CN103740203A - 一种太阳能吸热涂料 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种太阳能吸热涂料,改进了现有太阳能吸收涂料涂层太阳能利用度低的缺点，不仅能把太阳能高效率的转换成热能,而且涂层的耐候性、保光保色性优良。

Description

一种太阳能吸热涂料

技术领域

本发明涉及一种太阳能吸热涂料，属于太阳能集热器领域。

背景技术

太阳能吸收涂层对太阳能利用的技术经济性能影响很大，为提高太阳能装置的效率、降低成本，各国太阳能科技工作者对研究、开发太阳能吸收涂层都十分重视，研制成多种涂层，有的已用于生产，取得了良好效果。

电镀涂层是太阳能吸收材料的一种成熟技术，分为黑铬涂层或黑镍涂层，黑铬涂层的吸收比α和发射比ε分别为0．93—0．97和0．07—0．15，α／ε为6～13，具有优良的光谱选择性。黑铬涂层的热稳定性和抗高温性能也很好，适用于高温条件，在300℃能长期稳定工作。此外，黑铬涂层还具有较好的耐候性和耐蚀性。 

但是，现在采用的电镀黑铬工艺，电流密度大(15～200A／dm2)，溶液导电性差，电镀时会产生大量的焦耳热，需要冷却和通风排气才能维持正常生产。另外，黑铬镀在非铜件上，需要先预镀铜，再镀光亮镍，最后镀黑铬，生产成本较高。

黑镍涂层大都是镍合金涂层，其组成随电镀液成份和沉积条件变化。黑镍的电镀液分为两类，即硫酸锌电镀液和含钼酸盐类电镀液。由第一类镀液获得的黑镍涂层，含镍40％～60％，含锌约为20％～30％。 黑镍涂层的吸收比α可达0．93～0．96，热发射比ε为0．08～0．15，α／ε接近6～12，其吸收性能较好。黑镍涂层很薄，为了提高涂层与基体的结合力和耐蚀性，常采用中间涂层(如Ni，Cu，Cd)或双层镍涂层。由于黑镍涂层的热稳定性、耐蚀性较差，通常只适用于低温太阳能热利用。

随着科技的发展，也出现电化学表面转化涂料、真空镀涂层及涂料型涂层等技术，涂料型太阳吸收涂层是一种漫射的光学表面，由颜料和粘结剂两部分组成。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能吸收涂料 ,它改进现有太阳能吸收涂料涂层太阳能利用度低的缺点，不仅能把太阳能高效率的转换成热能,而且涂层的耐候性、保光保色性优良。本发明的太阳能吸收涂料,主要用于把太阳能(光)转变成热能,特别适用于太阳能热水器、暖房等。 

本发明通过如下技术方案实现：

一种太阳能吸热涂料,其特征在于它是由以下原料制成 :树脂、吸收剂、助剂和溶剂 ;所述的树脂为丙烯酸树脂 ;所述的吸收剂是由 碳黑、氧化铬绿；所述的助剂包括分散剂、流平剂、增塑剂、偶联剂、防沉剂,其中,所述的分散剂为高分子型分散剂,所述的流平剂为硅油液,所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯,所述的偶联剂为硅烷偶联剂,所述的防沉剂为有机膨润土；所述的溶剂包括丙酮、醋酸丁酯及二甲苯；

具体原料的重量份如下 :

  浓度为48% -53%的丙烯酸树脂为28-35 份、碳黑为 1.0-2.4 份、搪瓷黑为 4-9 份、氧 化铬绿为 1.1-1.8 份、700-900 目的滑石粉为 15-18 份、700-900 目的沉淀硫酸钡为 8-11 份、有机膨润土为 0.6 份、硅烷偶联剂为 0.2-0.5 份、高分子型分散剂为 1.5-1.9 份、浓度为 0.5% -1.5%的硅油为 0.1 份、邻苯二甲酸二丁酯为 2-5 份、丙酮为 6-8 份、醋酸丁酯为 8-10 份、二甲苯为 24.7-26.7 份；

制备方法如下：

1）按上述比例称取原料 ; 

2) 偶联剂的稀释 :将上述配方量的偶联剂加到容器中,再加入上述配方量一半的溶剂, 搅匀备用 ; 

