一種耐候性高的太陽能吸熱涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐候性高的太陽能吸熱涂料，該太陽能吸熱涂料是由以下重量份配比的各組分制成：丙烯酸酯改性復(fù)合乳液25～35份，氟碳表面活性劑2～6份，固化劑7?12份，納米鎳粉/碳納米管復(fù)合物35?55份，吸收增強(qiáng)劑1?3份，溶劑10?20份，十二烷基硫酸鈉和聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮混合物5～10份，分散劑0.3～0.7份，成膜劑50～35份，成膜助劑10～30份，所述成膜助劑為丙二醇單甲醚、丙二醇特丁醚、二丙二醇單丙醚、三丙二醇單丁醚中的至少一種混合物；所述成膜劑為改性酪素?明膠。本發(fā)明通過對丙烯酸進(jìn)行改性制備的耐候性高的太陽能吸熱涂料，能使制成的涂料在室外條件下具有良好的耐候性和防水性，制備工藝簡單易懂，還保證吸熱涂料的吸熱效率。
【專利說明】
一種耐候性高的太陽能吸熱涂料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及太陽能利用領(lǐng)域，尤其涉及一種耐候性高的太陽能吸熱涂料。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能光熱應(yīng)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(dá)地球后能量密度較小又不連續(xù)，因此，為大規(guī)模的開發(fā)利用帶來了困難。長期以來，如何將低品位的太陽能轉(zhuǎn)換成高品位的熱能，并對太陽能進(jìn)行富集，以便最大限度地利用太陽能，成為研究的熱門話題。在現(xiàn)有的光熱應(yīng)用技術(shù)當(dāng)中，選擇性吸收涂層技術(shù)被公認(rèn)為是其中較為核心的技術(shù)，它對提高太陽能熱轉(zhuǎn)換效率，大規(guī)模推廣太陽能光熱應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用。
[0003]眾所周知，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一近紅外光高吸收，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(yīng)用于太陽能光熱轉(zhuǎn)換，如太陽能熱水器、太陽能發(fā)電等。太陽能吸熱涂層擔(dān)負(fù)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(tǒng)的穩(wěn)定性及效率的高低。太陽能吸熱涂料是一種功能性涂料，用它制成的膜將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為熱能，膜在室外條件下工作，必須具有良好的耐候性和防水性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種耐候性高的太陽能吸熱涂料，能夠解決吸熱涂料耐候性和防水性差的問題，并能保證吸熱效率。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種耐候性高的太陽能吸熱涂料，其特征在于:該涂料包括以下重量份配比的各組分制成:丙烯酸酯改性復(fù)合乳液25?35份，氟碳表面活性劑2?6份，固化劑7?12份，納米鎳粉/碳納米管復(fù)合物35?55份，吸收增強(qiáng)劑I?3份，溶劑10-20份，十二烷基硫酸鈉和聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮混合物5?10份，分散劑0.3?0.7份，成膜劑50?35份，成膜助劑10?30份，所述成膜助劑為丙二醇單甲醚、丙二醇特丁醚、二丙二醇單丙醚、三丙二醇單丁醚中的至少一種混合物;所述成膜劑為改性酪素-明膠;所述成膜劑的制備方法為:將按照重量比酪素:明膠為5?10: 2?3進(jìn)行混合，然后加入水，在15 °C?22 °C條件下浸泡一段時間后，移至常溫后加入按照重量份比甲基丙烯酸羥乙酯:聚二甲基硅氧烷=1?2:1?3的混合液，反應(yīng)一段時間后，冷卻至常溫，然后在200?300°C條件下鍛燒5?10h，并將鍛燒后的產(chǎn)物進(jìn)行氣流粉碎、分級，控制D50為10?20μπι，再在400?500 °C高溫鍛燒8?15h，鍛燒后進(jìn)行球磨I?3h，即可得到改性酪素-明膠。將上述成分利用球磨的方法分散均勻后，再加入成膜助劑混合均勻，即可得到耐候性高的太陽能吸熱涂料。
[0006]本發(fā)明中，進(jìn)一步地，所述成膜劑的制備方法為:所述攪拌的速度為50-100r/min;所述攪拌的時間為1-5 min;所述浸泡的時間為10-15min;所述反應(yīng)的時間為5_15min，反應(yīng)的溫度為70 °C -80 °C。
[0007]本發(fā)明中，進(jìn)一步地，所述加入水的重量為酪素與明膠總重量的1/10-1/5。
[0008]優(yōu)選的技術(shù)方案是:所述的丙烯酸酯改性復(fù)合乳液為7?8份丙烯酸酯乳液，6?8份聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，6?10份環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液，6?9份有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液復(fù)合而成。
