一种太阳能选择性吸收涂料及其制备方法与流程

本发明涉及太阳能光热技术领域，具体为一种太阳能选择性吸收涂料及其制备方法。

背景技术：

人类生存环境的恶化和能源的日益短缺是当今世界面临的两个重大问题，利用新型的可再生能源是解决该问题的根本出路，其中太阳能因其清洁、取之不尽、用之不竭的优点成为新能源的首选。如何高效合理的利用太阳光能是近年来国内外学者研究的重点。

涂料法是一种较为方便的太阳能选择性吸收涂层制备方法，通常是将燃料与粘接剂混合组成涂料，再通过喷涂、浸涂、滚刷等方法将涂料涂在基板上，最后经过干燥或烘干而成，由于施工方便近年来收到了广泛关注。现有涂料法制备太阳能选择性吸收涂层的技术中心，所用粘接剂主要为环氧树脂或丙烯酸树脂两种，其中环氧树脂通常为双组分，施工较复杂，且其质地硬脆和耐老化性能不佳，户外长期使用时易开裂粉化等问题一直是环氧树脂难易克服的缺点；而丙烯酸类树脂耐老化性能尚可，但力学性能不足，应用领域受限。因此，亟需开发一种力学性能优异，耐老化效果好、太阳能选择吸率高、施工方便的太阳能选择性吸收涂料。

技术实现要素：

针对背景技术中指出的问题，本发明提出一种太阳能选择性吸收涂料及其制备方法，具有优异的耐老化性能、力学性能、耐高低温性能和较好的耐水性、耐冰冻性能，且太阳能选择吸率高、便于施工，易于推广。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种太阳能选择性吸收涂料，其特征在于，由以下质量分数的原料制备而成，总数以100份计：

本发明进一步设置为：所述吸光剂为尖晶石型三元复合金属氧化物。

本发明进一步设置为：所述三元复合金属氧化物为氧化锰钴铜、氧化铁铜锰中的一种或两种，所述氧化锰钴铜、氧化铁铜锰的直径为1.0μm～2.5μm。

本发明进一步设置为：所述导热助剂为石墨烯。

本发明进一步设置为：所述二异氰酸酯为分子中含有两个异氰酸酯基的脂肪族或芳香族化合物；所述聚醚多元醇为330n、d2000、d1000、cp300的两种或两种以上；所述扩链剂为二元醇类扩链剂。

本发明进一步设置为：所述分散剂为高分子量共聚物烷基铵盐；所述溶剂为含水率低于0.05％的氨酯级溶剂，所述氨酯级溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、二元酸酯dbe、丙二醇甲醚醋酸酯pma中的其中一种或多种；所述其他助剂为催化剂、增塑剂、催化剂、流平剂、触变剂、除水剂、消泡剂和紫外助剂中的其中一种或多种。

一种太阳能选择性吸收涂料，包括以下制备方法：

s1.将吸光剂、导热助剂在烘箱中120℃下干燥处理2～3h，得干燥产物备用；

s2.将聚醚多元醇、分散剂、s1所得干燥产物经三辊研磨均匀后加入反应釜中，加热至110～120℃，真空脱水至含水率低于0.05％后，停止真空脱水并降至室温待用；

s3.将二异氰酸酯、溶剂加入至s2中，并加热至60-90℃反应2h后，加入催化剂继续反应1h，反应完成后降温至40℃加入扩链剂继续反应0.5h，至-nco含量达到1.5％～2％；

s4.最后加入剩余溶剂，继续搅拌后降温、脱泡、出料，得到黑色的太阳能选择性吸收涂料产品。

综上所述，本发明的有益效果为：本发明所提供的一种太阳能选择性吸收涂料，所采用的吸光剂为尖晶石型三元过渡金属氧化物，太阳能选择性效率高，光热转化效率高，耐温性好；聚合物为单组分聚氨酯体系，溶剂环保，产品力学强度好，拉伸强度达到10ma以上、延伸率达到300％以上，尤其具有优异的耐老化性能、耐高低温性能和加好的耐水性、耐冰冻能力，且为单组分体系，通过与环境中的微量湿气反应成膜固化，无需现场调配，便于施工，易于推广，尤其适用于高海拔、高温差、太阳光强烈的地区。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种太阳能选择性吸收涂料，由以下质量份数的原料制备而成，总份数按100份计，总质量为500kg。

吸光剂为尖晶石型三元复合金属氧化物，三元复合金属氧化物为氧化锰钴铜、氧化铁铜锰的复配，其中氧化锰钴铜10份，氧化铁铜锰15份；氧化锰钴铜、氧化铁铜锰的直径为1.0μm～2.5μm。

聚醚多元醇中，330n为25份、d2000为5份、d1000为2份。扩链剂为二元醇类扩链剂。

分散剂为高分子量共聚物烷基铵盐；溶剂为含水率低于0.05％的氨酯级溶剂，氨酯级溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、二元酸酯dbe、丙二醇甲醚醋酸酯pma中的其中一种或多种的组合；其他助剂为催化剂、增塑剂、催化剂、流平剂、触变剂、除水剂、消泡剂和紫外助剂中的其中一种或多种的组合。

一种太阳能选择性吸收涂料，包括以下制备方法：

s1.将吸光剂、导热助剂在烘箱中120℃下干燥处理2～3h，得干燥产物备用；

s2.将聚醚多元醇、分散剂、s1所得干燥产物经三辊研磨均匀后加入反应釜中，加热至110～120℃，真空脱水至含水率低于0.05％后，停止真空脱水并降至室温待用；

s3.将二异氰酸酯、溶剂加入至s2中，并加热至60-90℃反应2h后，加入催化剂继续反应1h，反应完成后降温至40℃加入扩链剂继续反应0.5h，至-nco含量达到1.5％～2％；

s4.最后加入剩余溶剂，继续搅拌后降温、脱泡、出料，得到黑色的太阳能选择性吸收涂料产品。

采用gb19250-2013《聚氨酯防水涂料》公开的方法测试拉伸强度为12mpa、延伸率为450％，采用积分球法太阳能吸收率为0.92，发射率为0.13，兼具较好的力学性能和太阳能选择性吸收性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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