[发明专利]一种耐候性高的中高温太阳能选择性吸收涂料的制备方法

说明书

 

技术领域

    本发明提供了一种太阳能选择性吸收涂料，特别是涉及一种具有较好耐候性的中高温太阳能选择性吸收涂料的制备方法，属于能源材料技术领域。

 

背景技术

太阳能利用主要包括光伏、光热、光化学转化以及光生物转化等。其中太阳能光热利用是太阳能利用的一种重要方式，尤其是太阳能热发电相对于光伏发电，具有成本低、适合于大规模发电等优势，成为太阳能利用的重要发展方向。目前太阳能热发电主要包括槽式、碟式、塔式等几种方式。其中，碟式和塔式太阳能热发电尚处于中试和示范阶段，而槽式太阳能热发电系统发展相对成熟，已开始进入商业化运行阶段。

从18世纪世界上第一台太阳能集热器诞生以来，人们一直认为黑色物质是最理想的吸收材料。从物理角度来讲，黑色意味着光线几乎全部被吸收，被吸收的光能即可转化为热能。因此，很多企业认为用黑色的涂层材料就可以最大限度的实现太阳能的光热转换，但实际情况并非如此。这主要是因为材料本身还有一个热辐射问题。

太阳能集热管是槽式太阳能热发电系统的核心部件，而集热管表面的高温涂层即太阳能选择性吸收薄膜是决定高温真空集热管效率及发电效率的关键技术，要求其在太阳光波长范围内具有较高的吸收率，在红外热辐射波段具有较高的反射率；同时具有良好的环境稳定性和机械性能。

太阳能辐射能量主要集中在0. 3～3μm的波长范围，其中95%以上都分布在波长小于2μm的光谱范围。而对于温度为几百K的物体其热辐射能主要集中在2~5.0μm的红外波谱范围。为了提高太阳集热器的热效率,我们要求吸收部件表面在波长0.3~2.5μm太阳光谱范围内具有较高的吸收比(α)，同时在波长为2.5~5.0μm红外光谱范围内保持尽可能低的热发射比(ε)。显而易见,该涂层两个重要的性能参数α、ε对提高集热器的热效率起着至关重要的作用。因此，研究和应用光谱选择性吸收涂层是太阳能热利用中的重要课题。

 

发明内容

本发明的目的是：提供一种具有优良耐候性能的中高温太阳能选择性吸收涂料，具体的技术方案如下：

一种耐候性高的中高温太阳能选择性吸收涂料的制备方法，包括如下步骤：

第1步、按重量份计，在100份的去离子水中加入1～2份硝酸铜、硝酸锰0.5～1份和1～2份硝酸钴，搅拌至溶解，然后再加入碳化硅晶须0.2～0.4份，再次搅拌均匀，边搅拌边滴加质量浓度为1%的氢氧化钠溶液，直至无沉淀生成，将沉淀过滤出后，用去离子清洗，再于120～130℃下烘干5～8h，再将干燥后的粉体在马弗炉中烧结，得到基材粉体；

第2步、将基材粉体在球磨机上研磨1～3h，得到功能粉体；

第3步、将功能粉体与按重量份计的萜烯树脂3～5份、丙烯酸树脂3～5份、硬脂酸0.1～0.4份、乙烯－醋酸乙烯共聚物0.4～0.8份、聚丙烯酰胺0.2～0.3份、葡萄甘露糖0.1～0.3份、壳聚糖0.1～0.3份、抗氧剂抗紫外剂0.05～0.08份、抗氧剂0.05～0.08份混合均匀，即可。

作为优选，第1步中，烧结温度是500～800℃。

作为优选，第1步中，烧结时间是4～6h。

作为优选，碳化硅晶须直径为0.6～0.8μm、长度为30～40μm。

作为优选，抗紫外剂是UV-326、UV-327或UV-531。

作为优选，抗氧剂是受阻酚类抗氧剂，例如：抗氧剂264、抗氧剂1076。

 

有益效果

    本发明提供的中高温太阳能选择性吸收涂料可以有效地对中高温区段的太阳能进行吸收，而且其耐候性能好，在长期使用后，其性能不发生下降。

 

具体实施方式

实施例1

第1步、在100Kg的去离子水中加入1Kg硝酸铜、硝酸锰0.5Kg和1Kg硝酸钴，搅拌至溶解，然后再加入碳化硅晶须0.2Kg，再次搅拌均匀，边搅拌边滴加质量浓度为1%的氢氧化钠溶液，直至无沉淀生成，将沉淀过滤出后，用去离子清洗，再于120℃下烘干5h，再将干燥后的粉体在马弗炉中在500下℃烧结4 h，得到基材粉体；

第2步、将基材粉体在球磨机上研磨1h，得到功能粉体；

第3步、将功能粉体与萜烯树脂3Kg、丙烯酸树脂3Kg、硬脂酸0.1Kg、乙烯－醋酸乙烯共聚物0.4Kg、聚丙烯酰胺0.2Kg、葡萄甘露糖0.1Kg、壳聚糖0.1Kg、抗氧剂抗紫外剂0.05Kg、抗氧剂0.05Kg混合均匀，即可。