[發明專利]一種含氮化硅的太陽能板吸熱涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201711166158.6
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107841245A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 馬昭鍵;李光明;孟滬生;黃獻輝;黃忠義;黃忠發
• 申請（專利權）人: 廣西吉寬太陽能設備有限公司
• 主分類號: C09D183/08
• 分類號: C09D183/08;C09D5/32;C09D7/61
• 代理公司: 南寧市來來專利代理事務所(普通合伙)45118
• 代理人: 來光業

技術領域

本發明屬于新型涂料技術領域，更具體地說是一種含氮化硅的太陽能板吸熱涂料及其制備方法。

背景技術

能源利用在人類社會發展中占有舉足輕重的地位，但過度的開發資源和低效率的資源利用，使人類面臨著嚴峻的考驗。眾所周知，太陽能是一種來源最豐富和可廣泛獲取的可再生能源，對解決能源危機和環境問題具有重大的作用，且太陽能以獨具的儲量無限性、存在的普遍性、開發利用的清潔性，使其成為了各國競相研究的熱點。

太陽能吸收涂層主要分為光譜選擇性吸收涂層和高吸收率吸收涂層，光譜選擇性吸熱涂層是一種具有對可見-近紅外光高吸收，對紅外光高反射的特種涂層，即它能有效地吸收太陽能, 而受熱后自身長波造成的熱損失很小，廣泛應用于太陽能光熱轉換， 如太陽能熱水器、太陽能發電等。太陽能吸熱涂層擔負著接收并吸收太陽能量的重要作用，影響著整個太陽能吸熱系統的穩定性及效率的高低。

目前市面上普遍采用的是在太陽能平板集熱器的吸熱板芯上噴涂黑色有機涂層，如黑色氟碳樹脂、黑色環氧樹脂、黑色聚氨酯樹脂等，因為采用了普通的樹脂材料作為粘合劑及以碳黑或者黑色顏料作為發色體，因此會造成：1、涂層不耐候，過早粉化和退色；2、由于采用的是普通碳黑或者黑色顏料作為發色體，無光譜選擇性。因此它的涂層發射率很高，這樣就造成了太陽能平板集熱器的熱效率低。

氮化硅是一種重要的結構陶瓷材料。它是一種超硬物質，本身具有潤滑性，并且耐磨損，為原子晶體，高溫時抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到1000℃以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會碎裂。氮化硅還能應用到太陽能電池中，形成的氮化硅膜作為減反射膜可減小入射光的反射。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種含氮化硅的太陽能板吸熱涂料及其制備方法，該涂料制備工藝簡單，成本較低，涂料穩定性高，而且綠色環保，在太陽能熱利用領域具有廣闊的實用價值和應用前景。

一種含氮化硅的太陽能板吸熱涂料及其制備方法，吸熱涂料由以下質量份數的原料制得：氮化硅15-40份、氮化鋁5-10份、氧化鋁5-15份、碳化硅5-12份、鋁-鋯偶聯劑2-5份、有機膨潤土2-6份、鱗片石墨粉5-20份、高分子分散劑1-2份、氟改性硅樹脂5-10份、丙酮2-5份和醋酸丁酯6-10份。

吸熱涂料制備方法：稱取氮化硅、氮化鋁、氧化鋁和碳化硅，倒入分散研磨機中研磨10～30小時，得到直徑在0.1～2μm之間的微細粉末；將氟改性硅樹脂和丙酮、醋酸丁酯混合均勻，加入微細粉末、有機膨潤土、鱗片石墨粉、鋁-鋯偶聯劑和高分子分散劑攪拌均勻，得到充分分散的體系，再用5000目過濾網對所制備的溶液進行過濾，即得。

使用時，將過濾好的涂料噴涂于太陽能吸熱板芯的向陽面，晾干固化即可。涂層厚度控制在10～40μm。

本發明的有益效果是：

本發明采用的氮化硅具有較高的熱穩定性、化學穩定性和抗氧化性，氮化硅與碳化硅、氧化鋁能形成很強的結合力，用其制成的涂料結合性能強；且所形成的涂層可減小入射光的反射，增強光的吸收能力。本發明的太陽能吸熱涂料制備的涂層為具有高穩定性、高吸收率、高導熱率、低輻射率，而且綠色環保。本發明制備工藝簡單，成本較低，在太陽能熱利用領域具有廣闊的實用價值和應用前景。

具體實施方式

為了更加詳細的介紹本發明，下面結合實施例，對本發明做進一步說明。

實施例1

一種含氮化硅的太陽能板吸熱涂料及其制備方法，吸熱涂料由以下質量份數的原料制得：氮化硅28份、氮化鋁8份、氧化鋁10份、碳化硅9份、鋁-鋯偶聯劑4份、有機膨潤土4份、鱗片石墨粉13份、高分子分散劑1.5份、氟改性硅樹脂8份、丙酮3份和醋酸丁酯8份。

吸熱涂料制備方法：稱取氮化硅、氮化鋁、氧化鋁和碳化硅，倒入分散研磨機中研磨20小時，得到直徑在0.1～2μm之間的微細粉末；將氟改性硅樹脂和丙酮、醋酸丁酯混合均勻，加入微細粉末、有機膨潤土、鱗片石墨粉、鋁-鋯偶聯劑和高分子分散劑攪拌均勻，得到充分分散的體系，再用5000目過濾網對所制備的溶液進行過濾，即得。

使用時，將過濾好的涂料噴涂于太陽能吸熱板芯的向陽面，晾干固化即可。涂層厚度控制在20μm。涂層經性能檢測其太陽能吸收率高達95.8％，發射率為5％，涂層附著力4B 級。

實施例2