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建筑節能中相變材料的運用探究
相變儲熱技術利用物質相變潛熱對能量進行科學貯存和利用，是理想的建筑節能方法，下面是小編搜集的一篇相關論文范文，歡迎閱讀參考。
引言
隨著人類生活水平的不斷提高，建筑能源消費增長迅速。以發展中國家為例，其建筑能源消費增量極為驚人，早就超過發達國家能源總消費量的20%[1].建筑節能已經成為能源安全與可持續發展戰略的重要環節，是當今活躍的研究方向之一[2,3].相變儲熱技術利用物質相變潛熱對能量進行科學貯存和利用，不僅能解決和緩解能量在時間、空間、強度及地點上轉換和供需的不匹配，既方便高效利用能源又利于節能減排，而且還具有溫控系統裝置簡單、維修管理方便和性價比高等優點，是理想的建筑節能方法[4-7].凡物理性質會隨溫度變化而改變，并能提供潛熱的物質，均是相變儲熱材料，簡稱為相變材料(Phase change materials,PCM).PCM是相變儲熱技術的核心物質，其性價比關系該技術的應用前景。因此，研究高性價比的PCM,往往是開發相變儲熱技術的關鍵。已有諸多文獻詳盡報道了PCM的研究進展[4-11],然而，只有少數文獻扼要介紹PCM的建筑節能應用[12,13].本文將系統介紹相變材料及其在建筑節能中的應用研究進展。
1、PCM的分類與選擇
1.1 PCM的分類
按化學成分，PCM可分為無機、有機和復合型3類;按相變形式，常分為固-液、固-固、液-氣和固-氣型4類;按相變溫度，又可分為低溫、中溫和高溫型3類;按儲熱方式，還可分為顯熱、潛熱及反應儲熱型3類[9].以下按化學分類法介紹PCM.
1.1.1無機PCM
無機PCM主要有水合無機鹽、無機鹽、熔鹽和金屬合金。水合無機鹽可用AB·nH2O通式表示，在相變時會脫水，并轉化成含水更少的鹽，其相變溫度一般低于100℃,適用作低溫PCM,主要有堿金屬、堿土金屬的水合鹵化物、氯酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽和醋酸鹽等，其中，以CaCl2·6H2O的性價比為最高，應用最廣[14].不一致熔融是此類PCM的通病，表現為釋放的水不足以完全溶解相變過程所形成的鹽，易產生密度差、相分離和沉淀等不利應用的負面問題，通常需加入膠凝劑或增稠劑加以解決。成核能力差，使用過程易出現過冷是它們的另一缺點，添加成核劑或保留少量晶體充當成核點是常用的克服方法。此外，它們在使用時一旦泄漏，還容易腐蝕設備與裝置。
無機鹽主要包括鋰、鈉、鉀、鋁和鎂的鹵化鹽、硝酸鹽、碳酸鹽及氧化物，可滿足190~1280℃的相變溫度需求[14].但是，單一無機鹽的熔程較窄，因不含有結晶水，所以通常會將多種無機鹽混合形成共晶熔鹽，這樣一則調節相變溫度和儲熱量，二則減少體積變化，改善傳熱并降低成本[15].熔鹽PCM具有飽和蒸汽壓低、使用溫度高、熱穩定性好、對流傳熱系數佳和價格低廉等優點，但是它們的導熱系數低、高溫腐蝕性強。鋁、銅、鎂、鋅的二元和三元合金，具有導熱性好、相變潛熱大、熱穩定性高，體積變化小和無過冷等優點，可以彌補前述無機鹽PCM的不足;但是它們的成本較高，也有高溫腐蝕性問題。
1.1.2有機PCM
按分子量，有機PCM多分為：(1)低分子類，如脂肪烴、脂肪酸、糖醇和酯等，主要發生固-液相變;(2)聚合物類，如聚烯烴、聚氨酯、聚多元醇以及它們的共聚物，主要發生固-固相變。固體成形好、腐蝕性小、過冷少且不易發生相分離是有機PCM的優點[5];但是它們的導熱系數小、熱穩定性差、可分解燃燒，且在使用過程中易發生泄漏或老化失效，往往需要添加導熱劑和封裝加以避免[8].
