CN107815242A - 一种亚麻油基水性聚氨酯‑聚丙烯酸树脂吸热涂料 - Google Patents

一种亚麻油基水性聚氨酯‑聚丙烯酸树脂吸热涂料 Download PDF

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马昭键
谢刚
杨明慧
韦福达
农芷凌
邹义升
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    • C08L2205/03Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend

Abstract

本发明公开了一种用于太阳能吸热板的亚麻油基水性聚氨酯‑聚丙烯酸树脂吸热涂料,涂料由以下质量份数的原料制备而成:亚麻油基水性聚氨酯‑聚丙烯酸树脂40‑60份、硅树脂10‑20份、超细石墨粉8‑12份、纳米二氧化钛4‑8份、吸光剂4‑8份、吸光促进剂2‑4份、干性油醇酸树脂8‑12份。本发明吸热效率高、光反射率低、粘结力强,且制备工艺简单,成本低廉,易于工业化生产。

Description

一种亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂吸热涂料
技术领域
[0001] 本发明涉及太阳能吸热技术领域,更具体地说是涉及一种用于太阳能吸热板的亚 麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂吸热涂料。
背景技术
[0002] 能源利用在人类社会发展中占有举足轻重的地位,但过度的开发资源和低效率 的资源利用,使人类面临着严峻的考验。众所周知,太阳能是一种来源最丰富和可广泛获 取的可再生能源,对解决能源危机和环境问题具有重大的作用,且太阳能以独具的储量 无限性、存在的普遍性、开发利用的清洁性,使其成为了各国竞相研究的热点。
[0003] 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。目前市面上普遍采用的是在太阳能平板集热器的吸热板芯 上喷涂黑色有机涂层,如黑色氟碳树脂、黑色环氧树脂、黑色聚氨酯树脂等,因为采用了普 通的树脂材料作为粘合剂及以碳黑或者黑色颜料作为发色体,因此会造成:1、涂层不耐候, 过早粉化和退色;2、由于采用的是普通碳黑或者黑色颜料作为发色体,无光谱选择性。因此 它的涂层发射率很高,这样就造成了太阳能平板集热器的热效率低。
发明内容
[0004] 针对现有技术的不足,本发明提供了一种用于太阳能吸热板的亚麻油基水性聚氨 酯-聚丙烯酸树脂吸热涂料,该涂料吸热效率高、光反射率低、粘结力强,且制备工艺简单, 成本低廉,易于工业化生产。
[0005] 本发明的技术方案如下: 一种亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂吸热涂料,涂料由以下重量份数原料制成: 亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂40-60份、硅树脂10-20份、超细石墨粉8-12份、纳 米二氧化钛4-8份、吸光剂4-8份、吸光促进剂2-4份、干性油醇酸树脂8-12份。
[0006] 所述吸光剂为钴蓝粉、钴锰铜氧化物与搪瓷黑调配成黑色或者使用硫化铅与钴蓝 粉调配成蓝色。
[0007] 所述吸光促进剂为2-氯-2- (2-氟苯基)-卜环丁基乙酮和2- (2-硝基苯胺基)-3-氰 基-5-丙基噻以比例1:1混合得到。
[0008] 所述亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂合成的主要原料为羟基化亚麻油、异氟 尔酮二异氰酸酯、聚醚N210 (Mn=IOOO)、2,2_二羟甲基丙酸、一缩二乙二醇、辛酸亚锡、二月 桂酸二丁基锡、三乙胺、丙酮、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和 碳酸氢钠,其中蓖麻油添加量最优为20%。
[0009] 吸热涂料的制备方法包括以下内容: (1) 将亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂加热至80-10(TC,使其溶解成乳液状,然后 放入搅拌器内进行高速搅拌; (2) 将超细石墨粉、纳米二氧化钛、吸光剂和吸光促进剂加入到上述树脂乳液中,持续 进行搅拌2-4小时,使其充分分散均匀; (3)加入硅树脂和干性油醇酸树脂搅拌均匀,即得。
[0010] 本发明的有益效果是: 本发明采用亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂作为成膜剂,价格低廉、绿色环保,且 成膜性能好、力学性能优、耐水耐温性能高。本发明采用的硅树脂可增加涂层的胶黏性;添 加的纳米级二氧化钛具有良好的分散性、耐候性、化学稳定性、热稳定性和光吸收选择性, 不仅可以提高吸光率,而且纳米级颗粒可增加涂层表面的细微凹凸感,减少光的镜面反射。 本发明的亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂吸热涂料吸热效率高、光反射率低、粘结力 强,且制备工艺简单,成本低廉,易于工业化生产。
具体实施方式
[0011] 为了更加详细的介绍本发明,下面结合实施例,对本发明做进一步说明。
[0012] 实施例1 一种亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂吸热涂料,涂料由以下重量份数原料制成: 亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂50份、硅树脂15份、超细石墨粉10份、纳米二氧化 钛6份、吸光剂6份、吸光促进剂3份、干性油醇酸树脂10份。、 所述吸光剂为钴蓝粉、钴锰铜氧化物与搪瓷黑调配成黑色或者使用硫化铅与钴蓝粉调 配成蓝色。
