一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板

《一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板》是馬鞍山十七冶工程科技有限責任公司於2015年8月07日申請的發明專利，該專利申請號為2015104801234，公布號為CN105060830A，專利公布日為2015年11月18日，發明人是錢元弟、雷團結、王孝平、李亞輝、黃維軍、陳賀、王慧。

《一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板》所述石膏牆板由以下原材料按照重量百分比配製而成：石膏膠凝材料20 ~60%，相變儲熱微膠囊10~25%，複合憎水劑1~7%，礦物微粉25~55%，秸稈纖維0.1~0.6%，粘結劑0.8 ~1.5%，激發劑1~5%，減水劑0.2~1.5%。該製備方法包括以下步驟：1）先將石膏膠凝材料、礦物微粉、秸稈纖維和激發劑加入反應釜中並加水拌合均勻得到物料A；2）依次將相變儲熱微膠囊、複合憎水劑、粘結劑、減水劑加入反應釜中再攪拌得到物料B；3）通過注漿泵將反應釜中物料B直接注入內表面帶有纖維水泥板的模具中，即製成相變儲熱石膏牆板。該發明具有適於潮濕環境下工作，生產工藝簡單，綠色環保的優點。

2019年5月16日，《一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。

基本介紹

• 中文名：一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板
• 公布號：CN105060830A
• 公布日：2015年11月18日
• 申請號：2015104801234
• 申請日：2015年8月7日
• 申請人：馬鞍山十七冶工程科技有限責任公司
• 地址：安徽省馬鞍山市雨山區天門大道中段528號
• 發明人：錢元弟、雷團結、王孝平、李亞輝、黃維軍、陳賀、王慧
• 代理機構：北京科億智慧財產權代理事務所
• 代理人：湯東鳳
• Int.Cl.：C04B28/14(2006.01)I、C04B18/24(2006.01)I、C04B24/02(2006.01)I、C04B24/26(2006.01)I、C04B24/42(2006.01)I
• 類別：發明專利

專利背景

隨著人類生活水平的提高，環保意識的增強，能源危機的逼近，建築節能日益受到人們的關注。現代建築向高層發展，普遍採用輕質材料（輕質石膏板、輕質水泥複合板等）作為圍護結構，但普通輕質材料的熱容小，導致室內溫度波動較大，這不僅造成室內熱環境不舒適，而且空調負荷增加，建築能耗上升。通過向輕質牆材（石膏牆板）中加入相變儲熱材料，製成具有較高熱容的輕質建材，以增加房屋的熱惰性，降低室內環境溫度波動，提高熱舒適度。

研究較多且可行的相變儲熱材料是固-液相變儲熱材料，就是利用固-液相變過程儲存和釋放熱能的材料，存在但其在實際使用中封裝的問題。截至2015年8月，以聚合物為外部膜材，相變材料為芯材的微膠囊技術，能很好地解決該問題，但是選用合適的外部膜材和相變材料，是由一大挑戰。

另外，石膏輕質牆板作為一種新型建築材料在現代建築中受到廣泛的套用。然而，要將相變儲熱材料加入石膏輕質牆板，還要解決石膏輕質牆板的耐水性差和抗折性較差兩大問題，因此有必要選用一種合適的憎水劑和增韌材料。

發明內容

專利目的

《一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板》克服2015年8月之前技術中的不足，提供一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板，其具有雙重防水性能、高抗滲性能、自愈修復能力、耐高水壓能力和快速修補裂縫能力，並且生產工藝簡單，成本低廉，綠色環保，與混凝土同壽命。

技術方案

《一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板》由以下原材料按照重量百分比配製而成：

石膏膠凝材料	20-60%
相變儲熱微膠囊	10-25%
複合憎水劑	1-7%
礦物微粉	25-55%
秸稈纖維	0.1-0.6%
粘結劑	0.8-1.5%
激發劑	1-5%
減水劑	0.2-1.5%

優選的，所述石膏膠凝材料為脫硫石膏、磷石膏、建築石膏中至少一種。

優選的，所述相變儲熱微膠囊包括相變材料和外部膜材，相變材料按重量份計為75%正十六烷和25%新戊二醇，外部膜材為玉米朊和秸稈纖維。

優選的，所述複合憎水劑包括二甲基環體矽氧烷、聚甘油脂肪酸酯和丙烯酸酯共聚物。

優選的，所述礦物微粉為鐵尾礦渣微粉、高爐礦渣微粉或鉛鋅尾礦渣微粉。

優選的，所述秸稈纖維的長度為0.5~3毫米，密度為300~550千克/立方米。

優選的，所述粘結劑為苯乙烯與丁二烯共聚膠粉；所述激發劑為菱鎂水泥或硫鋁酸鹽水泥。

優選的，所述減水劑為液狀脂肪族羥基磺酸鹽減水劑。

一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板的製備方法，包括以下步驟：

1）先將石膏膠凝材料、礦物微粉、秸稈纖維和激發劑加入反應釜中並加水拌合均勻得到物料A；

2）依次將相變儲熱微膠囊、複合憎水劑、粘結劑、減水劑加入反應釜中再攪拌得到物料B；

3）通過注漿泵將反應釜中物料B直接注入內表面帶有纖維水泥板的模具中，即製成相變儲熱石膏牆板。

改善效果

《一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板》的有益效果在於：

（1）該發明所述的耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板，具有強度高、防水性優異、隔音保溫、高韌性等特點，2小時的吸水率小於3%，適於潮濕環境下工作，各項性能均滿足建築用石膏牆板的要求，生產工藝簡單，安裝施工方便，成本低廉，綠色環保。