石蠟是最常用的有機PCM,具有CnH2n+2(20≤n≤40)分子通式，為直鏈烷烴混合物，其相變溫度會隨分子量增大而升高(4.5~68℃)，其熔融焓則隨組分不同而變化(152~244kJ/kg)[16];商用石蠟的相變溫度與熔融焓通常在55 ℃上下和200kJ/kg左右。石蠟無反應活性，不腐蝕金屬，使用金屬容器封裝比較安全;若選用高聚物尤其是聚烯烴容器，必須考慮其滲透與溶脹對容器性能的劣化影響。石蠟PCM最大的不足是熱導率太低，無法提供所需的熱交換比率，通常須添加導電性粒子加以克服[14].脂肪酸是非石蠟PCM的代表，其相變溫區為-15~81℃,相變焓范圍為45~210kJ/kg[8,17],常見的有辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸和硬脂酸等。脂肪酸PCM具有如下優點：(1)多來源于自然，可生物降解，污染小;(2)可全等熔化，熔融焓高;(3)化學及熱穩定好，在數以十萬計的熱(熔化/凍結)循環過程中無顯著熱解;(4)具有較佳的熔化-凍結重現性，很少或基本無過冷行為[17].然而，脂肪酸比石蠟貴，有輕度腐蝕性，并具有不愉快氣味。脂肪酸的酯衍生物可在較窄的溫度區間實現固-液轉變，并且其混合物還能形成共晶，類似于許多無機熔鹽，所以很少或基本無過冷行為。因此，酯也是潛在的理想PCM,常見的主要有硬、軟脂酸的甲酯、異丙酯、正丁酯、十六酯和甘油三酯等，以及它們的共熔混合物。值得注意的是，甘油三酯在應用時容易出現多態相變，而一元酯則不會[14].糖醇具有較高的相變溫區90~200℃,是潛在的中溫有機PCM,盡管已有四十多年的研究歷史，但至今受關注仍不高。木糖醇、赤蘚醇和甘露醇等是該家族中熔融焓較高的成員。聚乙二醇(PEG)擁有-CH2-CH2-O-重復單元，為半結晶聚合物，結晶度可達83.8%~96.4%[18],具有較高的熔融焓117~188kJ/kg[19,20],是聚合物類PCM的重要成員。
PEG的相變溫度為4~70℃,隨其分子量增加而升高;為拓寬其相變溫區，常將PEG和脂肪酸共混，同時共混還利于提高其熔融焓[21].
與多數有機PCM一樣，PEG最大的問題也是熱導率較低。
以上列舉的均是固-液型PCM,它們的相變體積變化大且易發生泄漏。固-固型PCM可以彌補它們的不足，但成本較高;多元醇、改性聚乙二醇、烷基銨、聚烯烴和聚氨酯等均可用作固-固PCM[14,22,23].季戊四醇、甘油、三羥甲基乙烷、三(羥甲基)氨基甲烷、新戊二醇和2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇等是常見的多元醇，它們在低溫下幾乎都呈異質相，但是當溫度升到其固-固相轉變溫度時，它們都會形成一個正面心立方晶相以吸收氫鍵能。改性聚乙二醇主要是指：
PEG與淀粉或纖維素(含纖維素酯及醚)的物理混合體或化學接枝物，它們的相變行為具有如下特點：(1)物理共混改性時，傾向于液-固相變，而化學接枝時，則易發生固-固相變[24];(2)PEG為共混物的少組分，方可實現完全固-固相變[25];(3)物理共混物的相變焓主要由其體系內氫鍵的強度和數量決定[26];(4)接枝改性PEG的相變主要發生在側鏈上的晶態與非晶態PEG間，并且其相變溫度還可通過改變側鏈PEG的分子量來調節[27].共聚合改性，可大大改善PEG的熱穩定性，但是難度大、成本高[23].讓多元醇、PEG分別與多異氰酸酯反應，均可衍生為聚氨酯 (PU);此類PU的相變行為與接枝改性PEG的類似[28].此外，有報道稱高密度聚乙烯和反式1,4-聚丁二烯也是潛在的固-固PCM[29].