[0009]本發(fā)明中，進(jìn)一步地，所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，其制備方法為:在氮氣氛圍中，將5?6質(zhì)量份數(shù)的丙烯酸酯加熱，攪拌溶解后得到第一反應(yīng)液;在所述第一反應(yīng)液中加入I?2質(zhì)量份數(shù)的聚氨酯，加入水混合，攪拌均勻得到聚氨酯改性丙烯酸酯乳液。
[0010]本發(fā)明中，進(jìn)一步地，所述環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液，其制備方法為:在氮氣氛圍中，將5?8質(zhì)量份數(shù)的丙烯酸酯加熱，攪拌溶解后得到第一反應(yīng)液;在所述第一反應(yīng)液中加入I?2質(zhì)量份數(shù)的環(huán)氧樹脂，加入水混合，攪拌均勻得到環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液。
[0011]本發(fā)明中，進(jìn)一步地，所述有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液，其制備方法為:在氮氣氛圍中，將5?7質(zhì)量份數(shù)的丙烯酸酯加熱，攪拌溶解后得到第一反應(yīng)液;在所述第一反應(yīng)液中加入I?2質(zhì)量份數(shù)的有機(jī)硅，加入水混合，攪拌均勻得到有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液。
[0012]本發(fā)明中，進(jìn)一步地，所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液制備方法中，所述加熱溫度為70°C?80°C ;所述攪拌的速度為100?150r/min;所述攪拌的時間為6?10 min。
[0013]本發(fā)明中，進(jìn)一步地，所述環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液制備方法中，所述加熱溫度為70°C?80°C ;所述攪拌的速度為100?150r/min;所述攪拌的時間為6?10 min。
[0014]本發(fā)明中，進(jìn)一步地，所述有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液制備方法中，所述加熱溫度為70°C?80°C ;所述攪拌的速度為100?150r/min;所述攪拌的時間為6?10 min。
[0015]本發(fā)明中，進(jìn)一步地，所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液制備方法中，所述加入水的重量為聚氨酯與丙烯酸酯總重量的0.2?0.6。
[0016]本發(fā)明中，進(jìn)一步地，所述環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液制備方法中，所述加入水的重量為環(huán)氧樹脂與丙烯酸酯總重量的0.2?0.6。
[0017]本發(fā)明中，進(jìn)一步地，所述有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液制備方法中，所述加入水的重量為有機(jī)硅與丙烯酸酯總重量的0.2?0.6。
[0018]本與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果為:
1、由于氟化合物具有良好的穩(wěn)定性、耐候性、耐腐蝕性、抗氧化性等性能，因此氟碳表面活性劑能夠改性丙烯酸酯乳液，使其具有良好的耐候性能、化學(xué)穩(wěn)定性、防水性能。另外，氟碳表面活性劑不僅僅是一種超強(qiáng)疏水劑，能使涂膜表面具有超低表面能，灰塵不易黏附，增強(qiáng)涂料抗沾污能力；其還是一種涂料的流平劑，能夠加快涂料的流平速度和潤濕速度，促使涂料在干燥成膜過程中形成一個平整、光滑、均勻的涂膜。
[0019]2、本發(fā)明中，加入丙烯酸酯改性復(fù)合乳液，其中聚氨酯改性丙烯酸酯乳液具有良好的柔韌性、耐低溫性、耐水性、耐老化性、貯存穩(wěn)定性等特點，使涂膜的綜合性能顯著地提高;環(huán)氧樹脂具有良好的對水蒸氣和氧氣的屏蔽性，且附著力好、收縮率低，因此改性后乳液既具有成膜性好、附著力強(qiáng)，又提高耐候能力;有機(jī)硅具有耐熱、抗氧化、耐沾污、耐輻射等性能，因此改性后乳液既具有良好的成膜性，又提高了涂膜的附著力、耐老化性、抗沾污性、耐水性、機(jī)械強(qiáng)度。
[0020]本發(fā)明的制備工藝簡單、易懂，可行性高，且經(jīng)過試驗證明涂料進(jìn)行涂布后吸收可見光與紅外光性能高，導(dǎo)熱性高，防水性強(qiáng)，耐高溫，耐腐蝕，穩(wěn)定性能高，發(fā)射率低，透射率高，涂層附著力強(qiáng)，密度高，是理想的平板太陽能吸熱涂料，具有極大的推廣價值。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0022]實施例1。
[0023]—種耐候性高的太陽能吸熱涂料，原料質(zhì)量份數(shù)為:
丙烯酸酯改性復(fù)合乳液:7kg丙烯酸酯乳液，6kg聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，6kg環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液，6kg有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液氟碳表面活性劑2kg固化劑7kg
吸收劑:納米鎳粉20kg、碳納米管15kg 吸收增強(qiáng)劑Ikg 溶劑:乙醇1kg 成膜助劑5kg，調(diào)濕劑0.1kg
分散劑:十二烷基硫酸鈉0.1kg，聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮0.2kg
