专利名称：一种应用于聚合物基太阳能集热器的集热管的制作方法
技术领域：
本发明专利属于太阳能热利用技术领域，具体涉及一种聚合物基太阳能集热器的
集热管。
背景技术：
能源和环境是当今世界关注的两大主题。当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光 计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。太阳能是地球上最根本的能源，地球每年 接收的太阳能总量为1 X 1018kff · h，相当于5X IO14桶原油，是世界年耗总能量的一万余倍。 太阳能利用包括太阳能的光热利用和光电利用，其中太阳能热利用是可再生能源技术领域 商业化程度最高、推广应用最普遍的技术之一。已经形成了各种类型的太阳能集热器，用于 取暖、制冷、通风、烘干、冶炼、洗浴、灌溉、养鱼、发电等许多方面。目前太阳能集热器主要使用玻璃和金属材料来制备，在我国又以全玻璃真空集热 管为市场主导产品。它的结构类似拉长的暖水瓶，内管外表面上选择性吸收涂层是其关键 技术。其中涂层采用的普遍是多层渐变的A1-N/A1太阳选择性吸收涂层。这一技术是清华 大学殷志强教授和他的同事们于1984年发明(专利号为85100142. 4)。镀膜是在真空条件 下，利用直流磁控反应溅射镀膜的原理，制造具有渐变A1-N/A1选择吸收表面的全玻璃真 空集热管。聚合物管材由于价格便宜，加工容易，耐腐蚀性好，机械性能佳等优点在市政及居 民用给水排水系统中已经大量的取代传统的金属、钢筋混凝土管材。近年来，用于输送热水 的塑料管道也不断出现，诸如，热水输送和地板采暖用PP_R、PB、塑料管道，以及太阳能热水 器用PE-RT、PEX输水管道，它们的市场规模也在不断扩大。但是，总的来说，聚合物材料由 于其低的热导率，较差的耐热性过去往往比较少用于太阳能集热器材料。随着高分子材料 合成技术以及高导热，耐高温聚合物复合材料、光热高分子复合材料的制备技术的不断成 熟，以及各种新型的太阳能集热选择涂层和涂覆技术的不断涌现，从而使聚合物材料来制 备太阳能集热器成为可能。目前国内外已经有一些关于塑胶太阳能集热管的技术研究，但是，总的来说，目前 这些塑胶太阳能集热器普遍存在着集热效果不佳，保温效果差的缺点，而且对于太阳能集 热管配件方面的研究也比较局限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于聚合物基太阳能集热器 的集热管。本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的一种应用于聚合物基太阳能集热器的集热管，所述集热管由聚合物基体添加吸热 齐U、导热剂、增溶剂制备而成。
所述集热管采用注塑、模压成型或挤出成型的加工制备方法。最为较佳方案，所述集热管采用挤出成型的制备方法。所述聚合物基体采用聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸脂、乙丙橡胶、聚苯硫醚、尼龙、PET、 或 PBT。所述导热剂采用氧化铝、石墨、碳化硅、碳纤维、石英粉或氧化镁。所述增溶剂采用PE接枝马来酸酐、PP接枝马来酸酐或POE接枝马来酸酐，氯化聚乙烯或SBS。所述增溶剂还可以采用PE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、PP接枝甲基丙烯酸缩水 甘油酯或POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯，氯化聚乙烯或SBS。所述吸热剂采用硫化铅、碳黑、氧化铜或铁锰铜复合氧化物。作为较佳方案，所述聚合物基体采用耐热聚乙烯，所述吸热剂采用炭黑和硫化铅， 所述导热剂采用鳞片石墨材料，所述增溶剂采用PE接枝马来酸酐。作为另一个较佳方案，所述聚合物基体采用乙丙橡胶，所述吸热剂采用炭黑和硫 化铅，所述导热剂采用鳞片石墨材料，所述增溶剂采用PE接枝马来酸酐。本发明作为太阳能集热器的主要配件，使用时位于玻璃盖板之下，保温反光板之 上，可由粘结在保温反光板和玻璃盖板之间的管卡固定。所用材料由聚合物基体添加吸热 齐U、导热剂、增溶剂等制备而成，成型方法选用模压，挤出或者注射成型，优选挤出成型。所 用聚合物基体选自聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸脂、乙丙橡胶、聚苯硫醚、尼龙、ΡΕΤ、ΡΒΤ中的至少 一种。优选PE-RT (耐热聚乙烯)或乙丙橡胶。所用导热剂选自氧化铝、石墨、碳化硅、碳纤 维、石英粉、氧化镁中的至少一种。优选鳞片石墨材料。所用吸热剂选自于硫化铅，碳黑、氧 化铜、铁锰铜复合氧化物中的至少一种，优选炭黑和硫化铅。所述增溶剂选自ΡΕ、ΡΡ、Ρ0Ε接 枝马来酸酐；PE、PP、POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯；氯化聚乙烯，SBS中的至少一种。优 选PE接枝马来酸酐。本发明的集热效果更加明显，且使用寿命更长，进而使得太阳能集热器具有更佳 的集热效率和保温效果。优化的集热管道确保集热器的抗光、氧老化性更佳，集热效果更 好。
