CN106336801A - 太阳能吸热涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能吸热涂料，由以下重量份配比的原料制成：氟硅树脂20‑40份，丙烯酸树脂28‑32份，聚乙烯吡咯烷酮1‑3份，三乙醇胺1‑3份，氯化石蜡1‑3份，碳黑1‑2份，沉淀硫酸钡8‑10份，乙醇20‑30份，二氧化钛1‑3份，硅油0.1‑0.3份，硅烷偶联剂0.2‑0.4份，磺化石墨烯1‑2份，Co‑Al2O3纳米复合粉2‑6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。

Description

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、高稳定性的太阳能吸热涂料。
本发明解决技术问题的技术方案是：
一种太阳能吸热涂料，由以下重量份配比的原料制成：
氟硅树脂20-40份，丙烯酸树脂28-32份，聚乙烯吡咯烷酮1-3份，三乙醇胺1-3份，氯化石蜡1-3份，碳黑1-2份，沉淀硫酸钡8-10份，乙醇20-30份，二氧化钛1-3份，硅油0.1-0.3份，硅烷偶联剂0.2-0.4份，磺化石墨烯1-2份，Co-Al2O3纳米复合粉2-6份，SiC粉3-5份，水10-20份。
优选地，上述太阳能吸热涂料，由以下重量份配比的原料制成：
氟硅树脂30份，丙烯酸树脂30份，聚乙烯吡咯烷酮2份，三乙醇胺2份，氯化石蜡2份，碳黑1.5份，沉淀硫酸钡9份，乙醇25份，二氧化钛2份，硅油0.2份，硅烷偶联剂0.3份，磺化石墨烯1.5份，Co-Al2O3纳米复合粉4份，SiC粉4份，水15份。
所述丙烯酸树脂的浓度为48％-53％，优选地为50％。
所述沉淀硫酸钡的细度为700-900目，优选地为800目。
所述硅油的浓度为0.5％-1.5％，优选地为1％。
上述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)依次将氟硅树脂、丙烯酸树脂、三乙醇胺、氯化石蜡、碳黑、沉淀硫酸钡、二氧化钛加入乙醇中，均匀搅拌30-40min，得混合物A；
(3)依次将聚乙烯吡咯烷酮、硅油、硅烷偶联剂、磺化石墨烯、Co-Al2O3纳米复合粉、SiC粉加入水中，升温至60-70℃，搅拌50-60min，得混合物B；
(4)将混合物B加入混合物A中，搅拌均匀，即得调好的涂料；
(5)将步骤(4)调制好的涂料用120-140目丝绢进行过滤，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碳黑作为吸收剂，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
一种太阳能吸热涂料，由以下重量份配比的原料制成：
氟硅树脂20kg，丙烯酸树脂28kg，聚乙烯吡咯烷酮1kg，三乙醇胺1kg，氯化石蜡1kg，碳黑1kg，沉淀硫酸钡8kg，乙醇20kg，二氧化钛1kg，硅油0.1kg，硅烷偶联剂0.2kg，磺化石墨烯1kg，Co-Al2O3纳米复合粉2kg，SiC粉3kg，水10kg。
所述丙烯酸树脂的浓度为48％。
所述沉淀硫酸钡的细度为700目。
所述硅油的浓度为0.5％。
上述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)依次将氟硅树脂、丙烯酸树脂、三乙醇胺、氯化石蜡、碳黑、沉淀硫酸钡、二氧化钛加入乙醇中，均匀搅拌30min，得混合物A；
(3)依次将聚乙烯吡咯烷酮、硅油、硅烷偶联剂、磺化石墨烯、Co-Al2O3纳米复合粉、SiC粉加入水中，升温至60℃，搅拌50min，得混合物B；
(4)将混合物B加入混合物A中，搅拌均匀，即得调好的涂料；
(5)将步骤(4)调制好的涂料用120目丝绢进行过滤，装入容器中密封即可。
实施例2
一种太阳能吸热涂料，由以下重量份配比的原料制成：
氟硅树脂30kg，丙烯酸树脂30kg，聚乙烯吡咯烷酮2kg，三乙醇胺2kg，氯化石蜡2kg，碳黑1.5kg，沉淀硫酸钡9kg，乙醇25kg，二氧化钛2kg，硅油0.2kg，硅烷偶联剂0.3kg，磺化石墨烯1.5kg，Co-Al2O3纳米复合粉4kg，SiC粉4kg，水15kg。
所述丙烯酸树脂的浓度为为50％。
所述沉淀硫酸钡的细度为800目。
所述硅油的浓度为1％。
上述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)依次将氟硅树脂、丙烯酸树脂、三乙醇胺、氯化石蜡、碳黑、沉淀硫酸钡、二氧化钛加入乙醇中，均匀搅拌35min，得混合物A；
(3)依次将聚乙烯吡咯烷酮、硅油、硅烷偶联剂、磺化石墨烯、Co-Al2O3纳米复合粉、SiC粉加入水中，升温至65℃，搅拌55min，得混合物B；
(4)将混合物B加入混合物A中，搅拌均匀，即得调好的涂料；
(5)将步骤(4)调制好的涂料用130目丝绢进行过滤，装入容器中密封即可。
实施例3
一种太阳能吸热涂料，由以下重量份配比的原料制成：
氟硅树脂40kg，丙烯酸树脂32kg，聚乙烯吡咯烷酮3kg，三乙醇胺3kg，氯化石蜡3kg，碳黑2kg，沉淀硫酸钡10kg，乙醇30kg，二氧化钛3kg，硅油0.3kg，硅烷偶联剂0.4kg，磺化石墨烯2kg，Co-Al2O3纳米复合粉6kg，SiC粉5kg，水20kg。
所述丙烯酸树脂的浓度为53％。
所述沉淀硫酸钡的细度为900目。
所述硅油的浓度为1.5％。
上述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)依次将氟硅树脂、丙烯酸树脂、三乙醇胺、氯化石蜡、碳黑、沉淀硫酸钡、二氧化钛加入乙醇中，均匀搅拌40min，得混合物A；
(3)依次将聚乙烯吡咯烷酮、硅油、硅烷偶联剂、磺化石墨烯、Co-Al2O3纳米复合粉、SiC粉加入水中，升温至70℃，搅拌60min，得混合物B；
(4)将混合物B加入混合物A中，搅拌均匀，即得调好的涂料；
(5)将步骤(4)调制好的涂料用140目丝绢进行过滤，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 (6)