[0013] 所述吸光促进剂为2-氯-2- (2-氟苯基)-1-环丁基乙酮和2- (2-硝基苯胺基)-3-氰 基-5-丙基噻以比例1:1混合得到。
[0014] 所述亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂合成的主要原料为羟基化亚麻油、异氟 尔酮二异氰酸酯、聚醚N210 (Mn=IOOO)、2,2_二羟甲基丙酸、一缩二乙二醇、辛酸亚锡、二月 桂酸二丁基锡、三乙胺、丙酮、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和 碳酸氢钠,其中蓖麻油添加量最优为20%。
[0015] 吸热涂料的制备方法包括以下内容: (1) 将亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂加热至90°C,使其溶解成乳液状,然后放入 搅拌器内进行高速搅拌; (2) 将超细石墨粉、纳米二氧化钛、吸光剂和吸光促进剂加入到上述树脂乳液中,持续 进行搅拌3小时,使其充分分散均匀; (3) 加入硅树脂和干性油醇酸树脂搅拌均匀,即得。
[0016] 使用时,将其均匀地喷涂于干净的吸热基体表面即可,厚度控制在15μπι。
[0017] 实施例2 一种亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂吸热涂料,涂料由以下重量份数原料制成: 亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂40份、硅树脂10份、超细石墨粉8份、纳米二氧化钛 4份、吸光剂4份、吸光促进剂2份、干性油醇酸树脂8份。
[0018] 所述吸光剂为钴蓝粉、钴锰铜氧化物与搪瓷黑调配成黑色或者使用硫化铅与钴蓝 粉调配成蓝色。
[0019] 所述吸光促进剂为2-氯-2- (2-氟苯基)-1-环丁基乙酮和2- (2-硝基苯胺基)-3-氰 基-5-丙基噻以比例1:1混合得到。
[0020] 所述亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂合成的主要原料为羟基化亚麻油、异氟 尔酮二异氰酸酯、聚醚N210 (Mn=IOOO)、2,2_二羟甲基丙酸、一缩二乙二醇、辛酸亚锡、二月 桂酸二丁基锡、三乙胺、丙酮、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和 碳酸氢钠,其中蓖麻油添加量最优为20%。
[0021] 吸热涂料的制备方法包括以下内容: (1) 将亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂加热至HKTC,使其溶解成乳液状,然后放入 搅拌器内进行高速搅拌; (2) 将超细石墨粉、纳米二氧化钛、吸光剂和吸光促进剂加入到上述树脂乳液中,持续 进行搅拌2小时,使其充分分散均匀; (3) 加入硅树脂和干性油醇酸树脂搅拌均匀,即得。
[0022] 使用时,将其均匀地喷涂于干净的吸热基体表面即可,厚度控制在20μπι。
[0023] 实施例3 一种亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂吸热涂料,涂料由以下重量份数原料制成: 亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂60份、硅树脂20份、超细石墨粉12份、纳米二氧化 钛8份、吸光剂8份、吸光促进剂4份、干性油醇酸树脂12份。
[0024] 所述吸光剂为钴蓝粉、钴锰铜氧化物与搪瓷黑调配成黑色或者使用硫化铅与钴蓝 粉调配成蓝色。
[0025] 所述吸光促进剂为2-氯-2- (2-氟苯基)-1-环丁基乙酮和2- (2-硝基苯胺基)-3-氰 基-5-丙基噻以比例1:1混合得到。
[0026] 所述亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂合成的主要原料为羟基化亚麻油、异氟 尔酮二异氰酸酯、聚醚Ν210 (Mn=IOOO)、2,2_二羟甲基丙酸、一缩二乙二醇、辛酸亚锡、二月 桂酸二丁基锡、三乙胺、丙酮、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和 碳酸氢钠,其中蓖麻油添加量最优为20%。
[0027] 吸热涂料的制备方法包括以下内容: (1) 将亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂加热至80°C,使其溶解成乳液状,然后放入 搅拌器内进行高速搅拌; (2) 将超细石墨粉、纳米二氧化钛、吸光剂和吸光促进剂加入到上述树脂乳液中,持续 进行搅拌4小时,使其充分分散均匀; (3) 加入硅树脂和干性油醇酸树脂搅拌均匀,即得。
[0028] 使用时,将其均匀地喷涂于干净的吸热基体表面即可,厚度控制在1 Ομπι。
[0029] 应用实施例 为更充分阐述本发明的有益效果,本申请人制造了四台太阳能热水器,并进行一个测 试试验,其中一台太阳能热水器集热板的吸热涂层采用市场上购买的江苏省某公司生产的 聚氨酯吸热涂料(对照组),另外三台分别采用本发明的实施例1、实施例2和实施例3制得的 吸热涂料。在晴朗天气(气温22〜28°C)条件下,对照组的最高水温达85°C,实验组的最高水 温达94°C,这说明本发明的吸热涂料吸热效果更加好。
[0030] 为了便于参考,本申请人还对上述四台太阳能热水器的集热板的部分性能进行了 检测对比,结果见下表:
Figure CN107815242AD00061
由表可知,本发明的吸热涂料的耐磨性、耐高温性好,附着力强,耐酸碱腐蚀性能优异。