图1为本发明的应用结构示意图。
具体实施例方式本发明应用于太阳能集热器时的结构如附图1所示，为聚合物基太阳能集热器， 由三部分组成聚合物集热管1，聚合物玻璃盖板2，聚合物保温反光板3。其中聚合物玻 璃2选用厚度为Imm的聚碳酸酯玻璃，透光率达到85%。采用挤出成型工艺。面积大小 800mmX1200mm。本发明的聚合物集热管1为主要部件，采用聚合物树脂添加传热剂、吸热剂、增容 剂后经挤出成型。聚合物树脂选用PE-RT管材专用料，100份，传热剂选用鳞片状石墨10份， 吸热剂选用炭黑10份，增容剂选用PE接枝马来酸酐5份。树脂基体、传热剂、吸热剂、增容 剂经高速混合机搅拌混合后经双螺杆挤出机挤出造粒，然后经挤出机加工制备成管材。聚合物集热管的口径为Φ47πιπιΧ 1200mm。一端利用同材质堵头热熔密封。数量为10根。
聚合物保温反光板3采用三层结构设计，其中反光层采用厚度为0. 2mm的薄铝板、 保温层选用Icm厚的硬质聚氨酯发泡塑料，结构层选用2mm厚的高密度聚乙烯层，三层结构 采用挤出、滚塑成型。并热压成凹槽型。凹槽型反光保温板大小SOOmmX 1200mm。对上述聚合物基太阳能集热器进行太阳能集热实验，其结果如下在晴天将聚合 物基太阳能集热器以相对地面45度面朝阳光放置，聚合物管道内装温度为23°C自来水，在 集热管上端放置0 100摄氏度的温度计测水温。现场测试时，天气晴朗，最高气温28°C， 风级1 2级，在上午10. 00开始实验，每隔1小时测试水温结果。水温结果:10:00am23°C ；11:00am 31 °C ； 12:00am 47V ； 13:00am 59°C ； 14:00am 63°C ；15:00 ；63°C。
权利要求
一种应用于聚合物基太阳能集热器的集热管，其特征在于所述集热管由聚合物基体添加吸热剂、导热剂、增溶剂制备而成。
2.根据权利要求1所述的集热管，其特征在于所述集热管采用注塑、模压成型或挤出 成型的加工制备方法。
3.根据权利要求1或2所述的集热管，其特征在于所述聚合物基体采用聚乙烯PE、聚 丙烯PP、聚碳酸脂、乙丙橡胶、聚苯硫醚、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、或聚对苯二甲 酸丁二醇酯PBT。
4.根据权利要求1或2所述的集热管，其特征在于所述导热剂采用氧化铝、石墨、碳化 硅、碳纤维、石英粉或氧化镁。
5.根据权利要求1或2所述的集热管，其特征在于所述增溶剂采用PE接枝马来酸酐、 PP接枝马来酸酐或P0E接枝马来酸酐、氯化聚乙烯或苯乙烯_ 丁二烯_苯乙烯嵌段共聚物 SBS。
6.根据权利要求1或2所述的集热管，其特征在于所述增溶剂采用PE接枝甲基丙烯酸 缩水甘油酯、PP接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、P0E接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、氯化聚乙烯 或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS。
7.根据权利要求1或2所述的集热管，其特征在于所述吸热剂采用硫化铅、碳黑、氧化 铜或铁锰铜复合氧化物。
8.根据权利要求1或2所述的集热管，其特征在于所述聚合物基体采用耐热聚乙烯，所 述吸热剂采用炭黑和硫化铅，所述导热剂采用鳞片石墨材料，所述增溶剂采用PE接枝马来 酸酐。
9.根据权利要求1或2所述的集热管，其特征在于所述聚合物基体采用乙丙橡胶，所述 吸热剂采用炭黑和硫化铅，所述导热剂采用鳞片石墨材料，所述增溶剂采用PE接枝马来酸酐。
10.根据权利要求1所述的集热管，其特征在于所述集热管采用挤出成型的制备方法。
全文摘要
本发明提供了一种应用于聚合物基太阳能集热器的集热管，所述集热管由聚合物基体添加吸热剂、导热剂、增溶剂制备而成。本发明的集热效果更加明显，且使用寿命更长，进而使得太阳能集热器具有更佳的集热效率和保温效果。优化的集热管道配方确保集热器的抗光、氧老化性更佳，集热效果更好。
文档编号F24J2/48GK101858658SQ201010118758
公开日2010年10月13日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者刘咏平, 宋科明, 林少全 申请人:广东联塑科技实业有限公司