[發明專利]一種農用低溫相變蓄熱材料及制備方法

有效

• 申請號: 201610154881.1
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN105733517B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 蔣希芝;夏禮如;徐磊
• 申請（專利權）人: 江蘇省農業科學院
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;A01G9/24
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙) 32251
• 代理人: 陸金星

本發明公開了一種農用低溫相變蓄熱材料及其制備方法，具體為將結晶磷酸氫二鈉與水混合，于50～80℃下溶解得到磷酸氫二鈉水溶液；然后加入鉀鹽和銨鹽，于30～80℃下溶解得到混合液；然后調節混合液溫度為5～30℃；接著篩濾混合液，取篩下物置于鼓風烘箱中，于20～45℃烘干，即得到農用低溫相變蓄熱材料。本發明制備的農用低溫相變蓄熱材料相變溫度為15.1～34℃，相變潛熱范圍為160～200J/g，過冷度為0.5～2℃，蓄熱、放熱效率高；并且制備方法簡易，可適用于農用日光溫室、連棟大棚、塑料單體大棚等設施栽培。

技術領域

本發明涉及一種農用相變蓄熱材料，具體涉及一種以磷酸氫二鈉結晶化合物為主要蓄熱相變材料，添加鉀鹽、銨鹽以及水的農用低溫相變蓄熱材料及制備方法。

背景技術

溫室大棚是現代設施農業中一個重要的生產方式。然而，由于冬季氣候特別寒冷，現有的溫室大棚難以維持冬季作物的生長，溫室內溫度不足將導致作物凍害，降低作物產量和農產品質量，因此，尋求綠色經濟的溫室增溫措施已成為寒冷季節溫室生產的關鍵問題。太陽能是未來最理想的能源，但由于受季節和晝夜天氣變化的影響，其直接利用受到限制。因此，太陽能的充分利用主要依賴于有效的儲熱方式。

蓄熱材料，是指一種可以在特定的條件下將一定形式的熱量貯存起來，并能在特定的條件下加以釋放和利用的物質材料。蓄熱材料一般必須具有可逆性好、貯能密度高、可操作性強等特點。相變蓄熱材料利用物質在相變過程中吸熱放熱進行儲存釋放潛熱，按其使用相變溫度劃分為高溫（高于450℃）、中溫（100～450℃）、低溫（0～100℃）和超低溫（低于0℃）等4類，其中低溫相變材料為農業溫室大棚有效儲熱開辟了新的途徑，能大大提高溫室太陽能利用率，減少溫室散熱量，增強室內熱量調節功能。因此相變材料具有很廣闊的發展前景。

國內外對農用溫室大棚相變材料的研究集中在無機水合鹽、石蠟、脂肪酸以及它們的復合物，先后對以CaCl₂·6H₂O、Na₂SO₄·10H₂O、石蠟和聚乙二醇等為主要相變蓄熱材料進行了研究。中國專利申請CN201210003218.3公開了一種復合型相變蓄熱材料，由蓄熱劑、相變溫度調節劑、結晶成核劑、懸浮增稠劑、溶劑五種類型原料組成，制備的Na₂SO₄·10H₂O復合相變蓄熱材料相變溫度為24～32℃，相變潛熱小于170J/g，過冷度3～5℃，其相變溫度偏高，蓄熱較少，過冷度高；中國專利申請CN200610032662.2公開了一種聚乙二醇/二氧化硅復合定形相變材料，制備的聚乙二醇相復合相變材料相變溫度67℃左右，相變潛熱約為140J/g，相變溫度高，相變潛熱較低；中國專利申請CN201410803518.9公開了一種中溫用相變蓄熱材料由己二酸、稀土氧化物、石墨烯以及粘結劑組成，制備的己二酸蓄熱材料蓄熱放熱循環不超過500次，穩定性較差。因此，很有必要開發出一種完全適合溫室大棚需求的蓄熱量高、過冷度低、循環性能穩定的低溫相變蓄熱材料及制備方法，對開發性能優良的溫室儲熱相變材料具有重要的實用價值。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的上述缺陷，提供一種蓄熱量高、過冷度低、性能穩定的低溫相變蓄熱材料及制備方法，制得的蓄熱材料可滿足農用溫室大棚作物的生長需要。

本發明的目的可通過如下技術方案實現：

一種農用低溫相變蓄熱材料的制備方法，包括以下步驟：將結晶磷酸氫二鈉與水混合，于50～80℃下溶解得到磷酸氫二鈉水溶液；然后加入鉀鹽和銨鹽，于30～80℃下溶解得到混合液；然后調節混合液溫度為5～30℃；接著篩濾混合液，取篩下物置于鼓風烘箱中，于20～45℃烘干，即得到農用低溫相變蓄熱材料。

本發明以磷酸氫二鈉結晶化合物為主要蓄熱相變材料，鉀鹽、銨鹽為熔點控制劑，水為導熱增強材料，制備得到農用低溫相變蓄熱材料，其中按質量百分數，制備農用低溫相變蓄熱材料的原料分別為：