一种耐候性高的太阳能吸热涂料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐候性高的太阳能吸热涂料，该太阳能吸热涂料是由以下重量份配比的各组分制成：丙烯酸酯改性复合乳液25～35份，氟碳表面活性剂2～6份，固化剂7?12份，纳米镍粉/碳纳米管复合物35?55份，吸收增强剂1?3份，溶剂10?20份，十二烷基硫酸钠和聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮混合物5～10份，分散剂0.3～0.7份，成膜剂50～35份，成膜助剂10～30份，所述成膜助剂为丙二醇单甲醚、丙二醇特丁醚、二丙二醇单丙醚、三丙二醇单丁醚中的至少一种混合物；所述成膜剂为改性酪素?明胶。本发明通过对丙烯酸进行改性制备的耐候性高的太阳能吸热涂料，能使制成的涂料在室外条件下具有良好的耐候性和防水性，制备工艺简单易懂，还保证吸热涂料的吸热效率。
【专利说明】
一种耐候性高的太阳能吸热涂料
技术领域
[0001]本发明涉及太阳能利用领域，尤其涉及一种耐候性高的太阳能吸热涂料。
【背景技术】
[0002]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。长期以来，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，以便最大限度地利用太阳能，成为研究的热门话题。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心的技术，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。
[0003]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一近红外光高吸收，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辐射能转化为热能，膜在室外条件下工作，必须具有良好的耐候性和防水性。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于提供一种耐候性高的太阳能吸热涂料，能够解决吸热涂料耐候性和防水性差的问题，并能保证吸热效率。
[0005]本发明采用如下技术方案:
一种耐候性高的太阳能吸热涂料，其特征在于:该涂料包括以下重量份配比的各组分制成:丙烯酸酯改性复合乳液25?35份，氟碳表面活性剂2?6份，固化剂7?12份，纳米镍粉/碳纳米管复合物35?55份，吸收增强剂I?3份，溶剂10-20份，十二烷基硫酸钠和聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮混合物5?10份，分散剂0.3?0.7份，成膜剂50?35份，成膜助剂10?30份，所述成膜助剂为丙二醇单甲醚、丙二醇特丁醚、二丙二醇单丙醚、三丙二醇单丁醚中的至少一种混合物;所述成膜剂为改性酪素-明胶;所述成膜剂的制备方法为:将按照重量比酪素:明胶为5?10: 2?3进行混合，然后加入水，在15 °C?22 °C条件下浸泡一段时间后，移至常温后加入按照重量份比甲基丙烯酸羟乙酯:聚二甲基硅氧烷=1?2:1?3的混合液，反应一段时间后，冷却至常温，然后在200?300°C条件下锻烧5?10h，并将锻烧后的产物进行气流粉碎、分级，控制D50为10?20μπι，再在400?500 °C高温锻烧8?15h，锻烧后进行球磨I?3h，即可得到改性酪素-明胶。将上述成分利用球磨的方法分散均匀后，再加入成膜助剂混合均匀，即可得到耐候性高的太阳能吸热涂料。
[0006]本发明中，进一步地，所述成膜剂的制备方法为:所述搅拌的速度为50-100r/min;所述搅拌的时间为1-5 min;所述浸泡的时间为10-15min;所述反应的时间为5_15min，反应的温度为70 °C -80 °C。
[0007]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。
[0008]优选的技术方案是:所述的丙烯酸酯改性复合乳液为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份环氧树脂改性丙烯酸酯乳液，6?9份有机硅改性丙烯酸酯乳液复合而成。
[0009]本发明中，进一步地，所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，其制备方法为:在氮气氛围中，将5?6质量份数的丙烯酸酯加热，搅拌溶解后得到第一反应液;在所述第一反应液中加入I?2质量份数的聚氨酯，加入水混合，搅拌均匀得到聚氨酯改性丙烯酸酯乳液。