1.1.3復合PCM
單一無機或有機PCM一般都有缺點。將性能具有互補性的兩種及以上材料復合，不僅可賦予材料更全面的性能，利于改善應用效果、拓寬使用范圍，而且能降低成本[10].因此，復合PCM往往更具實用價值和市場空間。按狀態通常將復合PCM分為混合PCM和定型PCM兩大類[9].前者制造簡單、相變溫度易調，但是容易泄漏，需要封裝，否則使用不安全[30];后者是利用膠囊、多孔或插層等基材作為支撐將相變物質包封于微小空間內，具有無需封裝、使用安全等優點，但是制備工藝復雜、成本高。
通過復合來強化傳熱是PCM研究的焦點，主要依托物理組合、物理共混、化學改性、微膠囊包封和納米復合等技術。所謂物理組合，是指根據實際需要在空間上對不同性能的PCM作特殊的排列與組合，主要有4種方式：(1)沿傳熱方向串聯不同的PCM;(2)沿 垂 直 傳 熱 方 向 并 聯 不 同 的PCM[31];(3)將PCM填入傳統材料的孔穴中[32];(4)金屬肋片與PCM同用。物理共混，是指通過添加微納米尺寸的金屬、石墨、碳纖維和聚苯胺等物質來改善PCM的導熱性能。
化學改性，主要是指：(1)二元或多元無機鹽的混合，(2)有機-無機接枝或雜化，(3)單體共聚合改性，(4)摻雜制備金屬合金。微膠囊包封，是以相變物質為芯，用金屬、陶瓷、高分子或聚合物等作膜壁將芯包埋在微小而密封的膠囊中[33];多以密胺樹脂、脲醛樹脂、酚醛樹脂和聚烯烴共聚物作膜壁;當壁材與相變物質極性接近時，也可以通過物理共混來包封，得到類似于微膠囊包封的PCM[34,35].納米復合，則是指利用特殊的納米尺寸效應，通過調節或改變聚集態結構，以改進PCM的綜合性能，包括儲能效率、使用壽命、力學性能和相變溫區等[36];例如，納米流體[37]和納米膠囊[38]等新型PCM性能優異，正引領著相變儲熱技術發展的新方向[39].
1.2 PCM的選擇通則
綜合權衡其在化學、熱力學、動力學和經濟性等多方面的性能，是選擇PCM的基本原則[11].首先，要有相對的化學穩定性，經反復使用性狀不發生質的改變;并且安全無毒害，不易燃爆，腐蝕性小，無揮發或擴散污染。其次，符合熱力學性能要求，熔沸點高，難揮發損失;密度大，單位體積儲熱量大，且相變過程體積變化小;導熱性好，相變溫度合適、潛熱高，且相態轉變均勻有序。再次，滿足動力學性能要求，相變速率快、可逆性好，結晶時速度要快，凝固時過冷度應小，熔化時宜無過飽和。最后，還要適應商業經濟規律，不僅要原料易得，成本低廉，而且還要滿足技術性能要求，具有良好的工業價值。然而，在實際中，很難研發或尋找完全符合上述原則的PCM,通常是優先考慮相變溫度合適、相變潛熱高和價格低廉，然后再去考慮其它因素。具有局部性能缺陷，是諸多PCM的共性，可采取特定技術措施加以克服[3137].
