本发明涉及太阳能吸热技术领域，更具体地说是涉及一种太阳能板选择性吸热材料及其制备方法。
背景技术：
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，且太阳能以独具的储量无限性、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。
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。
目前市面上普遍采用的是在太阳能集热器的吸热板芯上喷涂黑色有机涂层，如黑色氟碳树脂、黑色环氧树脂、黑色聚氨酯树脂等，因为采用了普通的树脂材料作为粘合剂及以碳黑或者黑色颜料作为发色体，因此会造成：1、涂层不耐候，过早粉化和退色；2、由于采用的是普通碳黑或者黑色颜料作为发色体，无光谱选择性。因此它的涂层发射率很高，这样就造成了太阳能集热器的热效率低。
专利号为201110260189.4的中国发明专利将纳米级尖晶石型颜料与树脂、溶剂、助剂利用球磨的方法分散均匀，再加入固化剂，制备太阳能选择性吸热涂料。该涂料制备的涂层具有较高的太阳能吸收率（0.93～0.95）和较低的发射率（0.18～0.30），可以有效提高太阳能集热器的光热转换效率；而且涂层具有良好的机械性能和较强的耐候性，使用寿命在45年以上。说明纳米级尖晶石型颜料具有很好的太阳能吸收率和较低的发射率，是一种很好的吸热材料。
技术实现要素：
基于此，本发明提供了一种太阳能板选择性吸热材料及其制备方法，该材料制备工艺简单，成本低廉，易于工业化生产；而且用此材料制备的涂层吸热率高、光发射率低，具有良好的机械性能和较强的耐候性。
本发明的技术方案如下：
一种太阳能选择性吸热材料及其制备方法，材料由以下重量份数原料制成：
纳米级尖晶石型颜料5-10份、镍粉4-8份、亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂30-50份、干性油醇酸树脂8-12份、无水丙酮4-8份、efka35704-8份、sn-50274-12份、聚醚改性硅油消泡剂8-20份。
所述亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂合成的主要原料为羟基化亚麻油、异氟尔酮二异氰酸酯、聚醚n210（mn=1000）、2,2-二羟甲基丙酸、一缩二乙二醇、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三乙胺、丙酮、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和碳酸氢钠。
所述纳米级尖晶石型颜料有以下原料经过凝胶化后煅烧制得：金属硝酸盐、柠檬酸、去离子水、氨水、聚乙二醇、乙二醇，其中金属硝酸盐包括硝酸铁、硝酸锰、硝酸铜、硝酸铬、硝酸钴。
制备方法包括以下内容：
往亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂乳液加入丙酮和聚醚改性硅油消泡剂，搅拌均匀，再加入纳米级尖晶石型颜料、镍粉、sn-5027和efka3570，倒入研磨机内研磨10-20小时，使纳米级尖晶石型颜料充分分散在乳液中，使用前加入干性油醇酸树脂搅拌均匀，涂于吸热板基材上，室温固化即可。
本发明的有益效果是：
本发明以尖晶石型颜料和镍粉搭配作为吸光剂制备的太阳能选择性吸热涂层具有较高的太阳能吸收率和较低的发射率。本发明采用亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂作为成膜剂，亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂兼具有聚氨酯的性能和聚丙烯酸树脂的性能，成膜性能好、力学性能优、耐水耐温性能高，且制备方法简单，价格低廉、绿色环保。本发明涂料制备过程加入了分散剂，可加快颜料在乳液中的分散速率且使其分散更加均匀；所采用的聚醚改性硅油消泡剂溶解性强、消泡效果好。本发明制备工艺简单，成本低廉，易于工业化生产，而且用此材料制备的涂层吸热率高、光发射率低，具有良好的机械性能和较强的耐候性。
具体实施方式
为了更加详细的介绍本发明，下面结合实施例，对本发明做进一步说明。
实施例1
一种太阳能板选择性吸热材料及其制备方法，材料由以下重量份数原料制成：
纳米级尖晶石型颜料8份、镍粉6份、亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂40份、干性油醇酸树脂10份、无水丙酮6份、efka35706份、sn-50278份、聚醚改性硅油消泡剂14份。
