一种吸热涂料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及涂料技术领域，尤其设及一种吸热涂料。
【背景技术】
[0002] 能源利用在人类社会发展中占有举足轻重的地位，但过度的开发资源和低效率的 资源利用，使人类面临着严峻的考验。众所周知，太阳能是一种来源最丰富和可广泛获取的 可再生能源，对解决能源危机和环境问题具有重大的作用，且太阳能W独具的储量无限性、 存在的普遍性、开发利用的清洁性，使其成为了各国竞相研究的热点。我国蕴藏着丰富的太 阳能资源，太阳能利用前景广阔，目前已是世界上太阳能热水器的第一使用国和生产国。
[0003] 太阳能光热应用是人类利用太阳能最简单、最直接、最有效的方法之一，但由于太 阳能到达地球后能量密度较小又不连续，因此，为大规模的开发利用带来了困难。长期W 来，如何将低品位的太阳能转换成高品位的热能，并对太阳能进行富集，W便最大限度地利 用太阳能，成为研究的热口话题。在现有的光热应用技术当中，选择性吸收涂层技术被公认 为是其中较为核屯、的技术，它对提高太阳能热转换效率，大规模推广太阳能光热应用起着 至关重要的作用。
[0004] 众所周知，太阳能吸收涂层主要分为光谱选择性吸收涂层和高吸收率吸收涂层， 光谱选择性吸热涂层是一种具有对可见-近红外光高吸收，对红外光高反射的特种涂层， 即它能有效地吸收太阳能，而受热后自身长波造成的热损失很小，广泛应用于太阳能光热 转换，如太阳能热水器、太阳能发电等。太阳能吸热涂层担负着接收并吸收太阳能量的重要 作用，影响着整个太阳能吸热系统的稳定性及效率的高低。太阳能吸热涂料是一种功能性 涂料，用它制成的膜将太阳福射能转化为热能，膜在室外条件下工作，必须具有良好的耐候 性和防水性。
[0005] 现在的太阳能吸热涂料，专口针对太阳能涂料的耐候性和防水性的研究比比皆 是，现今利用纳米材料作为吸热材料的原料，能提高涂层的耐候性和吸热效率，例如中国专 利CN 102286243 A，但是成本极高；也有利用改变颜料的配方来改善制备成的涂料的耐候 性能，例如中国专利CN 102134428 B，但其制备的工艺流程复杂，要求较高。
【发明内容】
[0006] 本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种吸热涂料，通过将对成膜 剂进行改性后作为制备本申请涂料的重要原料，不仅能使得制成的涂料在室外条件下具有 良好的耐候性和防水性，且制备的工艺简单易懂，并且能保证吸热涂料的吸热效率，具有极 大的推广价值。
[0007] 本发明是通过W下技术方案实现的： 一种吸热涂料，包括成膜剂、吸光剂、成膜助剂、溶剂和助剂，将吸光剂与成膜剂、溶剂 和助剂利用球磨的方法分散均匀后，再加入成膜助剂混合均匀，即可得到太阳能吸热涂料； 所述成膜剂、吸光剂、成膜助剂、溶剂和助剂按照重量份数比计为:成膜剂50-100份;成膜助 剂10-30份;吸光剂35-55份;溶剂20-50份;助剂10-30份;所述成膜助剂为己二醇下酸醋酸 醋、乙二醇单丙酸、二乙二醇单甲酸、=乙二醇单下酸中的一种或几种;所述成膜剂为改性 酪素-明胶;所述成膜剂的制备方法为:将按照重量比为酪素：明胶为5-10:2-3进行混合，然 后加入水，在溫度为15°C-22°C条件下浸泡一段时间后，移至常溫后再加入丙締酸乙醋和聚 二甲基硅氧烷按照重量份比为1-2:1-3的混合液，反应一段时间后，冷却至常溫，再揽拌后 通过紫外光照射10-15 min后，得到改性酪素-明胶。
[000引在本发明中，进一步地，所述紫外光照射的波长为200 nm -400nm。
[0009] 在本发明中，进一步地，所述成膜剂的制备方法为:所述揽拌的速度为50-lOOr/ min;所述揽拌的时间为1-5 min。
[0010] 在本发明中，进一步地，所述加入水的重量为酪素与明胶总重量的1/10-1/5。
[0011] 在本发明中，进一步地，所述浸泡的时间为10-15min;所述反应的时间为5-15min， 反应的溫度为70°C-8(rC。
[0012] 在本发明中，进一步地，所述吸光剂为钻蓝粉、钻儘铜氧化物与有机炭黑调配成黑 色；或者使用氧化铭绿粉、砸硫化儒粉、氧化铁红粉调配成红色；或者使用硫化铅与钻蓝粉 调配成蓝色。
[0013] 在本发明中，进一步地，所述溶剂为乙酸、无水醋酸下醋、丙=醇、四氨巧喃-氧化 丙締共聚二醇和聚氨醋聚酸多元醇中的一种或几种。
[0014] 在本发明中，进一步地，所述助剂为增塑剂、偶联剂、流平剂、润湿剂和消泡剂，增 塑剂、偶联剂、流平剂、润湿剂和消泡剂的重量比为2-3:3-5:3-5:2-5:1-3。
[0015] 进一步地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二下醋。
[0016] 进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、铁酸醋偶联剂、侣酸醋偶联剂、金属复合偶 联剂、憐酸醋偶联剂、棚酸醋偶联剂中的一种或者至少两种的混合物。