2、PCM在建筑節能中的應用
2.1 PCM在建筑節能中的作用
2.1.1免費供冷或供熱
免費供冷，即依靠PCM利用天然冷源為建筑制冷，適用于晝夜溫差較大以及常年或冷季仍需要供冷的建筑，如配電房、計算機房、大型商場以及大型辦公建筑內區等。
PCM在其中主要起按需存儲與釋放冷能的作用，通常是夜間凝固存儲冷能，而白天熔融釋放冷能(從照明、供暖和通風等系統吸收熱量，使建筑冷卻)[6].PCM免費供冷系統不僅節省人工制冷能耗，利于減少溫室氣體排放，而且還可改善人居舒適度。Walsh B P等[40]將水合無機鹽PCM引入工業蒸發冷卻系統，用于夜間免費存儲冷能，經模擬計算發現，PCM在高峰期可減少67%冷凍機組的運行。
Mosaffa A H等[41]用10mm的CaCl2·6H2O基PCM板將3.2mm矩形通氣孔隔開，設計了一種寬1.3m類似百葉窗的免費供冷系統，該系統能在25~36℃炎熱氣候下提供良好的舒適度。當然，也可依靠PCM利用天然熱源為建筑制熱，不妨稱之為免費供熱。值得強調的是，免費供熱在原理上同免費供冷是一樣的，只不過從節能效果上看，它節省的是人工供熱能耗，而后者節省的是人工制冷能耗。
2.1.2削峰填谷
削峰填谷主要是指將電力高峰負荷的用戶需求轉移到電力低谷負荷時段。通過電控系統使PCM建材在非高峰期存儲熱能或冷能，而在高峰期間將其釋放出來，是實現削峰填谷的主要途徑。削峰填谷可在很大程度上緩解建筑能量供求在時間和強度上不匹配的矛盾，對加強電力需求側管理以實現建筑節能具有重大意義。閆全英等[30]
往復合輻射供暖板的硅鈣板結構層中添加石蠟基PCM,大大提升了該地板的儲熱能力，經數值模擬分析發現用該地板構建的供暖系統不僅能節約電費，而 且還可以 起削峰填谷 作用。
Jin X等[42]將熔融溫度分別為38℃和18℃的PCM材料串聯，依次作為供熱 與制 冷層，獲得了具 有削峰填谷 功 能 的 雙 層PCM地板：當PCM熔融焓均為150kJ/kg時，該雙層PCM地板在高峰期供熱或制冷所放吸的能量分別比同質無PCM地板高41.1%和37.9%.
2.2 PCM在建筑中的節能方式
2.2.1被動式節能
被動式節能是指建筑物本身通過各種自然的方式來收集和儲存能量，使之與其周圍的環境形成能量自循環系統，而不需要耗能設備支持即能充分利用自然資源，進而可明顯減少傳統能耗，在現代建筑設計中往往被優先考慮[43].被動式建筑系統最大的不足就是容易過熱或過冷，用PCM建材完全或部分替代傳統建材，可顯著降低被動式建筑系統的過熱或過冷的年小時數，從而改善人居舒適度，并利于節能減排。
Sage-Lauck J S等[44]用儀表監控并研究一棟兩層復式公寓的室內環境質量指標和建筑能源使用狀況，該復式公寓呈鏡像平分為兩個單元，其中一個單元安裝有130kg的PCM,另一單元則沒有;經觀測數據分析和計算模擬評估，他們發現安裝PCM能將公寓全年的過熱小時數減少1/2,極大改善了舒適性。Castell A等[45]用石蠟填充的PCM磚構建被動式建筑節能系統，經比較研究發現，PCM磚較普通磚具有更好的儲熱能力，能緩沖溫度變化，減少主動供能干預，從而在單個夏季可節省15%的電耗，每年則會削減1~1.5kg/m2的CO2排量。
2.2.2主動式節能
