一種節能控溫地板磚的制備方法
【專利摘要】本發明公開一種節能控溫地板磚的制備方法，屬于建筑節能【技術領域】；此地板磚中復合有CaCl2·6H2O或Na2SO4·10H2O低溫相變蓄熱材料，通過相變材料在相變過程中的吸熱或放熱作用來調控室內的溫度。本發明首先制備出一種大孔氧化鋁載體，然后將相變蓄熱材料復合到氧化鋁的孔道中，最后通過免燒成型技術制備出地板磚，經過測試，此地板磚不僅具有良好的強度，同時還具有自動調節室溫的作用。
【專利說明】一種節能控溫地板磚的制備方法
【技術領域】
[0001]一種節能控溫地板磚的制備方法，屬于建筑節能【技術領域】。
【背景技術】 [0002]隨著社會的快速發展，全世界能源短缺問題日益加劇，可持續發展觀更加深入人心，節約能源己受到我國以及全世界的普遍關注，建筑是用能大戶，全世界有近30%的能源消耗在建筑物上，在我國，建筑能耗己超過全國能源消費總量的1/4，并且呈遞增趨勢，因此，從可持續發展戰略和能源發展戰略出發，如何在滿足使用者舒適度的基礎上，提高建筑對能源的利用效率，更好地利用自然能源，同時降低對外界的影響，亦即建筑節能的問題，是需要認真研究的課題。
[0003]當前我國推進建筑節能、發展綠色建筑是中國能源戰略的關鍵環節，中國政府已確立了以節能優先和提高能源利用效率為核心的能源發展戰略，政府的支持和建筑節能的勢在必行激勵了新節能技術的發展和新型節能建材的開發，比如根據當地的氣候特點，采用先進的建筑技術和材料，對作用于建筑物的聲、光、熱等自然因素進行系統調節，最大限度地降低建筑采暖和制冷的能源消耗。
[0004]蓄熱技術是調和熱能供給與需求在時間和空間上不相匹配矛盾的常用手段，特別是相變蓄熱技術以其蓄熱密度大、相變時溫度穩定、體積小、設計靈活等優點已在太陽能儲存和電子器件熱管理等諸多領域得到了廣泛的應用，水和鹽如CaCl2.6Η20和Na2SO4.IOH2O的相變溫度在30°C左右，正好可以用來調節室內溫度，本發明即是將相變蓄熱材料復合到多孔陶瓷材料中，然后利用免燒成型技術將此復合陶瓷材料與建筑材料相結合，從而制備出具有節能控溫作用的地板磚，即:當室內溫度過高時，地板磚中的蓄熱材料會融化從而吸收室內熱量，降低室內溫度，從而減少制冷設備的使用，同時當室內溫度過低時，地板磚中的蓄熱材料則會釋放出熱量，提升室內溫度，從而減低制暖設備的使用，現有地板磚一般強調的是強度，這里提供的是一種具有節能控溫作用地板磚的制備，與現有技術相比具有明顯優勢。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供節能控溫地板磚的制備方法，具體包括如下步驟:
(O向濃度為50(T600g/L的硝酸鋁溶液中滴加氨水直到硝酸鋁溶液完全生成氫氧化鋁凝膠，其中氨水的質量百分比濃度為2.5~3.5%，將生成的氫氧化鋁凝膠用蒸餾水洗滌3~5次，按1: 1.5~1:2.0的比例在氫氧化鋁凝膠中加入質量分數為55飛5%濃硝酸，然后以20(T300r/min的轉速攪拌10~20min得到混合物，將混合物在100~120°C的溫度下加熱3~5h，得到氧化鋁載體。
[0006](2)按蒸餾水、乳化劑、引發劑、緩沖劑質量比為1000:5:8:8~1000:7:10:10的比例將蒸餾水、乳化劑、引發劑加入到反應器中，加熱到75~85°C后按苯乙烯和蒸餾水的體積比為1:100的比例在反應器中加入苯乙烯，同時通入氮氣進行保護，f3h后加入引發劑，保溫f2h，得到聚苯乙烯微球懸浮液，所述乳化劑為對苯乙烯磺酸鈉、引發劑為K2S2O8，緩沖劑為 NaHCO3；
