一種相變保溫隔熱復(fù)合材料及其制備方法，相變保溫隔熱復(fù)合材料包括二氧化鈦改性膨脹珍珠巖載體材料和水合無機(jī)鹽相變材料，水合無機(jī)鹽相變材料負(fù)載在二氧化鈦改性膨脹珍珠巖載體上；二氧化鈦改性膨脹珍珠巖載體材料包括多孔載體膨脹珍珠巖和載體改性材料二氧化鈦，水合無機(jī)鹽相變材料包括十二水合磷酸氫二鈉和成核劑，水合無機(jī)鹽相變材料為水合無機(jī)鹽溶液。本發(fā)明專利技術(shù)提供的相變保溫隔熱復(fù)合材料，以具有熱反射性能的金屬氧化物二氧化鈦對膨脹珍珠巖進(jìn)行改性，得到二氧化鈦表面改性的膨脹珍珠巖載體材料，以改性后的膨脹珍珠巖為基體材料吸附十二水合磷酸氫二鈉溶液得到復(fù)合相變材料，由此提高了復(fù)合相變材料的熱穩(wěn)定性、定型能力以及保溫隔熱性能。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及相變溫控，特別涉及一種相變保溫隔熱復(fù)合材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、建筑圍護(hù)材料的隔熱保溫性能的高低直接影響著室內(nèi)溫度波動幅度大小，進(jìn)而關(guān)系著建筑能源利消耗量。在夏季高溫天氣，太陽輻射強(qiáng)烈，建筑物屋頂所透過的熱量相對較多，通過屋頂與室外頻繁的熱交換易引起室內(nèi)制冷設(shè)備能耗的增加；選擇高效節(jié)能墻體保溫隔熱材料是實現(xiàn)建筑節(jié)能的重要途徑。
2、相變材料，是在相變溫度附近發(fā)生相的改變時（固、液、氣）能夠吸收和放出熱量，并且在這個過程接近恒溫的一類材料；有研究已證實將利用潛熱方式儲能的相變材料與冷屋頂結(jié)構(gòu)結(jié)合，可有效增加屋頂結(jié)構(gòu)的熱容值和熱惰性；水合無機(jī)鹽類相變材料廉價易得、無毒害且不燃等特性使其非常適合應(yīng)用于建筑儲能領(lǐng)域；然而，大部分水合無機(jī)鹽存在過冷、相分離、相變過程具有泄露性的問題，難以完全滿足實際應(yīng)用要求。
3、采用成核劑和增稠劑可以分別有效改善水合無機(jī)鹽類相變材料的過冷和相分離問題；而將相變材料和多孔支撐材料結(jié)合是一種有效的防泄漏措施；傳統(tǒng)的無機(jī)多孔類材料由于其大孔隙效應(yīng)難以長期保持高相變材料裝載量，并且因為熱反射性能不佳，無法有效對太陽輻射產(chǎn)生的熱量進(jìn)行阻隔。
4、因此，亟需開發(fā)一種兼具儲熱和隔熱的定型復(fù)合相變材料，對建筑屋頂?shù)谋睾透魺嵝阅苓M(jìn)行調(diào)控。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單、熱穩(wěn)定性高、保溫隔熱性能好、無泄漏現(xiàn)象、實用性強(qiáng)的相變保溫隔熱復(fù)合材料及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。
>2、按此目的設(shè)計的一種相變保溫隔熱復(fù)合材料，其特征在于：包括二氧化鈦改性膨脹珍珠巖載體材料和水合無機(jī)鹽相變材料，水合無機(jī)鹽相變材料負(fù)載在二氧化鈦改性膨脹珍珠巖載體上；二氧化鈦改性膨脹珍珠巖載體材料包括多孔載體膨脹珍珠巖和載體改性材料二氧化鈦，水合無機(jī)鹽相變材料包括十二水合磷酸氫二鈉和成核劑，水合無機(jī)鹽相變材料為水合無機(jī)鹽溶液。3、二氧化鈦改性膨脹珍珠巖載體材料的質(zhì)量百分含量為40%～50%。
4、多孔載體膨脹珍珠巖呈粒狀，粒度為20目，孔隙率為85%。
5、成核劑為九水硅酸鈉、五水硅酸鈉中的至少一種。
6、按此目的設(shè)計的一種相變保溫隔熱復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
7、1）、將鈦酸四丁酯緩慢溶解于無水乙醇中，制備原料溶液a；
8、2）、將去離子水滴加入無水乙醇形成混合溶液，并滴加冰醋酸和稀鹽酸溶液調(diào)節(jié)ph值得到水解溶液b；
9、3）、將原料溶液a逐滴緩慢加入水解溶液b中，反應(yīng)完全后形成淡黃色的二氧化鈦溶膠；
10、4）、將膨脹珍珠巖加入到二氧化鈦溶膠形成反應(yīng)溶液；
11、5）、將反應(yīng)溶液依次進(jìn)行陳化、烘干和煅燒處理，制備獲得二氧化鈦表面改性的膨脹珍珠巖載體材料；
12、6）、將成核劑加入十二水合磷酸氫二鈉中，加熱攪拌至融化，得到水合無機(jī)鹽相變材料；
13、7）、將二氧化鈦表面改性的膨脹珍珠巖載體材料與水合無機(jī)鹽相變材料混合得到相變保溫隔熱復(fù)合材料。
14、步驟1）中，原料溶液a中的鈦酸四丁酯和無水乙醇的體積比為1:4；步驟2）中，水解溶液b中的去離子水和無水乙醇的體積比為1:3，水解溶液b的ph值為3～4。
15、步驟3）中，原料溶液a與水解溶液b中所含的無水乙醇體積比為1:2；步驟4）中，膨脹珍珠巖與二氧化鈦溶膠反應(yīng)時間為20～40min。
16、步驟5）中，陳化處理時間為6h；烘干處理時間為12h，烘干溫度為80℃；煅燒處理時間為3h，煅燒溫度為900℃。
17、步驟6）中，成核劑加入質(zhì)量為十二水合磷酸氫二鈉質(zhì)量的1%～3%；加熱溫度為50℃；攪拌時間為30min。
18、步驟6）中，成核劑為九水硅酸鈉。
19、步驟7）中，將二氧化鈦表面改性的膨脹珍珠巖載體材料與水合無機(jī)鹽相變材料按照質(zhì)量比為1:1.5～1：1的比例混合吸附，吸附溫度為40℃，吸附時間為1h。
20、本專利技術(shù)提供的相變保溫隔熱復(fù)合材料，以具有熱反射性能的金屬氧化物二氧化鈦對膨脹珍珠巖進(jìn)行改性，得到二氧化鈦表面改性的膨脹珍珠巖載體材料，以改性后的膨脹珍珠巖為基體材料吸附十二水合磷酸氫二鈉溶液得到復(fù)合相變材料，由此提高了復(fù)合相變材料的熱穩(wěn)定性以及保溫隔熱性能。
