本发明涉及复合材料领域，具体的涉及一种高性能聚氯乙烯相变储热板材的制备方法。
背景技术：
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相变储热体，是一种能够把过程余热、废热及太阳能吸收并储存起来，在需要时再把它释放出来的一种储热体。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，相变储热体吸收并储存大量的潜热；当相变储热体冷却时，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。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。
目前，应用相变材料来制备储能材料的技术已有较快发展，但还存在着以下不足：(1)一般节能建筑领域应用的相变材料为有机相变材料，但有机相变材料的价格均在万元/吨以上，成本太高；(2)无机相变材料(如NaSO4·10H2O)具有很低的价格，约在1000元左右，但适用于建筑蓄能的无机相变材料均有过冷的特性，即出现当液态物质冷却到“凝固点”时并不结晶的现象。因此，降低无机相变材料的过冷度成为其适用性的关键因素之一；(3)被封装于囊材中的相变材料在相变时会产生液相，容易产生相变材料泄漏的问题，影响到相变材料储能的稳定性。
技术实现要素：
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本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种高性能聚氯乙烯相变储热板材的制备方法，该方法操作简单，制得的板材不仅具有优异的力学性能，且储热性能佳。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高性能聚氯乙烯相变储热板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)称量碳酸钠和碳酸钾，将其与去离子水混合搅拌至固体溶解，然后、放于烘箱中烘干，研磨，制得水合共晶盐；
(2)称量水合共晶盐和氧化镁混合，并使用球磨机球磨处理，过筛，得到水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料；
(3)称量氧化镁，并向氧化镁中加入PVB溶液，研磨处理，烘干后研磨，制得氧化镁粉体；
(4)称量上述制得的氧化镁粉体，放入模具中，刮平，放入网状模具，在网状模具的大格子里放入步骤(2)制得的水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料，小格子里放入步骤(3)制得的氧化镁粉体，再一次刮平后取出网状模具，最后在上面加入氧化镁粉体，刮平后，采用压力机对模具加压制得压坯；
(5)将上述制得的压坯放在马弗炉内进行高温烧结，制得相变储热材料；
(6)将聚氯乙烯、玄武岩纤维、消泡剂、交联剂、抗氧剂、润滑剂在混合机中混合，然后热压处理，制得板材基体，将制得的板材基体与相变储热材料复合粘结，制得板材。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)混合粉末中，所述碳酸钠、碳酸钾的质量分数分别为50-55％、45-50％。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述球磨的转速为200r/min，球磨时间为2h。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述氧化镁与PVB溶液的质量比为1:2。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述PVB溶液的质量浓度为4％。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述压制的条件为：压力为8t，保压时间为30s。
作为上述技术方案的优选，步骤(5)中，所述的相变储热材料为核-壳结构，该结构由外壳和内芯两部分组成，外壳材料为氧化镁粉体，内芯材料为水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料。
作为上述技术方案的优选，内芯材料中，所述水合共晶盐、氧化镁的重量份分别为水合共晶盐75-83份，氧化镁17-25份。
作为上述技术方案的优选，步骤(6)中，聚氯乙烯、玄武岩纤维、消泡剂、交联剂、抗氧剂、润滑剂、相变储热材料的用量以重量份计，具体为：聚氯乙烯45-60份、玄武岩纤维2-6份、消泡剂0.5份、交联剂1份、抗氧剂0.8-1.2份、润滑剂3份、相变储热材料5-11份。
作为上述技术方案的优选，步骤(6)中，所述热压处理的条件为120℃、13MPa压力下处理30min。
本发明具有以下有益效果：
本发明制得的板材加入了自制的相变储热材料，其为核壳结构，以水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料作为内芯，以氧化镁粉体作为外壳，外壳耐高温性能好，可有效防止内芯材料在高温下发生分解作用，制得的板材稳定性好，工作温度可达800℃以上；
