[发明专利]中温太阳能吸收涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种中温太阳能吸收涂层，所述涂层包括由内至外依次喷涂于铝合金板基体上的粘附层、消光层和吸收层；所述粘附层由有机热固性水性涂料或有机热固性粉末涂料制备而成，消光层由硅溶胶和有机树脂原料混合组成的消光剂制备而成，吸收层由无机黑色粉末制备而成。本发明同时还公开了该太阳能吸收涂层的制备方法。本发明的涂层具有低发射率和高吸收率的特点，阳光吸收率高达0.96，发射率低于0.08。本发明制得的太阳能吸收涂层具有优异的光热转换性能，可应用于200℃以下的工作环境，且拥有较低的发射率和较高的吸收率。

技术领域

本发明涉及一种太阳能技术，尤其是一种中温太阳能吸收涂层及其制备方法。

背景技术

太阳能集热体是太阳能集热系统中用于吸收热能的核心部件，而太阳能吸收涂层是制备太阳能集热体的关键技术。多年来，国内外研究人员不断尝试采用不同的金属合金与能够形成黑色吸热涂层的各种反应物质进行组合，以寻求制备出工艺操作简单且具有优良光热转换性能的太阳能吸收涂层。

制备一种优良的太阳能吸收涂层的关键在于开发一种具有高吸收率和低反射率的太阳能吸收材料。目前太阳能吸收涂层多采用真空溅射，与氮气进行反应生成太阳能吸收薄膜，这种薄膜需要在真空状态下使用，极易老化衰减，寿命较短；还有一种通过干涉膜技术制备的太阳能吸收涂层，涂层原料中需要加入适量的贵重金属，且制备时需对涂层的技术参数进行严格控制，制备工艺复杂，制造成本昂贵，并且这种涂层长期处于80℃以上的温度时，存在涂层脱落导致吸收率明显降低的问题。因此，开发一种新型的太阳能吸收涂层，合理设计太阳能涂层结构，降低成本，简化工艺，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种中温太阳能吸收涂层及其制备方法，制得的太阳能吸收涂层具有优异的光热转换性能，可应用于200℃以下的工作环境，寿命长，成本低，且拥有较低的发射率和较高的吸收率。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种中温太阳能吸收涂层，耐腐蚀铝合金作为基体材料，所述涂层包括由内至外依次喷涂于铝合金基体上的粘附层、消光层和吸收层；所述粘附层由有机热固性水性涂料或有机热固性粉末涂料制备而成，消光层由硅溶胶和有机树脂原料混合组成的消光剂制备而成，吸收层由无机黑色粉末制备而成。

所述无机黑色粉末可由炭黑粉和氧化铁粉，或石墨粉和钒钛黑粉，或石墨粉和铜铬黑粉等材料混合组成，其中，炭黑粉和氧化铁粉的混合质量比为1:1~1.8，石墨粉和钒钛黑粉的混合质量比为1:1.5~2，石墨粉和铜铬黑粉的混合质量比为1:2~2.5。

所述硅溶胶和有机树脂消光剂原料的混合质量比为1.5~1.8:1。

所述有机热固性水性涂料包括在150~300℃温度下能够加热固化的各种有机水性漆。

所述有机热固性粉末涂料包括在150~300℃温度下能够加热固化的各种有机固体粉末。

所述 无机黑色粉末与有机热固性水性涂料或有机热固性粉末涂料的质量比为1.2~2.0:1。

所述消光层中的消光剂质量为三层涂层总组分之和质量的12%~15%。

一种中温太阳能吸收涂层的制备方法，包括：

（1）将无机黑色粉末、消光剂原料过筛，去除杂质；

（2）将步骤（1）中过筛的原料分别球磨至纳米级颗粒；

（3）将铝合金板基体进行除锈、脱皮、酸洗和钝化常规表面防腐保护处理，以增强涂层与基体之间的附着力；

（4）将有机热固性水性涂料采用液相法通过雾化喷涂到铝合金基体表面，作为粘附层，或者将有机热固性粉末涂料采用固相法通过静电喷涂到铝合金基体表面，作为粘附层；