一种无机纳米相变储能涂料及配制方法
【专利摘要】本发明是一种居室无机纳米相变储能涂料，属于建筑低碳节能【技术领域】,是以无机纳米储能材料和聚乙烯醇涂料配制加工而成，无机纳米相变储能材料芯材10水合硫酸钠Na2SO4·10H2O，相变温度32.4℃，适合家居内墙的保温，隔热，是纳米相变储能材料与涂料的完美结合，具有广泛用途。
【专利说明】一种无机纳米相变储能涂料及配制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑低碳节能【技术领域】，具体地说是一种无机纳米相变储能涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]自然环境中每天产生大量的热量，如:太阳能、动物体散发热、燃烧热、摩擦热、物体运转热等。相变储能材料是在其本身发生相变的过程中，吸收这些热量的物质，并在需要时向环境释放，而达到控制周围环境温度和节能的目的。按其化学组成可以分为:有机相变储能材料、混合相变储能材料和无机相变储能材料。有机相变储能材料具有化学稳定性好、相变温度适中、无相分离等优点，然而，有机相变储能材料导热系数较低，致使其在储能系统的应用中传热性能差，从而降低了系统的效能；混合相变储能材料具有在一定范围内可调的优点，但容易老化，经过几次循环后就失去储能效果；无机相变储能材料具有使用范围广、导热系数大、融解热较大、贮热密度大、相变体积变化小、毒性小、价格便宜等优点，深得人们青睐，因此这类无机储能材料的制备和应用在专利申请方面越来越多，如:《一种无机盐/陶瓷基高温相变储能材料的制备工艺》，申请号200510120619.7 ;《一种无机相变储能材料》，申请号201210037753 ;《一种无机盐/陶瓷基高温相变储能材料的制备工艺》，申请号CN200810065301.7 ;《一种高性能中温无机相变储能材料及其制备方法》，申请号201210557115等等。无机相变储能材料通常存在过冷、非均匀融解和相分离等现象，致使应该储能时不储能，应该释放能时不释放能，系统中出现明显分层，相变焓大大衰减。为了解决上述问题，发明人提出各种方案，如《一种储热介质及其用途》，申请号200610104583.8，提出硝 酸镁，氯化镁和水组成共晶的盐水化合物；《一种无机相变储能材料》，申请号201210037753.0，采用在无机盐水合物中加入成核剂和分散剂；《一种无机水合盐相变储能材料的制备方法》，申请号200810065301.7，采用在无机盐水合物中加防过冷剂四硼酸钠，这些方法虽然有一些效果，但也只局限于某些体系，在相变储能材料选择和使用存在一定的局限，本发明发明人研究发现，将无机盐水合物相变储能材料分散到纳米级微粒，包裹成纳米微胶囊，能很好地解决相变储能材料的过冷和相分离问题，发明人根据这一发现和构思开发出一系列纳米无机相变储能材料，本发明就是开发的这种无机相变储能材料之一。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于将无机盐水合物相变储能材料分散到纳米级微粒，并包裹在纳米微胶囊中，克服相变储能材料的过冷和相分离问题，开发出一系列与现有技术不同的无机相变储能材料，满足不同保温，隔热，储能，调温对象对不同无机相变材料性能的要求。由于涂料用于墙面的粉刷和装饰，对水泥墙面，白灰墙面及木板墙均可涂刷，因而含无机纳米相变储能材料、能对墙石起到保温隔热，储能的作用。