主動式節能是指利用各種機動設備組成主動系統來收集、轉化和儲存能量，以充分利用太陽能、風能、水能、生物能等可再生 能源，同時 提高傳 統能 源的 使 用 效 率[43].利 用PCM良好的儲熱與散熱性能，構建主動式加熱、通風及空調系統，尤其適用于建筑節能[46].由于被動式和主動式節能方法相輔相成、密切聯系、難以界分，所以已被研究的主動式節能系統幾乎都是兼有被動式和主動式節能機制。將兩種節能機制聯用的潛在益處還在于既能提高節能效率，又可削減機動設備成本。李建等[47]設計了一種電加熱相變地板供暖系統，自下而上由保溫層、電加熱層、石蠟-石膏相變層和覆蓋層組成，集被動式和主動式節能機制于一體;該系統儲熱能力好，可平緩室內氣溫變化，能改善人居舒適度，且比普通地板供暖系統更省電。
Belmonte J F等[48]用石蠟基PCM復合的地板、天花板，搭建了兼有水力輻射制冷系統和空氣熱回收系統的模型房屋，并對其建筑能耗做了模擬研究，結果表明使用PCM可使模型房屋對制冷需求減少了50%以上。
2.3 PCM在建筑節能中的應用形式
將PCM與傳統建材復合成PCM建材后，再用于建造建筑，是PCM在建筑節能中的主要應用形式;常用復合方法有[13]:(1)直接加入法，將PCM與水泥、石膏、砂漿和混凝土等直接混合;(2)浸滲法，將混凝土、磚塊和墻板等浸泡在液相PCM中，通過毛細管作用吸收PCM;(3)封裝法，包括吸附封裝和微膠囊封裝，吸附封裝是以吸附和浸漬的方式將PCM吸附到膨潤土、膨脹石墨、膨脹珍珠巖等多孔材料中，制備成顆粒型PCM建材;微膠囊封裝則是往粒徑為1~1000μm的顆粒PCM表面包覆一層天然或人工合成的高分子薄膜，然后再將微膠囊PCM摻入、吸附或填充于傳統建材中。
2.3.1 PCM流體PCM流體主要由PCM顆粒和傳熱流體組成，可以相變微膠囊漿液或相變乳液形式存在;它為潛熱功能流體，具有兩相熱轉換，在相變溫度范圍內較傳統單相的熱流體具有更大表觀比熱，并且PCM流體還會顯著增大流體與管壁之間的傳熱速率，減少泵的質量流率和能量消耗。因此，PCM流體在加熱、通風、空調、制冷和熱交換等方面具有許多潛在的重要應用[49].已工程化應用的PCM流體主要有3類：(1)相變漿液，其相變元件是微膠囊或球狀的定形PCM,懸浮于傳熱流體中;(2)可熔乳液，用表面活性劑將PCM懸浮分散于流體載體中;(3)冰漿[50].
2.3.2 PCM砂漿
相對于普通砂漿，PCM砂漿往往具有更好的調溫、保溫和隔熱性能，更高的抗壓強度和碳化深度。柯倩倩等[51]用改性硅酸鈣粉末包覆的石蠟/膨脹珍珠巖PCM,與水泥砂漿復合獲得了PCM砂漿，該PCM砂漿具有良好的調溫性能，可以降低室溫波動和減小最大溫度值，并且PCM摻量越大，調溫效果越明顯。
VentolàL等[52]摻用5%~15%石蠟基PCM改善了石灰砂漿的綜合性能：相變焓增高了14.35~27.15kJ/kg,抗壓強度提升近2倍，碳化深度則升高超2倍。聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、叔碳酸乙烯酯、乙烯基共聚物等與傳統砂漿相容性好，若以這些聚合物作為PCM的微膠囊壁材，還可以改善砂漿的粘合性、抗裂性及韌性[12].然而，所摻的PCM若為可燃物或含有可燃包覆層，PCM砂漿的阻燃性能將會下降，故此時摻量不宜過大，例如商用GR27PCM的摻量高于25%時 較 易 燃，所 得PCM砂 漿 只 適 用 于 低 級 防 火 場合[53].
