[发明专利]太阳能集热器玻璃管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能集热器，特别涉及一种太阳能集热器玻璃管，本发明还涉及前述太阳能集热器玻璃管的制备方法。

背景技术

高硼硅3.3玻璃，是一种低膨胀率、耐高温、高硬度、高透光率和高化学稳定性的特种玻璃材料，因其优异的理化性能，被广泛应用于太阳能、化工、医药包装、电光源等行业。其材料耐酸、耐碱、耐腐蚀，且可见光透过率在91％左右，远高于普通的钠钙玻璃，使之能应用于更多光学领域及太阳能高温应用领域。但随着太阳能高温应用的发展，对太阳能集热器玻璃管的要求不断提高，为使玻璃管透光率达到最大程度提高，减少光反射损失是唯一有效途径。

发明内容

本发明要解决的问题是：提供一种透光率大的太阳能集热器玻璃管，以及提供一种前述太阳能集热器玻璃管的制备方法。

为解决上述问题，本发明太阳能集热器玻璃管包括玻璃管，所述的玻璃管的外表面上有一层SiO₂薄膜。

本发明太阳能集热器玻璃管制备方法包括如下步骤：(1)SiO₂溶胶的制备：以正硅酸乙酯、水和无水乙醇为原料，以盐酸或氨水为催化剂，正硅酸乙酯、水和无水乙醇的体积比为1∶0.7∶1.5-3.5，将正硅酸乙酯和无水乙醇混合，搅拌0.5-2小时，边搅拌边加入水和催化剂，再搅拌均匀，通过盐酸和氨水调节溶液PH值在2-4范围内，形成溶胶，陈化3-10小时；(2)将表面清洁、干燥的玻璃管浸入SiO₂溶胶中，浸渍60秒以内，浸渍提拉速度为10-30cm/min；(3)热处理：将在SiO₂溶胶中处理过的玻璃管自然干燥后固化24-48小时，然后按0.5-1℃/min升温速率从室温加热到400-600度，保温2小时，自然冷却至室温。

为了使正硅酸乙酯、水和无水乙醇的反应速度不会太快，易于控制，所述的催化剂为盐酸，所述的原料中的水和催化剂盐酸的体积比为7-105。

为了防止SiO₂薄膜开裂，步骤(3)中室温为18-25度，操作环境湿度40％-60％。在干燥过程中保持环境湿度在40％-60％内能有效地防止膜层的开裂，在较高干燥温度下，这种作用更加明显，而且缩短干燥时间。

为了防止SiO₂薄膜出现锯齿状的不平整波纹，步骤(2)浸渍提拉速度为匀速。

本发明的有益效果：本发明玻璃管相比未镀膜之前的玻璃管，透光率有所提升，在AM 1.5环境条件下测试，太阳能辐照透射率达到94％；本发明制备方法简单、易于操作，同时生产成本也较低，易于工业化应用。

附图说明

图1是本实用型结构示意图；

图中：1、玻璃管，2、SiO₂薄膜。

具体实施方式

具体实施例一

如图1所示的一种太阳能集热器玻璃管，它包括玻璃管1，在玻璃管1的外表面上有一层SiO₂薄膜2。

前述太阳能集热器玻璃管采用如下方法制备：

1、准备玻璃管，玻璃管长度30mm，直径20mm，壁厚1.6mm，透光率测试结果为91.2％，洗净待用。

2、将正硅酸乙酯15ml和无水乙醇37.5ml混合，搅拌1小时。

3、一边用玻璃棒搅拌上述溶液一边用玻璃棒引流加入10.5ml水和0.1ml盐酸，加入完成后搅拌均匀，用盐酸和氨水调节ph值为2，形成溶胶，陈化5小时。

4、将玻璃管用蒸馏水洗净、烘干，浸入溶胶中，浸渍4s，浸渍提拉为匀速提拉，提拉速度为18cm/min。

5、在干净空气下自然干燥，玻璃管竖直垂钓干燥，上面盖防尘罩，然后固化24小时，然后按0.5℃/min升温速率从室温加热到400度，保温2小时，自然冷却至室温。室温为21度，操作环境湿度50％。

在偏光显微镜下观察玻璃管表面膜层，干涉颜色以紫红，黄色为主，对玻管进行环切实验，结果与镀膜之前并不变化，环切等级C+级；在cary5000分光光度计上测试玻璃管镀膜后的透光率，结果分别为94％。膜层无锯齿状的不平整波纹，膜层无开裂。

具体实施例二

如图1所示的一种太阳能集热器玻璃管，它包括玻璃管1，在玻璃管1的外表面上有一层SiO₂薄膜2。

前述太阳能集热器玻璃管采用如下方法制备：

1、准备玻璃管，玻璃管长度30mm，直径20mm，壁厚1.6mm，透光率测试结果为91.6％，洗净待用。

2、将正硅酸乙酯15ml和无水乙醇23ml混合，搅拌35分钟。