[0004]本发明一种无机纳米相变储能涂料，其特征是由无机纳米相变储能材料和聚乙烯醇涂料配制加工而成，所指无机纳米相变储能材料是指以无机纳米胶粉做壁材，以纳米无机水合盐相变储能材料作芯材，制成的无机纳米相变储能材料，所指芯材为10水合硫酸钠Na2SO4.10H2O,所指壁材是正硅酸乙酯Si (OC2H5) 4和硝酸锰Mn (NO3) 2水解而成的硅胶、二氧化锰粉，所指的聚乙烯醇涂料还包括水玻璃，钛白粉，六偏磷酸钠，各原料重量配比:
芯材:10水合硫酸钠Na2SO4.IOH2O 9-lOkg 壁材:正硅酸乙酯Si (OC2H5) 4和硝酸锰Mn (NO3) 29_10kg 摩尔比；正硅酸乙酯Si (OC2H5)4:硝酸锰Mn (NO3)2=I: I 重量比；壁材:芯材=1:1 水:85-102kg 聚乙烯醇:4-5kg
模数3.2的水玻璃Na2OnSiO2: 5_6kg 钛白粉:10-12kg 六偏磷酸钠:0.02-0.06kg。
[0005]本发明一种纳米相变储能涂料的制备方法，依次按下列步骤加工:
(1)称取10水硫酸钠Na2SO4.IOH2O,按每40kgl0水硫酸钠加水100kg，加热到30°C，使全部溶解，加入与水重量等重的无水乙醇，迅速加入正硅酸乙酯和硝酸猛，600-1000r/min转速进行搅拌2小时，静置离心分离，得无机纳米相变储能材料；
(2)称取聚乙烯醇和六偏磷酸钠,加入余下的水,加热至沸，使聚乙烯醇和六偏磷酸钠溶解，冷却得聚乙烯醇涂料；
(3)在步骤(2)冷却液中加入无机纳米相变储能材料，再加水玻璃，边加边搅拌，加完后，以900r/min快速搅拌2小时，得基料；
(4 )将钛白粉加入到基料中，充分搅拌均匀即可。
[0006]本发明产品适用于室内石灰墙，混凝土、木板的涂饰和保温隔热。
[0007]上述填充料可用立德粉，石膏粉或轻质碳酸钙的单质或混合物代替。
[0008]上述离心分离纳米级10水合硫酸钠Na2SO4.IOH2O后的离心液回收乙醇。
[0009]本发明产品，相变温度32.4°C，适合家居内墙的保温，隔热,本发明充分利用10水硫酸钠Na2SO4.10H2O具有适宜的相变温度，能溶于水而不溶于乙醇的特点，首先将其溶解在水中成为饱和溶液，然后加入无水乙醇，生产纳米10水硫酸钠Na2SO4.IOH2O,以纳米10水硫酸钠Na2SO4.IOH2O作为芯材，以正硅酸乙酯和硝酸锰水解的硅胶和二氧化锰粉作为壁材制成的无机纳米相变储能材料与涂料完美结合，用于住房墙壁的保温，隔热。
[0010]发明效果:
1.本发明产品相变温度32.4°C，储热密度160-500J/g，无毒，无腐蚀，特别适合于住房保温，隔热，储能，调温。
[0011]2.本发明产品工艺简单，成本低质量易控，稳定。
[0012]3.反复使用无相分离。
[0013]4.本发明通过快速反应，将无机盐水合物迅速分散成纳米级微粒，并被磷酸铝包裹，无机盐结晶水不易散失，微粒分子运动受到约束，有效控制了过冷和相分离的现象，是一种很好的相变储能材料。
[0014]5.本发明是纳米相变储能材料与涂料的完美结合，具有广泛的用途。【具体实施方式】
[0015]实施例1
(I)称取十水硫酸钠Na2SO4.IOH2O, 9kg，加水22.5kg,加热到30°C，使全部溶解，加入45kg无水乙醇,迅速加入正娃酸乙酯4.8kg和硝酸猛4.2kg, 600-1000r/min转速进行搅拌2小时，静置离心分离，得无机纳米胶粉做壁材，无机纳米水合盐为芯材的无机纳米相变储能材料，离心液回收乙醇。
[0016](2)称取聚乙烯醇4kg，六偏磷酸钠0.02kg，加水62.5kg，加热至沸，使聚乙烯醇和六偏磷酸钠溶解，冷却，得聚乙烯醇涂料。
[0017](3)在聚乙烯醇涂料中加入步骤(I)所得的无机纳米相变储能材料，再加模数为
3.2的水玻璃5kg，边加边搅拌，加完后，以900r/min快速搅拌2小时，得基料。