2.3.3 PCM混凝土
PCM混凝土的儲熱、散熱與調溫性能好，應用范圍廣，已受到20多年的高度關注[54].朱祥等[55]以稻稈、水玻璃膠和Na2SO4·10H2O為原料，經浸漬-模壓法，制備了PCM板，再將該板插入帶有槽型孔的混凝土磚中，得到PCM組合混凝土磚;經測試發現將預制的PCM板與混凝土多孔磚組合，能改善原混凝土磚的保溫性能，但是效果不顯著，主要是因為這種簡單方式的組合，一則無法達成PCM混凝土結構均一，易引發受熱與傳導的不均，二則PCM于混凝土的負載量受限，結果 其儲能 效 果 欠 佳。填 充 式 組 合 能 有 效 提 高PCM在混凝土中的負載量，因此更利于改善混凝土的保溫性能。
Karim L等[34]在100℃以上，將石蠟、13~15碳烷烴和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物作物理共混與包封處理，得相變溫度為27℃、熔融焓為110kJ/kg的石蠟基PCM;再將該石蠟基PCM填入混凝土空心地板(方形，28cm×28cm×3.75cm)的孔穴(圓柱形，直徑2.5cm,深28cm)中，制得能夠較好地緩沖溫度變化的PCM混凝土板，該板適用作輕質保溫建材。采用多孔材料吸收液體PCM,先制成相變骨料，再將骨料與普通混凝土復合，則更有利于克服結構不均的問題，從而益于獲得儲能效果更好的PCM混凝土。
張東等[56]將吸附硬脂酸丁酯的超輕膨脹粘土陶粒作相變骨料，研制出儲能功能與商業相變材料相當的PCM混凝土，能較好滿足實用要求。當然，選用多孔材料制作相變骨料時，一定要注意其結構特征對PCM吸附量的影響，因為由其衍生的PCM混凝土的儲能效果會隨PCM體積分數的增加而呈指數形式增加[56].
與PCM砂漿類似，引入PCM可能會劣化混凝土力學強度、長期穩定性和阻燃性能等;若原料及方法選用得當，這些劣化影響均可降至最低或消除[57].李宗津等[58]選用硅藻土作相變細骨料，研發石蠟相變水泥基復合材料，經測試發現該材料的綜合力學性能不僅大大好于普通混凝土，而且也明顯優于經聚乙烯醇纖維強化的同類水泥基復合材料，主要歸因于硅藻土具有火山灰活性，用其所制的含石蠟骨料與水泥具有很好的相容性;又由于采用細骨料，復合體結構的均勻性被明顯改善，所以該材料還具有儲能效果好和保溫性能高等優點。
Lecompte T等[59]則以17~20μm粒徑的十八烷為PCM,選取細顆粒的水泥、砂和礫石等作原料，采用先干粒料預混、再加入高效減水劑、后低速摻混PCM的三步工藝制備了PCM混凝土，經測試發現該PCM混凝土的保溫性能和力學強度均很好，這主要受益于嚴格選料及采用三步混合工藝。
2.3.4 PCM磚在制備免燒磚時直接摻入PCM,或將PCM填入多孔燒結磚的孔穴內，即可獲得PCM磚。摻混型PCM磚具有制備工藝簡單，熱性能易調節等優點，但是力學強度欠佳。填充型PCM磚含有燒結磚體，可保持良好力學強度，但是，PCM類型、填充量及填充位置均會影響其熱性能[60].Alawadhi EM等[61]將烷烴基PCM填入普通圓孔磚，研究了PCM類型、填充量及填充位置對所得PCM磚熱性能的影響，結果發現：正二十烷PCM的熱性能優于石蠟P116和正十八烷PCM;PCM磚調節室溫能力隨著PCM填充量的增加而變強;PCM填充于磚的中心線位置，既能保持磚的強度，又會賦予PCM磚較好的熱效能，可使室內熱通量較無PCM填充時減少17.55%.