所述亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂合成的主要原料为羟基化亚麻油、异氟尔酮二异氰酸酯、聚醚n210（mn=1000）、2,2-二羟甲基丙酸、一缩二乙二醇、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三乙胺、丙酮、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和碳酸氢钠。
所述纳米级尖晶石型颜料有以下原料经过凝胶化后煅烧制得：金属硝酸盐、柠檬酸、去离子水、氨水、聚乙二醇、乙二醇，其中金属硝酸盐包括硝酸铁、硝酸锰、硝酸铜、硝酸铬、硝酸钴。
制备方法包括以下内容：
往亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂乳液加入丙酮和聚醚改性硅油消泡剂，搅拌均匀，再加入纳米级尖晶石型颜料、镍粉、sn-5027和efka3570，倒入研磨机内研磨15小时，使纳米级尖晶石型颜料充分分散在乳液中，使用前加入干性油醇酸树脂搅拌均匀，喷涂于吸热板基材上，厚度为2-5μm，室温固化即可。
实施例2
一种太阳能板选择性吸热材料及其制备方法，材料由以下重量份数原料制成：
纳米级尖晶石型颜料5份、镍粉4份、亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂30份、干性油醇酸树脂8份、无水丙酮4份、efka35704份、sn-50274份、聚醚改性硅油消泡剂8份。
所述亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂合成的主要原料为羟基化亚麻油、异氟尔酮二异氰酸酯、聚醚n210（mn=1000）、2,2-二羟甲基丙酸、一缩二乙二醇、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三乙胺、丙酮、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和碳酸氢钠。
所述纳米级尖晶石型颜料有以下原料经过凝胶化后煅烧制得：金属硝酸盐、柠檬酸、去离子水、氨水、聚乙二醇、乙二醇，其中金属硝酸盐包括硝酸铁、硝酸锰、硝酸铜、硝酸铬、硝酸钴。
制备方法包括以下内容：
往亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂乳液加入丙酮和聚醚改性硅油消泡剂，搅拌均匀，再加入纳米级尖晶石型颜料、镍粉、sn-5027和efka3570，倒入研磨机内研磨10小时，使纳米级尖晶石型颜料充分分散在乳液中，使用前加入干性油醇酸树脂搅拌均匀，刷涂于吸热板基材上，厚度为2-5μm，室温固化即可。
实施例3
一种太阳能板选择性吸热材料及其制备方法，材料由以下重量份数原料制成：
纳米级尖晶石型颜料10份、镍粉8份、亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂50份、干性油醇酸树脂12份、无水丙酮8份、efka35708份、sn-502712份、聚醚改性硅油消泡剂20份。
所述亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂合成的主要原料为羟基化亚麻油、异氟尔酮二异氰酸酯、聚醚n210（mn=1000）、2,2-二羟甲基丙酸、一缩二乙二醇、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三乙胺、丙酮、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾和碳酸氢钠。
所述纳米级尖晶石型颜料有以下原料经过凝胶化后煅烧制得：金属硝酸盐、柠檬酸、去离子水、氨水、聚乙二醇、乙二醇，其中金属硝酸盐包括硝酸铁、硝酸锰、硝酸铜、硝酸铬、硝酸钴。
制备方法包括以下内容：
往亚麻油基水性聚氨酯-聚丙烯酸树脂乳液加入丙酮和聚醚改性硅油消泡剂，搅拌均匀，再加入纳米级尖晶石型颜料、镍粉、sn-5027和efka3570，倒入研磨机内研磨10-20小时，使纳米级尖晶石型颜料充分分散在乳液中，使用前加入干性油醇酸树脂搅拌均匀，将吸热板基材浸于乳液中1-2分钟取出，室温固化即可。
应用实施例
为更充分阐述本发明的有益效果，本申请人制造了四台太阳能热水器，并进行一个测试试验，其中一台太阳能热水器集热板的吸热涂层采用市场上购买的江苏省某公司生产的黑胶吸热材料（对照组），另外三台分别采用本发明的实施例1、实施例2和实施例3制得的吸热材料。在晴朗天气（气温22～28℃）条件下，对照组的最高水温达85℃，实验组的最高水温达96℃，这说明本发明的吸热材料吸热效果更加好。
为了便于参考，本申请人还对上述四台太阳能热水器的集热板的部分性能进行了检测对比，结果见下表：
由表可知，本发明的吸热材料的耐磨性、耐高温性好，附着力强，耐酸碱腐蚀性能优异，光透射率高、反射率低，光吸收效果好。