而且本发明在板材中添加适量的玄武岩纤维，并合理调节各组分用量，制得的板材力学性能优异，制备简单，成本低；经检测，本发明制得的相变储热板，当其一表面被加热至50℃(热面)，对应的另一表面起始温度为14.5℃条件下(冷面)，冷面达到25℃的时间为15-18h，该板材具有优异的储热隔热性能。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种高性能聚氯乙烯相变储热板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)称量碳酸钠和碳酸钾，将其与去离子水混合搅拌至固体溶解，然后、放于烘箱中烘干，研磨，制得水合共晶盐；其中，碳酸钠、碳酸钾的质量分数分别为55％、45％；
(2)称量水合共晶盐和氧化镁混合，并使用球磨机在200r/min下球磨处理2h，过筛，得到水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料；其中，水合共晶盐75份，氧化镁17份；
(3)称量氧化镁，并向氧化镁中加入质量浓度为4％的PVB溶液，研磨处理，烘干后研磨，制得氧化镁粉体；其中，氧化镁与PVB溶液的质量比为1:2；
(4)称量上述制得的氧化镁粉体，放入模具中，刮平，放入网状模具，在网状模具的大格子里放入步骤(2)制得的水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料，小格子里放入步骤(3)制得的氧化镁粉体，再一次刮平后取出网状模具，最后在上面加入氧化镁粉体，刮平后，采用压力机才8t的压力下对模具加压30s，制得压坯；
(5)将上述制得的压坯放在马弗炉内进行高温烧结，制得相变储热材料；
(6)将聚氯乙烯、玄武岩纤维、消泡剂、交联剂、抗氧剂、润滑剂在混合机中混合，然后热压处理，制得板材基体，将制得的板材基体与相变储热材料复合粘结，制得板材；其中各组分用量以重量份计，分别为：聚氯乙烯45份、玄武岩纤维2份、消泡剂0.5份、交联剂1份、抗氧剂0.8份、润滑剂3份、相变储热材料5份；热压处理的条件为120℃、13MPa压力下处理30min。
实施例2
一种高性能聚氯乙烯相变储热板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)称量碳酸钠和碳酸钾，将其与去离子水混合搅拌至固体溶解，然后、放于烘箱中烘干，研磨，制得水合共晶盐；其中，碳酸钠、碳酸钾的质量分数分别为50％、50％；
(2)称量水合共晶盐和氧化镁混合，并使用球磨机在200r/min下球磨处理2h，过筛，得到水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料；其中，水合共晶盐83份，氧化镁17份；
(3)称量氧化镁，并向氧化镁中加入质量浓度为4％的PVB溶液，研磨处理，烘干后研磨，制得氧化镁粉体；其中，氧化镁与PVB溶液的质量比为1:2；
(4)称量上述制得的氧化镁粉体，放入模具中，刮平，放入网状模具，在网状模具的大格子里放入步骤(2)制得的水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料，小格子里放入步骤(3)制得的氧化镁粉体，再一次刮平后取出网状模具，最后在上面加入氧化镁粉体，刮平后，采用压力机才8t的压力下对模具加压30s，制得压坯；
(5)将上述制得的压坯放在马弗炉内进行高温烧结，制得相变储热材料；
(6)将聚氯乙烯、玄武岩纤维、消泡剂、交联剂、抗氧剂、润滑剂在混合机中混合，然后热压处理，制得板材基体，将制得的板材基体与相变储热材料复合粘结，制得板材；其中各组分用量以重量份计，分别为：聚氯乙烯60份、玄武岩纤维6份、消泡剂0.5份、交联剂1份、抗氧剂1.2份、润滑剂3份、相变储热材料11份；热压处理的条件为120℃、13MPa压力下处理30min。
实施例3
一种高性能聚氯乙烯相变储热板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)称量碳酸钠和碳酸钾，将其与去离子水混合搅拌至固体溶解，然后、放于烘箱中烘干，研磨，制得水合共晶盐；其中，碳酸钠、碳酸钾的质量分数分别为55％、45％；
(2)称量水合共晶盐和氧化镁混合，并使用球磨机在200r/min下球磨处理2h，过筛，得到水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料；其中，水合共晶盐77份，氧化镁20份；
(3)称量氧化镁，并向氧化镁中加入质量浓度为4％的PVB溶液，研磨处理，烘干后研磨，制得氧化镁粉体；其中，氧化镁与PVB溶液的质量比为1:2；
(4)称量上述制得的氧化镁粉体，放入模具中，刮平，放入网状模具，在网状模具的大格子里放入步骤(2)制得的水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料，小格子里放入步骤(3)制得的氧化镁粉体，再一次刮平后取出网状模具，最后在上面加入氧化镁粉体，刮平后，采用压力机才8t的压力下对模具加压30s，制得压坯；
(5)将上述制得的压坯放在马弗炉内进行高温烧结，制得相变储热材料；
