CN102850007A - 相变储能植物纤维复合保温板材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种相变储能植物纤维复合保温板材及其制备方法，由下列重量份数的原料制备而成：相变材料30～50份、植物纤维50～70份，所述相变材料采用芒硝、六水氯化钙、正辛酸和硬脂酸丁脂中的任意一种相变材料；所述植物纤维采用的是农作物秸秆，或稻草，或龙须草，可以就地取材，利用废物秸秆资源，变废为宝，并结合相变材料的储能特性，实现节能降耗，生产出具有防火阻燃，质量轻，抗压强度高，节能效果好，保温隔热隔音、无毒无害，绿色环保的优点。

Description

相变储能植物纤维复合保温板材及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑物墙体保温板材技术领域，具体涉及一种相变储能植物纤维复合保温板材及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的发展，能源短缺问题日益突出，建筑取暖耗费浪费严重，建筑节能已成为一个重要课题。 目前市场上已有的泡沫保温板材，是以塑料、橡胶等有机高分子材料为基材制成的泡沫保温板材。比如：挤塑板、聚丙烯泡沫板、聚苯板和聚氨酯板等，这种泡沫保温板材的基材来源是石油化工产品，不仅要耗费大量的能源、造成原料资源短缺、综合算账是耗能而不是节能，而且制作工艺复杂，成本高，且存在着不可克服的自然缺陷：不耐高温、易燃烧、抗老化差、释放有毒有害物质等。同时，这些保温板材还存在着蓄热系数小，不能实现热能的吸收、储存和释放的功能。随着能源新技术的发展，市场上陆续出现了具有良好的储能特性，并能有效改善环境温度的相变储能保温材料，将其与废弃的植物秸秆结合起来，变废为宝，这也是节能降耗研究的方向及新课题。秸秆是农作物的副产品，也是一种可以综合利用的重要生物资源，可用作工副业生产的原料等。农作物秸秆包括禾谷类、豆类、薯类、油料类、麻类，以及棉花、甘蔗、烟草、瓜果等多种作物的秸秆，随着农业生产和农村能源事业的发展，农作物秸秆资源出现了大量剩余，剩余秸秆的处理问题日渐凸显。部分农民采取了简单地焚烧或随意堆积，这种处理方式不但浪费了宝贵的自然资源，还带来了各种危害，造成大气污染和交通事故频发等，对人类健康和周围动植物的生态环境造成严重影响。因此，在建筑保温材料上，利用废物秸秆资源，变废为宝，实现节能降耗，也是一项利国利民的有效途径之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种可以就地取材，利用废物秸秆资源，变废为宝，并结合相变材料的储能特性，实现节能降耗，生产出具有防火阻燃，质量轻，抗压强度高，节能效果好，保温隔热隔音、无毒无害，绿色环保的相变储能植物纤维复合保温板材及其制备方法。

本发明的目的所采取的技术方案是：

一种相变储能植物纤维复合保温板材，其特征在于：由下列重量份数的原料制备而成：相变材料30～50份、植物纤维50～70份，所述相变材料采用芒硝、六水氯化钙、正辛酸和硬脂酸丁脂中的任意一种相变材料；所述植物纤维采用的是农作物秸秆，或稻草，或龙须草。

一种上述的相变储能植物纤维复合保温板材，其特征在于：按下述步骤进行：

步骤1、制备秸秆纤维料：将各类农作物秸秆或稻草或龙须草置入秸秆挤压搓丝机中，经该机的挤压、劈裂、揉搓、分丝制成丝绒状的秸秆短纤维料备用； 

步骤2、制备相变纤维混合料：按所述配比取相变材料，将其置入加热容器中，按其材料的熔点加热，融化成液体后，注入搅拌机中，按配比加入步骤1制成的秸秆短纤维料，搅拌均匀，取出晾干，制成相变纤维混合料； 

步骤3、防火防腐处理：将步骤2中的相变纤维混合料浸泡到硅溶胶溶液或液体氯化石蜡中，在常温下浸泡1～2小时后，捞出后离心甩干，再按物料的重量比加入10%的丙烯酸粘接剂及30～40%的增强材料，搅拌均匀，制成相变纤维封装料，所述增强材料采用水泥或石膏粉；

步骤4、将相变纤维封装料注置入模具中，放在压力机上，压制成板状，成为相变储能植物纤维复合保温板材。

本发明具有如下积极效果：

本发明的燃烧性能：B级，相变点相变焓值：供需双方约定，使用稳定性：循环1000次无渗漏，80℃下24h无渗漏。

本发明相变储能植物纤维复合保温板材，可用来做建筑保温隔墙板、保温装饰板、保温隔音隔热板或保温床板，板材中所含的相变材料，在设定的相变温度范围外能发生固态和液态的相变。当环境温度升高时，该相变材料将由固态向液态转变，并伴随吸收储存大量的热能；反之，环境温度降低时，该相变材料将由液态向固态转变，并向环境释放潜热，由此自然对室内环境的温度进行双向调节，起到优良的节能保温作用。采用的植物纤维主要是能够大大增加板材的抗拉、抗压强度，有效地防止板材的破碎和断裂，延长板材的使用寿命。同时采用水泥或石膏粉作为增强材料，水泥本身又具有较强的水硬性和胶结特性，能与其它原料很好地融合在一起，再加上有机粘接剂，使制成的板材具有质轻高强的特性。该板材通过各组分原料及其反应的协同作用，相得益彰，充分保持并优化了各自的优良特性，因此使板材的节能、环保、防火阻燃、防水防潮、抗压、抗拉、抗老化，以及使用寿命等综合技术性能达到较为理想的效果。