[0018](4)将填料钛白粉IOkg加入到基料中，充分搅拌均匀即可。
[0019]实施例2
(I)称取10水硫酸钠Na2SO4.IOH2O, 10kg，加水25kg,加热到30°C，使全部溶解，加入50kg无水乙醇,迅速加入正娃酸乙酯5.4kg和硝酸猛4.6kg, 600-1000r/min转速进行搅拌2小时，静置离心分离，得得无机纳米胶粉做壁材，无机纳米水合盐为芯材的无机纳米相变储能材料，离心液回收乙醇。
[0020](2)称取聚乙烯醇5kg,六偏磷酸钠0.06kg，加水77kg，加热至沸，使聚乙烯醇和六偏磷酸钠溶解，冷却，得聚乙 烯醇涂料。
[0021](3)在聚乙烯醇涂料中加入步骤(I)所得的无机纳米相变储能材料，再加模数为
3.2的水玻璃6kg，边加边搅拌，加完后，以900r/min快速搅拌2小时，得基料。
[0022](4)将填料钛白粉12kg加入到基料中，充分搅拌均匀即可。
[0023]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式的限制，任何脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种居室无机纳米相变储能涂料，其特征是由无机纳米储能材料和聚乙烯醇涂料配制加工而成，所指无机纳米相变储能材料是指以无机纳米胶粉做壁材，以纳米无机水合盐相变材料作芯材，制成的无机纳米相变储能材料，所指芯材为10水合硫酸钠Na2SO4.IOH2O,所指壁材是正硅酸乙酯Si (OC2H5) 4和硝酸锰Mn (NO3) 2水解而成的硅胶、二氧化锰粉，所指的聚乙烯醇涂料还包括水玻璃，钛白粉，六偏磷酸钠，各原料重量配比: 芯材:10水合硫酸钠Na2SO4.IOH2O 9-lOkg 壁材:正硅酸乙酯Si (OC2H5) 4和硝酸锰Mn (NO3) 29_10kg 摩尔比:正硅酸乙酯Si (OC2H5)4:硝酸锰Mn (NO3)2=I: I 重量比:壁材:芯材=1:1 水:85-102kg 聚乙烯醇:4-5kg 模数3.2的水玻璃Na2OnSiO2 5_6kg 钛白粉10-12 kg 六偏磷酸钠0.02-0.06 kg。
2.根据权利要求1所述的一种无机纳米相变储能涂料的配制方法，其特征是依次按下列步骤加工而成: (1)称取10水硫酸钠Na2SO4.IOH2O,按每40kgl0水硫酸钠加水100kg，加热到30°C，使全部溶解，加入与水重量等重的无水乙醇，迅速加入正硅酸乙酯和硝酸猛，600-1000r/min转速进行搅拌2小时，静置离心分离，得无机纳米相变储能材料； (2)称取聚乙烯醇和六偏磷酸钠,加入水,加热至沸,使聚乙烯醇和六偏磷酸钠溶解,冷却得聚乙烯醇涂料； (3)在步骤(2)冷却液中.加入无机纳米相变储能材料，再加水玻璃，边加边搅拌，加完后，以900r/min快速搅拌2小时，得基料； (4 )将钛白粉加入到基料中，充分搅拌均匀即可。
3.按照权利要求1所述一种纳米相变储能涂料的制应用，其特征是适用于室内石灰墙，混凝土、木板的涂饰和保温隔热。
4.根据权利要求1所述的一种纳米相变储能涂料，其特征是填充料可用立德粉，石膏粉或轻质碳酸钙的单质或混合物代替。
5.根据权利要求1或2所述的一种纳米相变储能涂料及配制方法，其特征离心分离纳米级10水合硫酸钠Na2SO4.IOH2O后的离心液回收乙醇。
【文档编号】C09D7/12GK103468071SQ201310387467
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】李荣明, 骆相全 申请人:贵州中益能低碳节能科技股份有限公司