[0010]本发明中，进一步地，所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液，其制备方法为:在氮气氛围中，将5?8质量份数的丙烯酸酯加热，搅拌溶解后得到第一反应液;在所述第一反应液中加入I?2质量份数的环氧树脂，加入水混合，搅拌均匀得到环氧树脂改性丙烯酸酯乳液。
[0011]本发明中，进一步地，所述有机硅改性丙烯酸酯乳液，其制备方法为:在氮气氛围中，将5?7质量份数的丙烯酸酯加热，搅拌溶解后得到第一反应液;在所述第一反应液中加入I?2质量份数的有机硅，加入水混合，搅拌均匀得到有机硅改性丙烯酸酯乳液。
[0012]本发明中，进一步地，所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加热温度为70°C?80°C ;所述搅拌的速度为100?150r/min;所述搅拌的时间为6?10 min。
[0013]本发明中，进一步地，所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加热温度为70°C?80°C ;所述搅拌的速度为100?150r/min;所述搅拌的时间为6?10 min。
[0014]本发明中，进一步地，所述有机硅改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加热温度为70°C?80°C ;所述搅拌的速度为100?150r/min;所述搅拌的时间为6?10 min。
[0015]本发明中，进一步地，所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加入水的重量为聚氨酯与丙烯酸酯总重量的0.2?0.6。
[0016]本发明中，进一步地，所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加入水的重量为环氧树脂与丙烯酸酯总重量的0.2?0.6。
[0017]本发明中，进一步地，所述有机硅改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加入水的重量为有机硅与丙烯酸酯总重量的0.2?0.6。
[0018]本与现有技术相比较，本发明具有的有益效果为:
1、由于氟化合物具有良好的稳定性、耐候性、耐腐蚀性、抗氧化性等性能，因此氟碳表面活性剂能够改性丙烯酸酯乳液，使其具有良好的耐候性能、化学稳定性、防水性能。另外，氟碳表面活性剂不仅仅是一种超强疏水剂，能使涂膜表面具有超低表面能，灰尘不易黏附，增强涂料抗沾污能力；其还是一种涂料的流平剂，能够加快涂料的流平速度和润湿速度，促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。
[0019]2、本发明中，加入丙烯酸酯改性复合乳液，其中聚氨酯改性丙烯酸酯乳液具有良好的柔韧性、耐低温性、耐水性、耐老化性、贮存稳定性等特点，使涂膜的综合性能显著地提高;环氧树脂具有良好的对水蒸气和氧气的屏蔽性，且附着力好、收缩率低，因此改性后乳液既具有成膜性好、附着力强，又提高耐候能力;有机硅具有耐热、抗氧化、耐沾污、耐辐射等性能，因此改性后乳液既具有良好的成膜性，又提高了涂膜的附着力、耐老化性、抗沾污性、耐水性、机械强度。
[0020]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，耐高温，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，是理想的平板太阳能吸热涂料，具有极大的推广价值。
【具体实施方式】
[0021]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体例，进一步阐述本发明。
[0022]实施例1。
[0023]—种耐候性高的太阳能吸热涂料，原料质量份数为:
丙烯酸酯改性复合乳液:7kg丙烯酸酯乳液，6kg聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，6kg环氧树脂改性丙烯酸酯乳液，6kg有机硅改性丙烯酸酯乳液氟碳表面活性剂2kg固化剂7kg
吸收剂:纳米镍粉20kg、碳纳米管15kg 吸收增强剂Ikg 溶剂:乙醇1kg 成膜助剂5kg，调湿剂0.1kg