(6)将聚氯乙烯、玄武岩纤维、消泡剂、交联剂、抗氧剂、润滑剂在混合机中混合，然后热压处理，制得板材基体，将制得的板材基体与相变储热材料复合粘结，制得板材；其中各组分用量以重量份计，分别为：聚氯乙烯53份、玄武岩纤维3份、消泡剂0.5份、交联剂1份、抗氧剂1.0份、润滑剂3份、相变储热材料7份；
热压处理的条件为120℃、13MPa压力下处理30min。
实施例4
一种高性能聚氯乙烯相变储热板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)称量碳酸钠和碳酸钾，将其与去离子水混合搅拌至固体溶解，然后、放于烘箱中烘干，研磨，制得水合共晶盐；其中，碳酸钠、碳酸钾的质量分数分别为53％、47％；
(2)称量水合共晶盐和氧化镁混合，并使用球磨机在200r/min下球磨处理2h，过筛，得到水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料；其中，水合共晶盐76份，氧化镁23份；
(3)称量氧化镁，并向氧化镁中加入质量浓度为4％的PVB溶液，研磨处理，烘干后研磨，制得氧化镁粉体；其中，氧化镁与PVB溶液的质量比为1:2；
(4)称量上述制得的氧化镁粉体，放入模具中，刮平，放入网状模具，在网状模具的大格子里放入步骤(2)制得的水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料，小格子里放入步骤(3)制得的氧化镁粉体，再一次刮平后取出网状模具，最后在上面加入氧化镁粉体，刮平后，采用压力机才8t的压力下对模具加压30s，制得压坯；
(5)将上述制得的压坯放在马弗炉内进行高温烧结，制得相变储热材料；
(6)将聚氯乙烯、玄武岩纤维、消泡剂、交联剂、抗氧剂、润滑剂在混合机中混合，然后热压处理，制得板材基体，将制得的板材基体与相变储热材料复合粘结，制得板材；其中各组分用量以重量份计，分别为：聚氯乙烯50份、玄武岩纤维3份、消泡剂0.5份、交联剂1份、抗氧剂0.9份、润滑剂3份、相变储热材料10份；
热压处理的条件为120℃、13MPa压力下处理30min。
实施例5
一种高性能聚氯乙烯相变储热板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)称量碳酸钠和碳酸钾，将其与去离子水混合搅拌至固体溶解，然后、放于烘箱中烘干，研磨，制得水合共晶盐；其中，碳酸钠、碳酸钾的质量分数分别为52％、48％；
(2)称量水合共晶盐和氧化镁混合，并使用球磨机在200r/min下球磨处理2h，过筛，得到水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料；其中，水合共晶盐80份，氧化镁21份；
(3)称量氧化镁，并向氧化镁中加入质量浓度为4％的PVB溶液，研磨处理，烘干后研磨，制得氧化镁粉体；其中，氧化镁与PVB溶液的质量比为1:2；
(4)称量上述制得的氧化镁粉体，放入模具中，刮平，放入网状模具，在网状模具的大格子里放入步骤(2)制得的水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料，小格子里放入步骤(3)制得的氧化镁粉体，再一次刮平后取出网状模具，最后在上面加入氧化镁粉体，刮平后，采用压力机才8t的压力下对模具加压30s，制得压坯；
(5)将上述制得的压坯放在马弗炉内进行高温烧结，制得相变储热材料；
(6)将聚氯乙烯、玄武岩纤维、消泡剂、交联剂、抗氧剂、润滑剂在混合机中混合，然后热压处理，制得板材基体，将制得的板材基体与相变储热材料复合粘结，制得板材；其中各组分用量以重量份计，分别为：聚氯乙烯52份、玄武岩纤维4份、消泡剂0.5份、交联剂1份、抗氧剂0.8份、润滑剂3份、相变储热材料10份；
热压处理的条件为120℃、13MPa压力下处理30min。
实施例6
一种高性能聚氯乙烯相变储热板材的制备方法，包括以下步骤：
(1)称量碳酸钠和碳酸钾，将其与去离子水混合搅拌至固体溶解，然后、放于烘箱中烘干，研磨，制得水合共晶盐；其中，碳酸钠、碳酸钾的质量分数分别为54％、46％；
(2)称量水合共晶盐和氧化镁混合，并使用球磨机在200r/min下球磨处理2h，过筛，得到水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料；其中，水合共晶盐81份，氧化镁23份；
(3)称量氧化镁，并向氧化镁中加入质量浓度为4％的PVB溶液，研磨处理，烘干后研磨，制得氧化镁粉体；其中，氧化镁与PVB溶液的质量比为1:2；
(4)称量上述制得的氧化镁粉体，放入模具中，刮平，放入网状模具，在网状模具的大格子里放入步骤(2)制得的水合共晶盐/氧化镁复合相变储热材料，小格子里放入步骤(3)制得的氧化镁粉体，再一次刮平后取出网状模具，最后在上面加入氧化镁粉体，刮平后，采用压力机才8t的压力下对模具加压30s，制得压坯；
(5)将上述制得的压坯放在马弗炉内进行高温烧结，制得相变储热材料；
(6)将聚氯乙烯、玄武岩纤维、消泡剂、交联剂、抗氧剂、润滑剂在混合机中混合，然后热压处理，制得板材基体，将制得的板材基体与相变储热材料复合粘结，制得板材；其中各组分用量以重量份计，分别为：聚氯乙烯55份、玄武岩纤维5份、消泡剂0.5份、交联剂1份、抗氧剂1.1份、润滑剂3份、相变储热材料11份；热压处理的条件为120℃、13MPa压力下处理30min。