本發(fā)明涉及光熱太陽能技術(shù)領域,具體是一種太陽能選擇性吸熱涂料。
背景技術(shù):
隨著國內(nèi)能源、環(huán)保問題,太陽能作為一種取之不盡的清潔能源越來越受到重視。太陽能吸熱涂料是將光能轉(zhuǎn)化成熱能的涂料,將其直接涂刷基材的表面,幫助基材吸收太陽熱量,現(xiàn)有的涂料通常包括以下組分:樹脂、固化劑、吸收劑、溶劑、助劑。不同的助劑選擇,會使涂料的光學性能有著很大的區(qū)別。
眾所周知,太陽能吸收涂層主要分為光譜選擇性吸收涂層和高吸收率吸收涂層,光譜選擇性吸熱涂層是一種具有對可見——近紅外光高吸收,對紅外光高反射的特種涂層,即它能有效地吸收太陽能,而受熱后自身長波造成的熱損失很小,廣泛應用于太陽能光熱轉(zhuǎn)換,如太陽能熱水器、太陽能發(fā)電等。太陽能吸熱涂層擔負著接收并吸收太陽能量的重要作用,影響著整個太陽能吸熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性及效率的高低。太陽能吸熱涂料是一種功能性涂料,用它制成的膜將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為熱能,膜在室外條件下工作,必須具有良好的耐候性和防水性。
具有光譜選擇性吸收特性的材料,必須是一種復合材料,即由吸收太陽光輻射和反射紅外光譜兩部分材料組成。吸收輻射是指當輻射通過物質(zhì)時,其中某些頻率的輻射被組成物質(zhì)的粒子選擇性地吸收,從而使輻射強度減弱的現(xiàn)象。吸收輻射的實質(zhì),是物質(zhì)粒子發(fā)生由低能級(一般為基態(tài))向高能級(激發(fā)態(tài))的躍遷。在太陽光譜區(qū),波長在0.3~2.5μm的太陽輻射強度最大,對該光譜區(qū)的光量子吸收是關(guān)鍵,因此,涂層材料中只有存在與波長0.3~2.5μm光子的能量相對應的能級躍遷,才具有較好的選擇吸收性。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種具有高吸收率、高導熱率、低輻射率、高穩(wěn)定性的太陽能選擇性吸熱涂料。
本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
一種太陽能選擇性吸熱涂料,由以下重量份配比的原料制成:
氟碳樹脂10-12份,部分甲醚化的氨基樹脂15-20份,聚酯樹脂10-20份,陶瓷粉4-6份,氧化鐵4-6份,納米碳化鎢粉6-8份,乙醇20-40份,甲苯磺酸10-14份,3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷3-5份,醋酸正丙酯5-7份,醋酸正丁酯8-10份,水10-20份。
一種太陽能選擇性吸熱涂料,優(yōu)選地,由以下重量份配比的原料制成:
氟碳樹脂11份,部分甲醚化的氨基樹脂18份,聚酯樹脂15份,陶瓷粉5份,氧化鐵5份,納米碳化鎢粉7份,乙醇30份,甲苯磺酸12份,3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷4份,醋酸正丙酯6份,醋酸正丁酯9份,水15份。
上述太陽能選擇性吸熱涂料的制備方法如下:
(1)按照上述原料的質(zhì)量份配比;
(2)依次將氟碳樹脂、部分甲醚化的氨基樹脂、聚酯樹脂、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷加入乙醇中,均勻攪拌12-16min,再于120-140℃下烘干7-8h,再將干燥后的粉體在馬弗爐中燒結(jié),得混合物A;
(3)依次將陶瓷粉、氧化鐵、納米碳化鎢粉、甲苯磺酸、醋酸正丙酯、醋酸正丁酯加入水中,升溫至60-80℃,通過攪拌器在轉(zhuǎn)速為350-450轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下攪拌45-55min,得混合物B;
(4)將混合物B加入混合物A中,用80-100目絲絹過濾后,通過攪拌器在轉(zhuǎn)速為300-400轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下均勻攪拌12-18min,即得調(diào)好的涂料;
(5)將調(diào)制好的涂料用120-150目絲絹進行過濾,將過濾后的漆液裝入容器中密封即可。
所述步驟(2)中燒結(jié)的溫度是500-600℃。
所述步驟(2)中燒結(jié)的時間是3.5-5.5h。
本發(fā)明產(chǎn)品的優(yōu)點在于:本發(fā)明太陽能吸熱涂料制備的涂層具有高吸收率、高導熱率、低輻射率、高穩(wěn)定性,有效提高了吸熱涂料對太陽能的轉(zhuǎn)化率,且具有良好的耐候性和防水性特別適合于太陽能吸熱器用的太陽能吸熱涂料;還在其中添加了陶瓷粉和氧化鐵作為吸收劑,使涂料具有較高的太陽能吸熱性能,因此該涂料提高熱效率的比較顯著。此外,本發(fā)明的制備工藝簡單,成本低廉,設備要求低,生產(chǎn)過程環(huán)保,易于工業(yè)化生產(chǎn),適于大范圍推廣應用。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明,但本發(fā)明并不局限于這些實施例。
