一种太阳能选择性吸收涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种太阳能选择性吸收涂料及其制备方法，涂料原料包括聚乙烯醇缩醛、硝酸纤维素酯、有机硅树脂、氧化铝溶胶、高岭土、脂肪酰二乙醇胺、六偏磷酸钠、聚氧乙烯蓖麻油、硬脂酸铝、消泡剂、流平剂、二甲苯、N，N-二甲基乙酰胺和聚乙酸乙烯酯。制备方法为先将聚乙烯醇缩醛、硝酸纤维素酯、有机硅树脂、氧化铝溶胶、高岭土、二甲苯和N，N-二甲基乙酰胺加入到研磨机中，研磨、出料；将制备得到的混合液移至反应釜中，在氨气氛围的条件下加热并加入脂肪酰二乙醇胺、六偏磷酸钠和聚氧乙烯蓖麻油，搅拌；最后将反应物加热并加入剩余组分，搅拌，即得。本发明的涂料具有良好的耐高温和耐候性，是新型高性能环境友好型功能涂料。
【专利说明】一种太阳能选择性吸收涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能材料【技术领域】，具体涉及一种太阳能选择性吸收涂料及其制备 方法。
【背景技术】
[0002] 当今，正值我国因能源、资源的匮乏而大力提倡构建可持续发展、节约型社会，太 阳能涂料的推广和应用有着重要意义。所谓太阳能涂料，也可称之为太阳能选择性吸收涂 料，是指对太阳光谱中能量集中的可见和近红外波段有较大吸收，在中红外和远红外波段 吸收较小的涂料。太阳能选择性吸收涂层（涂料）技术类别主要有：磁控溅射技术；电化 学法；溶胶凝胶法；电镀法；化学法；涂料法；气相沉积法等。这几种方法既有优点也有缺 点，虽然它们能得到选择性吸收性能优良的涂层，但是高成本始终制约着其发展，若采用化 学电镀技术，则还会污染环境。基于当前涂料技术的快速发展及环境的制约，高性价比、低 成本的太阳能涂料将有望取代高成本的真空镀膜、电镀和磁控溅射技术。涂料型技术可大 大降低成本，并且施工方便，维护简单，如果通过开发新型涂料技术以提高涂料对太阳能的 高效选择性吸收率，同时研究提高涂料的耐候性和耐高温性能，将使太阳能利用成本大幅 度降低，太阳能的利用会更加的普及。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种太阳能选择性吸收涂料及其制 备方法，该涂料具有良好的耐高温和耐候性，是新型高性能环境友好型功能涂料。
[0004] 一种太阳能选择性吸收涂料，原料以重量份计包括：聚乙烯醇缩醛3?9份，硝酸 纤维素酯1?7份，有机硅树脂2?8份，氧化铝溶胶4?10份，高岭土 2?9份，脂肪酰 二乙醇胺3?10份，六偏磷酸钠1?7份，聚氧乙烯蓖麻油2?9份，硬脂酸铝1?8份， 消泡剂4?12份，流平剂3?10份，二甲苯2?9份，N，N-二甲基乙酰胺3?10份，聚乙 酸乙烯酯1?7份。
[0005] 作为上述发明的进一步改进，所述太阳能选择性吸收涂料，原料以重量份计包括： 聚乙烯醇缩醛5?8份，硝酸纤维素酯2?6份，有机硅树脂3?7份，氧化铝溶胶5?9 份，高岭土 3?8份，脂肪酰二乙醇胺4?8份，六偏磷酸钠2?6份，聚氧乙烯蓖麻油4? 7份，硬脂酸铝3?7份，消泡剂5?10份，流平剂5?8份，二甲苯4?7份，N，N-二甲基 乙酰胺5?8份，聚乙酸乙烯酯3?6份。
[0006] 作为上述发明的进一步改进，所述消泡剂为松油醇、磷酸三丁酯或二甲基硅油中 的一种。
[0007] 作为上述发明的进一步改进，所述流平剂为醋酸丁酸纤维素或聚硅氧烷。
[0008] 上述太阳能选择性吸收涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0009] 步骤1，将聚乙烯醇缩醛、硝酸纤维素酯、有机硅树脂、氧化铝溶胶、高岭土、二甲苯 和N，N-二甲基乙酰胺加入到研磨机中，研磨至混合液粒径为300 μ m以下，出料；
[0010] 步骤2,将步骤1制备得到的混合液移至反应釜中，在氨气氛围的条件下加热至 70?80°C，在搅拌的状态下加入脂肪酰二乙醇胺、六偏磷酸钠和聚氧乙烯蓖麻油，搅拌反 应40?50min，得到反应物；