Claims (3)

1. 一种亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂吸热涂料,其特征在于,所述吸热涂料包括 以下重量份数原料: 亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂40-60份、硅树脂10-20份、超细石墨粉8-12份、纳 米二氧化钛4-8份、吸光剂4-8份、吸光促进剂2-4份、干性油醇酸树脂8-12份; 所述吸光剂为钴蓝粉、钴锰铜氧化物与搪瓷黑调配成黑色或者硫化铅与钴蓝粉调配成 蓝色; 所述吸光促进剂为2-氯-2- (2-氟苯基)-1-环丁基乙酮和2- (2-硝基苯胺基)-3-氰基-5-丙基噻以比例1:1混合得到。
2. 根据权利要求1所述亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂吸热涂料,其特征在于,所 述亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂合成的主要原料为羟基化亚麻油、异氟尔酮二异氰 酸酯、聚醚N210 (Mn=IOOO)、2,2_二羟甲基丙酸、一缩二乙二醇、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基 锡、三乙胺、丙酮、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和碳酸氢钠。
3. 根据权利要求1所述亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂吸热涂料,其特征在于,所 述吸热涂料的制备方法包括以下内容: (1) 将亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂加热至SO-HKTC,使其溶解成乳液状,然后 放入搅拌器内进行高速搅拌; (2) 将超细石墨粉、纳米二氧化钛、吸光剂和吸光促进剂加入到上述树脂乳液中,持续 进行搅拌2-4小时,使其充分分散均匀; (3) 加入硅树脂和干性油醇酸树脂搅拌均匀,即得。
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