按照上述方案制作的相变储能植物纤维复合保温板材，其有益效果为：

（1）该板材的原料组分中加入的相变材料具有潜热高，相变过程可逆性好、膨胀收缩性小、过冷或过热现象少，相变温度范围在18~26℃，与人们生活环境适宜温度相适应，从而使制成的相变保温层具有良好的蓄热特性，能有效地改善室内的温度环境，节能效果显著。

 （2）该板材充分利用农作物秸秆等废弃物，将其用在建筑保温材料上，变为有用之材，达到将农作物秸秆等废弃物进行综合利用变废为宝的目的。而且，该板材的当量导热系数小于聚苯板的导热系数，与聚苯板相比承载力大，且与结构层结合紧密，不易发生龟裂现象，而且强度好、自重轻、环保性能好，其节能效果是聚苯板的1.3倍，能有效的避免在使用过程中的开裂、脱落现象，有效防止安全事故发生。

（3）该板材为绿色环保建材，无毒、无害、无污染，原料成本投入低，成本低廉，制作工序简单，可制成轻体保温隔墙板、保温装饰板、保温隔音隔热板等系列板材，市场需求广泛，应用面广。

具体实施方式

本发明的相变储能植物纤维复合保温板材，是发明人在长期实践经验总结的基础上，并通过对建筑材料学广泛而深细的研究和大量试验等创造性劳动的结晶成果，其各组分原料在下述重量份配比范围内均能得到较好的效果：该保温板材是由以下重量份配比的原料制成，相变材料30～50份、植物纤维50～70份，所述相变材料采用芒硝或六水氯化钙或正辛酸或硬脂酸丁脂其中任意一种相变材料；所述植物纤维采用的是各类农作物秸秆、稻草和龙须草。

下面结合实施例对相变储能植物纤维复合保温板材的制作方法做进一步说明。

实施例1、一种相变储能植物纤维复合保温板材，其特征在于：由下列重量克数的原料制备而成：相变材料30千克、植物纤维70千克，所述相变材料采用芒硝、六水氯化钙、正辛酸和硬脂酸丁脂中的任意一种相变材料；所述植物纤维采用的是各类农作物秸秆，或稻草，或龙须草。并且按下述步骤进行：

步骤1、制备秸秆纤维料：将各类农作物秸秆或稻草或龙须草置入秸秆挤压搓丝机（已申请专利，申请号：201120208596.6）中，经该机的挤压、劈裂、揉搓、分丝制成丝绒状的秸秆短纤维料备用； 

步骤2、制备相变纤维混合料：按上述配比取相变材料，将其置入加热容器中，按其材料的熔点加热，融化成液体后，注入搅拌机中，按上述配比加入步骤1制成的秸秆短纤维料，搅拌均匀，取出晾干，制成相变纤维混合料； 

步骤3、防火防腐处理：将步骤2中的相变纤维混合料浸泡到硅溶胶溶液中，在常温下浸泡1～2小时后，捞出离心甩干，再按物料的重量比加入10%的丙烯酸粘接剂及30～40%的增强材料，搅拌均匀，制成相变纤维封装料，所述增强材料采用水泥或石膏粉；

步骤4、将相变纤维封装料注置入模具中，放在压力机上，压制成板状，成为相变储能植物纤维复合保温板材。

实施例2、一种相变储能植物纤维复合保温板材，其特征在于：由下列重量克数的原料制备而成：相变材料50千克、植物纤维70千克，所述相变材料采用芒硝、六水氯化钙、正辛酸和硬脂酸丁脂中的任意一种相变材料；所述植物纤维采用的是各类农作物秸秆，或稻草，或龙须草。按下述步骤进行：

步骤1、制备秸秆纤维料：将各类农作物秸秆或稻草或龙须草置入秸秆挤压搓丝机中，经该机的挤压、劈裂、揉搓、分丝制成丝绒状的秸秆短纤维料备用； 

步骤2、制备相变纤维混合料：按所述配比取相变材料，将其置入加热容器中，按其材料的熔点加热，融化成液体后，注入搅拌机中，按配比加入步骤1制成的秸秆短纤维料，搅拌均匀，取出晾干，制成相变纤维混合料； 