[0017] 进一步地，所述流平剂为EFKA3570、EFKA 3580、YCK-1360、BYK-333 和TEGO Glide 100中一种或至少二种混配。
[0018] 进一步地，所述润湿剂为聚硅氧烷、聚酸改性的聚二甲基聚硅氧烷和聚醋改性的 聚二甲基硅氧烷中的一种。
[0019] 进一步地，所述消泡剂为聚氧乙締氧丙締甘油、聚氧乙締聚氧丙締季戊四醇酸、聚 氧乙締聚氧丙醇胺酸、聚氧丙締甘油酸或聚氧丙締。
[0020] 在本申请中设及的原料与器材均能在市面上采购得到。
[0021] 本与现有技术相比较，本发明具有的有益效果为： 1、本发明通过将改性后的成膜剂，即为改性酪素-明胶与吸光剂、溶剂和助剂利用球磨 的方法分散均匀，再加上成膜助剂混合均匀后，得到太阳能吸热涂料。该原料制备出来的吸 热涂料利用球磨的方法能使得原料充分分散，无需再添加分散剂，进而降低制备成本;先后 利用化学改性、物理改性将酪素和明胶进行改性，得到的改性酪素-明胶作为吸热涂料原料 中的成膜剂，能使得制备出来的吸热涂料在-30°C下不断裂，延伸性增强，耐寒性能、耐热性 能显著改善，且降低了着火的可能性，通过化学反应，控制反应的溫度，能使得改性酪素-明 胶在适合的溫度下反应，避免反应过慢，增加制备的时间或者反应过快，改性过火出现结块 的问题，且在反应过程中将聚二甲基硅氧烷段引入酪素、明胶结构中，同时封闭了及性强对 谁敏感的氨基，簇基和径基等基团上，降低了改性后的酪素-明胶的亲水性，提高了成膜的 防水性能。
[0022] 2、本发明选的吸光剂可W调配出多种颜色，可W使用钻蓝粉、钻儘铜氧化物与有 机炭黑调配成黑色；或者使用氧化铭绿粉、砸硫化儒粉、氧化铁红粉调配成红色；或者使用 硫化铅与钻蓝粉调配成蓝色;增加了涂料的多色性，解决了色彩单一，装饰性差的问题，使 得本申请制备出来的涂料适用于多种环境下，具有较大的推广性;且调配成黑色、红色、蓝 色或者绿色都使用了短波区颜色与长波区颜色相结合，能够显著提高太阳光的吸收率。
[0023] 3、本发明中选用的溶剂是专口针对本申请中的成膜剂(改性酪素-明胶)设计的， 能够快速将成膜剂溶解，然后与其他原料一起进行球磨，混合均匀分散，使得制备得到的吸 光涂料的成分分布均匀，密度相近，使用本申请制备的太阳光吸热涂料对底材进行涂布后， 吸热更加均匀。
[0024] 4、本申请使用的助剂能够整体的完善本发明涂料的各种性能，针对本申请选用的 成膜剂与颜料类型，专口选用相配合的助剂，增强本发明涂料的各种性能，例如选用的偶联 剂能提高涂料的延伸性，防止涂布后的底材爆裂;选用的湿润剂能够降低涂料的表面张力， 增加了涂料在涂布的时候湿润底材的表面的能力;选用的流平剂能够在进行底材涂布的时 候得到一个平整、光滑、均匀的涂膜;选用的消泡剂能够抑制泡沫产生的物质，它与液体起 泡物质一同吸附于气泡上，使表面张力降低，泡膜变薄，导致破损，可预防起泡现象。
[0025] 5.本发明的制备工艺简单、易懂，可行性高，且经过试验证明涂料进行涂布后吸 收可见光与红外光性能高，导热性高，防水性强，耐高溫，耐腐蚀，稳定性能高，发射率低，透 射率高，涂层附着力强，密度高，是理想的太阳能吸热涂料，具有极大的推广价值。
【具体实施方式】
[0026] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤W外，均可W W任何方式组合。
[0027] 本说明书(包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可 被其他等效或具有类似目的的替代特征加 W替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列 等效或类似特征中的一个例子而已。
[002引实施例1: 一种吸热涂料，原料为： 成膜剂:改性酪素-明胶50kg; 成膜助剂：己二醇下酸醋酸醋化g、乙二醇单丙酸4kg; 吸光剂:将钻蓝粉8kg、钻儘铜氧化物12kg与有机炭黑15kg调配成黑色； 溶剂：乙酸化g、无水醋酸下醋8kg、丙S醇化g; 助剂为增塑剂、偶联剂、流平剂、润湿剂和消泡剂，其中， 增塑剂:邻苯二甲酸二下醋化g; 偶联剂:硅烷偶联剂化g、铁酸醋偶联剂化g; 流平剂:EFKA3570 2kg、EFKA 3580 Ikg进行均匀混配； 润湿剂:聚硅氧烷化g; 消泡剂:聚氧乙締氧丙締甘油化邑。
[0029]依上述的原料制备太阳能吸热涂料的步骤如下： (1) 将酪素与明胶按照重量比为5:2进行混合，即为酪素35.7 kg、明胶14.3 kg，然后加 入水25kg，在溫度为15°C条件下浸泡IOmin后，移至常溫后再加入丙締酸乙醋和聚二甲基娃 氧烧按照重量份比为1:1的混合液，在溫度为70°C条件下反应5min后，冷却至常溫，再W速 度为50r/min揽拌1 min后通过波长为200 nm紫外光照射10 min后，得到改性酪素-明胶； (2) 按照重量份数比，将吸光剂与成膜剂、溶剂和助剂投入球磨机内，启动球磨机进行 球磨作业5min将各个原料球磨分散均匀后，再加入成膜助剂混合均匀后，即可得到太阳能 吸热涂料。
[0030] 实施例2: 一种吸热涂料，原料为： 成膜剂:改性酪素-明胶IOOkg; 成