(3)按步驟(1)得到的氧化鋁載體與步驟(2)得到的聚苯乙烯微球懸浮液體積比為1:1~1: 1.5的比例混合得到共混物，按共混物與硝酸鋁溶液體積比為1:廣1:2的比例將硝酸鋁溶液加入到共混物中攪拌均勻，靜置20~30min后在60~100°C下干燥20~24h，然后在500~700°C下煅燒2~3h除去聚苯乙烯微球模板，即得大孔Al2O3陶瓷載體材料，其中硝酸鋁溶液的質量百分比濃度為25~30% ；
(4)將CaCl2.6H20、Na2SO4.IOH2O中的一種溶于蒸餾水中配置CaCl2.6H20或者Na2SO4.IOH2O的過飽和溶液，將步驟(3)所得的大孔Al2O3陶瓷載體材料在35~40°C下預熱15~30min后加入到配制好的過飽和溶液中浸潰40~50小時，使陶瓷材料完全浸沒在溶液中，過濾后30°C下干燥2(T24h得到陶瓷材料；
(5)按步驟(4)所得的陶瓷材料與水泥的質量比為1:1.5~1:3比例混合后攪拌均勻得到混合物，然后按混合物與水的質量比為1:0.3^1:0.5的比例加入水，攪拌均勻后放入模具中成型，然后脫模，用水養護3~7天即得節能控溫地板磚。
[0007]本發明的有益效果是:
經過測試，此地板磚不僅具有良好的強度，同時還具有自動調節室溫的作用，當夏季室外溫度在30~37°C時，室內溫度能保持在27°C以下，對于溫差較大的秋冬季節也能維持室溫在18°C以上，是一種新型的建筑節能材料。
【具體實施方式】
[0008]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步說明，但本發明的保護范圍并不限于所述內容。
[0009]實施例1
(O向濃度為500g/L的硝酸鋁溶液中滴加氨水直到硝酸鋁溶液完全生成氫氧化鋁凝膠，其中氨水的質量百分比濃度為2.5%，將生成的氫氧化鋁凝膠用蒸餾水洗滌3~5次，按1: 1.5的比例在氫氧化鋁凝膠中加入質量分數為55%濃硝酸，然后200r/min的轉速攪拌IOmin得到混合物，將混合物在100°C的溫度下加熱3h，得到氧化鋁載體；
(2)按蒸餾水、乳化劑、引發劑、緩沖劑質量比為1000:5:8:8的比例將蒸餾水、乳化劑、引發劑加入到反應器中，加熱到75°C后按苯乙烯和蒸餾水的體積比為1:100的比例在反應器中加入苯乙烯，同時通入氮氣進行保護，I h后加入引發劑，保溫lh，得到聚苯乙烯微球懸浮液，所述乳化劑為對苯乙烯磺酸鈉、引發劑為K2S2O8，緩沖劑為NaHCO3 ；
(3)按步驟(1)得到的氧化鋁載體與步驟(2)得到的聚苯乙烯微球懸浮液體積比為1:1的比例混合均勻后得到共混物，按共混物與硝酸鋁溶液體積比為1:1的比例將硝酸鋁溶液加入到共混物中攪拌均勻，靜置20~30min后在60°C下干燥20h，然后在500°C下煅燒2h除去聚苯乙烯微球模板，即得大孔Al2O3陶瓷載體材料，其中硝酸鋁溶液的質量百分比濃度為 25% ；
(4)將CaCl2.6Η20溶于蒸餾水中配置CaCl2的過飽和溶液，將步驟(3)所得的大孔Al2O3陶瓷載體材料在35°C下預熱15min后 加入到配制好的過飽和溶液中浸潰40小時，使陶瓷材料完全浸沒在溶液中，過濾后30°C下干燥20h得到陶瓷材料；(5)按步驟(4)所得的陶瓷材料與水泥的質量比為1:1.5比例混合后攪拌均勻得到混合物，然后按混合物與水的質量比為1:0.3的比例加入水，攪拌均勻后放入模具中成型，然后脫模，用水養護3天即得節能控溫地板磚。
