[发明专利]水性常温交联型丙烯酸太阳能光谱选择性涂料及制备方法

说明书

水性常温交联型丙烯酸太阳能光谱选择性涂料及制备方法，涂料包括水、丙烯酸酯复合乳液、填料、纳米粉体颜料、成膜剂、成膜促进剂和助剂等组份。可以实现涂料在高温工况下的光谱选择性能及热稳定性能，且可见光吸收率高及发射率低、热效率高，发电效率得到有效提升，涂料具有良好的柔韧性、耐低温性、耐水性、耐老化性、贮存稳定性等特点，使涂料的综合性能显著地提高。本发明制备工艺简单，只需要借助简单的搅拌乳化设备即可完成涂料的制备，设备要求低，制备得到的太阳能光谱选择性涂料在太阳能高温利用领域，尤其在光热发电产业，具有重要的应用前景。

技术领域

本发明涉及太阳能光热涂料技术领域，更具体地说，涉及水性常温交联型丙烯酸太阳能光谱选择性涂料及制备方法。

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。我国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔，目前已是世界上太阳能热水器的第一使用国和生产国。

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。

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-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。

现在的太阳能光谱选择性涂料，专门针对太阳能涂料的耐候性和防水性的研究比比皆是，现今利用纳米材料作为吸热材料的原料，能提高涂层的耐候性和吸热效率，但大部分的制备工艺流程复杂，对设备的要求较高，增加了生产成本。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供水性常温交联型丙烯酸太阳能光谱选择性涂料及制备方法，可以实现涂料在高温工况下的光谱选择性能及热稳定性能，且可见光吸收率高及发射率低、热效率高，发电效率得到有效提升，涂料具有良好的柔韧性、耐低温性、耐水性、耐老化性、贮存稳定性等特点，使涂料的综合性能显著地提高。本发明制备工艺简单，设备要求低，制备得到的太阳能光谱选择性涂料在太阳能高温利用领域，尤其在光热发电产业，具有重要的应用前景。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

水性常温交联型丙烯酸太阳能光谱选择性涂料，包括如下按重量份配比的组份：水30-50份、丙烯酸酯复合乳液20-35份、填料20-30份、纳米粉体颜料5-12份、成膜剂5-10份、成膜促进剂5-10份、助剂6-12份。

进一步的，所述丙烯酸酯复合乳液选自聚氨酯改性丙烯酸酯乳液、环氧树脂改性丙烯酸酯乳液和有机硅改性丙烯酸酯乳液中的混合物。

进一步的，所述填料为稀土钇纳米粉体和三维石墨烯的混合物，且稀土钇纳米粉体和三维石墨烯的重量份数比为1.5-2:1；所述稀土钇纳米粉体的粒径为40-70nm，比表面积为45-65m²/g。