CN106010032A - 一种彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料，该太阳能吸热涂料是由以下重量份配比的各组分制成：丙烯酸酯改性复合乳液25～35份，氟碳表面活性剂2～6份，纳米改性材料2～8份，固化剂7～12份，吸收剂35～55份，吸收增强剂1～3份份，溶剂10～20份，成膜助剂5～10份，分散剂0.3～0.7份，增稠剂0.5～0.7份，抗氧化剂0.2～0.6份，玻璃纤维0.4～0.8份，乳化石蜡0.4～0.6份；所述吸收剂为使用二氧化锰、硫化铅与钻蓝粉调配成蓝色等，将上述配方量利用球磨的方法分散均匀后，再加入成膜助剂混合均匀，即可得彩色改性丙烯酸太阳能吸热涂料。本发明通过对丙烯酸进行改性，能使制成的涂料在室外条件下具有良好的耐候性和防水性，制备工艺简单易懂，还保证吸热涂料的吸热效率。

Description

一种彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料
技术领域
本发明涉及太阳能利用领域，尤其涉及一种彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料。
背景技术
太阳能光热应用是人类利用太阳能最简单、最直接、最有效的方法之一，但由于太阳能到达地球后能量密度较小又不连续，因此，为大规模的开发利用带来了困难。长期以来，如何将低品位的太阳能转换成高品位的热能，并对太阳能进行富集，以便最大限度地利用太阳能，成为研究的热门话题。在现有的光热应用技术当中，选择性吸收涂层技术被公认为是其中较为核心的技术，它对提高太阳能热转换效率，大规模推广太阳能光热应用起着至关重要的作用。
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一近红外光高吸收，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。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料，能够解决吸热涂料耐候性和防水性差的问题，并能保证吸热效率。
本发明采用如下技术方案：
一种彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料，其特征在于 ：该涂料包括以下重量份配比的各组分制成：丙烯酸酯改性复合乳液25～35份，氟碳表面活性剂2～6 份，纳米二氧化钛和碳纳米管混合物2～8 份，固化剂 7-12份，吸收剂35-55，吸收增强剂1-3，溶剂10-20，成膜助剂5～10份，分散剂0.3～0.7份，增稠剂0.5～0.7份，抗氧化剂0.2～0.6份，玻璃纤维0.4～0.8份，乳化石蜡0.4～0.6份。将上述配方量利用球磨的方法分散均匀后，再加入成膜助剂混合均匀，即可得到耐候性高的太阳能吸热涂料；所述吸光剂为使用二氧化锰、硫化铅与钻蓝粉调配成蓝色，或使用搪瓷黑、氧化铬绿、氧化铁红、硫化镉调配成棕红色，或使用搪瓷黑、氧化铬绿、四氧化三铁、硫化锅、钻蓝调配成深绿。
优选的技术方案是：所述的丙烯酸酯改性复合乳液为7～8份丙烯酸酯乳液，6～8份聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，6～10份环氧树脂改性丙烯酸酯乳液，6～9份有机硅改性丙烯酸酯乳液复合而成。
本发明中，进一步地，所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，其制备方法为：在氮气氛围中，将5～6质量份数的丙烯酸酯加热，搅拌溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中加入1～2质量份数的聚氨酯，加入水混合，搅拌均匀得到聚氨酯改性丙烯酸酯乳液。
本发明中，进一步地，所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液，其制备方法为：在氮气氛围中，将5～8质量份数的丙烯酸酯加热，搅拌溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中加入1～2质量份数的环氧树脂，加入水混合，搅拌均匀得到环氧树脂改性丙烯酸酯乳液。
本发明中，进一步地，所述有机硅改性丙烯酸酯乳液，其制备方法为：在氮气氛围中，将5～7质量份数的丙烯酸酯加热，搅拌溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中加入1～2质量份数的有机硅，加入水混合，搅拌均匀得到有机硅改性丙烯酸酯乳液。
本发明中，进一步地，所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加热温度为70℃～80℃；所述搅拌的速度为100～150r/min；所述搅拌的时间为6～10 min。
本发明中，进一步地，所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加热温度为70℃～80℃；所述搅拌的速度为100～150r/min；所述搅拌的时间为6～10 min。
本发明中，进一步地，所述有机硅改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加热温度为70℃～80℃；所述搅拌的速度为100～150r/min；所述搅拌的时间为6～10 min。
本发明中，进一步地，所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加入水的重量为聚氨酯与丙烯酸酯总重量的0.2～0.6。
本发明中，进一步地，所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加入水的重量为环氧树脂与丙烯酸酯总重量的0.2～0.6。
本发明中，进一步地，所述有机硅改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加入水的重量为有机硅与丙烯酸酯总重量的0.2～0.6。
优选的技术方案是：所述溶剂为乙酸、无水醋酸丁醋、丙三醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇和聚氨酯聚醚多元醇中的一种或几种。
