本發明專利技術涉及一種高溫蓄熱混凝土材料的制備方法。其原料包括以玄武巖為粗骨料；鋁礬土熟料為細集料；以硅溶膠為膠結料，添加硅微粉、活性氧化鋁微粉、碳化硅粉、NaNO3/Al2O3復合膠囊微粒制備蓄熱材料。將上述原料先經干混均勻后，加6％～8％的水，再混合均勻后置于鋼模模具中，在振動臺上振動30～60s，在常溫下放置24h后脫模，在20～25℃溫度下干燥養護72h，然后在105～120℃溫度下烘烤24h，即得到能夠作為工業用高溫蓄熱材料。本發明專利技術選材合理，制備工藝先進，從而能夠生產出一種高溫蓄熱材料，該材料不僅使包括蓄熱、放熱效率等在內的綜合性能得到大幅度提高，同時也解決了熔融鹽相變易泄露腐蝕設備的問題。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及儲能材料領域，特別是涉及。
技術介紹
能源是人類社會生存和發展的重要物質基礎，目前我國消耗的能源主要來自于煤炭、石油、天然氣等不可再生能源。隨著我國經濟的發展，對能源的需求越來越大。構建穩定、經濟、清潔、安全的能源供應體系面臨著重大挑戰。我國作為制造業大國，每年需要消耗大量的能源，尤其是在水泥、鋼鐵、冶金等行業。但是在這些行業中，由于回收困難，導致大量的熱能白白排放到大氣中，導致能源的極大浪費。蓄熱材料的選擇對熱能回收技術至關重要，蓄熱材料的優劣及成本決定了熱能回收設施建設費用及運行成本的主要因素之一。目前要求蓄熱材料具有較高的能量密度；蓄熱材料與熱交換介質之間應有良好的熱傳導；化學相容性；力學穩定性等。目前蓄熱材料主要分為顯熱蓄熱材料、潛熱蓄熱材料和化學反應蓄熱材料。而潛熱蓄熱材料由于蓄熱密度大得到了廣泛的研究。目前作為高溫蓄熱材料的主要為熔融鹽，尤其是硝酸鹽，但熔融鹽有一個明顯的缺陷，就是其具有較強的腐蝕能力，在使用過程中，對熱交換管道和附屬設備有極大的腐蝕性，由此增加了蓄熱設施的運營成本，也降低了蓄熱系統的安全性和穩定性。為了降低熔融鹽對設備的腐蝕，目前學者對其進行了廣泛的研究，主要在熔鹽外面包裹一層其他耐腐蝕材料以提高耐腐蝕能力，該材料主要為高分子材料，其缺點是生產成本高，同時由于是高分子外層包裹，所以只能在較低溫度下使用，有一定的局限性。目前國內外對膠囊化材料有一定程度的研究。文獻1(李勇，郭蓓，黃官飛等.太陽能熱發電復合相變蓄熱材料的實驗研究.西安交通大學學報，2014，48 (3):49-53.)研究了無機鹽/膨脹石墨復合相變材料，其無機鹽為ΚΝ03和NaN03，但是其存在高溫時無機鹽泄漏問題。文獻2 (段武海.PEG相變微膠囊的制備及性狀分析.東華大學，2007.)以PEG-2000為芯材，聚丙烯腈(PAN)為殼材，利用反相乳液聚合中一個新的發展方向-核殼(種子)聚合原理，制備相變儲能微膠囊，但是存在應用溫度低問題。文獻3(柴卉，曾令可，劉平安等.包覆Si02的硬脂酸相變儲能材料的低熱固相化學合成及其熱性能.硅酸鹽學報，2007，35(11):1430-1433.)用低熱固相化學反應法，一步制備了表面包覆Si02的硬脂酸相變儲能納米粒子。但是存在應用溫度低問題。文獻4(趙亮，馬蕊英，孟祥蘭等.一種相變儲能材料的制造方法.申請號:CN201110350793.6.)公開了一種相變儲能材料的制造方法。該方法是將表面活性劑與石蠟制成乳液，將硅溶膠、乙醇與pH調節劑混合并調節pH值至9.5?13.0，然后將含硅溶膠的混合物滴入乳液中，經過濾、洗滌、干燥后，得到二氧化硅為囊壁的石蠟微膠囊相變儲能材料。其相變儲能材料為石蠟，存在應用溫度低等問題。文獻5(馬仝，于英杰.一種內嵌微膠囊相變材料型硬泡聚氨酯復合板.申請號:CN201320425854.5.)公開了一種內嵌微膠囊相變材料型硬泡聚氨酯復合板制備方法。其存在應用范圍窄問題。文獻6 (Yu SY, Wang XD, ffu DZ.Microencapsulat1n of n-octadecanephase change material with calcium carbonate shell for enhancement ofthermal conductivity and serving durability:Synthesis, microstructure, and performance evaluat1n.APPLIED ENERGY, 2014, 114:632-643.)通過自組裝方法制備了正十八烷/碳酸鈣核殼相變材料。