一种低成本相变保温复合板及其制备方法
阅读说明：本技术 一种低成本相变保温复合板及其制备方法 (Low-cost phase-change thermal-insulation composite board and preparation method thereof ) 是由 罗亿江 林志华 戢超 池佩富 黄金登 于 2021-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低成本相变保温复合板,其由按重量份数计的以下原料制成：无机相变材料200-450份,多孔吸附材料30-80份,异氰酸酯150-220份,聚醚多元醇100份,有机硅稳定剂2-6份,三乙烯二胺4-10份,三氯-氟甲烷40-55份；还公开了一种低成本相变保温复合板的制备方法。本发明得所制得的相变保温复合板与目前市场上的相变材料相比,具有造价成本低、相变焓值较大、不易泄露、使用寿命长等特点。(The invention discloses a low-cost phase-change heat-insulation composite board which is prepared from the following raw materials in parts by weight: 200-450 parts of inorganic phase-change material, 30-80 parts of porous adsorption material, 220 parts of isocyanate, 100 parts of polyether polyol, 2-6 parts of organosilicon stabilizer, 4-10 parts of triethylene diamine and 40-55 parts of trichloro-fluoromethane; also discloses a preparation method of the low-cost phase-change heat-insulation composite board. Compared with the phase-change material in the current market, the phase-change heat-insulation composite board prepared by the invention has the characteristics of low manufacturing cost, large phase-change enthalpy value, difficult leakage, long service life and the like.)
技术领域
本发明涉及保温复合材料领域，具体涉及一种低成本相变保温复合板及其制备方法。
背景技术
相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力，以固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热，当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。相变材料主要包括无机相变材料、有机相变材料及复合相变材料三类，其中，无机类相变材料主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等，有机类相变材料主要包括石蜡、醋酸和其他有机物，复合相变材料既能有效克服单一的无机物或有机物相变材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围，因此，复合相变储能材料的研制已成为热门的研究课题。
目前市场上的复合相变储能材料，一般分为三种：第一种为外壳包裹的无机相变材料，此种相变材料的造价便宜，但是寿命短、外壳老化破损会引起泄露；第二种为微胶囊技术包裹有机相变材料，这种方法的成本高，限于目前技术不成熟，包裹量不大、焓值较低；第三种为多孔材料吸附相变材料，此方法在相变材料熔化时易泄露。
因此，市场上亟需寻找一种既安全可靠、不易泄露，成本又低的替代材料。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述现有技术的不足，提供一种低成本相变保温复合板及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种低成本相变保温复合板，其特征在于，由按重量份数计的以下原料制成：
