CN107841245A - 一种含氮化硅的太阳能板吸热涂料及其制备方法 - Google Patents

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孟沪生
黄献辉
黄忠义
黄忠发
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Abstract

本发明公开了一种含氮化硅的太阳能板吸热涂料及其制备方法，吸热涂料由以下质量份数的原料制得：氮化硅15‑40份、氮化铝5‑10份、氧化铝5‑15份、碳化硅5‑12份、铝‑锆偶联剂2‑5份、有机膨润土2‑6份、鳞片石墨粉5‑20份、高分子分散剂1‑2份、氟改性硅树脂5‑10份、丙酮2‑5份和醋酸丁酯6‑10份。本发明制备工艺简单，成本较低，涂料稳定性高，而且绿色环保，在太阳能热利用领域具有广阔的实用价值和应用前景。

Description

一种含氮化硅的太阳能板吸热涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于新型涂料技术领域，更具体地说是一种含氮化硅的太阳能板吸热涂料及其制备方法。
背景技术
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。
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。
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。
氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料。它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体，高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。氮化硅还能应用到太阳能电池中，形成的氮化硅膜作为减反射膜可减小入射光的反射。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种含氮化硅的太阳能板吸热涂料及其制备方法，该涂料制备工艺简单，成本较低，涂料稳定性高，而且绿色环保，在太阳能热利用领域具有广阔的实用价值和应用前景。
一种含氮化硅的太阳能板吸热涂料及其制备方法，吸热涂料由以下质量份数的原料制得：氮化硅15-40份、氮化铝5-10份、氧化铝5-15份、碳化硅5-12份、铝-锆偶联剂2-5份、有机膨润土2-6份、鳞片石墨粉5-20份、高分子分散剂1-2份、氟改性硅树脂5-10份、丙酮2-5份和醋酸丁酯6-10份。
吸热涂料制备方法：称取氮化硅、氮化铝、氧化铝和碳化硅，倒入分散研磨机中研磨10～30小时，得到直径在0.1～2μm之间的微细粉末；将氟改性硅树脂和丙酮、醋酸丁酯混合均匀，加入微细粉末、有机膨润土、鳞片石墨粉、铝-锆偶联剂和高分子分散剂搅拌均匀，得到充分分散的体系，再用5000目过滤网对所制备的溶液进行过滤，即得。
使用时，将过滤好的涂料喷涂于太阳能吸热板芯的向阳面，晾干固化即可。涂层厚度控制在10～40μm。
本发明的有益效果是：
本发明采用的氮化硅具有较高的热稳定性、化学稳定性和抗氧化性，氮化硅与碳化硅、氧化铝能形成很强的结合力，用其制成的涂料结合性能强；且所形成的涂层可减小入射光的反射，增强光的吸收能力。本发明的太阳能吸热涂料制备的涂层为具有高稳定性、高吸收率、高导热率、低辐射率，而且绿色环保。本发明制备工艺简单，成本较低，在太阳能热利用领域具有广阔的实用价值和应用前景。
具体实施方式
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。
实施例1
一种含氮化硅的太阳能板吸热涂料及其制备方法，吸热涂料由以下质量份数的原料制得：氮化硅28份、氮化铝8份、氧化铝10份、碳化硅9份、铝-锆偶联剂4份、有机膨润土4份、鳞片石墨粉13份、高分子分散剂1.5份、氟改性硅树脂8份、丙酮3份和醋酸丁酯8份。
吸热涂料制备方法：称取氮化硅、氮化铝、氧化铝和碳化硅，倒入分散研磨机中研磨20小时，得到直径在0.1～2μm之间的微细粉末；将氟改性硅树脂和丙酮、醋酸丁酯混合均匀，加入微细粉末、有机膨润土、鳞片石墨粉、铝-锆偶联剂和高分子分散剂搅拌均匀，得到充分分散的体系，再用5000目过滤网对所制备的溶液进行过滤，即得。
使用时，将过滤好的涂料喷涂于太阳能吸热板芯的向阳面，晾干固化即可。涂层厚度控制在20μm。涂层经性能检测其太阳能吸收率高达95.8％，发射率为5％，涂层附着力4B级。
实施例2
一种含氮化硅的太阳能板吸热涂料及其制备方法，吸热涂料由以下质量份数的原料制得：氮化硅15份、氮化铝5份、氧化铝5份、碳化硅5份、铝-锆偶联剂2份、有机膨润土2份、鳞片石墨粉5份、高分子分散剂1份、氟改性硅树脂5份、丙酮2份和醋酸丁酯10份。
吸热涂料制备方法：称取氮化硅、氮化铝、氧化铝和碳化硅，倒入分散研磨机中研磨30小时，得到直径在0.1～2μm之间的微细粉末；将氟改性硅树脂和丙酮、醋酸丁酯混合均匀，加入微细粉末、有机膨润土、鳞片石墨粉、铝-锆偶联剂和高分子分散剂搅拌均匀，得到充分分散的体系，再用5000目过滤网对所制备的溶液进行过滤，即得。
使用时，将过滤好的涂料喷涂于太阳能吸热板芯的向阳面，晾干固化即可。涂层厚度控制在40μm。涂层经性能检测其太阳能吸收率高达96.1％，发射率为6％，涂层附着力3B级。
实施例3
一种含氮化硅的太阳能板吸热涂料及其制备方法，吸热涂料由以下质量份数的原料制得：氮化硅40份、氮化铝10份、氧化铝15份、碳化硅12份、铝-锆偶联剂5份、有机膨润土6份、鳞片石墨粉20份、高分子分散剂2份、氟改性硅树脂10份、丙酮5份和醋酸丁酯6份。
吸热涂料制备方法：称取氮化硅、氮化铝、氧化铝和碳化硅，倒入分散研磨机中研磨10小时，得到直径在0.1～2μm之间的微细粉末；将氟改性硅树脂和丙酮、醋酸丁酯混合均匀，加入微细粉末、有机膨润土、鳞片石墨粉、铝-锆偶联剂和高分子分散剂搅拌均匀，得到充分分散的体系，再用5000目过滤网对所制备的溶液进行过滤，即得。
使用时，将过滤好的涂料喷涂于太阳能吸热板芯的向阳面，晾干固化即可。涂层厚度控制在10μm。涂层经性能检测其太阳能吸收率高达95.1％，发射率为6％，涂层附着力4B级。

