[發明專利]全玻璃真空太陽能集熱管外管內外壁鍍增透膜的方法

有效

• 申請號: 201010500920.1
• 申請日: 2010-10-09
• 公開（公告）號: CN101948250A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 杜云貴;李建光;郭廷瑋;郭祥存
• 申請（專利權）人: 福建圣元電子科技有限公司
• 主分類號: C03C17/23
• 分類號: C03C17/23
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

技術領域

本發明涉及全玻璃真空太陽能集熱管外管內外壁鍍增透膜的方法，尤其涉及采用溶膠-凝膠法在全玻璃真空太陽能集熱管外管內外壁鍍增透膜的方法。

背景技術

太陽能集熱管的功能是吸收太陽光的輻射能并轉化成熱能，是太陽能熱利用的核心部件之一。目前大量生產并廣泛應用的一種太陽能集熱管為全玻璃真空太陽能集熱管（以下簡稱太陽能集熱管），其包括外玻璃管和內玻璃管，太陽能吸收涂層涂覆在內管的外表面上，太陽能輻射透過玻璃外管被內管上的太陽吸收涂層吸收并轉化為熱能，內、外玻璃管之間抽成真空以減少對流和傳導的熱損。當前這種太陽能集熱管玻璃外管的熱能透過率一般為90%左右，所以在一定程度上，太陽能的利用率還可以進一步提高。

目前提高太陽能利用率的方法一般都是對太陽能集熱管內管表面太陽吸收涂層進行改進，不對集熱管外管表面的增透進行改進，主要由于用真空法在集熱管外管內外表面鍍高增透膜在工藝上較難實現，尤其是在外管內表面。

現有溶膠-凝膠技術是一種用化學原料制造陶瓷膜的低溫技術，與傳統的高溫技術相比，該技術可以獲得較高的純度和均勻度。同時由于膜層與基體是以化學鍵相結合的形式，因此鍍層十分牢固，不易剝落。

發明內容

本發明為了克服上述技術背景的不足，提高太陽能集熱管外管的熱能透過率，開發一種采用溶膠-凝膠方法的全玻璃真空太陽能集熱管外管內外壁鍍增透膜的方法。

本發明的技術方案為：全玻璃真空太陽能集熱管外管內外壁鍍增透膜的方法，所述方法主要包括以下步驟，

1）SiO₂溶膠的制備：

取物質的量比為1.0：20-40：1.0-2.0：0.01-0.05的正硅酸乙脂、無水乙醇、去離子水和催化劑，將正硅酸乙脂、無水乙醇、去離子水混合，再滴加催化劑，20-60℃下經磁力攪拌反應3-6h，再陳化3-5天，制得SiO₂溶膠備用；

2）TiO₂溶膠的制備：

采用分步水解法，取物質的量比為1：25-30：4-6：0.75-1的鈦酸丁酯、無水乙醇、去離子水、鹽酸，將鹽酸、無水乙醇、去離子水混合后劇烈攪拌15-20min，再滴加酞酸丁酯溶液，滴加完畢，在室溫下置于密封容器內攪拌反應4~8小時，室溫下陳化一天后，得到TiO₂溶膠；

3）先將TiO₂溶膠進行預處理，按TiO₂溶膠與無水乙醇1：100~250的體積比進行攪拌稀釋0.5h，再陳化1天待用；

采用提拉法鍍膜，將經清洗干燥的全玻璃真空太陽能集熱管外管放在提拉機上，外管先在已稀釋的TiO₂溶膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為1-20cm/分，再將附著濕膜的外管在室溫下晾放20-30分鐘，然后在60℃下干燥30min；

4）將經步驟3處理的外管放入經預處理的SiO₂溶膠中，把外管先在SiO₂溶膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為1-20cm/分，再將濕膜在室溫下晾放20-30分鐘，然后在60℃下干燥30min；

經上述步驟得到內外壁均鍍上TiO₂膜與SiO₂膜的太陽能集熱管外管。

本發明中，所述步驟1中的催化劑為鹽酸或氨水溶液。

本發明中，還可以采用酸堿法對太陽能集熱管外管內外壁鍍增透膜，采用該方法時，所述操作步驟為：

1）SiO₂溶膠的制備：

先制備酸性SiO₂溶膠，取物質的量比為1.0：20-40：1.0-2.0：0.01-0.05的正硅酸乙脂、無水乙醇、去離子水和鹽酸溶液，將正硅酸乙脂、無水乙醇、去離子水混合，再加入鹽酸溶液為催化劑，30-60℃下經磁力攪拌反應3-6h，再陳化3-5天，制得酸性SiO₂溶膠備用；

再制備堿性SiO₂溶膠，取物質的量比為1.0：20-40：1.0-2.0：0.01-0.05的正硅酸乙脂、無水乙醇、去離子水和氨水溶液，將正硅酸乙脂、無水乙醇、去離子水混合，再加入氨水溶液為催化劑，30-60℃下經磁力攪拌3-6h反應充分，再陳化3-5天，制得堿性SiO₂溶膠備用；