3)吸收剂的预处理 :将上述配方量的吸收剂加入到不锈钢桶中,在 200-300 转/分钟的转速下将稀释的偶联剂加入,加完后继续搅拌 20-30 分钟 ; 

4)分散：将上述配方量分散剂、防沉剂及上述配方量60%的树脂和预处理的吸收剂高速混合,用球磨机或砂磨机进行分散,将漆浆细度分散至30um以下,将漆浆接入到干净的容器中备用；

5 )调漆:将漆浆在高速搅拌下,依次将上述配方量的增塑剂、流平剂、和剩余的上述配方量 40%的树脂及上述剩余的一半溶剂加入,搅拌 30-40分钟,即得调好的漆液; 

6)包装 :将调制好的漆液用100目丝绢进行过滤,将过滤后的漆液装入容器中,密封即可。 

本发明的有益效果是 :本发明的树脂采用耐候性和保光保色性优良的丙烯酸树脂 ;它们之间的配比严格限定使涂料具有良好的热稳定性和耐候性,保证涂层对太阳能具有优良的吸收性能；沉淀硫酸钡和滑石粉，提高涂层的理化性能,降低涂料成本；助剂为P104S 分散剂,邻苯二甲酸二丁酯增塑剂,有机膨润土防沉剂,硅油流平剂,溶剂为二甲苯、丙酮和醋酸丁酯,涂料的细度限制在30um 以下保证涂料具有较强的附着力。本发明的涂料耐候性、保光保色性优良，主要用于把太阳能(光)转变成热能,特别适用于太阳能热水器、暖房等领域。

 具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明,但下述实施例不用于限制本发明的实施范围。

 本发明的太阳能吸收涂料,其特征在于它是由以下原料制成:树脂、吸收剂、助剂和溶剂 ;所述的树脂为丙烯酸树脂 ;所述的吸收剂是由碳黑、搪瓷黑、氧化铬绿 调配成黑色;所述的助剂包括分散剂、流平剂、增塑剂、偶联剂、防沉剂,其中,所述的分散剂为高分子型分散剂,所述的流平剂为硅油液,所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯,所述的偶联剂为硅烷偶联剂,所述的防沉剂为有机膨润土，所述的溶剂包括丙酮、醋酸丁酯及二甲苯 ; 

实施例1

取浓度为50%的丙烯酸树脂28kg、碳黑1.0 kg 、工业级搪瓷黑4kg、工业级氧化铬绿(Cr2O3)1.1 kg、800目的滑石粉(3MgO·4SiO2·H2O)15 kg、800目的沉淀硫酸钡(BaSO4)8kg、工业级有机膨润土0.6kg、浓度为 95%的 KH-550 硅烷偶联剂(H2N·(CH2)3· Si(OC2H5)3)0.2 kg、P104S 分散剂 1.5 kg、浓度为 1%的硅油液 0.1 kg、工业级邻苯二甲酸二丁酯(C16H22O4)2 kg、工业级丙酮(C3H6O)6 kg、工业级醋酸丁酯(C6H12O2)8 kg、工业级二甲苯(C8H10)24.7kg。 

制造方法 :

1)偶联剂的稀释:将上述配方量的偶联剂加到容器中,再加入上述配方量一半的溶剂,搅匀备用；

2)吸收剂的预处理 :将上述配方量的吸收剂加入到不锈钢桶中,在 200-300转/分钟的转速下将稀释的偶联剂加入,加完后继续搅拌20-30分钟；

3)分散:将上述配方量的分散剂、防沉剂及上述配方量 60%的树脂和预处理的吸收剂高速混合,用球磨机或砂磨机进行分散,将漆浆细度分散至30um 以下,将漆浆接入到干净的容器中备用；

4 )调漆:将漆浆在高速搅拌下,依次将上述配方量的增塑剂、流平剂、和剩余的上述配方量 40%的树脂及上述剩余的一半溶剂加入,搅拌 30-40 分钟,即得调好的漆液；