分散剂:十二烷基硫酸钠0.1kg，聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮0.2kg
消泡剂0.2kg，增稠剂0.5kg，抗氧化剂0.2kg，玻璃纤维0.4kg，乳化石蜡0.4kg;
依上述的原料制备改性丙烯酸酯乳液的步骤如下:
(1)聚氨酯改性丙烯酸酯乳液的制备方法为:在氮气氛围中，将5kg的丙烯酸酯加热70°C，搅拌速度为lOOr/min，搅拌的时间为6min，溶解后得到第一反应液;在所述第一反应液中加入I质量份数的聚氨酯，加入1.2kg水混合，搅拌均匀得到聚氨酯改性丙烯酸酯乳液；
环氧树脂改性丙烯酸酯乳液的制备方法为:在氮气氛围中，将5kg的丙烯酸酯加热700C，搅拌速度为lOOr/min，搅拌的时间为6 min，溶解后得到第一反应液;在所述第一反应液中加入I质量份数的环氧树脂，加入1.2kg水混合，搅拌均匀得到环氧树脂改性丙烯酸酯乳液；
有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法为:在氮气氛围中，将5kg的丙烯酸酯加热70°C，搅拌速度为lOOr/min，搅拌的时间为6 min，溶解后得到第一反应液;在所述第一反应液中加入I质量份数的有机硅，加入1.2kg水混合，搅拌均匀得到有机硅改性丙烯酸酯乳液；
(2)按照重量份数比，将丙烯酸酯改性复合乳液，氟碳表面活性剂，纳米改性材料，固化剂，吸收剂，吸收增强剂，溶剂，调湿剂，分散剂，消泡剂，增稠剂，抗氧化剂，玻璃纤维，乳化石蜡投入球磨机内，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，即可得到耐候性高的太阳能吸热涂料。
[0024]实施例2。
[0025]—种耐候性高的太阳能吸热涂料，原料质量分数为:
丙烯酸酯改性复合乳液:8kg丙烯酸酯乳液，8kg聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，1kg环氧树脂改性丙烯酸酯乳液，9kg有机硅改性丙烯酸酯乳液氟碳表面活性剂6kg固化剂12kg 吸收剂:纳米镍粉30kg，碳纳米管25kg 吸收增强剂3kg 溶剂:丙二醇20kg 成膜助剂10kg，调湿剂0.3kg
分散剂:十二烷基硫酸钠0.4kg，聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮0.3kg
消泡剂0.4kg，增稠剂0.7kg，抗氧化剂0.6kg，玻璃纤维0.8kg，乳化石錯0.6kg ；
依上述的原料制备改性丙烯酸酯乳液的步骤如下:
(I)聚氨酯改性丙烯酸酯乳液的制备方法为:在氮气氛围中，将6kg的丙烯酸酯加热80°C，搅拌速度为150r/min，搅拌的时间为10 min，溶解后得到第一反应液;在所述第一反应液中加入2质量份数的聚氨酯，加入4.8kg水混合，搅拌均匀得到聚氨酯改性丙烯酸酯乳液；环氧树脂改性丙烯酸酯乳液的制备方法为:在氮气氛围中，将8kg的丙烯酸酯加热80°C，搅拌速度为150r/min，搅拌的时间为10 min，溶解后得到第一反应液;在所述第一反应液中加入2质量份数的环氧树脂，加入6.0kg水混合，搅拌均匀得到环氧树脂改性丙烯酸酯乳液；
有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法为:在氮气氛围中，将7kg的丙烯酸酯加热80°C，搅拌速度为150r/min，搅拌的时间为10 min，溶解后得到第一反应液;在所述第一反应液中加入2质量份数的有机硅，加入5.4kg水混合，搅拌均匀得到有机硅改性丙烯酸酯乳液；
(3)按照重量份数比，将丙烯酸酯改性复合乳液，氟碳表面活性剂，纳米改性材料，固化剂，吸收剂，吸收增强剂，溶剂，调湿剂，分散剂，消泡剂，增稠剂，抗氧化剂，玻璃纤维，乳化石蜡投入球磨机内，启动球磨机进行球磨作业15min将各个原料球磨分散均匀后，再加入成膜助剂混合均匀后，即可得到耐候性高的太阳能吸热涂料。
