[發明專利]中溫太陽能吸收涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 201911237474.7
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN110841889A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 李濤;修大鵬;張新恩;周吉學
• 申請（專利權）人: 泰微新材料科技（山東）有限公司;山東省科學院新材料研究所
• 主分類號: B05D7/14
• 分類號: B05D7/14;B05D7/24;B05D5/00;B05D5/06;B05D5/10;C09D5/32;C09D7/42
• 代理公司: 濟南領升專利代理事務所(普通合伙) 37246
• 代理人: 王吉勇;崔苗苗

本發明公開了一種中溫太陽能吸收涂層，所述涂層包括由內至外依次噴涂于鋁合金板基體上的粘附層、消光層和吸收層；所述粘附層由有機熱固性水性涂料或有機熱固性粉末涂料制備而成，消光層由硅溶膠和有機樹脂原料混合組成的消光劑制備而成，吸收層由無機黑色粉末制備而成。本發明同時還公開了該太陽能吸收涂層的制備方法。本發明的涂層具有低發射率和高吸收率的特點，陽光吸收率高達0.96，發射率低于0.08。本發明制得的太陽能吸收涂層具有優異的光熱轉換性能，可應用于200℃以下的工作環境，且擁有較低的發射率和較高的吸收率。

技術領域

本發明涉及一種太陽能技術，尤其是一種中溫太陽能吸收涂層及其制備方法。

背景技術

太陽能集熱體是太陽能集熱系統中用于吸收熱能的核心部件，而太陽能吸收涂層是制備太陽能集熱體的關鍵技術。多年來，國內外研究人員不斷嘗試采用不同的金屬合金與能夠形成黑色吸熱涂層的各種反應物質進行組合，以尋求制備出工藝操作簡單且具有優良光熱轉換性能的太陽能吸收涂層。

制備一種優良的太陽能吸收涂層的關鍵在于開發一種具有高吸收率和低反射率的太陽能吸收材料。目前太陽能吸收涂層多采用真空濺射，與氮氣進行反應生成太陽能吸收薄膜，這種薄膜需要在真空狀態下使用，極易老化衰減，壽命較短；還有一種通過干涉膜技術制備的太陽能吸收涂層，涂層原料中需要加入適量的貴重金屬，且制備時需對涂層的技術參數進行嚴格控制，制備工藝復雜，制造成本昂貴，并且這種涂層長期處于80℃以上的溫度時，存在涂層脫落導致吸收率明顯降低的問題。因此，開發一種新型的太陽能吸收涂層，合理設計太陽能涂層結構，降低成本，簡化工藝，成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種中溫太陽能吸收涂層及其制備方法，制得的太陽能吸收涂層具有優異的光熱轉換性能，可應用于200℃以下的工作環境，壽命長，成本低，且擁有較低的發射率和較高的吸收率。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種中溫太陽能吸收涂層，耐腐蝕鋁合金作為基體材料，所述涂層包括由內至外依次噴涂于鋁合金基體上的粘附層、消光層和吸收層；所述粘附層由有機熱固性水性涂料或有機熱固性粉末涂料制備而成，消光層由硅溶膠和有機樹脂原料混合組成的消光劑制備而成，吸收層由無機黑色粉末制備而成。

所述無機黑色粉末可由炭黑粉和氧化鐵粉，或石墨粉和釩鈦黑粉，或石墨粉和銅鉻黑粉等材料混合組成，其中，炭黑粉和氧化鐵粉的混合質量比為1:1~1.8，石墨粉和釩鈦黑粉的混合質量比為1:1.5~2，石墨粉和銅鉻黑粉的混合質量比為1:2~2.5。

所述硅溶膠和有機樹脂消光劑原料的混合質量比為1.5~1.8:1。

所述有機熱固性水性涂料包括在150~300℃溫度下能夠加熱固化的各種有機水性漆。

所述有機熱固性粉末涂料包括在150~300℃溫度下能夠加熱固化的各種有機固體粉末。

所述 無機黑色粉末與有機熱固性水性涂料或有機熱固性粉末涂料的質量比為1.2~2.0:1。

所述消光層中的消光劑質量為三層涂層總組分之和質量的12%~15%。

一種中溫太陽能吸收涂層的制備方法，包括：

（1）將無機黑色粉末、消光劑原料過篩，去除雜質；

（2）將步驟（1）中過篩的原料分別球磨至納米級顆粒；

（3）將鋁合金板基體進行除銹、脫皮、酸洗和鈍化常規表面防腐保護處理，以增強涂層與基體之間的附著力；

（4）將有機熱固性水性涂料采用液相法通過霧化噴涂到鋁合金基體表面，作為粘附層，或者將有機熱固性粉末涂料采用固相法通過靜電噴涂到鋁合金基體表面，作為粘附層；