[發明專利]含噻唑環二胺化合物在制備太陽能吸熱涂料中的應用

有效

• 申請號: 201410041807.X
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103788371A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 趙鑫;劉剛;耿慶芬
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;C09D179/08;C09D7/12;C09D5/32
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 張英荷

技術領域

本發明涉及一種含噻唑環二胺化合物的應用，尤其涉及一種含噻唑環二胺化合物在制備太陽能吸熱涂料中的應用，屬于太陽能技術領域。?

背景技術

人類生存環境的惡化和能源的日益短缺是當今世界面臨的兩個重大問題，作為最清潔能源，太陽能的轉化利用業已得到國內外的廣泛重視，其中太陽能熱利用是太陽能利用眾多途徑中，實用化程度最高，與工農業生產結合最為緊密的形式。在太陽能熱利用過程中，最為核心的技術組件就是選擇性光熱轉換涂層。在選擇性光熱轉換涂層的多種制備方法中，采用電化學方法制得的黑鎳和黑鉻涂層雖然具有良好的光學性能，但因環境污染問題而逐漸為眾多國家所淘汰。真空鍍膜法制備的光熱轉換涂層在太陽能的中高溫利用中占有主導地位，該方法的生產工藝不會對環境造成污染，且可以通過控制工藝條件而得到熱性能和光學性能優良的吸收涂層。但連續化生產線投資較大，工藝條件苛刻，生產成本較高，涂層耐候性能不理想，限制了其大規模應用。而作為易于大規模使用的噴涂法、浸涂法制備的光熱轉換涂層，又常常因為在涂料型涂層中作為粘結劑使用的常規有機基體樹脂都存在的耐高溫性能較差，在平均使用溫度下長期使用易于氧化、老化和發生碳化，從而影響使用壽命的問題而大大限制了實際應用范圍。這方面的例子有：

????中國專利ZL201010196174.1利用由乙丙乳液改性的乳化瀝青為粘結劑，納米級的硫化鉛(PbS)為顏料，環氧基硅烷偶聯劑為分散劑制備了一種水性納米高效太陽能集熱涂料。由于光熱轉換涂料的工作循環介于高溫和低溫之間，乙丙乳液改性乳化瀝青的使用，會造成該類涂料、涂層的老化性能不佳，光學性能急劇衰減。中國專利ZL?201310277614.X使用活性硅酸復合水玻璃的異聚態改性硅溶膠作為粘結劑制備了太陽能吸熱涂料，由于硅溶膠處于準穩態，易于轉變成凝膠而使光熱轉換涂料懸浮性變差，進一步引起吸光顏料的大范圍團聚，從而急劇影響了光熱轉換涂料的應用前景。中國專利ZL?201310371039.X以單組份聚氨酯樹脂和熱固性丙烯酸酯樹脂為粘結劑，制備了一種太陽能金屬內膽吸熱涂料。聚氨酯和丙烯酸樹脂均存在耐溫性一般，在光熱轉換涂料、涂層的平均使用溫度及以上了老化嚴重，光熱轉換效率變差的問題，所以該類涂料的實際應用也存在很大難度。

聚酰亞胺作為一類性能優異的樹脂，在眾多領域得到了廣泛重視，特別是其優異的耐高低溫性能和耐候性能是其區別于其他樹脂的顯著優勢。但據我們所知，其作為光熱轉換涂層、涂料用粘結劑使用的例子卻十分少見。中國專利?ZL201010570075.5雖然公開了利用改性聚酰亞胺樹脂作為有機成膜劑制備中高溫太陽能選擇性吸收涂料、涂層，但卻未指明所用聚酰亞胺樹脂的具體分子結構，而為專業技術人員所熟知的，分子主鏈結構對聚酰亞胺的性能影響是十分顯著的。并且，長期以來，通過聚合單體分子結構設計合成達到賦予所制備聚酰亞胺優異性能的研發路徑一直是開發此類材料滿足諸多特定領域應用的重要手段。例如，以往的聚酰亞胺由于剛性的分子結構而導致溶解性較差，為了提高聚酰亞胺的溶解性能，周知的方法是通過在聚合單體分子結構中引入柔性基團或不對稱結構，從而增加聚合物分子鏈的柔性達到提高其溶解性的目的，此類基團有-O-，-S-等。同樣的，為了提高聚酰亞胺材料的機械性能和低熱膨脹系數等性能，研發人員也會將非共面基團引入聚酰亞胺的分子鏈結構中，例如苯并雜環結構。值得注意的是，這類雜環結構的引入不但可以提高聚合物的溶解性能，還能賦予聚酰亞胺一系列其他優異性能，例如耐熱氧化穩定性等。同時，雜環結構中的雜原子與基底的相互作用更能提高聚酰亞胺的粘結性能。不難發現，集合柔性基團，非共面雜環結構和不對稱結構的聚酰亞胺可以在眾多領域的應用領域中顯示獨特的優勢。

含噻唑環二胺化合物，其結構式如下：

該二胺化合物分子結構中有柔性的醚氧鍵，非共面基團和剛性比較大的噻唑雜環。其中，醚氧鍵可增加分子鏈的柔順性從而提升相應聚合物溶解性能；非共面基團則對相應聚合物的機械性能有積極意義；而噻唑雜環的雜原子則可提供孤對電子與金屬基底配位來增加相應聚合物的粘結性能。因此，該化合物用于制備兼具較佳的粘結性能、機械性能和溶解性能的主鏈含噻唑雜環的聚酰亞胺。含噻唑環二胺化合物的合成方法見2008年公布的蘭州大學研究生畢業論文《新型主鏈含噻唑環聚酰亞胺的合成與性能研究》。?

發明內容

本發明的目的是在利用含噻唑環二胺化合物的特點，提供其在制備太陽能吸熱涂料中的應用。