1.一种太阳能吸热涂料，其特征是：由以下重量份配比的原料制成：
氟硅树脂20-40份，丙烯酸树脂28-32份，聚乙烯吡咯烷酮1-3份，三乙醇胺1-3份，氯化石蜡1-3份，碳黑1-2份，沉淀硫酸钡8-10份，乙醇20-30份，二氧化钛1-3份，硅油0.1-0.3份，硅烷偶联剂0.2-0.4份，磺化石墨烯1-2份，Co-Al2O3纳米复合粉2-6份，SiC粉3-5份，水10-20份。
2.根据权利要求1所述的太阳能吸热涂料，其特征是：由以下重量份配比的原料制成：
氟硅树脂30份，丙烯酸树脂30份，聚乙烯吡咯烷酮2份，三乙醇胺2份，氯化石蜡2份，碳黑1.5份，沉淀硫酸钡9份，乙醇25份，二氧化钛2份，硅油0.2份，硅烷偶联剂0.3份，磺化石墨烯1.5份，Co-Al2O3纳米复合粉4份，SiC粉4份，水15份。
3.根据权利要求1所述的太阳能吸热涂料，其特征是：所述丙烯酸树脂的浓度为48％-53％，优选地为50％。
4.根据权利要求1所述的太阳能吸热涂料，其特征是：所述沉淀硫酸钡的细度为700-900目，优选地为800目。
5.根据权利要求1所述的太阳能吸热涂料，其特征是：所述硅油的浓度为0.5％-1.5％，优选地为1％。
6.根据权利要求1所述的太阳能吸热涂料的制备方法，其特征是：具体步骤如下：
(1)按照上述原料的质量份配比；
(2)依次将氟硅树脂、丙烯酸树脂、三乙醇胺、氯化石蜡、碳黑、沉淀硫酸钡、二氧化钛加入乙醇中，均匀搅拌30-40min，得混合物A；
(3)依次将聚乙烯吡咯烷酮、硅油、硅烷偶联剂、磺化石墨烯、Co-Al2O3纳米复合粉、SiC粉加入水中，升温至60-70℃，搅拌50-60min，得混合物B；
(4)将混合物B加入混合物A中，搅拌均匀，即得调好的涂料；
(5)将步骤(4)调制好的涂料用120-140目丝绢进行过滤，装入容器中密封即可。
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