[0010]實施例2
(O向濃度為600g/L的硝酸鋁溶液中滴加氨水直到硝酸鋁溶液完全生成氫氧化鋁凝膠，其中氨水的質量百分比濃度為3.5%，將生成的氫氧化鋁凝膠用蒸餾水洗滌5次，按1:2.0的比例在氫氧化鋁凝膠中加入質量分數為65%濃硝酸，然后以300r/min的轉速攪拌20min得到混合物，將混合物在120°C的溫度下加熱5h，得到氧化鋁載體；
(2)按蒸餾水、乳化劑、引發劑、緩沖劑質量比為1000:7:10:10的比例將蒸餾水、乳化劑、引發劑加入到反應器中，加熱到85°C后按苯乙烯和蒸餾水的體積比為1:100的比例在反應器中加入苯乙烯，同時通入氮氣進行保護，3h后加入引發劑，保溫2h，得到聚苯乙烯微球懸浮液，所述乳化劑為對苯乙烯磺酸鈉、引發劑為K2S2O8，緩沖劑為NaHCO3 ；
(3)按步驟(1)得到的氧化鋁載體與步驟(2)得到的聚苯乙烯微球懸浮液體積比為1:1.5的比例將步驟(1)得到的氧化鋁載體與步驟(2)得到的聚苯乙烯微球懸浮液混合均勻后得到共混物，按共混物與硝酸鋁溶液體積比為1:2的比例將硝酸鋁溶液加入到共混物中攪拌均勻，靜置30min后在100°C下干燥24h，然后在700°C下煅燒2h除去聚苯乙烯微球模板，即得大孔Al2O3陶瓷載體材料，其中硝酸鋁溶液的質量百分比濃度為30% ；
(4)將Na2SO4.IOH2O溶于蒸餾水中配置Na2SO4的過飽和溶液，將步驟(3)所得的大孔Al2O3陶瓷載體材料在40°C下預熱30min后加入到配制好的過飽和溶液中浸潰50小時，使陶瓷材料完全浸沒在溶液中，過濾后30°C下干燥24h得到陶瓷材料；
(5)按步驟(4)所得的陶瓷材料與水泥的質量比為1:3比例取步驟(4)所得的陶瓷材料與水泥混合后攪拌均勻得到混合物，然后按混合物與水的質量比為1:0.5的比例加入水，攪拌均勻后放入模具中成型，然后脫模，用水養護7天即得節能控溫地板磚。
[0011]實施例3
(O向濃度為550g/L的硝酸鋁溶液中滴加氨水直到硝酸鋁溶液完全生成氫氧化鋁凝膠，其中氨水的質量百分比濃度為3.0%，將生成的氫氧化鋁凝膠用蒸餾水洗滌4次，按1:1.75的比例在氫氧化鋁凝膠中加入質量分數為60%濃硝酸，然后以250r/min的轉速攪拌15min得到混合物，將混合物在110°C的溫度下加熱4h，得到氧化鋁載體；
(2)按蒸餾水、乳化劑、引發劑、緩沖劑質量比為1000:6:9:9的比例將蒸餾水、乳化劑、引發劑加入到反應器中，加熱到80°C后按苯乙烯和蒸餾水的體積比為1:100的比例在反應器中加入苯乙烯，同時通入氮氣進行保護，2h后加入引發劑，保溫1.5h，得到聚苯乙烯微球懸浮液，所述乳化劑為對苯乙烯磺酸鈉、引發劑為K2S2O8，緩沖劑為NaHCO3 ；
(3)按步驟(1)得到的氧化鋁載體與步驟(2)得到的聚苯乙烯微球懸浮液體積比為1:1.25的比例將步驟(1)得到的氧化鋁載體與步驟(2)得到的聚苯乙烯微球懸浮液混合均勻后得到共混物，按 共混物與硝酸鋁溶液體積比為1:1.5的比例將硝酸鋁溶液加入到共混物中攪拌均勻，靜置25min后在80°C下干燥22h，然后在600°C下煅燒2.5h除去聚苯乙烯微球模板，即得大孔Al2O3陶瓷載體材料，其中硝酸鋁溶液的質量百分比濃度為27% ；
