[發明專利]一種多孔吸收涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202011469541.0
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112592618A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 朱麗慧;何志聰;黃穎璞
• 申請（專利權）人: 上海格斐特傳感技術有限公司
• 主分類號: C09D5/32
• 分類號: C09D5/32;C09D133/00;C09D163/00;C09D7/61;B05D1/04;B05D7/24
• 代理公司: 南京智造力知識產權代理有限公司 32382
• 代理人: 田玉菲

本發明涉及太陽能吸收涂層，特指一種多孔吸收涂層及其制備方法。本發明將不同形狀的無機填料與樹脂溶劑混合均勻得到混合溶液，采用高壓靜電噴涂技術將制備的混合溶液制備為多孔吸收涂層。在噴涂過程中，無機填料帶相同電荷，產生相互排斥的作用，形成均勻多孔的涂層，多孔的結構可對光起到多次內反射作用，而納米顆粒以及管會引起光散射效應，增大了光在涂層內的傳播路徑，由此提高涂層的吸收性能。

技術領域

本發明涉及太陽能吸收涂層，特指一種多孔吸收涂層及其制備方法。

背景技術

眾所周知，石油、天然氣和煤等化石燃料是不可再生能源，并且這些化石燃料的燃燒會對環境造成嚴重的污染。因此利用新能源替代這些化石燃料是非常必要的，而太陽能是一種取之不盡，用之不竭的綠色環保能源，因此將太陽能轉化成熱能的研究有重要的意義。

在太陽能熱技術中，聚光太陽能技術是最成熟的技術之一，而太陽能吸收涂層在聚光太陽能技術中起到不可替代的作用。太陽能吸收涂層對太陽光的吸收效果直接影響太陽能轉化為熱能的效率，因此獲得一種在較寬波段范圍內對太陽光有較高的吸收率的涂層至關重要。在此之前，關于太陽能吸收涂層已經有許多研究成果，但大都在窄帶范圍內(1000nm波段內)且只能達到90％左右的吸收率。

目前，太陽能吸收涂層的制備方法主要包括：磁控濺射法、電化學沉積法、溶膠凝膠法、涂料涂覆法、高壓靜電噴涂法等。其中高壓靜電噴涂法具有成本較低、操作簡單、條件容易控制、可以獲得較均勻的涂層、可大規模進行生產且生產效率高等優勢。其原理是根據電泳的物理現象，以被涂物作為陽極，一般情況下接地，涂料霧化機構作為陰極，接上電源負高壓，這樣在兩極就形成了高壓靜電場。由于在陰極產生電暈放電，可使噴出涂料介質帶電，并進一步霧化。按照“同性相斥，異性相吸”的原理，已帶電的涂料介質受電場力的作用，在電場力作用下沿著電場方向定向地流向帶正電的被涂物表面。

因此，利用一種簡單的方法制備一種在較寬波段內擁有高吸收率的吸收涂層具有重大意義。

發明內容

本發明在于提供一種多孔吸收涂層及其制備方法，目的在于提供一種簡單的制備方法，獲得一種在200-1400nm波段范圍內擁有高吸收率的多孔吸收涂層。

為了實現上述目的，本發明公開的一種多孔吸收涂層及其制備方法，將不同形狀的無機填料與樹脂溶劑混合均勻得到混合溶液，采用高壓靜電噴涂技術將制備的混合溶液制備為多孔吸收涂層。其中，無機填料中，石墨烯(RG)和碳微米顆粒(CMP)的尺寸均為500nm，碳納米顆粒(CNP)、TiN納米顆粒的粒徑均為20nm，碳納米管(CNT)的直徑約10nm，樹脂溶劑為溶劑型丙烯酸樹脂。噴涂槍容積5μl，噴涂電壓10kv，噴涂高度2cm，噴射速率1μl/min，噴涂時間為5min。

本發明所述的多孔吸收涂層的制備方法，其特征在于，具體制備步驟如下：

步驟1：按比例稱取三種或三種以上無機填料。

步驟2：將稱取的其中兩種或三種無機填料逐一加入到分散劑中，并采用機械攪拌與超聲分散，形成粉體溶液。

步驟3：將其余的無機填料以溶液形式加入到分散的粉體溶液中，再次采用機械攪拌與超聲分散，形成分散的漿料。

步驟4：將樹脂分散在有機溶劑中，采用機械攪拌至完全溶解，靜置一段時間后形成分散均勻的樹脂溶液。

步驟5：將漿料與樹脂溶液按一定比例混合，并采用機械攪拌均勻得到混合溶液。

步驟6：吸取混合溶液至噴涂槍，調節噴涂高度、噴涂電壓與噴涂速率，在預先清洗干凈的工件上進行噴涂。

步驟7：將噴涂后的工件放入烘箱，在一定溫度下烘烤一定的時間，取出并冷卻。

步驟1中，不同種類的無機填料的加入質量相同；所述無機填料為RG、CMP、CNP、CNT或TiN。