[发明专利]一种高温太阳能光谱选择性吸收涂料及其制备方法

说明书

本发明提供一种高温太阳能选择性吸收涂料及其制备方法，该涂料由以下重量份配比的原料制成：吸光颜料6‑9份、填料0.5‑2份、耐高温树脂15‑35份、溶剂47.5‑73份、润湿分散剂2‑6份、消泡剂0.1‑1份、流平剂1‑2份。利用本发明涂料制备的太阳能光谱选择性吸收涂层具有高的吸收率、低的热发射率，同时具有优异的抗热震、耐冲击、耐弯曲、耐水、耐腐蚀性能及耐高温性能(大于600^oC)。本发明制备工艺简单，设备要求低，利用该涂料制备的太阳能吸收涂层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技术领域，具体涉及一种高温太阳能光谱选择性吸收涂料及其制备方法，以及高温太阳能光谱选择性吸收层的制备方法。

背景技术

太阳能光热利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。太阳能光谱选择性吸收涂层是一种在紫外-可见-近红外波段具有高吸收，在红外波段具有低发射的特种涂层。太阳能吸收涂层是太阳能光热利用的核心材料。依据其使用温度的不同，可以分为低温、中温和高温利用。聚光太阳能技术在太阳能光热发电、重质油开采、海水淡化、冬季区域性供暖及应对雾霾等高温热利用领域具有重要的应用前景。高温太阳能吸收涂层是高温热利用的核心材料。现有的太阳能选择性吸收涂层技术类别主要有：涂料法、电化学法、离子镀、磁控溅射技术、和溶胶凝胶法等。磁控溅射或离子镀技术等依赖于大型精密设备，投资成本高；电化学法，电镀法等生产过程中容易产生环境污染；溶胶凝胶法存在产生有毒气体，附着力较差等问题。在众多制备技术中，涂料法制备方法简单，实验条件要求低，施工方便，维护简单，使成本大大降低，适于大规模化生产，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。然而，目前的高温太阳能吸收涂层主要以磁控溅射技术制备为主。高温工况(大于600^oC)下具有高吸收率和低发射率的太阳能吸收涂料的开发，一直是太阳能行业关注的热点。

超高温陶瓷(碳化钛、碳化钨、碳化铬、碳化锆、二硼化锆、二硼化钛)纳米粉体，具有纯度高、粒径分布范围小、高比表面积、表面活性高、耐高温、抗氧化，是一种很好的耐熔耐磨材料，广泛被应用到硬质合金、耐磨超硬材料上面；更为重要的是此类材料具有良好的光谱选择特性。因此，开发以超高温陶瓷纳米粉体为基材的高温太阳能光谱选择性吸收涂料具有一定的学术价值和应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种高温太阳能光谱选择性吸收涂料，该涂料具有高吸收率和低热发射率，同时具有优良的耐冲击性、耐弯曲性、耐老化性、耐盐雾型和抗热震性能。

本发明的另一目的在于提供上述高温太阳能光谱选择性吸收涂料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述高温太阳能光谱选择性吸收涂料制备的太阳能吸收涂层。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种高温太阳能光谱选择性吸收涂料，由以下质量分数的组分组成：吸光颜料6-9份、填料0.5-2份、耐高温树脂15-35份、溶剂47.5-73份、润湿分散剂2-6份、消泡剂0.1-1份、流平剂1-2份。

所述吸光颜料由以下纳米粉体中的其中三种组成：碳化钛、碳化钨、碳化铬、碳化锆、二硼化锆、二硼化钛，其中三种纳米粉体的重量份数比为1:1:1。

所述吸光颜料为纳米粉体，粒径20-120 nm, 比表面积20-80 m²/g, 体积密度0.05-0.15 g/cm³。

所述填料为三维石墨烯。

所述耐高温树脂为三甲基硅烷基笼型聚倍半硅氧烷和乙烯基笼型聚倍半硅氧烷中的一种。

所述消泡剂为BYK-1781、BYK-044和BYK-024中的一种。