[0011] 步骤3,将步骤2所得反应物加热至50?60°C，在真空条件下加入硬脂酸铝、消泡 齐U、流平剂和聚乙酸乙烯酯，搅拌反应，即得。
[0012] 作为上述发明的进一步改进，步骤2中搅拌反应的搅拌速度为400?500rpm。
[0013] 作为上述发明的进一步改进，步骤3中真空度为0. 08?0. IMPa。
[0014] 作为上述发明的进一步改进，步骤3中搅拌反应的搅拌速度为300?400rpm，搅拌 时间为20?30min。
[0015] 本发明的太阳能选择性吸收涂料具有良好的耐高温和耐候性，是新型高性能环境 友好型功能涂料。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1
[0017] -种太阳能选择性吸收涂料，原料以重量份计包括：聚乙烯醇缩醛3份，硝酸纤维 素酯1份，有机硅树脂2份，氧化铝溶胶4份，高岭土 2份，脂肪酰二乙醇胺3份，六偏磷酸 钠1份，聚氧乙烯蓖麻油2份，硬脂酸铝1份，消泡剂4份，流平剂3份，二甲苯2份，N，N-二 甲基乙酰胺3份，聚乙酸乙烯酯1份。
[0018] 上述消泡剂为松油醇，流平剂为醋酸丁酸纤维素。
[0019] 上述太阳能选择性吸收涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0020] 步骤1，将聚乙烯醇缩醛、硝酸纤维素酯、有机硅树脂、氧化铝溶胶、高岭土、二甲苯 和N，N-二甲基乙酰胺加入到研磨机中，研磨至混合液粒径为200 μ m，出料；
[0021] 步骤2,将步骤1制备得到的混合液移至反应釜中，在氨气氛围的条件下加热至 70°C，在搅拌的状态下加入脂肪酰二乙醇胺、六偏磷酸钠和聚氧乙烯蓖麻油，在搅拌速度为 400rpm条件下搅拌反应50min，得到反应物；
[0022] 步骤3,将步骤2所得反应物加热至50°C，在真空为0. 08MPa条件下加入硬脂酸 铝、消泡剂、流平剂和聚乙酸乙烯酯，在搅拌速度为300rpm条件下搅拌反应30min，即得。
[0023] 实施例2
[0024] -种太阳能选择性吸收涂料，原料以重量份计包括：聚乙烯醇缩醛5份，硝酸纤维 素酯2份，有机硅树脂3份，氧化铝溶胶5份，高岭土 3份，脂肪酰二乙醇胺4份，六偏磷酸 钠2份，聚氧乙烯蓖麻油4份，硬脂酸铝3份，消泡剂5份，流平剂5份，二甲苯4份，N，N-二 甲基乙酰胺5份，聚乙酸乙烯酯3份。
[0025] 上述消泡剂为磷酸三丁酯，流平剂为聚硅氧烷。
[0026] 上述太阳能选择性吸收涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0027] 步骤1，将聚乙烯醇缩醛、硝酸纤维素酯、有机硅树脂、氧化铝溶胶、高岭土、二甲苯 和N，N-二甲基乙酰胺加入到研磨机中，研磨至混合液粒径为250 μ m，出料；
[0028] 步骤2,将步骤1制备得到的混合液移至反应釜中，在氨气氛围的条件下加热至 75°C，在搅拌的状态下加入脂肪酰二乙醇胺、六偏磷酸钠和聚氧乙烯蓖麻油，在搅拌速度为 450rpm条件下搅拌反应45min，得到反应物；
[0029] 步骤3,将步骤2所得反应物加热至55°C，在真空为0. 09MPa条件下加入硬脂酸 铝、消泡剂、流平剂和聚乙酸乙烯酯，在搅拌速度为350rpm条件下搅拌反应25min，即得。
[0030] 实施例3
[0031] 一种太阳能选择性吸收涂料，原料以重量份计包括：聚乙烯醇缩醛7份，硝酸纤维 素酯3份，有机硅树脂5份，氧化铝溶胶7份，高岭土 6份，脂肪酰二乙醇胺5份，六偏磷酸 钠4份，聚氧乙烯蓖麻油6份，硬脂酸铝5份，消泡剂9份，流平剂7份，二甲苯6份，N，N-二 甲基乙酰胺6份，聚乙酸乙烯酯4份。
[0032] 上述消泡剂为二甲基硅油，流平剂为醋酸丁酸纤维素。
[0033] 上述太阳能选择性吸收涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0034] 步骤1，将聚乙烯醇缩醛、硝酸纤维素酯、有机硅树脂、氧化铝溶胶、高岭土、二甲苯 和N，N-二甲基乙酰胺加入到研磨机中，研磨至混合液粒径为280 μ m，出料；