步骤3、防火防腐处理：将步骤2中的相变纤维混合料浸泡到硅溶胶溶液中，在常温下浸泡1～2小时后，捞出晾干或甩干，再按物料的重量比加入10%的丙烯酸粘接剂及30～40%的增强材料，搅拌均匀，制成相变纤维封装料，所述增强材料采用水泥或石膏粉；

步骤4、将相变纤维封装料注置入模具中，放在压力机上，压制成板状，成为相变储能植物纤维复合保温板材。

实施例3、一种相变储能植物纤维复合保温板材，其特征在于：由下列重量克数的原料制备而成：相变材料30千克、植物纤维50千克，所述相变材料采用芒硝、六水氯化钙、正辛酸和硬脂酸丁脂中的任意一种相变材料；所述植物纤维采用的是各类农作物秸秆，，或稻草，或龙须草。按下述步骤进行：

步骤1、制备秸秆纤维料：将各类农作物秸秆或稻草或龙须草置入秸秆挤压搓丝机中，经该机的挤压、劈裂、揉搓、分丝制成丝绒状的秸秆短纤维料备用； 

步骤2、制备相变纤维混合料：按所述配比取相变材料，将其置入加热容器中，按其材料的熔点加热，融化成液体后，注入搅拌机中，按配比加入步骤1制成的秸秆短纤维料，搅拌均匀，取出晾干，制成相变纤维混合料； 

步骤3、防火防腐处理：将步骤2中的相变纤维混合料浸泡到硅溶胶溶液中，在常温下浸泡1～2小时后，捞出晾干或甩干，再按物料的重量比加入10%的丙烯酸粘接剂及30～40%的增强材料，搅拌均匀，制成相变纤维封装料，所述增强材料采用水泥或石膏粉；

步骤4、将相变纤维封装料注置入模具中，放在压力机上，压制成板状，成为相变储能植物纤维复合保温板材。

实施例4、一种相变储能植物纤维复合保温板材，其特征在于：由下列重量克数的原料制备而成：相变材料50千克、植物纤维50千克，所述相变材料采用芒硝、六水氯化钙、正辛酸和硬脂酸丁脂中的任意一种相变材料；所述植物纤维采用的是各类农作物秸秆，或稻草，或龙须草。按下述步骤进行：

步骤1、制备秸秆纤维料：将各类农作物秸秆或稻草或龙须草置入秸秆挤压搓丝机中，经该机的挤压、劈裂、揉搓、分丝制成丝绒状的秸秆短纤维料备用； 

步骤2、制备相变纤维混合料：按所述配比取相变材料，将其置入加热容器中，按其材料的熔点加热，融化成液体后，注入搅拌机中，按配比加入步骤1制成的秸秆短纤维料，搅拌均匀，取出晾干，制成相变纤维混合料； 

步骤3、防火防腐处理：将步骤2中的相变纤维混合料浸泡到硅溶胶溶液中，在常温下浸泡1～2小时后，捞出晾干或甩干，再按物料的重量比加入10%的丙烯酸粘接剂及30～40%的增强材料，搅拌均匀，制成相变纤维封装料，所述增强材料采用水泥或石膏粉；

步骤4、将相变纤维封装料注置入模具中，放在压力机上，压制成板状，成为相变储能植物纤维复合保温板材。

通过本发明的制作方法，使制成的相变储能植物纤维复合保温板材具有良好的蓄热特性以及防或性能和抗老化性能，具有质量轻、结合牢度强、抗压强度大、隔热保温、防水防潮、节能效果显著等优点。

Claims (2)

1.一种相变储能植物纤维复合保温板材，其特征在于：由下列重量份数的原料制备而成：相变材料30～50份、植物纤维50～70份，所述相变材料采用芒硝、六水氯化钙、正辛酸和硬脂酸丁脂中的任意一种相变材料；所述植物纤维采用的是农作物秸秆，或稻草，或龙须草。

2.一种如权利要求1所述的相变储能植物纤维复合保温板材，其特征在于：

按下述步骤进行：

步骤1、制备秸秆纤维料：将各类农作物秸秆或稻草或龙须草置入秸秆挤压搓丝机中，经该机的挤压、劈裂、揉搓、分丝制成丝绒状的秸秆短纤维料备用； 

步骤2、制备相变纤维混合料：按所述配比取相变材料，将其置入加热容器中，按其材料的熔点加热，融化成液体后，注入搅拌机中，按配比加入步骤1制成的秸秆短纤维料，搅拌均匀，取出晾干，制成相变纤维混合料； 

步骤3、防火防腐处理：将步骤2中的相变纤维混合料浸泡到硅溶胶溶液或液体氯化石蜡中，在常温下浸泡1～2小时后，捞出后离心甩干，再按物料的重量比加入10%的丙烯酸粘接剂及30～40%的增强材料，搅拌均匀，制成相变纤维封装料，所述增强材料采用水泥或石膏粉；

步骤4、将相变纤维封装料注置入模具中，放在压力机上，压制成板状，成为相变储能植物纤维复合保温板材。