一種高溫無機納米相變儲能水泥乳漿及配製方法

2023-06-07 09:31:06

一種高溫無機納米相變儲能水泥乳漿及配製方法
【專利摘要】本發明一種高溫無機納米相變儲能水泥乳漿及配製方法，屬於建築低碳節能【技術領域】，是由磷酸二氫鋁作壁材，以納米級7水硫酸鈷CoSO4·7H2O作芯材，以壁材包封芯材並與水泥加水調製加工成水泥乳漿，用於烘房水泥牆壁和地板的儲能保溫。
【專利說明】一種高溫無機納米相變儲能水泥乳漿及配製方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於建築低碳節能【技術領域】，具體地說是一種高溫相變納米儲能水泥乳漿及其製備方法。
【背景技術】
[0002]自然環境中每天產生大量的熱量，如:太陽能、動物體散發熱、燃燒熱、摩擦熱、物體運轉熱等。相變儲能材料是在其本身發生相變的過程中，吸收這些熱量的物質，並在需要時向環境釋放，而達到控制周圍環境溫度和節能的目的。按其化學組成可以分為:有機相變儲能材料、混合相變儲能材料和無機相變儲能材料。有機相變儲能材料具有化學穩定性好、相變溫度適中、無相分離等優點，然而，有機相變儲能材料導熱係數較低，致使其在儲能系統的應用中傳熱性能差，從而降低了系統的效能；混合相變儲能材料具有在一定範圍內可調的優點，但容易老化，經過幾次循環後就失去儲能效果；無機相變儲能材料具有使用範圍廣、導熱係數大、融解熱較大、貯熱密度大、相變體積變化小、毒性小、價格便宜等優點，深得人們青睞，因此這類無機儲能材料的製備和應用在專利申請方面越來越多，如:《一種無機鹽/陶瓷基高溫相變儲能材料的製備工藝》，申請號200510120619.7 ;《一種無機相變儲能材料》，申請號201210037753 ;《一種無機鹽/陶瓷基高溫相變儲能材料的製備工藝》，申請號CN200810065301.7 ;《一種高性能中溫無機相變儲能材料及其製備方法》，申請號201210557115等等。無機相變儲能材料通常存在過冷、非均勻融解和相分離等現象，致使應該儲能時不儲能，應該釋放能時不釋放能，系統中出現明顯分層，相變焓大大衰減。為了解決上述問題，發明人提出各種方案，如《一種儲熱介質及其用途》，申請號200610104583.8，提出硝酸鎂，氯化鎂和水組成共晶的鹽水化合物；《一種無機相變儲能材料》，申請號201210037753.0，採用在無機鹽水合物中加入成核劑和分散劑；《一種無機水合鹽相變儲能材料的製備方法》，申請號200810065301.7，採用在無機鹽水合物中加防過冷劑四硼酸鈉，這些方法雖然有一些效果，但也只局限於某些體系，在相變儲能材料選擇和使用存在一定的局限，本發明發明人研究發現，將無機鹽水合物相變儲能材料分散到納米級微粒，包裹成納米微膠囊 ，能很好地解決相變儲能材料的過冷和相分離問題，發明人根據這一發現和構思開發出一系列納米無機相變儲能材料，本發明就是開發的這種無機相變儲能材料之一。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在於將無機鹽水合物相變儲能材料分散到納米級微粒，並包裹在納米微膠囊中，克服相變儲能材料的過冷和相分離問題，開發出一系列與現有技術不同的無機相變儲能材料，滿足不同保溫，隔熱，儲能，調溫對象對不同無機相變材料性能的要求。
[0004]本發明一種高溫相變納米儲能水泥乳漿，是由磷酸二氫鋁作壁材，以納米級7水硫酸鈷CoSO4.7H20作芯材，以壁材包封芯材並與水泥加水調製加工成的一種水泥乳漿，其配方和重量配比為:7水硫酸鈷CoSO4.7H20 10kg;磷酸二氫鋁Al (H2PO4) 18_20kg;400或500號水泥10-12kg ;聚乙烯醇水液(10%ff/ff) 5kg ;水 5-10kg (注:溶解7水硫酸鈷CoSO4.7H20的水除外)。
[0005]本發明一種高溫相變納米儲能水泥乳漿的配製方法，是按下列步驟加工:
(1)稱取7水硫酸鈷CoSO4.7H20,按每60kg7水硫酸鈷CoSO4.7H20加水100kg，加熱60-70°C使全部溶解，加入二倍體積的無水乙醇，析出納米7水硫酸鈷CoSO4.7H20,離心分離，得納米7水硫酸鈷CoSO4.7H20材料，離心液回收乙醇；
(2)按配比稱取磷酸二氫鋁，其重量的1/5加水稀釋，將步驟(1)加入納米級7水硫酸鈷CoSO4.7H20加入，調勻，得納米無機相變儲能材料基料；
(3)將10%W/W聚乙烯醇水液加入到步驟(2)基料中，混勻；
(4)將餘下的水加入到步驟(3)，攪勻；
(5)按比例將500號水泥加入到步驟(4)，攪勻。
[0006]上述步驟(1)離心分離液回收乙醇。
上述水泥標號可根據實際要求調高或調低。
[0007]本發明產品特別適合現配現用。
