本发明属于太阳能利用
技术领域：
，具体涉及一种太阳能板吸热涂料及其制备方法。
背景技术：
：能源在人类社会的发展中占据中举足轻重的地位，太阳能作为一种来源最丰富且可再生的能源，成为研究的重点，现有技术中，太阳能在生活方面应用最为广泛的便是太阳能板，但是太阳能板普遍存在吸热效率低，发射率高，导致光热转换时的热损失非常大。公开号为cn107841245a的中国发明专利申请，公开了一种含氮化硅的太阳能板吸热涂料及其制备方法，该吸热涂料由以下质量份数的原料制得：氮化硅15-40份、氮化铝5-10份、氧化铝5-15份、碳化硅5-12份、铝-锆偶联剂2-5份、有机膨润土2-6份、鳞片石墨粉5-20份、高分子分散剂1-2份、氟改性硅树脂5-10份、丙酮2-5份和醋酸丁酯6-10份。该发明制备工艺简单，成本较低，涂料稳定性高，而且绿色环保，在太阳能热利用领域具有广阔的实用价值和应用前景。但是该发明制备出的吸热涂料和太阳能板之间的粘结强度低，导致涂料易从太阳能板上脱离，影响光热转换的效率。公开号为cn107674573a的中国发明专利申请，公开了一种水性聚氨酯树脂吸热涂料及其制备方法，它由以下质量份数的原料制备而成：环氧改性蓖麻油基水性聚氨酯树脂60-80份、硅树脂8-12份、石墨8-12份、二氧化锰6-8份、四氧化三铁2-4份、钛白粉1-3份、吸光剂4-8份、吸光促进剂2-4份、干性油醇酸树脂8-12份。本发明吸热效率高、光反射率低、粘结力强，且制备工艺简单，成本低廉，易于工业化生产。但是该发明涂层在长时间使用后以出现粉化，脱落现象不适于长期使用。技术实现要素：本发明的目的是提供一种太阳能板吸热涂料及其制备方法，该太阳能板吸热涂料具有较高的太阳能吸收率而且具有较好的机械强度，在长时间的使用后，不会出现粉化和脱落具有较高的稳定性。为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：一种太阳能板吸热涂料，包括以下重量份的原料：改性甘油环氧树脂乳液30-40份、改性黑曜石18-26份、三氧化二硼14-20份、四氧化三铁12-20份、氯铂酸异丙醇4-10份、胶原蛋白2-10份、十二烷基硫酸钠3-9份、硬脂酸铜1-6份、固化剂1-4份、助剂2-5份。优选的，包括以下重量份的原料：改性甘油环氧树脂乳液32-38份、改性黑曜石20-24份、三氧化二硼16-18份、四氧化三铁14-18份、氯铂酸异丙醇6-8份、胶原蛋白4-8份、十二烷基硫酸钠5-7份、硬脂酸铜2-5份、固化剂2-3份、助剂3-4份。优选的，包括以下重量份的原料：改性甘油环氧树脂乳液35份、改性黑曜石22份、三氧化二硼17份、四氧化三铁16份、氯铂酸异丙醇7份、胶原蛋白6份、十二烷基硫酸钠6份、硬脂酸铜3.5份、固化剂2.5份、助剂3.5份。优选的，所述改性甘油环氧树脂乳液的制备方法为：在甘油环氧树脂乳液中加入其重量份0.8倍的甲苯溶液，置于反应釜中，在温度为40-55℃的条件下搅拌，同时缓慢滴加三甲基硅醇溶液，总滴加量为改性甘油环氧树脂的0.1-1%，再搅拌反应3-4小时，反应结束后，再对所得溶液进行减压蒸馏处理，得到改性甘油环氧树脂乳液。优选的，所述改性黑曜石的制备方法为：将黑曜石在放入煅烧炉中以1200-1500℃的温度煅烧1-3小时，取出后在氮气保护下冷却至室温，粉碎至30-80目后，加入质量浓度为10%的氯化氢溶液，搅拌20-30分钟后，过滤洗涤至中性后再加入质量浓度为10%的氢氧化钠溶液，搅拌20-30分钟，过滤洗涤至中性得到预处理黑曜石，再和碳化硅、二甲基硅油、硅烷偶联剂同时加入研磨机中研磨至600-800目，再加入聚乙烯蜡后超声波震荡15-23分钟，得到改性黑曜石。