CN107974592A - 一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法，镀层材料由以下质量比例的原料制得：0.8～1.6%TiO2、0.8～1.0%Si、1.0～2.0%Fe、10～20%Zn、0.2～0.5%Pr、0.2～0.3%Re，余量为铝。本发明镀层材料制备方法简单，与基体结合好，不易脱落；制备的铝合金镀层美观，耐腐蚀性和耐磨性好，强度和延展性高，吸热传热能力强。

Description

一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能利用及铝合金镀层技术领域，具体是一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法。
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。
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶中已大量应用。铝合金重量轻、机械强度高、导电导热性能好。目前，铝合金镀层材料围绕添加多种合金元素来改善镀层的综合性能，采用更多的Al 组分来代替Zn，重点是实现铝的包覆保护能力与锌的牺牲阴极保护能力的最佳结合，并保证以尽可能简单的加工工艺和技术装备，实现镀层的抗剥落、高强度、易加工、易焊接、耐高温度、耐酸碱盐类腐蚀等优良性能于一体。在镀层材料的生产和应用两个环节同时实现减污、降本、增效、提质，是一个急需解决的技术难题。
二氧化钛（TiO2）又名钛白粉，是一种质地柔软的无嗅无味的白色粉末，遮盖力和着色力强，R型钛白粉具有较好的耐气候性、耐水性和不易变黄的特点。钛白粉是工业生产中非常重要的原料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品、陶瓷、搪瓷、电子、食品和医药等工业，其中涂料占比最大，约60%。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法，本发明镀层材料制备方法简单，与基体结合好，不易脱落；制备的铝合金镀层美观，耐腐蚀性和耐磨性好，强度和延展性高，吸热传热能力强。
一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法，铝合金镀层材料由以下质量比例的原料制得：0.8～1.6%TiO2、0.8～1.0%Si、1.0～2.0%Fe、10～20%Zn、0.2～0.5%Pr、0.2～0.3%Re，余量为铝。
铝合金镀层的制备方法包括如下步骤：
（1）往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液，加热使之完全融化并在700～800℃下保温；
（2）再按配方比例加入TiO2、Si、Fe、Zn、Pr和Re，搅拌均匀；
（3）然后对合金熔体进行炉内精炼，往合金熔体中加入精炼剂，并搅拌均匀，熔体精炼在封闭环境中完成；
（4）精炼后除渣、除气以及用变质剂NiC3进行处理，得到铝合金镀液；
（5）对太阳能平板基材表面进行清洁处理，待铝合金镀液温度降至150～200℃，加入环氧树脂搅拌均匀，均匀喷涂在基材表面，即可。
所述步骤（3）中精炼剂包括以下重量份数原料：NaCl 25～35%、KCl 25～35%、Na2SiF6 6～10%、K3AlF6 7～12%、K2SO4 4～10%、CaF2 6～10%。
所述步骤（5）中环氧树脂：铝合金镀液=1:6～10。
本发明的有益效果是：
TiO2具有较好的耐气候性、耐水性、吸热导热性；镨(Pr)在空气中抗腐蚀能力比镧、铈、钕和铕都要强，在镀层材料中添加Pr有利于提高涂层的防腐蚀能力；铼（Re）用做催化剂，耐磨、耐腐蚀，添加量低。本发明在熔炼铝合金的时候还加入了精炼剂，所使用的精炼剂进入熔体后能够充分扩散，不吸附团聚，不堵孔；具有高效造干渣能力，不粘滞铝熔体；还具有较高的除气、除渣效率，精炼剂的使用有效地提高了铝合金镀液的质量。本发明在炼制铝合金的过程中还加入了NiC3，NiC3可提高合金的高温强度和体积、尺寸稳定性，并且有利于除渣。本发明镀层材料制备方法简单，与基体结合好，不易脱落；制备的铝合金镀层美观，耐腐蚀性和耐磨性好，强度和延展性高，吸热传热能力强。
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TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法，铝合金镀层材料由以下质量比例的原料制得：1.2%TiO2、0.9%Si、1.5%Fe、15%Zn、0.4%Pr、0.25%Re，余量为铝。
铝合金镀层的制备方法包括如下步骤：
（1）往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液，加热使之完全融化并在750℃下保温；
（2）再按配方比例加入TiO2、Si、Fe、Zn、Pr和Re，搅拌均匀；
（3）然后对合金熔体进行炉内精炼，往合金熔体中加入精炼剂，并搅拌均匀，熔体精炼在封闭环境中完成；
（4）精炼后除渣、除气以及用变质剂NiC3进行处理，得到铝合金镀液；
（5）对太阳能平板基材表面进行清洁处理，待铝合金镀液温度降至180℃，加入环氧树脂搅拌均匀，均匀喷涂在基材表面，即可。
所述步骤（3）中精炼剂包括以下重量份数原料：NaCl 30%、KCl 30%、Na2SiF6 8%、K3AlF6 10%、K2SO4 7%、CaF2 8%。
所述步骤（5）中环氧树脂：铝合金镀液=1:8。
实施例2
一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法，铝合金镀层材料由以下质量比例的原料制得：0.8%TiO2、0.8%Si、1.0%Fe、10%Zn、0.2%Pr、0.2%Re，余量为铝。
铝合金镀层的制备方法包括如下步骤：
（1）往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液，加热使之完全融化并在700℃下保温；
（2）再按配方比例加入TiO2、Si、Fe、Zn、Pr和Re，搅拌均匀；
（3）然后对合金熔体进行炉内精炼，往合金熔体中加入精炼剂，并搅拌均匀，熔体精炼在封闭环境中完成；
（4）精炼后除渣、除气以及用变质剂NiC3进行处理，得到铝合金镀液；
（5）对太阳能平板基材表面进行清洁处理，待铝合金镀液温度降至150℃，加入环氧树脂搅拌均匀，均匀喷涂在基材表面，即可。
所述步骤（3）中精炼剂包括以下重量份数原料：NaCl 25%、KCl 25%、Na2SiF6 6%、K3AlF6 12%、K2SO4 10%、CaF2 10%。
所述步骤（5）中环氧树脂：铝合金镀液=1:6。
实施例3
一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层及其制备方法，铝合金镀层材料由以下质量比例的原料制得：1.6%TiO2、1.0%Si、2.0%Fe、20%Zn、0.5%Pr、0.3%Re，余量为铝。
铝合金镀层的制备方法包括如下步骤：
（1）往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液，加热使之完全融化并在800℃下保温；
（2）再按配方比例加入TiO2、Si、Fe、Zn、Pr和Re，搅拌均匀；
（3）然后对合金熔体进行炉内精炼，往合金熔体中加入精炼剂，并搅拌均匀，熔体精炼在封闭环境中完成；
（4）精炼后除渣、除气以及用变质剂NiC3进行处理，得到铝合金镀液；
（5）对太阳能平板基材表面进行清洁处理，待铝合金镀液温度降至200℃，加入环氧树脂搅拌均匀，均匀喷涂在基材表面，即可。
所述步骤（3）中精炼剂包括以下重量份数原料：NaCl 35%、KCl 35%、Na2SiF6 10%、K3AlF6 12%、K2SO4 10%、CaF2 10%。
所述步骤（5）中环氧树脂：铝合金镀液=1:10。
为了便于参考，本申请人对实施例1、实施例2和实施例3所得铝合金镀层的部分性能进行了检测，结果见下表：
由表可知，本发明的铝合金镀层的耐磨性、耐高温性好，附着力强，耐酸碱腐蚀性能优异，光透射率高、反射率低，光吸收效果好。

