[发明专利]一种简便易得高效的光热涂层制备方法

说明书

本发明公开了一种简便易得高效的光热涂层的制备方法。所述制备方法包括：1)将高分子交联剂溶于有机溶剂中，制备成混合溶剂；2)将光热黑材料溶于混合溶剂中，加入表面活性剂，充分搅拌得到光热涂层预聚体，密封保存；3)将光热涂层预聚体涂于基底上、固化，即得光热涂层。该涂层具有使用方便、制备简易等特点，同时基底适用性强，能使任何基底具备有光热转化的能力，能便于广大消费者使用。该涂层在300～2500nm波段内对太阳的吸收率可达0.93以上。并且该涂层具有很好的机械、化学耐性，并且能在高温下稳定存在。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种简便易得高效的光热涂层的制备方法。

背景技术

科技来源于生活又服务于生活。随着社会的发展与人民生活水平的提高，解决人民日常生活所需要的能源需求，是这一代科研工作者的使命。

太阳能作为一种清洁可再生的能源，由于其与日常生活密切联系，是目前可再生能源里最被普通大众所接受和认可的。但其使用方式仅仅局限在生活领域的太阳能热水器以及工业领域的太阳能发电站等方面，其使用方式的单一性极大的限制了太阳能的广泛使用。究其原因，制备光热材料一般需要粘连层、光热层、减反层、保护层等多层材料复合而成，层的厚度和平整性决定了光热材料的性能，从而大大的提高制备光热材料的技术要求。另一方面，光热涂层结构的复杂性使其在受到外力时变得更加脆弱，很小的刮痕对光热的转化效率造成极大的影响。此外，现有的光热材料不耐高温，环境适应性差。因此，开发出一种简易的，高效的，耐高温的光热涂层将极大的促进太阳能设备的应用从而推动能源领域的变革。

发明内容

本发明的目的是提供一种简便易得高效的光热涂层的制备方法，该涂层具有使用方便、制备简易等特点。该涂层在300～2500nm波段内对太阳的吸收率可达93％以上。并且该涂层具有很好的机械、化学耐性、耐高温性。

该涂层可以通过以下技术方案来实现：

一种简便易得高效的光热涂层的制备方法，包括下述步骤：

1)将一定量的高分子交联剂溶于有机溶剂中，制备成混合溶剂；

2)将一定量的光热黑材料溶于步骤1)所得的混合溶剂中，加入表面活性剂，充分搅拌得到光热涂层预聚体，密封保存；

3)将步骤2)所得的光热涂层预聚体涂于所需要的基底上；再将所述光热涂层预聚体固化，在所述基底上得到光热涂层。

上述的制备方法中，所述步骤1)中，所述的高分子交联剂选择耐高温化学物质，包括但不局限于聚酚氧树脂、聚硅氧烷、聚二氧化硅等。所述聚酚氧树脂的分子量可为10000-600000，具体分子量可为300000；所述聚硅氧烷的分子量可为10000-800000，具体分子量可为110000；所述聚二氧化硅的分子量可为5000-100000，具体分子量可为50000。

所述的有机溶剂可以为丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、甲苯、苯等溶剂中的一种或者多种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤1)中，所述混合溶剂中高分子交联剂与有机溶剂的质量比为1：1至1：3之间。

上述的制备方法中，所述步骤2)中，所述光热黑材料选自常见的黑色材料，包括但不局限于碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、石墨、碳黑等。通过大量的实验研究发现，所用的光热黑材料质量分数为15-20％之间的光热涂层效果最好。

上述的制备方法中，所述步骤2)中，所述的表面活性剂包括但不局限于十二烷基苯磺酸钠、吐温、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇等常见表面活性剂。所述表面活性剂在所述光热涂层预聚体中的质量含量为0.1％-5％。

上述的制备方法中，所述步骤2)中，所述搅拌时间从10分钟至2小时不等，所得的悬浮液(光热涂层预聚体)在密闭条件下可稳定存在，光热涂层预聚体可运输，可转移。