优选的，所述预处理黑曜石、碳化硅、二甲基硅油和硅烷偶联剂之间的加入量比例为10：2：1：4。优选的，所述助剂为聚硅氧烷、二苯甲酮和草酸二酰胺按照质量比1：2：3混合而成。优选的，所述固化剂为芳醚酯二芳胺和偏苯三酸酐按照质量比2：1混制而成。一种太阳能板吸热涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照重量份称取原料；（2）将改性环氧树脂乳液、改性黑曜石、三氧化二硼和四氧化三铁置于搅拌机中混合，以600-800r/min的速度搅拌30-40分钟，再加入氯铂酸异丙醇和胶原蛋白，搅拌均匀，得到涂料初料；（3）将步骤（2）中的涂料初料和十二烷基硫酸钠、硬脂酸铜、固化剂和助剂在氮气保护下以40-60℃混合均匀，并在氮气条件保护下密封冷却保存得到太阳能板吸热涂料。优选的，所述步骤（2）中三氧化二硼和四氧化三铁的粒径为300-500目。本发明的有益效果为：该太阳能板吸热涂料具有较高的太阳能吸收率而且具有较好的机械强度，在长时间的使用后，不会出现粉化和脱落具有较高的稳定性。具体如下：（1）本发明中添加了改性甘油环氧树脂乳液和改性黑曜石，改性甘油环氧树脂乳液具有非常好的粘结性能，作为涂料，改性后具有了非常好的耐候性能，在长时间的使用下不会出现粉化、脱落现象，稳定性强，而且和改性黑曜石复配可以提高制备出的涂料对光能的吸收作用，提高光热转化效率，而且还加入了三氧化二硼和四氧化三铁可以和改性黑曜石之间发生协同作用，从而提高对光能的吸收率。（2）本发明中还添加了胶原蛋白，可以在吸热涂料表面形成一层密封膜，一方面可以防止涂料老化，还可以提高和和太阳能板之间的粘结性能，而且还可以和氯铂酸异丙醇配合作用提高涂膜的耐高温性能和粘结性能。（3）本发明中添加了十二烷基硫酸钠和硬脂酸铜，可以提高乳液中改性黑曜石、三氧化二硼和四氧化三铁的分散性能，避免在乳液中沉淀、团聚，提高制备出的涂料的稳定性。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例1本实施例涉及一种太阳能板吸热涂料，包括以下重量份的原料：改性甘油环氧树脂乳液30份、改性黑曜石18份、三氧化二硼14份、四氧化三铁12份、氯铂酸异丙醇4份、胶原蛋白2份、十二烷基硫酸钠3份、硬脂酸铜1份、固化剂1份、助剂2份。其中，所述改性甘油环氧树脂乳液的制备方法为：在甘油环氧树脂乳液中加入其重量份0.8倍的甲苯溶液，置于反应釜中，在温度为40℃的条件下搅拌，同时缓慢滴加三甲基硅醇溶液，总滴加量为改性甘油环氧树脂的0.1%，再搅拌反应3小时，反应结束后，再对所得溶液进行减压蒸馏处理，得到改性甘油环氧树脂乳液。其中，所述改性黑曜石的制备方法为：将黑曜石在放入煅烧炉中以1200℃的温度煅烧1小时，取出后在氮气保护下冷却至室温，粉碎至30目后，加入质量浓度为10%的氯化氢溶液，搅拌20分钟后，过滤洗涤至中性后再加入质量浓度为10%的氢氧化钠溶液，搅拌20分钟，过滤洗涤至中性得到预处理黑曜石，再和碳化硅、二甲基硅油、硅烷偶联剂同时加入研磨机中研磨至600目，再加入聚乙烯蜡后超声波震荡15分钟，得到改性黑曜石。其中，所述预处理黑曜石、碳化硅、二甲基硅油和硅烷偶联剂之间的加入量比例为10：2：1：4。其中，所述助剂为聚硅氧烷、二苯甲酮和草酸二酰胺按照质量比1：2：3混合而成。其中，所述固化剂为芳醚酯二芳胺和偏苯三酸酐按照质量比2：1混制而成。