CN102260460A - 一种水性纳米高效太阳能集热涂料及其制备方法 - Google Patents

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张文知
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Abstract

本发明具体涉及一种水性的，以纳米材料为功能填料，高效率的太阳能集热涂料。该涂料的基料为由乙丙乳液改性的乳化沥青，功能填料为纳米级的硫化铅(PbS)，助剂特别加入了环氧基硅烷偶联剂。该涂料环境友好，太阳能吸收率高而反射率低，涂层结构合理，密实，附着力强，耐环境性能优良。

Description

一种水性纳米高效太阳能集热涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能热能技术领域，尤指一种水性纳米高效太阳能集热涂料。
背景技术
中国是世界上最大的太阳能热水器的生产国和消费国，热水器最重要的性能是集热，集热是通过集热涂层实现的。集热涂层是通过涂覆涂料、电镀或真空溅射来制造的。涂覆涂料制造太阳能集热涂层是常用的制造方法。
一般用的集热涂料都是溶剂型的，且常有涂层不牢固，对太阳能的吸收率不够高，反射率不够低。
本发明的目的在于提供了一种水性纳米高效率太阳能集热涂料及其制备方法，其可以生产一种环境友好的、太阳能吸收率高而且反射率低，涂层结构合理，密实，附着能力强，耐环境性能优良的太阳能集热涂料。
发明内容
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种水性纳米高效太阳能集热涂料及其制备方法，步骤可分为三步：第一步，制造乙丙乳液改性乳化沥青，使用的原料有沥青、乙丙乳液、水、氢氧化钠、水玻璃、聚乙烯醇、乳化剂X-102。制作工艺为：配制乳化剂、沥青乳化；第二步，制造功能填料色浆，原材料有水、硫化铅、分散剂NNO，制作工艺为分散，砂磨，超生破碎，高速离心；第三步制造集热涂料，原材料为第一步制造的乙丙乳制造功能填料色浆液改性乳化沥青，第二步制造的功能填料色浆和环氧基硅烷偶联剂，工艺为超声匀化。上述制造过程中，第一步制造的乙丙乳液改性乳化沥青的乳液粒度应在10um以下，第二步制造的功能填料色浆填料粒子的粒度应在300nm以下。
具体实施方式
1、乙丙乳液改性乳化沥青的制作
配方：
组分名称            用量比例
10号沥青        50
60号沥青        50
乙丙乳液        10
水              100
氢氧化钠        0.5-2.0
水玻璃          1.0-2.0
聚乙烯醇        1.0-8.0
乳化剂X-102     0.5-1.0
工艺：
在聚乙烯醇中加入总水量的50％，加热至80℃-90℃，使聚乙烯醇溶解并随时补充蒸发的水分；其余水加热到40℃-50℃，加入如氢氧化钠溶解后加入水玻璃，加热至70℃-80℃；将两部分混合均匀，加入乙丙乳液混合均匀，保温至70℃-80℃，制成乳化液。
将沥青熔化脱水，保温在180℃左右。
将熔化脱水的沥青慢慢加入高速搅拌下保温在70℃-80℃的乳化液中，加完后继续搅拌5-7分钟，经过过滤即制成乙丙乳液改性乳化沥青。该乙丙乳液改性乳化沥青需经检测，乳液颗粒度应在10um以下。
2、纳米功能填料色浆的制作
配方：
组合名称        用量比例
水              65-70
硫化铅(PbS)     30-35
分散剂NNO       2-5
工艺：
用水将分散剂NNO溶解，然后在搅拌下加入硫化铅(PbS)，置砂磨机中研磨2个小时，将研磨好的浆料用超声破碎机破碎1小时，超声破碎后的浆料用高速离心机在4000-7000ram离心分离，离心后的上层浆液即为纳米级的功能填料色浆，该纳米级功能填料色浆的填料粒度控制在300nm以下。
3、集热涂料的制作
配方：
组分名称                用量比例
乙丙乳液改性乳化沥青    60
纳米功能填料色浆        40
环氧基硅烷偶联剂        0.3-0.6
增粘剂                  适量
消泡剂                  适量
工艺：
在超声匀化机中依次加入上述组分，加入完成后继续匀化1个小时，然后过滤包装即为成品。
以上述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本明的范围进行限定，在不脱离本发明技术精神的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改性，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种水性纳米高效太阳能集热涂料，其特征在于包括混合在一起的乳化沥青基料、功能填料色浆、助剂；
2.根据权利要求书1所述的一种水性纳米高效太阳能集热涂料，其特征在于，所述的乳化沥青基料为乙丙乳液改性乳化沥青。
3.根据权利要求书1所述的一种水性纳米高效太阳能集热涂料，其特征在于，所述的功能填料色浆为纳米硫化铅(PBS)。
4.一种制备权利要求书1所述的水性纳米高效太阳能集热涂料的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
S1、制备乙丙乳液改性乳化沥青，使用的原料有沥青、乙丙乳液、水、氢氧化钠、水玻璃、聚乙烯醇、乳化剂X-102，将以上组分按照一定比例，制备成乙丙乳液改性乳化沥青。
S2、制备纳米硫化铅(PbS)功能填料色浆，用水将分散剂NNO溶解，然后在搅拌下加入硫化铅(PbS)，然后经过分散，砂磨，超声破碎，高速离心步骤制得纳米硫化铅(PbS)功能填料色浆。
S3、制备集热涂料，将S1制得的乙丙乳液改性乳化沥青、S2制得的纳米硫化铅(PBS)功能填料色浆与环氧基硅烷偶联剂混合，经过超声匀化，最终制得水性纳米高效太阳能集热涂料。
5.根据权利要求书5所述的一种制备权利要求书1所述的水性纳米高效太阳能集热涂料的方法，其特征在于，所述的乙丙乳液改性乳化沥青的乳液粒度应在10um以下。
6.根据权利要求书5所述的一种制备权利要求书1所述的水性纳米高效太阳能集热涂料的方法，其特征在于，所述的纳米硫化铅(PbS)功能填料色浆的粒度应在300nm以下。
7.根据权利要求书5所述的一种制备权利要求书1所述的水性纳米高效太阳能集热涂料的方法，其特征在于，所述的助剂组份除消泡剂、分散剂、增粘剂之外，特别加入了环氧基硅烷偶联剂。 
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