(4)將Na2SO4.IOH2O溶于蒸餾水中配置Na2SO4的過飽和溶液，將步驟(3)所得的大孔Al2O3陶瓷載體材料在37°C下預熱22min后加入到配制好的過飽和溶液中浸潰40小時，使陶瓷材料完全浸沒在溶液中，過濾后30°C下干燥22h得到陶瓷材料；
(5)按步驟(4)所得的陶瓷材料與水泥的質量比為1:2.2比例取步驟(4)所得的陶瓷材料與水泥混合后攪拌均勻得到混合物，然后按混合物與水的質量比為1:0.4的比例加入水，攪拌均勻后放入模具 中成型，然后脫模，用水養護5天即得節能控溫地板磚。
【權利要求】
1.一種節能控溫地板磚的制備方法，其特征在于，具體包括如下步驟: (O向濃度為50(T600g/L的硝酸鋁溶液中滴加氨水直到硝酸鋁溶液完全生成氫氧化鋁凝膠，其中氨水的質量百分比濃度為2.5~3.5%，將生成的氫氧化鋁凝膠用蒸餾水洗滌3~5次，按1: 1.5~1:2.0的比例在氫氧化鋁凝膠中加入質量分數為55飛5%濃硝酸，然后以20(T300r/min的轉速攪拌10~20min得到混合物，將混合物在100~120°C的溫度下加熱3~5h，得到氧化鋁載體； (2)將蒸餾水、乳化劑、引發劑加入到反應器中，加熱到75~85°C后按苯乙烯和蒸餾水的體積比為1:100的比例在反應器中加入苯乙烯，同時通入氮氣進行保護，f3h后加入引發劑，保溫f2h，得到聚苯乙烯微球懸浮液； (3)按步驟(1)得到的氧化鋁載體與步驟(2)得到的聚苯乙烯微球懸浮液體積比為1:1~1: 1.5的比例混合得到共混物，按共混物與硝酸鋁溶液體積比為1:廣1:2的比例將硝酸鋁溶液加入到共混物中攪拌均勻，靜置20~30min后在60~100°C下干燥20~24h，然后在500~700°C下煅燒2~3h除去聚苯乙烯微球模板，即得大孔Al2O3陶瓷載體材料； (4)將CaCl2.6H20、Na2SO4.IOH2O中的一種溶于蒸餾水中配置CaCl2.6H20或者Na2SO4.IOH2O的過飽和溶液，將步驟(3)所得的大孔Al2O3陶瓷載體材料在35~40°C下預熱15~30min后加入到配制好的過飽和溶液中浸潰40~50小時，使陶瓷材料完全浸沒在溶液中，過濾后30°C下干燥2(T24h得到陶瓷材料； (5)按步驟(4)所得的陶瓷材料與水泥的質量比為1:1.5~1:3比例混合后攪拌均勻得到混合物，然后按混合物與水的質量比為1:0.3^1:0.5的比例加入水，攪拌均勻后放入模具中成型，然后脫模，用水養護3~7天即得節能控溫地板磚。
2.根據權利要求1所述的節能控溫地板磚的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述蒸餾水、乳化劑、引發劑、緩沖劑質量比為1000:5:8:8~1000:7:10:10。
3.根據權利要求1所述的節能控溫地板磚的制備方法，其特征在于:步驟(2)所述乳化劑為對苯乙烯磺酸鈉、引發劑為K2S2O8，緩沖劑為NaHC03。
4.根據權利要求1所述的節能控溫地板磚的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述硝酸鋁溶液的質量百分比濃度為25~30%。
【文檔編號】C04B14/02GK103755263SQ201410019812
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月16日 優先權日:2014年1月16日
【發明者】李孔齋, 寧培洪, 王 華, 魏永剛, 吳冬冬, 祝星, 鄭燕娥 申請人:昆明理工大學