本实施例还涉及一种太阳能板吸热涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照重量份称取原料；（2）将改性环氧树脂乳液、改性黑曜石、三氧化二硼和四氧化三铁置于搅拌机中混合，以600r/min的速度搅拌30分钟，再加入氯铂酸异丙醇和胶原蛋白，搅拌均匀，得到涂料初料；其中，三氧化二硼和四氧化三铁的粒径为300目。（3）将步骤（2）中的涂料初料和十二烷基硫酸钠、硬脂酸铜、固化剂和助剂在氮气保护下以40℃混合均匀，并在氮气条件保护下密封冷却保存得到太阳能板吸热涂料。实施例2本实施例涉及一种太阳能板吸热涂料，包括以下重量份的原料：改性甘油环氧树脂乳液40份、改性黑曜石26份、三氧化二硼20份、四氧化三铁20份、氯铂酸异丙醇10份、胶原蛋白10份、十二烷基硫酸钠9份、硬脂酸铜6份、固化剂4份、助剂5份。其中，所述改性甘油环氧树脂乳液的制备方法为：在甘油环氧树脂乳液中加入其重量份0.8倍的甲苯溶液，置于反应釜中，在温度为55℃的条件下搅拌，同时缓慢滴加三甲基硅醇溶液，总滴加量为改性甘油环氧树脂的1%，再搅拌反应4小时，反应结束后，再对所得溶液进行减压蒸馏处理，得到改性甘油环氧树脂乳液。其中，所述改性黑曜石的制备方法为：将黑曜石在放入煅烧炉中以1500℃的温度煅烧3小时，取出后在氮气保护下冷却至室温，粉碎至80目后，加入质量浓度为10%的氯化氢溶液，搅拌30分钟后，过滤洗涤至中性后再加入质量浓度为10%的氢氧化钠溶液，搅拌30分钟，过滤洗涤至中性得到预处理黑曜石，再和碳化硅、二甲基硅油、硅烷偶联剂同时加入研磨机中研磨至800目，再加入聚乙烯蜡后超声波震荡23分钟，得到改性黑曜石。其中，所述预处理黑曜石、碳化硅、二甲基硅油和硅烷偶联剂之间的加入量比例为10：2：1：4。其中，所述助剂为聚硅氧烷、二苯甲酮和草酸二酰胺按照质量比1：2：3混合而成。其中，所述固化剂为芳醚酯二芳胺和偏苯三酸酐按照质量比2：1混制而成。本实施例还涉及一种太阳能板吸热涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照重量份称取原料；（2）将改性环氧树脂乳液、改性黑曜石、三氧化二硼和四氧化三铁置于搅拌机中混合，以800r/min的速度搅拌40分钟，再加入氯铂酸异丙醇和胶原蛋白，搅拌均匀，得到涂料初料；其中，三氧化二硼和四氧化三铁的粒径为500目。（3）将步骤（2）中的涂料初料和十二烷基硫酸钠、硬脂酸铜、固化剂和助剂在氮气保护下以60℃混合均匀，并在氮气条件保护下密封冷却保存得到太阳能板吸热涂料。实施例3本实施例涉及一种太阳能板吸热涂料，包括以下重量份的原料：改性甘油环氧树脂乳液32份、改性黑曜石20份、三氧化二硼16份、四氧化三铁14份、氯铂酸异丙醇6份、胶原蛋白4份、十二烷基硫酸钠5份、硬脂酸铜2份、固化剂2份、助剂3份。其中，所述改性甘油环氧树脂乳液的制备方法为：在甘油环氧树脂乳液中加入其重量份0.8倍的甲苯溶液，置于反应釜中，在温度为40℃的条件下搅拌，同时缓慢滴加三甲基硅醇溶液，总滴加量为改性甘油环氧树脂的0.1%，再搅拌反应3小时，反应结束后，再对所得溶液进行减压蒸馏处理，得到改性甘油环氧树脂乳液。其中，所述改性黑曜石的制备方法为：将黑曜石在放入煅烧炉中以1200℃的温度煅烧1小时，取出后在氮气保护下冷却至室温，粉碎至30目后，加入质量浓度为10%的氯化氢溶液，搅拌20分钟后，过滤洗涤至中性后再加入质量浓度为10%的氢氧化钠溶液，搅拌20分钟，过滤洗涤至中性得到预处理黑曜石，再和碳化硅、二甲基硅油、硅烷偶联剂同时加入研磨机中研磨至600目，再加入聚乙烯蜡后超声波震荡15分钟，得到改性黑曜石。