（2）該發明所含的相變材料的相變溫度在22~24℃之間，屬於人體的舒適溫度，由於相變物質在其物相變化過程中，可以從環境吸收或放出大量熱量，同時保持溫度不變，可以多次重複使用等優點，不僅可以提高牆體的保溫能力，節省採暖能耗，而且可以減小牆體自重，使牆體變薄，增加房屋的有效使用面積，因而具有廣闊的套用前景。

（3）該發明所含的由二甲基環體矽氧烷、聚甘油脂肪酸酯和丙烯酸酯共聚物組成的複合憎水劑，防水效果好，摻量小，不僅可以有效地形成憎水膜，而且強度、粘結性、軟化係數等均有很大的提高。

（4）利用秸稈纖維有良好的抵抗拉伸變形能力，比重較輕，使防水塗料更有韌性，而且我國具有豐富的秸稈資源，能節約大量資源，有利於人類的生存環境。

（5）該發明所含的激發劑會極大地提高產品的強度、耐磨、耐高低溫等。

（6）該發明所含的粘結劑為苯乙烯與丁二烯共聚膠粉，材料的韌性和穩定性很強，可提高石膏牆板的強度、抗凍和憎水性，降低吸水率。

（7）該發明所含的液狀脂肪族羥基磺酸鹽減水劑，減水率達到15~24%，減水效果非常好，不引氣，對凝結時間基本沒影響，與石膏的適應性很好，能與其他各種外加劑複合使用。

（8）該發明秸稈和礦渣微粉的大量套用，因此大大降低了成本，並實現固體廢棄物和農作物廢棄物的大量套用，有利於環保。

技術領域

《一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板》屬於建築材料技術領域，具體涉及一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板。

權利要求

1.《一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板》由以下原材料按照重量百分比配製而成：

石膏膠凝材料	20-60%
相變儲熱微膠囊	10-25%
複合憎水劑	1-7%
礦物微粉	25-55%
秸稈纖維	0.1-0.6%
粘結劑	0.8-1.5%
激發劑	1-5%
減水劑	0.2-1.5%

所述石膏膠凝材料為脫硫石膏、磷石膏、建築石膏中至少一種，所述相變儲熱微膠囊包括相變材料和外部膜材，相變材料按重量份計為75％正十六烷和25％新戊二醇，外部膜材為玉米朊和秸稈纖維，所述複合憎水劑包括二甲基環體矽氧烷、聚甘油脂肪酸酯和丙烯酸酯共聚物。

2.根據權利要求1所述的一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板，其特徵在於，所述礦物微粉為鐵尾礦渣微粉、高爐礦渣微粉或鉛鋅尾礦渣微粉。

3.根據權利要求1所述的一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板，其特徵在於，所述秸稈纖維的長度為0.5～3毫米，密度為300～550千克/立方米。

4.根據權利要求1所述的一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板，其特徵在於，所述粘結劑為苯乙烯與丁二烯共聚膠粉；所述激發劑為菱鎂水泥或硫鋁酸鹽水泥。

5.根據權利要求1所述的一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板，其特徵在於，所述減水劑為液狀脂肪族羥基磺酸鹽減水劑。

6.一種如權利要求1所述的耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟：

1）先將石膏膠凝材料、礦物微粉、秸稈纖維和激發劑加入反應釜中並加水拌合均勻得到物料A；

2）依次將相變儲熱微膠囊、複合憎水劑、粘結劑、減水劑加入反應釜中再攪拌得到物料B；

3）通過注漿泵將反應釜中物料B直接注入內表面帶有纖維水泥板的模具中，即製成相變儲熱石膏牆板。

實施方式

• 實施例1

該實施例各組分的重量百分數為：

石膏膠凝材料	45%
相變儲熱微膠囊	20%
複合憎水劑	2%
礦物微粉	30%
秸稈纖維	0.30%
粘結劑	0.90%
激發劑	1.40%
減水劑	0.40%

其中石膏膠凝材料為脫硫石膏，礦物微粉為鐵尾礦渣微粉，激發劑為菱鎂水泥。

• 實施例2

該實施例各組分的重量百分數為：

石膏膠凝材料	35%
相變儲熱微膠囊	16%
複合憎水劑	4%
礦物微粉	40%
秸稈纖維	0.40%
粘結劑	1.20%
激發劑	2.60%
減水劑	0.80%

其中石膏膠凝材料為建築石膏，礦物微粉為高爐礦渣微粉，激發劑為硫鋁酸鹽水泥。

• 實施例3

該實施例各組分的重量百分數為：

石膏膠凝材料	25%
相變儲熱微膠囊	10%
複合憎水劑	7%
礦物微粉	50%
秸稈纖維	0.60%
粘結劑	1.50%
激發劑	4.40%
減水劑	1.50%

其中石膏膠凝材料為氟石膏，礦物微粉為鐵尾礦渣微粉，激發劑為硫鋁酸鹽水泥。

性能指標\實施例	實施例1	實施例2	實施例3
28天抗折強度，兆帕	1.4	1.7	2
28天抗壓強度，兆帕	15	19	21
2小時吸水率，%	3	2.6	2.4
軟化係數	0.86	0.89	9.1
乾燥收縮值，毫米/米	0.42	0.39	0.38
導熱係數，瓦/米·開	0.11	0.13	0.16
空氣隔聲量（100毫米厚），分貝	46	49	47

從上表可知，根據該發明製備的防水塗料具有強度高、防水性優異、隔音保溫、高韌性等特點，各項指標均遠遠高於GB/T23451-2009標準要求，且2小時的吸水率小於3%，適於潮濕環境下工作。

榮譽表彰

2019年5月16日，《一種耐水型秸稈纖維增強的相變儲熱石膏牆板》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。