21、本專利技術(shù)提供的相變保溫隔熱復(fù)合材料的制備方法，采用溶膠-凝膠法制備二氧化鈦凝膠溶液，然后將膨脹珍珠巖浸漬于二氧化鈦凝膠溶液中，經(jīng)過烘干、煅燒后得到具有熱反射性能的高孔隙改性膨脹珍珠巖，再利用熔融共混法使經(jīng)過二氧化鈦涂層改性后的膨脹珍珠巖吸附十二水合磷酸氫二鈉，制備得到十二水合磷酸氫二鈉/改性膨脹珍珠巖復(fù)合相變材料；所制備的復(fù)合相變材料兼具有隔熱、保溫和儲熱功能，制備工藝簡單，成本低廉，穩(wěn)定性強(qiáng)，相變過程無泄漏現(xiàn)象，適合應(yīng)用于屋頂?shù)冉ㄖS護(hù)結(jié)構(gòu)。
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【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種相變保溫隔熱復(fù)合材料，其特征在于：包括二氧化鈦改性膨脹珍珠巖載體材料和水合無機(jī)鹽相變材料，水合無機(jī)鹽相變材料負(fù)載在二氧化鈦改性膨脹珍珠巖載體上；二氧化鈦改性膨脹珍珠巖載體材料包括多孔載體膨脹珍珠巖和載體改性材料二氧化鈦，水合無機(jī)鹽相變材料包括十二水合磷酸氫二鈉和成核劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變保溫隔熱復(fù)合材料，其特征在于：二氧化鈦改性膨脹珍珠巖載體材料的質(zhì)量百分含量為40%～50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變保溫隔熱復(fù)合材料，其特征在于：多孔載體膨脹珍珠巖呈粒狀，粒度為18～22目，孔隙率為80～90%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變保溫隔熱復(fù)合材料，其特征在于：成核劑為九水硅酸鈉、五水硅酸鈉中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的相變保溫隔熱復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相變保溫隔熱復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟1）中，原料溶液A中的鈦酸四丁酯和無水乙醇的體積比為1:4；步驟2）中，水解溶液B中的去離子水和無水乙醇的體積比為1:3，水解溶液B的PH值為3～4。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相變保溫隔熱復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟3）中，原料溶液A與水解溶液B中所含的無水乙醇體積比為1:2；步驟4）中，膨脹珍珠巖與二氧化鈦溶膠反應(yīng)時間為20～40min。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相變保溫隔熱復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟5）中，陳化處理時間為5～7h；烘干處理時間為11～13h，烘干溫度為75℃～85℃；煅燒處理時間為2.5～3.5h，煅燒溫度為850℃～950℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相變保溫隔熱復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟6）中，成核劑加入質(zhì)量為十二水合磷酸氫二鈉質(zhì)量的1%～3%；加熱溫度為45℃～55℃；攪拌時間為25min～35min。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相變保溫隔熱復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟7）中，將二氧化鈦表面改性的膨脹珍珠巖載體材料與水合無機(jī)鹽相變材料按照質(zhì)量比為1:1.5～1：1的比例混合吸附，吸附溫度為35℃～45℃，吸附時間為0.8～1.2h。
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【技術(shù)特征摘要】
1.一種相變保溫隔熱復(fù)合材料，其特征在于：包括二氧化鈦改性膨脹珍珠巖載體材料和水合無機(jī)鹽相變材料，水合無機(jī)鹽相變材料負(fù)載在二氧化鈦改性膨脹珍珠巖載體上；二氧化鈦改性膨脹珍珠巖載體材料包括多孔載體膨脹珍珠巖和載體改性材料二氧化鈦，水合無機(jī)鹽相變材料包括十二水合磷酸氫二鈉和成核劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變保溫隔熱復(fù)合材料，其特征在于：二氧化鈦改性膨脹珍珠巖載體材料的質(zhì)量百分含量為40%～50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變保溫隔熱復(fù)合材料，其特征在于：多孔載體膨脹珍珠巖呈粒狀，粒度為18～22目，孔隙率為80～90%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變保溫隔熱復(fù)合材料，其特征在于：成核劑為九水硅酸鈉、五水硅酸鈉中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的相變保溫隔熱復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相變保溫隔熱復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：步驟1）中，原料溶液a中的鈦酸四丁酯和無水乙醇的體積比為1:4；步驟2）中，水解溶液b中的去離子水和無水...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：謝寧，陳姝，余澤宇，梁煒，
申請(專利權(quán))人：仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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