[0035] 步骤2,将步骤1制备得到的混合液移至反应釜中，在氨气氛围的条件下加热至 70°C，在搅拌的状态下加入脂肪酰二乙醇胺、六偏磷酸钠和聚氧乙烯蓖麻油，在搅拌速度为 500rpm条件下搅拌反应40min，得到反应物；
[0036] 步骤3,将步骤2所得反应物加热至50°C，在真空为0. OlMPa条件下加入硬脂酸 铝、消泡剂、流平剂和聚乙酸乙烯酯，在搅拌速度为400rpm条件下搅拌反应20min，即得。
[0037] 实施例4
[0038] -种太阳能选择性吸收涂料，原料以重量份计包括：聚乙烯醇缩醛8份，硝酸纤维 素酯6份，有机硅树脂7份，氧化铝溶胶9份，高岭土 8份，脂肪酰二乙醇胺8份，六偏磷酸钠 6份，聚氧乙烯蓖麻油7份，硬脂酸铝7份，消泡剂10份，流平剂8份，二甲苯7份，N，N-二 甲基乙酰胺8份，聚乙酸乙烯酯6份。
[0039] 上述消泡剂为松油醇，流平剂为聚硅氧烷。
[0040] 上述太阳能选择性吸收涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0041] 步骤1，将聚乙烯醇缩醛、硝酸纤维素酯、有机硅树脂、氧化铝溶胶、高岭土、二甲苯 和N，N-二甲基乙酰胺加入到研磨机中，研磨至混合液粒径为300 μ m，出料；
[0042] 步骤2,将步骤1制备得到的混合液移至反应釜中，在氨气氛围的条件下加热至 80°C，在搅拌的状态下加入脂肪酰二乙醇胺、六偏磷酸钠和聚氧乙烯蓖麻油，在搅拌速度为 400rpm条件下搅拌反应50min，得到反应物；
[0043] 步骤3,将步骤2所得反应物加热至60°C，在真空为0. 09MPa条件下加入硬脂酸 铝、消泡剂、流平剂和聚乙酸乙烯酯，在搅拌速度为300rpm条件下搅拌反应30min，即得。
[0044] 实施例5
[0045] 一种太阳能选择性吸收涂料，原料以重量份计包括：聚乙烯醇缩醛9份，硝酸纤维 素酯7份，有机硅树脂8份，氧化铝溶胶10份，高岭土 9份，脂肪酰二乙醇胺10份，六偏磷 酸钠7份，聚氧乙烯蓖麻油9份，硬脂酸铝8份，消泡剂12份，流平剂10份，二甲苯9份，N， N-二甲基乙酰胺10份，聚乙酸乙烯酯7份。
[0046] 上述消泡剂为二甲基硅油，流平剂为醋酸丁酸纤维素。
[0047] 上述太阳能选择性吸收涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0048] 步骤1，将聚乙烯醇缩醛、硝酸纤维素酯、有机硅树脂、氧化铝溶胶、高岭土、二甲苯 和N，N-二甲基乙酰胺加入到研磨机中，研磨至混合液粒径为300 μ m，出料；
[0049] 步骤2,将步骤1制备得到的混合液移至反应釜中，在氨气氛围的条件下加热至 80°C，在搅拌的状态下加入脂肪酰二乙醇胺、六偏磷酸钠和聚氧乙烯蓖麻油，在搅拌速度为 500rpm条件下搅拌反应40min，得到反应物；
[0050] 步骤3,将步骤2所得反应物加热至60°C，在真空为0. IMPa条件下加入硬脂酸铝、 消泡剂、流平剂和聚乙酸乙烯酯，在搅拌速度为400rpm条件下搅拌反应20min，即得。
[0051] 对比例1
[0052] 本实施例与实施例4的区别在于：太阳能选择性吸收涂料中不含有脂肪酰二乙醇 胺，具体如下：
[0053] -种太阳能选择性吸收涂料，原料以重量份计包括：聚乙烯醇缩醛8份，硝酸纤维 素酯6份，有机硅树脂7份，氧化铝溶胶9份，高岭土 8份，六偏磷酸钠6份，聚氧乙烯蓖麻 油7份，硬脂酸铝7份，消泡剂10份，流平剂8份，二甲苯7份，N，N-二甲基乙酰胺8份，聚 乙酸乙烯酯6份。
[0054] 上述消泡剂为松油醇，流平剂为聚硅氧烷。
[0055] 上述太阳能选择性吸收涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0056] 步骤1，将聚乙烯醇缩醛、硝酸纤维素酯、有机硅树脂、氧化铝溶胶、高岭土、二甲苯 和N，N-二甲基乙酰胺加入到研磨机中，研磨至混合液粒径为300 μ m，出料；