文獻7(Chen KP，Yu XJ, Tian CR, etal.Preparat1n and characterizat1n of form-stable paraffin/polyurethanecomposites as phase change materials for thermal energy storage.ENERGYCONVERS1N AND MANAGEMENT, 2014，77:13-21.)制備了石蠟/聚氨酯復合相變材料。文獻 8(Trigui A, Karkri M, Krupa 1.Thermal conductivity and latent heat thermalenergy storage properties of LDPE/wax as a shape-stabilized composite phasechange material.ENERGY CONVERS1N AND MANAGEMENT, 2014, 77:586-596.)研究了低密度聚乙烯-石醋相變材料。文獻9 (Wang Y, Zhang Y, Xia TD, et al.Effects offabricated technology on particle size distribut1n and thermal properties ofstearic-eicosanoic acid/polymethylmethacrylate nanocapsules.SOLAR ENERGYMATERIALS AND SOLAR CELLS, 2014，120:481-490.)研究了硬脂酸-飽和脂肪酸 / 聚甲基丙烯酸甲酯納米膠囊化材料制備技術及方法。文獻10 (Zhao WH, Zheng Y, Sabol JC, etc.Thermal Energy Storage using Zinc as Encapsulated Phase Change Material.PROCEEDINGS OF THE ASME INTERNAT1NAL MECHANICAL ENGINEERING CONGRESS ANDEXPOSIT1N, 2011, V0L4, PTS A AND B，849-856.)通過在中高溫相變材料進行鍍鋅提高密封性，但是存在制備工藝復雜和成本高等問題。文獻ll(Latibari ST, Mehrali M, MehraliΜ, etc.Synthesis, characterizat1n and thermal properties of nanoencapsulatedphase change materials via sol-gel method .ENERGY, 2013，61:664-672.)通過溶膠-凝膠法制備了軟脂酸/二氧化硅核殼納米膠囊化相變材料。雖然上述專利和文獻報道的蓄熱材料較多，但是都存在一定的不足:有的制備工藝復雜，成本較高；有的蓄熱材料相變溫度低，使用范圍窄；有的蓄熱能力較差；本專利技術采用化學合成方法制備納米蓄熱復合材料，并將其應用于蓄熱混凝土，結合了兩種材料的優點，具有較大的應用潛力。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是:提供一種工業用高溫(300?500°C )蓄熱混凝土材料及其制備方法，該方法實用性強，其生產出的新型特種高溫用蓄熱材料，具有換熱效率高，蓄熱密度大，工作穩定等優異的綜合性能，能夠滿足作為工業用高溫蓄熱材料本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種工業用高溫蓄熱混凝土材料，其特征在于，所述蓄熱混凝土材料按重量百分比包括以下組分：玄武巖骨料30～45％，粒度5～20mm；鋁礬土熟料骨料20～45％，粒度1～5mm；硅溶膠5～10％，均通過80μm負壓篩；200目硅微粉3～8％；200目活性氧化鋁粉3～8％，200目碳化硅粉1～8％及NaNO3/Al2O3復合膠囊微粒8～10％；上述組分之和為100％，所述蓄熱混凝土材料還包括減水劑，所述減水劑占玄武巖、鋁礬土熟料、硅溶膠、硅微粉、活性氧化鋁粉、碳化硅粉及NaNO3/Al2O3復合膠囊微粒總質量的0.3～1.0％。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：周衛兵，朱教群，李儒光，程曉敏，李元元，原郭豐，唐文學，
申請(專利權)人：武漢理工大學，
類型：發明
國別省市：湖北;42
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