5；所述混合气体为氨气与氮气的混合气体，其中，氨气与氮气的体积比为3:5。
28.3.三次混合：将二次混合物、细砂、钢渣粉、普通硅酸盐水泥、玻化微珠、木质素磺酸钠、海藻酸钠加入搅拌釜中，控制搅拌釜的转速为220rpm，搅拌55min，得到三次混合物；其中，二次混合物、细砂、钢渣粉、普通硅酸盐水泥、玻化微珠、木质素磺酸钠、海藻酸钠的重量比为65:20:9:30:10:4:5；
所述普通硅酸盐水泥为p.o42.5硅酸盐水泥。
29.4.后处理：将三次混合物加入反应釜中，使用混合液的蒸汽对三次混合物进行熏蒸，所述混合液的蒸汽为，在饱和蒸气压下产生的蒸汽，熏蒸结束后，置于45℃下烘干，得到干砂，向干砂中加入水后混合均匀，得到大棚墙体保温砂浆；所述混合液为无水乙醇和二氯甲烷的混合液，其中，无水乙醇与二氯甲烷的重量比为1:3；所述三次混合物与混合液的重量比为10:1.2；所述干砂与水的重量比为100:45。
30.对比例1采用实施例1所述的大棚墙体用相变保温砂浆的制备方法，其不同之处在于：第1步一次混合步骤中省略改性剂的加入。
31.对比例2采用实施例1所述的大棚墙体用相变保温砂浆的制备方法，其不同之处在于：第2步二次混合步骤中使用粉煤灰代替改性粉煤灰。
32.对比例3采用实施例1所述的大棚墙体用相变保温砂浆的制备方法，其不同之处在于：省略第4步后处理步骤，即直接将三次混合物作为大棚墙体用相变保温砂浆。
33.试验例1按照jc/t2111-2012标准对实施例1-3和对比例1-3制备的大棚墙体用相变保温砂浆的相变温度、相变潜热、比热容进行测试，测试结果如下：试验例2按照jgj/t70-2009标准，对实施例1-3和对比例1-3制备的大棚墙体用相变保温砂浆的7d抗折强度、7d抗压强度、28d抗折强度、28d抗压强度、抗渗强度进行测试，测试结果如下：试验例3对实施例1-3和对比例1-3制备的大棚墙体用相变保温砂浆进行耐久性测试，测试方法及结果如下：分别将实施例1-3和对比例1-3制备的大棚墙体用相变保温砂浆进行冻融循环，具
体为置于-25℃下静置12h后，置于25℃下静置12h，然后重复冻融循环50次后，测试相变温度、7d抗折强度、7d抗压强度、28d抗折强度、28d抗压强度、抗渗强度，测试结果如下：试验例4对实施例1-3和对比例1-3制备的大棚墙体用相变保温砂浆进行热稳定性测试，测试方法及结果如下：将实施例1-3和对比例1-3制备的大棚墙体用相变保温砂浆置于60℃下静置10h，测试相变温度、7d抗折强度、7d抗压强度、28d抗折强度、28d抗压强度、抗渗强度，测试结果如下：除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
34.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。