无机相变材料200-450份，多孔吸附材料30-80份，异氰酸酯150-220份，聚醚多元醇100份，有机硅稳定剂2-6份，三乙烯二胺4-10份，三氯-氟甲烷40-55份。
在上述方案的基础上，进一步地，一种低成本相变保温复合板，还包括按重量份数计的以下原料：乙二胺聚醚多元醇30-50份。
在上述方案的基础上，进一步地，一种低成本相变保温复合板，还包括按重量份数计的以下原料：三（β-氯乙苯）磷酸酯25-40份。
在上述方案的基础上，进一步地，一种低成本相变保温复合板，还包括按重量份数计的以下原料：三（β-氯乙苯）磷酸酯25-40份，有机铝锡0.5-1.8份。
在上述方案的基础上，进一步地，所述无机相变材料包括Mn(NO3)2·6H2O、CaCl2·6H2O、LiNO3·3H2O、Na2SO4·10H2O、Na2CO3·10H2O、CaBr2·6H2O、Na2HPO4·10H2O、Zn(NO3)2·6H2O中的一种或多种。
在上述方案的基础上，进一步地，所述多孔吸附材料包括花泥粉末、多孔碳粉、聚丙烯酸钠中的一种或多种。
一种上述低成本相变保温复合板的制备方法，包括以下步骤：
a、将无机相变材料加热融化至液态，加入多孔吸附材料，混合后得到混合料A；
b、将步骤a所得到的混合料A与异氰酸酯、聚醚多元醇、有机硅稳定剂、三乙烯二胺、三氯-氟甲烷倒入容器中充分搅拌混合，得到混合料B；
c、将混合料B倒入预先加热好的模具中，放入烘箱中进行固化成型；
d、取出模具，进行脱模处理，得到相变储能保温复合板。
在上述方案的基础上，进一步地，步骤b中还可以加入乙二胺聚醚多元醇、三（β-氯乙苯）磷酸酯、有机铝锡中的一种或多种与混合料A进行充分搅拌混合。
在上述方案的基础上，进一步地，混合料B在烘箱60-75℃的温度下成型10-35min。
在上述方案的基础上，进一步地，步骤a中无机相变材料与多孔吸附材料通过搅拌的方式混合。
采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下优点：
本发明得所制得的相变保温复合板与目前市场上的相变材料相比，具有造价成本低、相变焓值较大、不易泄露、使用寿命长等特点，应用前景广阔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明公开了一种低成本相变保温复合板，其特征在于，由按重量份数计的以下原料制成：
无机相变材料200-450份，多孔吸附材料30-80份，异氰酸酯150-220份，聚醚多元醇100份，有机硅稳定剂2-6份，三乙烯二胺4-10份，三氯-氟甲烷40-55份。无机相变材料为相变保温复合板提供相变储能作用，多孔吸附材料作为相变材料的吸附载体，异氰酸酯和聚醚多元醇作为相变复合保温板的主要骨架，三氯-氟甲烷作为发泡剂，三乙烯二胺作为催化剂，有机硅稳定剂使板材发泡时泡孔更加细腻。
所述无机相变材料包括Mn(NO3)2·6H2O、CaCl2·6H2O、LiNO3·3H2O、Na2SO4·10H2O、Na2CO3·10H2O、CaBr2·6H2O、Na2HPO4·10H2O、Zn(NO3)2·6H2O中的一种或多种。所述多孔吸附材料包括花泥粉末、多孔碳粉、聚丙烯酸钠中的一种或多种。
在上述方案的基础上，一种低成本相变保温复合板，还包括按重量份数计的以下原料：乙二胺聚醚多元醇30-50份。
在上述方案的基础上，一种低成本相变保温复合板，还包括按重量份数计的以下原料：三（β-氯乙苯）磷酸酯25-40份。
在上述方案的基础上，一种低成本相变保温复合板，还包括按重量份数计的以下原料：三（β-氯乙苯）磷酸酯25-40份，有机铝锡0.5-1.8份。
本发明还公开了一种上述低成本相变保温复合板的制备方法，包括以下步骤：
a、将无机相变材料加热融化至液态，加入多孔吸附材料，混合后得到混合料A，其中，加入多孔吸附材料后，搅拌无机相变材料，使得二者充分混合，提高多孔吸附材料对无机相变材料的吸附率。
b、将步骤a所得到的混合料A与异氰酸酯、聚醚多元醇、有机硅稳定剂、三乙烯二胺、三氯-氟甲烷倒入容器中充分搅拌混合，得到混合料B。其中，步骤b中还可以加入乙二胺聚醚多元醇、三（β-氯乙苯）磷酸酯、有机铝锡中的一种或多种与混合料A进行充分搅拌混合。
c、将混合料B倒入预先加热好的模具中，放入烘箱中进行固化成型，其中，混合料B在烘箱60-75℃的温度下成型10-35min。
