CN105860777A - 一种纳米改性的太阳能吸热涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米改性的太阳能吸热涂料，由以下重量份配比的原料制成：酚醛环氧树脂10‑20份，三乙醇胺1‑3份，纳米碳2‑6份，超细铁粉1‑3份，鳞片石墨粉2‑7份，乙醇20‑40份，二氧化钛12‑18份，有机膨润土0.6‑1份，硅烷偶联剂0.2‑0.4份，硅油0.1‑0.3份，钇稳定氧化锆粉3‑5份，SiC粉3‑5份，水10‑20份。本发明产品制备的涂层具有高吸收率、高导热率、低辐射率、高稳定性，有效提高了吸热涂料对太阳能的转化率，且具有良好的耐候性和防水性特别适合于太阳能吸热器用的太阳能吸热涂料；此外，本发明的制备工艺简单，成本低廉，设备要求低，生产过程环保，易于工业化生产。

Description

一种纳米改性的太阳能吸热涂料
技术领域
本发明涉及光热太阳能技术领域，具体是一种纳米改性太阳能吸热涂料。
背景技术
随着国内能源、环保问题，太阳能作为一种取之不尽的清洁能源越来越受到重视。太阳能吸热涂料是将光能转化成热能的涂料，将其直接涂刷基材的表面，帮助基材吸收太阳热量，现有的涂料通常包括以下组分：树脂、固化剂、吸收剂、溶剂、助剂。不同的助剂选择，会使涂料的光学性能有着很大的区别。
众所周知，太阳能吸收涂层主要分为光谱选择性吸收涂层和高吸收率吸收涂层，光谱选择性吸热涂层是一种具有对可见——近红外光高吸收，对红外光高反射的特种涂层，即它能有效地吸收太阳能，而受热后自身长波造成的热损失很小，广泛应用于太阳能光热转换，如太阳能热水器、太阳能发电等。太阳能吸热涂层担负着接收并吸收太阳能量的重要作用，影响着整个太阳能吸热系统的稳定性及效率的高低。太阳能吸热涂料是一种功能性涂料，用它制成的膜将太阳辐射能转化为热能，膜在室外条件下工作，必须具有良好的耐候性和防水性。
具有光谱选择性吸收特性的材料，必须是一种复合材料， 即由吸收太阳光辐射和反射红外光谱两部分材料组成。吸收辐射是指当辐射通过物质时， 其中某些频率的辐射被组成物质的粒子选择性地吸收，从而使辐射强度减弱的现象。 吸收辐射的实质， 是物质粒子发生由低能级(一般为基态)向高能级(激发态)的跃迁。在太阳光谱区，波长在0.3～2.5μm的太阳辐射强度最大，对该光谱区的光量子吸收是关键，因此，涂层材料中只有存在与波长0.3～2.5μm 光子的能量相对应的能级跃迁，才具有较好的选择吸收性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高吸收率、高导热率、低辐射率、高稳定性的纳米改性太阳能吸热涂料。
本发明解决技术问题的技术方案是：
一种纳米改性的太阳能吸热涂料，由以下重量份配比的原料制成：
酚醛环氧树脂10-20份，三乙醇胺1-3份，纳米碳2-6份，超细铁粉1-3份，鳞片石墨粉2-7份，乙醇20-40份，二氧化钛12-18份，有机膨润土0.6-1份，硅烷偶联剂0.2-0.4份，硅油0.1-0.3份，钇稳定氧化锆粉3-5份，SiC粉3-5份，水10-20份。
一种纳米改性的太阳能吸热涂料，优选地，由以下重量份配比的原料制成：
酚醛环氧树脂15份，三乙醇胺2份，纳米碳4份，超细铁粉2份，鳞片石墨粉5份，乙醇30份，二氧化钛15份，有机膨润土0.8份，硅烷偶联剂0.3份，硅油0.2份，钇稳定氧化锆粉4份，SiC粉4份，水15份。
上述纳米改性的太阳能吸热涂料的制备方法如下：
（1）按照上述原料的质量份配比；
（2）依次将酚醛环氧树脂、三乙醇胺、钇稳定氧化锆粉和SiC粉加入乙醇中，均匀搅拌15-20min，得混合物A；
（3）依次将纳米碳、超细铁粉、鳞片石墨粉、二氧化钛、有机膨润土和硅烷偶联剂加入水中，升温至60-80℃，通过搅拌器在转速为350-450 转/min的转速下搅拌50-60min，得混合物B；
（4）将混合物B加入混合物A中，用80-100目丝绢过滤后，再加入硅油，通过搅拌器在转速为300-400转/min的转速下均匀搅拌10-20min，即得调好的涂料；
（5）将调制好的涂料用120-150目丝绢进行过滤，将过滤后的漆液装入容器中密封即可。
本发明产品的优点在于：本发明太阳能吸热涂料制备的涂层具有高吸收率、 高导热率、低辐射率、高稳定性，有效提高了吸热涂料对太阳能的转化率，且具有良好的耐候性和防水性特别适合于太阳能吸热器用的太阳能吸热涂料；特别是在其中添加了超细铁粉和鳞片石墨粉作为吸收剂，使涂料具有较高的太阳能吸热性能，因此该涂料提高热效率的比较显著。此外，本发明的制备工艺简单，成本低廉，设备要求低，生产过程环保，易于工业化生产，适于大范围推广应用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
一种纳米改性的太阳能吸热涂料，由以下重量份配比的原料制成：