5)包装:将调制好的漆液用100目丝绢进行过滤,将过滤后的漆液装入容器中,密封即可。

实施例2

取浓度为50%的丙烯酸树脂35kg、色素用碳黑2.4kg、工业级搪瓷黑9kg、工业级氧化铬绿1.8 kg、800目的滑石粉18kg、800目的沉淀硫酸钡11kg 、工业级有机膨润土0.6kg、浓度为95%的KH-550硅烷偶联剂0.5kg、P104S分散剂1.9kg、浓度为1%的硅油液0.1kg、工业级邻苯二甲酸二丁酯5kg、工业级丙酮8 kg、工业级醋酸丁酯10kg、工业级二甲苯26.7kg。

制造方法 :同实施例1。

 实施例3

取浓度为50%的丙烯酸树脂31kg、碳黑1.8kg、工业级搪瓷黑6kg、工业级氧化铬绿1.5 kg、800目的滑石粉16kg、800目的沉淀硫酸钡 9 kg、工业级有机膨润土0.6 kg、浓度为 95%的 KH-550硅烷偶联剂0.4 kg、P104S分散剂 1.7 kg、浓度为1%的硅油液0.1 kg、工业级邻苯二甲酸二丁酯3kg、工业级丙酮7 kg、工业 级醋酸丁酯 9 kg、工业级二甲苯 25.7kg 。 

制造方法 :同实施例1。

本发明的涂料的细度限制在30um以下为优选值；所述的涂料的涂层用作太阳能的吸收。所述丙烯酸树脂的浓度在45%-55%范围内均可,浓度为50%为最佳值；所述硅油的浓度在0.5%-1.5%范围内均可,浓度为1%为最佳值,所述滑石粉和沉淀硫酸钡颗粒均在700-900目的范围内均可、800目为最佳值；所述的分散剂只要是高分子型分散剂均可,所述的偶联剂只要是硅烷偶联剂均可；所述的碳黑也可以是其它碳黑,优选色素用碳黑；所述的搪瓷黑、氧化铬绿、氧化铁红、硫化鎘、钴蓝、有机膨润土、邻苯二甲酸二丁酯、丙酮、醋酸丁酯、二甲苯它们还可以是其它级,本发明优选工业级。

Claims (2)

1.一种太阳能吸热涂料,其特征在于它是由以下原料制成 :树脂、吸收剂、助剂和溶剂 ;所述的树脂为丙烯酸树脂 ;所述的吸收剂是由 碳黑、氧化铬绿；所述的助剂包括分散剂、流平剂、增塑剂、偶联剂、防沉剂,其中,所述的分散剂为高分子型分散剂,所述的流平剂为硅油液,所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯,所述的偶联剂为硅烷偶联剂,所述的防沉剂为有机膨润土；所述的溶剂包括丙酮、醋酸丁酯及二甲苯；

    原料的重量份如下 :浓度为48% -53%的丙烯酸树脂为28-35 份、碳黑为 1.0-2.4 份、搪瓷黑为 4-9 份、氧 化铬绿为 1.1-1.8 份、700-900 目的滑石粉为 15-18 份、700-900 目的沉淀硫酸钡为 8-11 份、有机膨润土为 0.6 份、硅烷偶联剂为 0.2-0.5 份、高分子型分散剂为 1.5-1.9 份、浓度为 0.5% -1.5%的硅油为 0.1 份、邻苯二甲酸二丁酯为 2-5 份、丙酮为 6-8 份、醋酸丁酯为 8-10 份、二甲苯为 24.7-26.7 份。

2.根据权利要去1所述的一种太阳能吸热涂料,其特征在于其制备方法如下：

1)偶联剂的稀释:将上述配方量的偶联剂加到容器中,再加入上述配方量一半的溶剂,搅匀备用；

2)吸收剂的预处理 :将上述配方量的吸收剂加入到不锈钢桶中,在 200-300转/分钟的转速下将稀释的偶联剂加入,加完后继续搅拌20-30分钟；

3)分散:将上述配方量的分散剂、防沉剂及上述配方量 60%的树脂和预处理的吸收剂高速混合,用球磨机或砂磨机进行分散,将漆浆细度分散至30um 以下,将漆浆接入到干净的容器中备用；

4)调漆:将漆浆在高速搅拌下,依次将上述配方量的增塑剂、流平剂、和剩余的上述配方量 40%的树脂及上述剩余的一半溶剂加入,搅拌 30-40 分钟,即得调好的漆液；

5)包装:将调制好的漆液用100目丝绢进行过滤,将过滤后的漆液装入容器中,密封即可。