其中，所述预处理黑曜石、碳化硅、二甲基硅油和硅烷偶联剂之间的加入量比例为10：2：1：4。其中，所述助剂为聚硅氧烷、二苯甲酮和草酸二酰胺按照质量比1：2：3混合而成。其中，所述固化剂为芳醚酯二芳胺和偏苯三酸酐按照质量比2：1混制而成。本实施例还涉及一种太阳能板吸热涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照重量份称取原料；（2）将改性环氧树脂乳液、改性黑曜石、三氧化二硼和四氧化三铁置于搅拌机中混合，以600r/min的速度搅拌30分钟，再加入氯铂酸异丙醇和胶原蛋白，搅拌均匀，得到涂料初料；其中，三氧化二硼和四氧化三铁的粒径为300目。（3）将步骤（2）中的涂料初料和十二烷基硫酸钠、硬脂酸铜、固化剂和助剂在氮气保护下以40℃混合均匀，并在氮气保护密封冷却保存得到太阳能板吸热涂料。实施例4本实施例涉及一种太阳能板吸热涂料，包括以下重量份的原料：改性甘油环氧树脂乳液38份、改性黑曜石24份、三氧化二硼18份、四氧化三铁18份、氯铂酸异丙醇8份、胶原蛋白8份、十二烷基硫酸钠7份、硬脂酸铜5份、固化剂3份、助剂4份。其中，所述改性甘油环氧树脂乳液的制备方法为：在甘油环氧树脂乳液中加入其重量份0.8倍的甲苯溶液，置于反应釜中，在温度为55℃的条件下搅拌，同时缓慢滴加三甲基硅醇溶液，总滴加量为改性甘油环氧树脂的1%，再搅拌反应4小时，反应结束后，再对所得溶液进行减压蒸馏处理，得到改性甘油环氧树脂乳液。其中，所述改性黑曜石的制备方法为：将黑曜石在放入煅烧炉中以1500℃的温度煅烧3小时，取出后在氮气保护下冷却至室温，粉碎至80目后，加入质量浓度为10%的氯化氢溶液，搅拌30分钟后，过滤洗涤至中性后再加入质量浓度为10%的氢氧化钠溶液，搅拌30分钟，过滤洗涤至中性得到预处理黑曜石，再和碳化硅、二甲基硅油、硅烷偶联剂同时加入研磨机中研磨至800目，再加入聚乙烯蜡后超声波震荡23分钟，得到改性黑曜石。其中，所述预处理黑曜石、碳化硅、二甲基硅油和硅烷偶联剂之间的加入量比例为10：2：1：4。其中，所述助剂为聚硅氧烷、二苯甲酮和草酸二酰胺按照质量比1：2：3混合而成。其中，所述固化剂为芳醚酯二芳胺和偏苯三酸酐按照质量比2：1混制而成。本实施例还涉及一种太阳能板吸热涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照重量份称取原料；（2）将改性环氧树脂乳液、改性黑曜石、三氧化二硼和四氧化三铁置于搅拌机中混合，以800r/min的速度搅拌40分钟，再加入氯铂酸异丙醇和胶原蛋白，搅拌均匀，得到涂料初料；其中，三氧化二硼和四氧化三铁的粒径为500目。（3）将步骤（2）中的涂料初料和十二烷基硫酸钠、硬脂酸铜、固化剂和助剂在氮气保护下以60℃混合均匀，并在氮气保护密封冷却保存得到太阳能板吸热涂料。实施例5本实施例涉及一种太阳能板吸热涂料，包括以下重量份的原料：改性甘油环氧树脂乳液35份、改性黑曜石22份、三氧化二硼17份、四氧化三铁16份、氯铂酸异丙醇7份、胶原蛋白6份、十二烷基硫酸钠6份、硬脂酸铜3.5份、固化剂2.5份、助剂3.5份。其中，所述改性甘油环氧树脂乳液的制备方法为：在甘油环氧树脂乳液中加入其重量份0.8倍的甲苯溶液，置于反应釜中，在温度为47.5℃的条件下搅拌，同时缓慢滴加三甲基硅醇溶液，总滴加量为改性甘油环氧树脂的0.55%，再搅拌反应3.5小时，反应结束后，再对所得溶液进行减压蒸馏处理，得到改性甘油环氧树脂乳液。