酚醛环氧树脂10kg，三乙醇胺1kg，纳米碳2kg，超细铁粉1kg，鳞片石墨粉2kg，乙醇20kg，二氧化钛12kg，有机膨润土0.6kg，硅烷偶联剂0.2kg，硅油0.1kg，钇稳定氧化锆粉3kg，SiC粉3kg，水10kg。
上述纳米改性的太阳能吸热涂料的制备方法如下：
（1）按照上述原料的质量份配比；
（2）依次将酚醛环氧树脂、三乙醇胺、钇稳定氧化锆粉和SiC粉加入乙醇中，均匀搅拌15min，得混合物A；
（3）依次将纳米碳、超细铁粉、鳞片石墨粉、二氧化钛、有机膨润土和硅烷偶联剂加入水中，升温至60℃，通过搅拌器在转速为350转/min的转速下搅拌50min，得混合物B；
（4）将混合物B加入混合物A中，用80-100目丝绢过滤后，向混合物中加入硅油，通过搅拌器在转速为300转/min的转速下均匀搅拌10min，即得调好的涂料；
（5）将调制好的涂料用120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
一种纳米改性的太阳能吸热涂料，由以下重量份配比的原料制成：
酚醛环氧树脂15kg，三乙醇胺2kg，纳米碳4kg，超细铁粉2kg，鳞片石墨粉5kg，乙醇30kg，二氧化钛15kg，有机膨润土0.8kg，硅烷偶联剂0.3kg，硅油0.2kg，钇稳定氧化锆粉4kg，SiC粉4kg，水15kg。
上述纳米改性的太阳能吸热涂料的制备方法如下：
（1）按照上述原料的质量份配比；
（2）依次将酚醛环氧树脂、三乙醇胺、钇稳定氧化锆粉和SiC粉加入乙醇中，均匀搅拌18min，得混合物A；
（3）依次将纳米碳、超细铁粉、鳞片石墨粉、二氧化钛、有机膨润土和硅烷偶联剂加入水中，升温至70℃，通过搅拌器在转速为400转/min的转速下搅拌55min，得混合物B；
（4）将混合物B加入混合物A中，用90目丝绢过滤后，向混合物中加入硅油，通过搅拌器在转速为350转/min的转速下均匀搅拌15min，即得调好的涂料；
（5）将调制好的涂料用135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3
一种纳米改性的太阳能吸热涂料，由以下重量份配比的原料制成：
酚醛环氧树脂20kg，三乙醇胺3kg，纳米碳6kg，超细铁粉3kg，鳞片石墨粉7kg，乙醇40kg，二氧化钛18kg，有机膨润土1kg，硅烷偶联剂0.4kg，硅油0.3kg，钇稳定氧化锆粉5kg，SiC粉5kg，水20kg。
上述纳米改性的太阳能吸热涂料的制备方法如下：
（1）按照上述原料的质量份配比；
（2）依次将酚醛环氧树脂、三乙醇胺、钇稳定氧化锆粉和SiC粉加入乙醇中，均匀搅拌20min，得混合物A；
（3）依次将纳米碳、超细铁粉、鳞片石墨粉、二氧化钛、有机膨润土和硅烷偶联剂加入水中，升温至80℃，通过搅拌器在转速为450 转/min的转速下搅拌60min，得混合物B；
（4）将混合物B加入混合物A中，用100目丝绢过滤后，向混合物中加入硅油，通过搅拌器在转速为400转/min的转速下均匀搅拌20min，即得调好的涂料；
（5）将调制好的涂料用150目丝绢进行过滤，将过滤后的漆液装入容器中密封即可。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种纳米改性的太阳能吸热涂料，其特征在于：由以下重量份配比的原料制成：
酚醛环氧树脂10-20份，三乙醇胺1-3份，纳米碳2-6份，超细铁粉1-3份，鳞片石墨粉2-7份，乙醇20-40份，二氧化钛12-18份，有机膨润土0.6-1份，硅烷偶联剂0.2-0.4份，硅油0.1-0.3份，钇稳定氧化锆粉3-5份，SiC粉3-5份，水10-20份。
2.根据权利要求1所述的纳米改性的太阳能吸热涂料，其特征在于：由以下重量份配比的原料制成：
酚醛环氧树脂15份，三乙醇胺2份，纳米碳4份，超细铁粉2份，鳞片石墨粉5份，乙醇30份，二氧化钛15份，有机膨润土0.8份，硅烷偶联剂0.3份，硅油0.2份，钇稳定氧化锆粉4份，SiC粉4份，水15份。
3.根据权利要求1所述的纳米改性的太阳能吸热涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）按照上述原料的质量份配比；
（2）依次将酚醛环氧树脂、三乙醇胺、钇稳定氧化锆粉和SiC粉加入乙醇中，均匀搅拌15-20min，得混合物A；
（3）依次将纳米碳、超细铁粉、鳞片石墨粉、二氧化钛、有机膨润土和硅烷偶联剂加入水中，升温至60-80℃，通过搅拌器在转速为350-450 转/min的转速下搅拌50-60min，得混合物B；
（4）将混合物B加入混合物A中，用80-100目丝绢过滤后，向混合物中加入硅油，通过搅拌器在转速为300-400转/min的转速下均匀搅拌10-20min，即得调好的涂料；
（5）将调制好的涂料用120-150目丝绢进行过滤，将过滤后的漆液装入容器中密封即可。
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