Claims (2)

1.一种含氮化硅的太阳能板吸热涂料，其特征在于，所述吸热涂料由以下质量份数的原料制得：氮化硅15-40份、氮化铝5-10份、氧化铝5-15份、碳化硅5-12份、铝-锆偶联剂2-5份、有机膨润土2-6份、鳞片石墨粉5-20份、高分子分散剂1-2份、氟改性硅树脂5-10份、丙酮2-5份和醋酸丁酯6-10份。
2.根据权利要求1所述含氮化硅的太阳能板吸热涂料，其特征在于，所述吸热涂料的制备方法如下：
称取氮化硅、氮化铝、氧化铝和碳化硅，倒入分散研磨机中研磨10～30小时，得到直径在0.1～2μm之间的微细粉末；将氟改性硅树脂和丙酮、醋酸丁酯混合均匀，加入微细粉末、有机膨润土、鳞片石墨粉、铝-锆偶联剂和高分子分散剂搅拌均匀，得到充分分散的体系，再用5000目过滤网对所制备的溶液进行过滤，即得。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105860720A (zh) * 2016-06-21 2016-08-17 广西吉宽太阳能设备有限公司 一种中高温太阳能选择性吸热涂料
CN107010962A (zh) * 2017-04-01 2017-08-04 长兴微羽智能科技有限公司 一种低成本太阳能吸热陶瓷材料及其制备方法

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