[0008]本發明產品特別適宜牆壁和水泥板的儲能保溫，由於7水硫酸鈷CoSO4.7H20的熔點高，相變溫度高，特別適合於烘房和烤菸房等高溫房間牆壁和地板使用，又Al (H2P04) 3對紅外線的吸收和無機相變儲能材料對熱量的吸收，使塗有本水泥乳漿的牆壁和地板的房間起到保溫隔熱，儲能的效果。
發明效果:
1.本發明產品相變溫度96.8°C，儲熱密度160-500J/g，無毒，無腐蝕，特別適合於住房保溫，隔熱，儲能，調溫。
[0009]2.本發明產品工藝簡單，成本低質量易控，穩定。
[0010]3.反覆使用無相分離。
[0011]4.本發明通過快速反應，將無機鹽水合物迅速分散成納米級微粒，並被磷酸鋁包裹，無機鹽結晶水不易散失，微粒分子運動受到約束，有效控制了過冷和相分離的現象，是一種很好的相變儲能材料。
[0012]5.本發明是納米相變儲能材料與塗料的完美結合，具有廣泛的用途。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
(O稱取7水硫酸鈷CoSO4.7H20 IOkg,加水17kg，加熱60-70°C，使7水硫酸鈷CoSO4.7H20全部溶解，加入34kg無水乙醇，析出納米7水硫酸鈷CoSO4.7H20,離心分離，得納米7水硫酸鈷CoSO4.7H20材料，離心液回收乙醇；
(2)按配比稱取磷酸二氫鋁18kg，加3.6kg水稀釋，加入步驟(1)加入納米級7水硫酸鈷 CoSO4.7H20，調勻；
(3)將5kglO%W/W聚乙烯醇水液加入到步驟(2)，混勻；
(4)將餘下的1.4kg水加入到步驟(3)，攪勻；
(5)將10kg500號水泥加入到步驟(4)，攪勻。
[0014]實施例2(O稱取7水硫酸鈷CoSO4.7H20 IOkg,加水17kg，加熱60-70°C，使7水硫酸鈷CoSO4.7H20全部溶解，加入34k無水乙醇，析出納米7水硫酸鈷CoSO4.7H20,離心分離，得納米7水硫酸鈷CoSO4.7H20材料，離心液回收乙醇；
(2)按配比稱取磷酸二氫鋁20kg，加4kg水稀釋，加入步驟(1)加入納米級7水硫酸鈷CoSO4.7H20，調勻；
(3)將5kglO%W/W聚乙烯醇水液加入到步驟(2)，混勻；
(4)將餘下的6kg水加入到步驟(3),攪勻；
(5)將12kg500號水泥加入到步驟(4)，攪勻。
[0015]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，任何脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬於本發明技術方案的範圍內。
【權利要求】
1.一種高溫無機納米相變儲能水泥乳漿，其特徵是由磷酸二氫鋁作壁材，以納米級7水硫酸鈷CoSO4.7H20作芯材，以壁材包封芯材並與水泥加水調製加工成的一種水泥乳漿，其配方和重量配比為:7水硫酸鈷CoSO4.7H20 IOkg;磷酸二氫鋁Al (H2PO4) 18_20kg; 400或500號水泥10-12kg ;聚乙烯醇水液10%W/W5kg，水 5_10kg，不包括溶解7水硫酸鈷CoSO4.7H20 的水。
2.按照權利要求1所述的一種高溫無機納米相變儲能水泥乳漿的配製方法，其特徵是依次按下列步驟配製: (1)稱取7水硫酸鈷CoSO4.7H20,按每60kg7水硫酸鈷CoSO4.7H20加水100kg，加熱60-70°C使全部溶解，加入二倍體積的無水乙醇，析出納米7水硫酸鈷CoSO4.7H20,離心分離，得納米7水硫酸鈷CoSO4.7H20材料，離心液回收乙醇； (2)按配比稱取磷酸二氫鋁，其重量的1/5加水稀釋，將步驟(1)加入納米級7水硫酸鈷CoSO4.7H20加入，調勻，得納米無機相變儲能材料基料； (3)將10%W/W聚乙烯醇水液加入到步驟(2)基料中，混勻； (4)將餘下的水加入到步驟(3)，攪勻； (5)按比例將400或500號水泥加入到步驟(4)，攪勻。
3.根據權利要求1或2所述一種高溫無機納米相變儲能水泥乳漿的配製方法，其特徵是其特徵是步驟(1)離心分離液回收乙醇。
4.根據權利要求1或2所述的一種高溫無機納米相變儲能水泥乳漿及其配製方法，其特徵是水泥標號可根據實際要求調高或調低。
5.根據權利要求1所述的一種高溫無機納米相變儲能水泥乳漿，其特徵是用納米級7水硫酸亞鐵代替7水硫酸 鈷作芯材。
【文檔編號】B01J13/02GK103482909SQ201310387425
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月30日 優先權日:2013年8月30日
【發明者】李榮明, 駱相全 申請人:貴州中益能低碳節能科技股份有限公司