Claims (4)

1.一种含TiO2的平板太阳能铝合金镀层，其特征在于，所述铝合金镀层材料由以下质量比例的原料制得：0.8～1.6%TiO2、0.8～1.0%Si、1.0～2.0%Fe、10～20%Zn、0.2～0.5%Pr、0.2～0.3%Re，余量为铝。
2.根据权利要求1所述含TiO2的平板太阳能铝合金镀层，其特征在于，所述铝合金镀层的制备方法包括如下步骤：
（1）往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液，加热使之完全融化并在700～800℃下保温；
（2）再按配方比例加入TiO2、Si、Fe、Zn、Pr和Re，搅拌均匀；
（3）然后对合金熔体进行炉内精炼，往合金熔体中加入精炼剂，并搅拌均匀，熔体精炼在封闭环境中完成；
（4）精炼后除渣、除气以及用变质剂NiC3进行处理，得到铝合金镀液；
（5）对太阳能平板基材表面进行清洁处理，待铝合金镀液温度降至150～200℃，加入环氧树脂搅拌均匀，均匀喷涂在基材表面，即可。
3.根据权利要求2所述铝合金镀层的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中精炼剂包括以下重量份数原料：NaCl 25～35%、KCl 25～35%、Na2SiF6 6～10%、K3AlF6 7～12%、K2SO4 4～10%、CaF2 6～10%。
4.根据权利要求2所述铝合金镀层的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中环氧树脂：铝合金镀液=1:6～10。
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