2.3.5 PCM石膏
在等同的熱環境條件下，PCM石膏墻板比普通石膏墻板具有更強的蓄放熱與調溫能力，在內隔墻、內墻貼面、天花板和外圍護結構等有著廣泛的保溫節能應用價值[62,63].李鴻錦等[64]基于焓法數值模型，利用Fluent軟件模擬研究了月桂酸-癸酸基PCM石膏板于夏熱冬冷地區的隔熱性能與節能 效 益，結 果 表 明，該PCM石 膏 板 的 潛 熱 利 用 率 為38.7%,其所構成的墻體比普通墻體約節能27.6%.隨著PCM復合量的增加，PCM石膏建材的節能效率通常會變大，但是其力學強度、熱穩定性反隨之下降，因此，PCM復合量不宜過高[65,66].曾令可等[67]先采用溶膠-凝膠法制備脂肪酸/二氧化硅PCM,再將之與半水石膏粉和硅藻土等復合，制備了PCM石膏板，該板在PCM用量為15%時具有較好的綜合性能。
2.3.6 PCM陶瓷
黎濤等[68]以石蠟為芯材，水性環氧樹脂為壁材，通過化學聚合法先制得PCM膠囊，再將該膠囊填充空心陶瓷板的內夾層，經測試發現，引入PCM膠囊后，陶瓷板變得具有調溫性能，在吸熱與放熱過程的最大調溫值分別為3.7 ℃和3℃。
Pitie F等[69]則用SiC封裝硝酸鹽，制備了微尺寸PCM陶瓷，該陶瓷具有高溫相變、比表面積大和熱轉換效率高等特點。
2.3.7 PCM涂料
PCM涂料通常都是由微膠囊PCM與傳統涂料摻混而成，具有吸/放熱及保溫功能[70].于建香等[71]通過溶劑揮發法，用聚甲基丙烯酸甲酯包覆CaCl2·6H2O,先制得微膠囊PCM,再摻之到內墻涂料，制得自調溫PCM涂料;該涂料的相變焓隨著微膠囊PCM質量分數的增加而增大，但是以質量分數為15%時漆膜的綜合性能為最好。楊保平等[72]采用界面聚合法，以2,4-甲苯二異氰酸酯與四乙烯五胺的反應物為壁材包覆硬脂酸丁酯，制得聚脲微膠囊PCM,再將之作為填料加到防銹涂料中，獲得自調溫PCM防銹涂料。
Tan S J等[35]則是將石蠟和高密度聚乙烯于120 ℃均勻共混1h,獲得類似微膠囊化的PCM,再將其與聚氨酯復配制成自調溫PCM涂料，當微膠囊PCM復配達40%時，所得PCM涂料具有較好的粘接強度和抗熱震性能。
3 結語
全球建筑能源消費增長快速驚人，建筑節能已是能源安全與可持續發展的重要環節�；赑CM的相變儲熱技術，能方便需求側管理，益于能源高效利用，利于節能減排，是理想的建筑節能方法。相變溫度合適、相變潛熱高和價格低廉通常是選擇PCM的首要因素。多數PCM都具有局部性能缺陷，可采取特定技術措施加以克服。通過物理組合、物理共混、化學改性、微膠囊包封或納米復合等技術強化PCM導熱性，是PCM研究的重點。
PCM應用于建筑節能已有近40年的歷史，主要經歷了可行性篩選、復合工藝完善和制品實用化3大階段[73];至今已在自然能源利用、廢熱回收、智能溫控和工程保溫等方面得到良好應用[33].先將PCM吸收或封裝，再將之與傳統建材復合，是制備PCM建材的主要方法。目前，已有PCM流體、PCM砂漿、PCM混凝土、PCM磚、PCM石膏、PCM陶瓷和PCM涂料等PCM建材出現，它們都具有調溫性能，已被廣泛地應用于地板、墻壁和屋頂等建筑部分中，在節能中主要起免費供冷和削峰填谷作用，可采取主動式節能、被動式節能或者兩種方式兼有。
研發新技術克服PCM局部性能缺陷，發展綠色、阻燃及智能PCM建材將是本領域未來發展的主要方向。由于生產PCM建材的耗能高于傳統建材，所以在生命周期內深入考察PCM的節能功效、評價其環境影響，也會是該領域今后發展的重點方向[74].
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