优选的技术方案是：所述成膜助剂为增塑剂、偶联剂、流平剂、润湿剂和消泡剂，增塑剂、偶联剂、流平剂、润湿剂和消泡剂的重量比为2-3:3-5:3-5:2-5:1-3。
本与现有技术相比较，本发明具有的有益效果为：1、由于氟化合物具有良好的稳定性、耐候性、耐腐蚀性、抗氧化性等性能，因此氟碳表面活性剂能够改性丙烯酸酯乳液，使其具有良好的耐候性能、化学稳定性、防水性能；另外，氟碳表面活性剂不仅仅是一种超强疏水剂，能使涂膜表面具有超低表面能，灰尘不易黏附，增强涂料抗沾污能力；其还是一种涂料的流平剂，能够加快涂料的流平速度和润湿速度，促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。
2、本发明中，加入丙烯酸酯改性复合乳液，其中聚氨酯改性丙烯酸酯乳液具有良好的柔韧性、耐低温性、耐水性、耐老化性、贮存稳定性等特点，使涂膜的综合性能显著地提高；环氧树脂具有良好的对水蒸气和氧气的屏蔽性，且附着力好、收缩率低，因此改性后乳液既具有成膜性好、附着力强，又提高耐候能力；有机硅具有耐热、抗氧化、耐沾污、耐辐射等性能，因此改性后乳液既具有良好的成膜性，又提高了涂膜的附着力、耐老化性、抗沾污性、耐水性、机械强度。
3、本发明的制备工艺简单、易懂，可行性高，且经过试验证明涂料进行涂布后吸收可见光与红外光性能高，导热性高，防水性强，耐高温，耐腐蚀，稳定性能高，发射率低，透射率高，涂层附着力强，密度高，是理想的平板太阳能吸热涂料，具有极大的推广价值。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体例，进一步阐述本发明。
实施例1。
一种彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料，原料质量份数为:
丙烯酸酯改性复合乳液：7kg丙烯酸酯乳液，6kg聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，6kg环氧树脂改性丙烯酸酯乳液，6kg有机硅改性丙烯酸酯乳液
氟碳表面活性剂 2kg
纳米改性材料：纳米二氧化钛1kg，碳纳米管混合物1kg
固化剂 7kg
吸收剂：二氧化锰15kg、硫化铅15kg、钻蓝粉5kg
吸收增强剂 1kg
溶剂：乙酸2kg、无水醋酸丁醋5kg、丙三醇3kg
成膜助剂：增塑剂1kg、偶联剂1kg、流平剂1kg、润湿剂0.8kg和消泡剂1.2kg
分散剂0.3kg，增稠剂0.5kg，抗氧化剂0.2kg，玻璃纤维0.4kg，乳化石蜡0.4kg；
依上述的原料制备改性丙烯酸酯乳液的步骤如下:
（1）聚氨酯改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：在氮气氛围中，将5kg的丙烯酸酯加热70℃，搅拌速度为100r/min，搅拌的时间为6min，溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中加入1kg的聚氨酯，加入1.2kg混合，搅拌均匀得到聚氨酯改性丙烯酸酯乳液；
环氧树脂改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：在氮气氛围中，将5kg的丙烯酸酯加热70℃，搅拌速度为100r/min，搅拌的时间为6 min，溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中加入1kg的环氧树脂，加入1.2kg混合，搅拌均匀得到环氧树脂改性丙烯酸酯乳液；
有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：在氮气氛围中，将5质量份数的丙烯酸酯加热70℃，搅拌速度为100r/min，搅拌的时间为6 min，溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中加入1质量份数的有机硅，加入1.2kg混合，搅拌均匀得到有机硅改性丙烯酸酯乳液；
（2）按照重量份数比，将丙烯酸酯改性复合乳液，氟碳表面活性剂，纳米改性材料，固化剂 ，吸收剂，吸收增强剂，溶剂，分散剂，增稠剂，抗氧化剂，玻璃纤维，乳化石蜡投入球磨机内，启动球磨机进行球磨作业5min将各个原料球磨分散均匀后，再加入成膜助剂混合均匀后，即可得到彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料。
实施例2。
一种彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料，原料质量分数为:
丙烯酸酯改性复合乳液：8kg丙烯酸酯乳液，8kg聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，10kg环氧树脂改性丙烯酸酯乳液，9kg有机硅改性丙烯酸酯乳液
氟碳表面活性剂6kg
纳米改性材料：纳米二氧化钛4kg，碳纳米管混合物4kg
固化剂 12kg
吸收剂：搪瓷黑20kg、氧化铬绿15kg、氧化铁红10kg、硫化镉10kg
吸收增强剂3kg
溶剂：乙酸5kg、无水醋酸丁醋10kg、丙三醇5kg
成膜助剂：增塑剂2kg、偶联剂2kg、流平剂2kg、润湿剂2kg和消泡剂2kg
分散剂0.7kg，增稠剂0.7kg，抗氧化剂0.6kg，玻璃纤维0.8kg，乳化石蜡0.6kg；
依上述的原料制备改性丙烯酸酯乳液的步骤如下:
（1）聚氨酯改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：在氮气氛围中，将6kg数的丙烯酸酯加热80℃，搅拌速度为150r/min，搅拌的时间为10 min，溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中加入2kg的聚氨酯，加入4.8kg混合，搅拌均匀得到聚氨酯改性丙烯酸酯乳液；
环氧树脂改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：在氮气氛围中，将8质量份数的丙烯酸酯加热80℃，搅拌速度为150r/min，搅拌的时间为10 min，溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中加入2质量份数的环氧树脂，加入6.0kg混合，搅拌均匀得到环氧树脂改性丙烯酸酯乳液；