實施例1
一種太陽能選擇性吸熱涂料,由以下重量份配比的原料制成:
氟碳樹脂10kg,部分甲醚化的氨基樹脂15kg,聚酯樹脂10kg,陶瓷粉4kg,氧化鐵4kg,納米碳化鎢粉6kg,乙醇20kg,甲苯磺酸10kg,3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷3kg,醋酸正丙酯5kg,醋酸正丁酯8kg,水10kg。
上述太陽能選擇性吸熱涂料的制備方法如下:
(1)按照上述原料的質(zhì)量份配比;
(2)依次將氟碳樹脂、部分甲醚化的氨基樹脂、聚酯樹脂、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷加入乙醇中,均勻攪拌12min,再于120℃下烘干7h,再將干燥后的粉體在馬弗爐中燒結(jié),得混合物A;
(3)依次將陶瓷粉、氧化鐵、納米碳化鎢粉、甲苯磺酸、醋酸正丙酯、醋酸正丁酯加入水中,升溫至60℃,通過攪拌器在轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下攪拌45min,得混合物B;
(4)將混合物B加入混合物A中,用80目絲絹過濾后,通過攪拌器在轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下均勻攪拌12min,即得調(diào)好的涂料;
(5)將調(diào)制好的涂料用120目絲絹進行過濾,將過濾后的漆液裝入容器中密封即可。
所述步驟(2)中燒結(jié)的溫度是500℃。
所述步驟(2)中燒結(jié)的時間是3.5h。
實施例2
一種太陽能選擇性吸熱涂料,由以下重量份配比的原料制成:
氟碳樹脂11kg,部分甲醚化的氨基樹脂18kg,聚酯樹脂15kg,陶瓷粉5kg,氧化鐵5kg,納米碳化鎢粉7kg,乙醇30kg,甲苯磺酸12kg,3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷4kg,醋酸正丙酯6kg,醋酸正丁酯9kg,水15kg。
上述太陽能選擇性吸熱涂料的制備方法如下:
(1)按照上述原料的質(zhì)量份配比;
(2)依次將氟碳樹脂、部分甲醚化的氨基樹脂、聚酯樹脂、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷加入乙醇中,均勻攪拌14min,再于130℃下烘干7.5h,再將干燥后的粉體在馬弗爐中燒結(jié),得混合物A;
(3)依次將陶瓷粉、氧化鐵、納米碳化鎢粉、甲苯磺酸、醋酸正丙酯、醋酸正丁酯加入水中,升溫至70℃,通過攪拌器在轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下攪拌50min,得混合物B;
(4)將混合物B加入混合物A中,用90目絲絹過濾后,通過攪拌器在轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下均勻攪拌15min,即得調(diào)好的涂料;
(5)將調(diào)制好的涂料用135目絲絹進行過濾,將過濾后的漆液裝入容器中密封即可。
所述步驟(2)中燒結(jié)的溫度是550℃。
所述步驟(2)中燒結(jié)的時間是4.5h。
實施例3
一種太陽能選擇性吸熱涂料,由以下重量份配比的原料制成:
氟碳樹脂12kg,部分甲醚化的氨基樹脂20kg,聚酯樹脂20kg,陶瓷粉6kg,氧化鐵6kg,納米碳化鎢粉8kg,乙醇40kg,甲苯磺酸14kg,3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷5kg,醋酸正丙酯7kg,醋酸正丁酯10kg,水20kg。
上述太陽能選擇性吸熱涂料的制備方法如下:
(1)按照上述原料的質(zhì)量份配比;
(2)依次將氟碳樹脂、部分甲醚化的氨基樹脂、聚酯樹脂、3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷加入乙醇中,均勻攪拌16min,再于140℃下烘干8h,再將干燥后的粉體在馬弗爐中燒結(jié),得混合物A;
(3)依次將陶瓷粉、氧化鐵、納米碳化鎢粉、甲苯磺酸、醋酸正丙酯、醋酸正丁酯加入水中,升溫至80℃,通過攪拌器在轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下攪拌55min,得混合物B;
(4)將混合物B加入混合物A中,用100目絲絹過濾后,通過攪拌器在轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速下均勻攪拌18min,即得調(diào)好的涂料;
(5)將調(diào)制好的涂料用150目絲絹進行過濾,將過濾后的漆液裝入容器中密封即可。
所述步驟(2)中燒結(jié)的溫度是600℃。
所述步驟(2)中燒結(jié)的時間是5.5h。
以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明,本領域的普通技術(shù)人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改,或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。