[發明專利]一種高溫太陽能光譜選擇性吸收涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811223852.1
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109439191A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 高祥虎;劉剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C09D183/07
• 分類號: C09D183/07;C09D183/04;C09D5/32;C09D5/08;C09D7/61
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 孫惠娜

本發明提供一種高溫太陽能選擇性吸收涂料及其制備方法，該涂料由以下重量份配比的原料制成：吸光顏料6?9份、填料0.5?2份、耐高溫樹脂15?35份、溶劑47.5?73份、潤濕分散劑2?6份、消泡劑0.1?1份、流平劑1?2份。利用本發明涂料制備的太陽能光譜選擇性吸收涂層具有高的吸收率、低的熱發射率，同時具有優異的抗熱震、耐沖擊、耐彎曲、耐水、耐腐蝕性能及耐高溫性能(大于600^oC)。本發明制備工藝簡單，設備要求低，利用該涂料制備的太陽能吸收涂層在太陽能高溫利用領域，尤其在光熱發電產業，具有重要的應用前景。

技術領域

本發明涉及太陽能光熱技術領域，具體涉及一種高溫太陽能光譜選擇性吸收涂料及其制備方法，以及高溫太陽能光譜選擇性吸收層的制備方法。

背景技術

太陽能光熱利用是人類利用太陽能最簡單、最直接、最有效的方法之一，但由于太陽能到達地球后能量密度較小又不連續，因此，為大規模的開發利用帶來了困難。太陽能光譜選擇性吸收涂層是一種在紫外-可見-近紅外波段具有高吸收，在紅外波段具有低發射的特種涂層。太陽能吸收涂層是太陽能光熱利用的核心材料。依據其使用溫度的不同，可以分為低溫、中溫和高溫利用。聚光太陽能技術在太陽能光熱發電、重質油開采、海水淡化、冬季區域性供暖及應對霧霾等高溫熱利用領域具有重要的應用前景。高溫太陽能吸收涂層是高溫熱利用的核心材料。現有的太陽能選擇性吸收涂層技術類別主要有：涂料法、電化學法、離子鍍、磁控濺射技術、和溶膠凝膠法等。磁控濺射或離子鍍技術等依賴于大型精密設備，投資成本高；電化學法，電鍍法等生產過程中容易產生環境污染；溶膠凝膠法存在產生有毒氣體，附著力較差等問題。在眾多制備技術中，涂料法制備方法簡單，實驗條件要求低，施工方便，維護簡單，使成本大大降低，適于大規模化生產，對提高太陽能熱轉換效率，大規模推廣太陽能光熱應用起著至關重要的作用。然而，目前的高溫太陽能吸收涂層主要以磁控濺射技術制備為主。高溫工況(大于600^oC)下具有高吸收率和低發射率的太陽能吸收涂料的開發，一直是太陽能行業關注的熱點。

超高溫陶瓷(碳化鈦、碳化鎢、碳化鉻、碳化鋯、二硼化鋯、二硼化鈦)納米粉體，具有純度高、粒徑分布范圍小、高比表面積、表面活性高、耐高溫、抗氧化，是一種很好的耐熔耐磨材料，廣泛被應用到硬質合金、耐磨超硬材料上面；更為重要的是此類材料具有良好的光譜選擇特性。因此，開發以超高溫陶瓷納米粉體為基材的高溫太陽能光譜選擇性吸收涂料具有一定的學術價值和應用價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中的缺點而提供一種高溫太陽能光譜選擇性吸收涂料，該涂料具有高吸收率和低熱發射率，同時具有優良的耐沖擊性、耐彎曲性、耐老化性、耐鹽霧型和抗熱震性能。

本發明的另一目的在于提供上述高溫太陽能光譜選擇性吸收涂料的制備方法。

本發明的另一目的在于提供上述高溫太陽能光譜選擇性吸收涂料制備的太陽能吸收涂層。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種高溫太陽能光譜選擇性吸收涂料，由以下質量分數的組分組成：吸光顏料6-9份、填料0.5-2份、耐高溫樹脂15-35份、溶劑47.5-73份、潤濕分散劑2-6份、消泡劑0.1-1份、流平劑1-2份。

所述吸光顏料由以下納米粉體中的其中三種組成：碳化鈦、碳化鎢、碳化鉻、碳化鋯、二硼化鋯、二硼化鈦，其中三種納米粉體的重量份數比為1:1:1。

所述吸光顏料為納米粉體，粒徑20-120 nm, 比表面積20-80 m²/g, 體積密度0.05-0.15 g/cm³。

所述填料為三維石墨烯。

所述耐高溫樹脂為三甲基硅烷基籠型聚倍半硅氧烷和乙烯基籠型聚倍半硅氧烷中的一種。

所述消泡劑為BYK-1781、BYK-044和BYK-024中的一種。