d、取出模具，进行脱模处理，得到相变储能保温复合板。
以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例一
①取Na2CO3·10H2O 250g,放入55℃烘箱中加热融化，用60g多孔碳粉进行吸附，吸附过程中搅拌混合加速吸附，得到混合料A。
②将步骤①所制得的混合料A与异氰酸酯180g、聚醚多元醇100g、有机硅稳定剂4g、三乙烯二胺8g、三氯—氟甲烷40g倒入容器中充分搅拌混合，得到混合料B，将混合料B倒入预先加热好的模具中，放置于70℃的烘箱中进行发泡、固化、成型，脱模后得到相变保温复合板。
③将相变保温复合板放入110℃高温环境下烘烤2小时，未见液体流出。经检测，相变保温复合板的密度为60kg/m³，抗压强度为100kPa，相变焓值为 97J/g。
实施例二
①取Na2CO3·10H2O 250g,放入55℃烘箱加热融化，用60g多孔碳粉进行吸附，吸附过程中搅拌混合加速吸附，得到混合料A。
②将步骤①所制得的混合料A与异氰酸酯180g、聚醚多元醇100g、乙二胺多元醇40g、有机硅稳定剂4g、三乙烯二胺8g、三氯—氟甲烷40g倒入容器中充分搅拌混合，得到混合料B，将混合料B倒入预先加热好的模具中，放置于70℃的烘箱中进行发泡、固化、成型，脱模后得到相变保温复合板。
③将相变保温复合板放入110℃高温环境下烘烤2小时，未见液体流出。经检测，相变保温复合板的密度为58kg/m³，抗压强度为180kPa，相变焓值为 93J/g。
实施例三
①取Na2CO3·10H2O 250g,放入55℃烘箱加热融化，用60g多孔碳粉进行吸附，吸附过程中搅拌混合加速吸附，得到混合料A。
②将步骤①所制得的混合料A与异氰酸酯180g、聚醚多元醇100g、有机硅稳定剂4g、三乙烯二胺8g、三（β-氯乙苯）磷酸酯30g、三氯—氟甲烷40g倒入容器中充分搅拌混合，得到混合料B，将混合料B倒入预先加热好的模具中，放置于70℃的烘箱中进行发泡、固化、成型，脱模后得到相变保温复合板。
③将相变保温复合板放入110℃高温环境下烘烤2小时，未见液体流出。经检测，相变保温复合板的密度为63kg/m³，抗压强度为220kPa，相变焓值为 90J/g。
实施例四
①取Na2CO3·10H2O 400g,放入55℃烘箱加热融化，用60g多孔碳粉进行吸附，吸附过程中搅拌混合加速吸附，得到混合料A。
②将步骤①所制得的混合料A与异氰酸酯180g、聚醚多元醇100g、有机硅稳定剂4g、三乙烯二胺8g、三（β-氯乙苯）磷酸酯30g、有机铝锡1.2g、三氯—氟甲烷40g倒入容器中充分搅拌混合，得到混合料B，将混合料B倒入预先加热好的模具中，放置于70℃的烘箱中进行发泡、固化、成型，脱模后得到相变保温复合板。
③将相变保温复合板放入110℃高温环境下烘烤2小时，未见液体流出。经检测，相变保温复合板的密度为61kg/m³，抗压强度为350kPa，相变焓值为 121J/g。
对比例一
①取Na2CO3·10H2O 250g,放入55℃烘箱加热融化，用60g多孔碳粉进行吸附，吸附过程中搅拌混合加速吸附。
②将步骤①所制得的混合料A与异氰酸酯180g、聚醚多元醇100g、三氯—氟甲烷40g倒入容器中充分搅拌混合，得到混合料B，将混合料B倒入预先加热好的模具中，放置于70℃的烘箱中进行发泡、固化、成型，脱模后得到相变保温复合板。
相变复合保温板制备过程中，未加入乙二胺聚醚多元醇、三乙烯二胺、有机铝锡、有机硅稳定剂、三（β-氯乙苯）磷酸酯，所制得的相变复合保温板放入110℃高温环境下烘烤2小时，会出现大量相变液体流出，包裹不完全。
对比例二
①取Na2CO3·10H2O 250g,放入55℃烘箱加热融化，用60g多孔碳粉进行吸附，吸附过程中搅拌混合加速吸附。
②将步骤①所制得的混合料A与异氰酸酯180g、聚醚多元醇100g、有机硅稳定剂4g、三氯—氟甲烷40g倒入容器中充分搅拌混合，得到混合料B，将混合料B倒入预先加热好的模具中，放置于70℃的烘箱中进行发泡、固化、成型，脱模后得到相变保温复合板。
相变复合保温板制备过程中，未加入乙二胺聚醚多元醇、三乙烯二胺、有机铝锡、三（β-氯乙苯）磷酸酯，所制得的相变复合保温板放入110℃高温环境下烘烤2小时，会出现大量相变液体流出，包裹不完全。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
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