[發明專利]一種適用于集熱管的自清潔減反射膜制備方法

有效

• 申請號: 201410386217.0
• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN104118995A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 賈國梁;邢鵬;杜煒
• 申請（專利權）人: 威海金太陽光熱發電設備有限公司
• 主分類號: C03C17/34
• 分類號: C03C17/34;C04B41/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種適用于集熱管的減反射膜制備方法，應用于太陽能熱發電槽式集熱管，屬于納米薄膜材料領域。?

背景技術

人口激增、環境污染、能源短缺已成為當今世界三大難題，綠色環保的新能源的開發利用對緩解環境污染壓力以及解決能源短缺的難題具有重要的意義。截至2012年世界范圍內太陽能熱發電以61%的年均增長率居于所有能源年均增長率首位，成為最受關注、發展最迅速的新能源。減反射膜應用于太陽能熱發電高溫集熱管能極大的減少太陽能反射損失，對提高集熱管的光熱轉化率、降低光熱發電成本具有重要的意義。迄今為止，已有大量應用濺射法、化學氣相沉積法（CVD）、物理氣相沉積法（PVD）、溶膠凝膠等方法制備減反射膜的研究。溶膠凝膠法具有易于實施、方法簡單、膜層均勻、組分可控、成本低廉的優點，非常適用于在表面彎曲且內部空間狹小的集熱管玻璃外殼內外表面同時制備減反射膜，在太陽能熱發電領域得到廣泛的研究、應用。?

集熱管工作時位于室外，管表面容易受到環境空氣中灰塵、油污等污染物覆蓋而降低透光率致使光熱轉化率降低。一種既具備減反射性能又具備自清潔性能的膜材料應用于槽式太陽能熱發電高溫集熱管，將會賦予集熱管不受環境影響長期保持高透光率即高光熱轉化率的優點。公開號CN102108010A的中國專利“玻璃復合材料及其制備方法和減反射自清潔玻璃產品”采用了一種在玻璃表面依次層壓第一樹脂層、SiO₂層、第二樹脂層和TiO₂層的層層疊加成膜方法，該方法具有膜層厚度易于控制的優點，可以將玻璃的透光率提高5-5.8個百分點，具有親水、光催化分解有機物的自清潔功能，但需要多次重復層壓樹脂層，重復次數多達12次以上，步驟繁多、工藝時間長。公開號CN101481598A的中國專利“一種減反射抗霧薄膜及其制備方法、專用涂液與應用”采用了一種由具備通式Si(R)_N(X)_4-N的硅烷（R為烷基、X為鹵素）、醇、有機堿以及水溶液混合形成涂液，通過淋涂法、浸漬法、旋涂法、噴涂法、蘸涂法等方法在基片上成膜的方法，采用該方法制備的薄膜可將反射率降低至5%以下，并且具有親水自清潔功能，但其對有機污染物自清潔效果差。在文獻Solar?Energy?Materials?&?Solar?Cells?92?(2008)?1434–1438中，Zhaoyue?Liu等人采用溶膠凝膠浸漬鍍膜法在玻璃基片表面制備了SiO₂/TiO₂雙層復合自清潔減反射膜，透光率高達96.7%，具有親水性以及光催化分解有機物的功能，自清潔性能好。以上所述這些方法制備的薄膜均為親水性，雨霧天容易在薄膜表面形成一層水膜，水膜的存在會使薄膜的透光率降低，成為這些方法的不足之處。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于集熱管的自清潔減反射膜制備方法，制備所得薄膜大面積、連續、一致，透光率（AM1.5）高達96.5%。?

本發明的一種適用于集熱管的自清潔減反射膜制備方法，以一種溶膠為前驅體，采用液面沉降法在玻璃管內外壁同時得到凝膠薄膜，隨后經熱處理使薄膜固化，具體包括如下步驟：?

（1）溶膠A的制備：

a）將異丙醇、正硅酸乙酯、去離子水混合并攪拌，去離子水與正硅酸乙酯的體積比為0.6∶1，正硅酸乙酯與異丙醇的體積比為1～3∶20；

b）在上述步驟所得混合液中邊攪拌邊滴加鹽酸，調節pH值到4～5，室溫下持續攪拌1～2個小時，隨后放置陳化6～8個小時；

c）往上述步驟所得混合液中加入分子量為1000的聚乙二醇，加入量為每升異丙醇20～30g聚乙二醇，并持續攪拌1～2小時；

經上述三個步驟制得溶膠A，

（2）溶膠B的制備：將異丙醇、正硅酸乙酯、鈦酸四丁酯、乙酰乙酸乙酯、去離子水混合并攪拌，異丙醇、正硅酸乙酯、鈦酸四丁酯、乙酰乙酸乙酯體積比為20∶8～10∶1～3∶1.2，正硅酸乙酯與去離子水比為1∶1，隨后邊攪拌邊滴加鹽酸，調節pH值到4～5，室溫下持續攪拌1～2小時，最后放置陳化6～8個小時，得溶膠B，

（3）將基片垂直浸漬到溶膠A中并固定位置，然后通過液面沉降法以1.6mm/s～2.5mm/s的速率使溶膠A液面勻速沉降，待基片完全與溶膠A分離，將附著于基片表面的膜層晾干后，加熱到380℃～420℃，保溫20～30分鐘，