[0057] 步骤2,将步骤1制备得到的混合液移至反应釜中，在氨气氛围的条件下加热至 80°C，在搅拌的状态下加入六偏磷酸钠和聚氧乙烯蓖麻油，在搅拌速度为400rpm条件下搅 拌反应50min，得到反应物；
[0058] 步骤3,将步骤2所得反应物加热至60°C，在真空为0. 09MPa条件下加入硬脂酸 铝、消泡剂、流平剂和聚乙酸乙烯酯，在搅拌速度为300rpm条件下搅拌反应30min，即得。
[0059] 将实施例1至5所得涂料及对比例1所得涂料进行性能测试：
[0060] (1)涂膜硬度的测定：按照GB/T6739-2006《膜硬度铅笔测定法》，测定涂膜的铅笔 硬度。
[0061] (2)涂膜附着力的测定：按照GB/T9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格试验》和GB/ T1720-79《漆膜附着力测定法》，测定涂膜在基材上的附着力。
[0062] (3)漆膜耐水性的测定：按照GB/T 1733-1993《漆膜耐水性测定法》，测定漆膜的 耐水性能。
[0063] (4)涂层耐热性的测定：在马弗炉中加热后测其性能，包括发射率和吸收率。马弗 炉的温度为 200°C，300°C，400°C，500°C，600°C，加热时间 lh。
[0064] 结果如下：
[0065]
【权利要求】
1. 一种太阳能选择性吸收涂料，其特征在于：原料以重量份计包括：聚乙烯醇缩醛3? 9份，硝酸纤维素酯1?7份，有机硅树脂2?8份，氧化铝溶胶4?10份，高岭土 2?9 份，脂肪酰二乙醇胺3?10份，六偏磷酸钠1?7份，聚氧乙烯蓖麻油2?9份，硬脂酸铝 1?8份，消泡剂4?12份，流平剂3?10份，二甲苯2?9份，N，N-二甲基乙酰胺3? 10份，聚乙酸乙烯酯1?7份。
2. 根据权利要求1所述的太阳能选择性吸收涂料，其特征在于：原料以重量份计包括： 聚乙烯醇缩醛5?8份，硝酸纤维素酯2?6份，有机硅树脂3?7份，氧化铝溶胶5?9 份，高岭土 3?8份，脂肪酰二乙醇胺4?8份，六偏磷酸钠2?6份，聚氧乙烯蓖麻油4? 7份，硬脂酸铝3?7份，消泡剂5?10份，流平剂5?8份，二甲苯4?7份，N，N-二甲基 乙酰胺5?8份，聚乙酸乙烯酯3?6份。
3. 根据权利要求1或2所述的太阳能选择性吸收涂料，其特征在于：所述消泡剂为松 油醇、磷酸三丁酯或二甲基硅油中的一种。
4. 根据权利要求1或2所述的太阳能选择性吸收涂料，其特征在于：所述流平剂为醋 酸丁酸纤维素或聚硅氧烷。
5. 权利要求1或2所述的太阳能选择性吸收涂料的制备方法，其特征在于：包括以下 步骤： 步骤1，将聚乙烯醇缩醛、硝酸纤维素酯、有机硅树脂、氧化铝溶胶、高岭土、二甲苯和 N，N-二甲基乙酰胺加入到研磨机中，研磨至混合液粒径为300 y m以下，出料； 步骤2,将步骤1制备得到的混合液移至反应釜中，在氨气氛围的条件下加热至70? 80°C，在搅拌的状态下加入脂肪酰二乙醇胺、六偏磷酸钠和聚氧乙烯蓖麻油，搅拌反应 40?50min，得到反应物； 步骤3,将步骤2所得反应物加热至50?60°C，在真空条件下加入硬脂酸铝、消泡剂、 流平剂和聚乙酸乙烯酯，搅拌反应，即得。
6. 根据权利要求5所述的太阳能选择性吸收涂料的制备方法，其特征在于：步骤2中 搅拌反应的搅拌速度为400?500rpm。
7. 根据权利要求5所述的太阳能选择性吸收涂料的制备方法，其特征在于：步骤3中 真空度为〇? 08?0? IMPa。
8. 根据权利要求5所述的太阳能选择性吸收涂料的制备方法，其特征在于：步骤3中 搅拌反应的搅拌速度为300?400rpm，搅拌时间为20?30min。
【文档编号】C09D5/32GK104371444SQ201410643449
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】黄新东, 刘天人 申请人:无锡中洁能源技术有限公司