消泡劑0.2kg，增稠劑0.5kg，抗氧化劑0.2kg，玻璃纖維0.4kg，乳化石蠟0.4kg;
依上述的原料制備改性丙烯酸酯乳液的步驟如下:
(1)聚氨酯改性丙烯酸酯乳液的制備方法為:在氮氣氛圍中，將5kg的丙烯酸酯加熱70°C，攪拌速度為lOOr/min，攪拌的時間為6min，溶解后得到第一反應(yīng)液;在所述第一反應(yīng)液中加入I質(zhì)量份數(shù)的聚氨酯，加入1.2kg水混合，攪拌均勻得到聚氨酯改性丙烯酸酯乳液；
環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液的制備方法為:在氮氣氛圍中，將5kg的丙烯酸酯加熱700C，攪拌速度為lOOr/min，攪拌的時間為6 min，溶解后得到第一反應(yīng)液;在所述第一反應(yīng)液中加入I質(zhì)量份數(shù)的環(huán)氧樹脂，加入1.2kg水混合，攪拌均勻得到環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液；
有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液的制備方法為:在氮氣氛圍中，將5kg的丙烯酸酯加熱70°C，攪拌速度為lOOr/min，攪拌的時間為6 min，溶解后得到第一反應(yīng)液;在所述第一反應(yīng)液中加入I質(zhì)量份數(shù)的有機(jī)硅，加入1.2kg水混合，攪拌均勻得到有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液；
(2)按照重量份數(shù)比，將丙烯酸酯改性復(fù)合乳液，氟碳表面活性劑，納米改性材料，固化劑，吸收劑，吸收增強(qiáng)劑，溶劑，調(diào)濕劑，分散劑，消泡劑，增稠劑，抗氧化劑，玻璃纖維，乳化石蠟投入球磨機(jī)內(nèi)，啟動球磨機(jī)進(jìn)行球磨作業(yè)5min將各個原料球磨分散均勻后，再加入成膜助劑混合均勻后，即可得到耐候性高的太陽能吸熱涂料。
[0024]實施例2。
[0025]—種耐候性高的太陽能吸熱涂料，原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:
丙烯酸酯改性復(fù)合乳液:8kg丙烯酸酯乳液，8kg聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，1kg環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液，9kg有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液氟碳表面活性劑6kg固化劑12kg 吸收劑:納米鎳粉30kg，碳納米管25kg 吸收增強(qiáng)劑3kg 溶劑:丙二醇20kg 成膜助劑10kg，調(diào)濕劑0.3kg
分散劑:十二烷基硫酸鈉0.4kg，聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮0.3kg
消泡劑0.4kg，增稠劑0.7kg，抗氧化劑0.6kg，玻璃纖維0.8kg，乳化石錯0.6kg ；
依上述的原料制備改性丙烯酸酯乳液的步驟如下:
(I)聚氨酯改性丙烯酸酯乳液的制備方法為:在氮氣氛圍中，將6kg的丙烯酸酯加熱80°C，攪拌速度為150r/min，攪拌的時間為10 min，溶解后得到第一反應(yīng)液;在所述第一反應(yīng)液中加入2質(zhì)量份數(shù)的聚氨酯，加入4.8kg水混合，攪拌均勻得到聚氨酯改性丙烯酸酯乳液；環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液的制備方法為:在氮氣氛圍中，將8kg的丙烯酸酯加熱80°C，攪拌速度為150r/min，攪拌的時間為10 min，溶解后得到第一反應(yīng)液;在所述第一反應(yīng)液中加入2質(zhì)量份數(shù)的環(huán)氧樹脂，加入6.0kg水混合，攪拌均勻得到環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液；
有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液的制備方法為:在氮氣氛圍中，將7kg的丙烯酸酯加熱80°C，攪拌速度為150r/min，攪拌的時間為10 min，溶解后得到第一反應(yīng)液;在所述第一反應(yīng)液中加入2質(zhì)量份數(shù)的有機(jī)硅，加入5.4kg水混合，攪拌均勻得到有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液；
(3)按照重量份數(shù)比，將丙烯酸酯改性復(fù)合乳液，氟碳表面活性劑，納米改性材料，固化劑，吸收劑，吸收增強(qiáng)劑，溶劑，調(diào)濕劑，分散劑，消泡劑，增稠劑，抗氧化劑，玻璃纖維，乳化石蠟投入球磨機(jī)內(nèi)，啟動球磨機(jī)進(jìn)行球磨作業(yè)15min將各個原料球磨分散均勻后，再加入成膜助劑混合均勻后，即可得到耐候性高的太陽能吸熱涂料。