[0026]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种耐候性高的太阳能吸热涂料，其特征在于:该涂料包括以下重量份数的各组分制成:丙烯酸酯改性复合乳液25?35份，氟碳表面活性剂2?6份，固化剂7-12份，纳米镍粉/碳纳米管复合物35-55份，吸收增强剂1-3份，溶剂10-20份，十二烷基硫酸钠和聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮混合物5?10份，分散剂0.3?0.7份，成膜剂50?35份，成膜助剂10?30份，所述成膜助剂为丙二醇单甲醚、丙二醇特丁醚、二丙二醇单丙醚、三丙二醇单丁醚中的至少一种混合物;所述成膜剂为改性酪素-明胶;所述成膜剂的制备方法为:将按照重量比酪素:明胶为5-10:2-3进行混合，然后加入水，在15°C_22°C条件下浸泡一段时间后，移至常温后加入按照重量份比甲基丙烯酸羟乙酯:聚二甲基硅氧烷=1-2:1-3的混合液，反应一段时间后，冷却至常温，然后在200-300°C条件下锻烧5-10h，并将锻烧后的产物进行气流粉碎、分级，控制D50为10-20μπι，再在400-500°C高温锻烧8_15h，锻烧后进行球磨l_3h，即可得到改性酪素-明胶;将上述成分利用球磨的方法分散均匀后，再加入成膜助剂混合均匀，即可得到耐候性高的太阳能吸热涂料。2.根据权利要求1所述耐候性高的太阳能吸热涂料，其特征在于:所述成膜剂的制备方法为:所述搅拌的速度为50-1 OOr/min;所述搅拌的时间为I_5 min；所述浸泡的时间为10-15min;所述反应的时间为5-15min，反应的温度为70°C _80°C。3.根据权利要求1所耐候性高的太阳能吸热涂料，其特征在于:所述加入水的重量为酪素与明胶总重量的1/10-1/5。4.根据权利要求1所述耐候性高的太阳能吸热涂料，其特征在于:按重量份计，所述的丙烯酸酯改性复合乳液由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份环氧树脂改性丙烯酸酯乳液、6?9份有机硅改性丙烯酸酯乳液复合而成。5.根据权利要求4所述耐候性高的太阳能吸热涂料，其特征在于:所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，其制备方法为:在氮气氛围中，将5?6质量份数的丙烯酸酯加热，搅拌溶解后得到第一反应液;在所述第一反应液中加入I?2质量份数的聚氨酯，加入水混合，搅拌均匀得到聚氨酯改性丙烯酸酯乳液;所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液，其制备方法为:在氮气氛围中，将5?8质量份数的丙烯酸酯加热，搅拌溶解后得到第一反应液;在所述第一反应液中加入I?2质量份数的环氧树脂，加入水混合，搅拌均匀得到环氧树脂改性丙烯酸酯乳液;所述有机硅改性丙烯酸酯乳液，其制备方法为:在氮气氛围中，将5?7质量份数的丙烯酸酯加热，搅拌溶解后得到第一反应液;在所述第一反应液中加入I?2质量份数的有机硅，加入水混合，搅拌均匀得到有机硅改性丙烯酸酯乳液。6.根据权利要求5所述耐候性高的太阳能吸热涂料，其特征在于:所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液制备方法中，加热温度为70°C?80°C ;所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液制备方法中，加热温度为70°C?80°C ;所述有机硅改性丙烯酸酯乳液制备方法中，加热温度为70°C?80。。。7.根据权利要求5所述耐候性高的太阳能吸热涂料，其特征在于:所述丙烯酸酯改性复合乳液制备方法中，所述搅拌的速度为100?150r/min，所述搅拌的时间为6?10 min;所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述搅拌的速度为100?150r/min，所述搅拌的时间为6?10 min;所述有机娃改性丙稀酸酯乳液制备方法中，所述搅拌的速度为100?150r/min，所述搅拌的时间为6?10 min。8.根据权利要求5所述耐候性高的太阳能吸热涂料，其特征在于:所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加入水的重量为聚氨酯与丙烯酸酯总重量的0.2?0.6;所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加入水的重量为环氧树脂与丙烯酸酯总重量的.0.2?0.6;所述有机硅改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加入水的重量为有机硅与丙烯酸酯总重量的0.2?0.6。
【文档编号】C09D163/00GK106010034SQ201610558075
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月15日
【发明人】蒙献芳, 陆竣行, 邓颍成, 刘建麟, 莫小青, 马付杰, 黄可煜
【申请人】南宁可煜能源科技有限公司