有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：在氮气氛围中，将7kg的丙烯酸酯加热80℃，搅拌速度为150r/min，搅拌的时间为10min，溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中加入2kg的有机硅，加入5.4kg混合，搅拌均匀得到有机硅改性丙烯酸酯乳液；
（3）按照重量份数比，将丙烯酸酯改性复合乳液，氟碳表面活性剂，纳米改性材料，固化剂 ，吸收剂，吸收增强剂，溶剂，分散剂，增稠剂，抗氧化剂，玻璃纤维，乳化石蜡投入球磨机内，启动球磨机进行球磨作业15min将各个原料球磨分散均匀后，再加入成膜助剂混合均匀后，即可得到彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料，其特征在于：该涂料包括以下重量份配比的各组分制成：丙烯酸酯改性复合乳液25～35份，氟碳表面活性剂2～6 份，纳米二氧化钛和碳纳米管混合物2～8 份，固化剂 7-12份，吸收剂35-55份，吸收增强剂1-3份，溶剂10-20份，成膜助剂5～10份，分散剂0.3～0.7份，增稠剂0.5～0.7份，抗氧化剂0.2～0.6份，玻璃纤维0.4～0.8份，乳化石蜡0.4～0.6份；将上述成分利用球磨的方法分散均匀后，再加入成膜助剂混合均匀，即可得到彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料；所述吸光剂为使用二氧化锰、硫化铅与钻蓝粉调配成蓝色，或使用搪瓷黑、氧化铬绿、氧化铁红、硫化锅调配成棕红色，或使用搪瓷黑、氧化铬绿、四氧化三铁、硫化镉、钻蓝调配成深绿。
2.根据权利要求1所述彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料，其特征在于：按重量份计，所述的丙烯酸酯改性复合乳液由7～8份丙烯酸酯乳液、6～8份聚氨酯改性丙烯酸酯乳液、6～10份环氧树脂改性丙烯酸酯乳液、6～9份有机硅改性丙烯酸酯乳液复合而成。
3.根据权利要求2所述彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料，其特征在于：所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，其制备方法为：在氮气氛围中，将5～6质量份数的丙烯酸酯加热，搅拌溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中加入1～2质量份数的聚氨酯，加入水混合，搅拌均匀得到聚氨酯改性丙烯酸酯乳液；所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液，其制备方法为：在氮气氛围中，将5～8质量份数的丙烯酸酯加热，搅拌溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中加入1～2质量份数的环氧树脂，加入水混合，搅拌均匀得到环氧树脂改性丙烯酸酯乳液；所述有机硅改性丙烯酸酯乳液，其制备方法为：在氮气氛围中，将5～7质量份数的丙烯酸酯加热，搅拌溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中加入1～2质量份数的有机硅，加入水混合，搅拌均匀得到有机硅改性丙烯酸酯乳液。
4.根据权利要求3所述彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料，其特征在于：所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液制备方法中，加热温度为70℃～80℃；所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液制备方法中，加热温度为70℃～80℃；所述有机硅改性丙烯酸酯乳液制备方法中，加热温度为70℃～80℃。
5.根据权利要求3所述彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料，其特征在于：所述丙烯酸酯改性复合乳液制备方法中，所述搅拌的速度为100～150r/min，所述搅拌的时间为6～10min；所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述搅拌的速度为100～150r/min，所述搅拌的时间为6～10 min；所述有机硅改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述搅拌的速度为100～150r/min，所述搅拌的时间为6～10 min。
6.根据权利要求3所述彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料，其特征在于：所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加入水的重量为聚氨酯与丙烯酸酯总重量的0.2～0.6；所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加入水的重量为环氧树脂与丙烯酸酯总重量的0.2～0.6；所述有机硅改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加入水的重量为有机硅与丙烯酸酯总重量的0.2～0.6。
7.根据权利要求1所述彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料，其特征在于：所述溶剂为乙酸、无水醋酸丁醋、丙三醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇和聚氨酯聚醚多元醇中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述一种彩色改性丙烯酸酯太阳能吸热涂料，其特征在于：所述成膜助剂为增塑剂、偶联剂、流平剂、润湿剂和消泡剂，增塑剂、偶联剂、流平剂、润湿剂和消泡剂的重量比为2-3:3-5:3-5:2-5:1-3。
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