[0026]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種耐候性高的太陽能吸熱涂料，其特征在于:該涂料包括以下重量份數(shù)的各組分制成:丙烯酸酯改性復(fù)合乳液25?35份，氟碳表面活性劑2?6份，固化劑7-12份，納米鎳粉/碳納米管復(fù)合物35-55份，吸收增強(qiáng)劑1-3份，溶劑10-20份，十二烷基硫酸鈉和聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮混合物5?10份，分散劑0.3?0.7份，成膜劑50?35份，成膜助劑10?30份，所述成膜助劑為丙二醇單甲醚、丙二醇特丁醚、二丙二醇單丙醚、三丙二醇單丁醚中的至少一種混合物;所述成膜劑為改性酪素-明膠;所述成膜劑的制備方法為:將按照重量比酪素:明膠為5-10:2-3進(jìn)行混合，然后加入水，在15°C_22°C條件下浸泡一段時間后，移至常溫后加入按照重量份比甲基丙烯酸羥乙酯:聚二甲基硅氧烷=1-2:1-3的混合液，反應(yīng)一段時間后，冷卻至常溫，然后在200-300°C條件下鍛燒5-10h，并將鍛燒后的產(chǎn)物進(jìn)行氣流粉碎、分級，控制D50為10-20μπι，再在400-500°C高溫鍛燒8_15h，鍛燒后進(jìn)行球磨l_3h，即可得到改性酪素-明膠;將上述成分利用球磨的方法分散均勻后，再加入成膜助劑混合均勻，即可得到耐候性高的太陽能吸熱涂料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐候性高的太陽能吸熱涂料，其特征在于:所述成膜劑的制備方法為:所述攪拌的速度為50-1 OOr/min;所述攪拌的時間為I_5 min；所述浸泡的時間為10-15min;所述反應(yīng)的時間為5-15min，反應(yīng)的溫度為70°C _80°C。3.根據(jù)權(quán)利要求1所耐候性高的太陽能吸熱涂料，其特征在于:所述加入水的重量為酪素與明膠總重量的1/10-1/5。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述耐候性高的太陽能吸熱涂料，其特征在于:按重量份計，所述的丙烯酸酯改性復(fù)合乳液由7?8份丙烯酸酯乳液、6?8份聚氨酯改性丙烯酸酯乳液、6?10份環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液、6?9份有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液復(fù)合而成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述耐候性高的太陽能吸熱涂料，其特征在于:所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，其制備方法為:在氮氣氛圍中，將5?6質(zhì)量份數(shù)的丙烯酸酯加熱，攪拌溶解后得到第一反應(yīng)液;在所述第一反應(yīng)液中加入I?2質(zhì)量份數(shù)的聚氨酯，加入水混合，攪拌均勻得到聚氨酯改性丙烯酸酯乳液;所述環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液，其制備方法為:在氮氣氛圍中，將5?8質(zhì)量份數(shù)的丙烯酸酯加熱，攪拌溶解后得到第一反應(yīng)液;在所述第一反應(yīng)液中加入I?2質(zhì)量份數(shù)的環(huán)氧樹脂，加入水混合，攪拌均勻得到環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液;所述有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液，其制備方法為:在氮氣氛圍中，將5?7質(zhì)量份數(shù)的丙烯酸酯加熱，攪拌溶解后得到第一反應(yīng)液;在所述第一反應(yīng)液中加入I?2質(zhì)量份數(shù)的有機(jī)硅，加入水混合，攪拌均勻得到有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述耐候性高的太陽能吸熱涂料，其特征在于:所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液制備方法中，加熱溫度為70°C?80°C ;所述環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液制備方法中，加熱溫度為70°C?80°C ;所述有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液制備方法中，加熱溫度為70°C?80。。。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述耐候性高的太陽能吸熱涂料，其特征在于:所述丙烯酸酯改性復(fù)合乳液制備方法中，所述攪拌的速度為100?150r/min，所述攪拌的時間為6?10 min;所述環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液制備方法中，所述攪拌的速度為100?150r/min，所述攪拌的時間為6?10 min;所述有機(jī)娃改性丙稀酸酯乳液制備方法中，所述攪拌的速度為100?150r/min，所述攪拌的時間為6?10 min。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述耐候性高的太陽能吸熱涂料，其特征在于:所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液制備方法中，所述加入水的重量為聚氨酯與丙烯酸酯總重量的0.2?0.6;所述環(huán)氧樹脂改性丙烯酸酯乳液制備方法中，所述加入水的重量為環(huán)氧樹脂與丙烯酸酯總重量的.0.2?0.6;所述有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液制備方法中，所述加入水的重量為有機(jī)硅與丙烯酸酯總重量的0.2?0.6。
【文檔編號】C09D163/00GK106010034SQ201610558075
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月15日
【發(fā)明人】蒙獻(xiàn)芳, 陸竣行, 鄧潁成, 劉建麟, 莫小青, 馬付杰, 黃可煜
【申請人】南寧可煜能源科技有限公司