其中，所述改性黑曜石的制备方法为：将黑曜石在放入煅烧炉中以11350℃的温度煅烧2小时，取出后在氮气保护下冷却至室温，粉碎至55目后，加入质量浓度为10%的氯化氢溶液，搅拌25分钟后，过滤洗涤至中性后再加入质量浓度为10%的氢氧化钠溶液，搅拌25分钟，过滤洗涤至中性得到预处理黑曜石，再和碳化硅、二甲基硅油、硅烷偶联剂同时加入研磨机中研磨至700目，再加入聚乙烯蜡后超声波震荡19分钟，得到改性黑曜石。其中，所述预处理黑曜石、碳化硅、二甲基硅油和硅烷偶联剂之间的加入量比例为10：2：1：4。其中，所述助剂为聚硅氧烷、二苯甲酮和草酸二酰胺按照质量比1：2：3混合而成。其中，所述固化剂为芳醚酯二芳胺和偏苯三酸酐按照质量比2：1混制而成。本实施例还涉及一种太阳能板吸热涂料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照重量份称取原料；（2）将改性环氧树脂乳液、改性黑曜石、三氧化二硼和四氧化三铁置于搅拌机中混合，以700r/min的速度搅拌35分钟，再加入氯铂酸异丙醇和胶原蛋白，搅拌均匀，得到涂料初料；其中，三氧化二硼和四氧化三铁的粒径为400目。（3）将步骤（2）中的涂料初料和十二烷基硫酸钠、硬脂酸铜、固化剂和助剂在氮气保护下以50℃混合均匀，并在氮气保护密封冷却保存得到太阳能板吸热涂料。对比例1采用中国发明专利申请（公开号为cn107841245a）制得的太阳能板吸热涂料。对比例2除无改性甘油环氧树脂乳液以外，其它原料、含量及步骤与实施例5一致。对比例3除无改性黑曜石外，其它原料、含量与步骤与实施例5一致。对比例4采用普通甘油环氧树脂乳液代替改性甘油环氧树脂乳液，其它原料、含量及步骤与实施例5一致。对比例5采用普通黑曜石代替改性黑曜石，含量及步骤与实施例5一致。对比例6现有技术制得的吸热涂料。选取上述实施例1-5和对比例1-6制备出的涂料对太阳能板进行涂抹，厚度为8-12微米。得到的结果如表1所示：表1项目太阳能吸收率（%）太阳能发射率（%）粘结强度（mpa）耐腐蚀性（80℃，8%氯化钠泡24小时）高温性（400℃48小时）实施例196.01.126无变化无变化实施例296.10.928无变化无变化实施例396.40.831无变化无变化实施例496.90.634无变化无变化实施例597.40.535无变化无变化对比例174.310.111无变化无变化对比例243.18.912大范围发胀部分软化对比例361.118.314轻微发胀部分软化对比例479.112.716无变化无变化对比例573.615.615无变化无变化对比例663.513.810轻微发胀部分软化从表1中可以看出，本发明中各步骤各原料之间协同作用，共同提高本发明制备出的吸热涂料的太阳能吸收率和机械强度，缺少或者更改原材料都会使制得的吸热涂料的性能变差，结合对比例2、对比例3、对比例4和对比例5，可以看出改性甘油环氧树脂乳液和改性黑曜石是本发明中的重要原料，起到至关重要的作用，而本发明中各中组分和含量种类都是经由发明人多次试验而得到最佳含量和最佳组分。通过胶原蛋白和氯铂酸异丙醇的复配，使得本发明的机械性能更加优异；通过改性黑曜石和三氧化二硼以及四氧化三铁之间的复配，可以提高本发明的太阳能吸收率。从表中可以看出，实施例5为本发明的最佳实施例，本发明制备出的吸热涂料相对于现有技术来说都得到了很大的改善，太阳能吸收率最大已达到97.4%比现有技术提升了33.5%；太阳能发射率只有0.5%比现有技术降低了13.3%；而粘结强度最大为35mpa相对于现有技术提升了250%；并且经过耐腐蚀性能测试和高温性能测试都达到了国家要求标准。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。当前第1页12