[发明专利]全密封防冻防水保温平板式太阳能集热器

摘要

本申请涉及一种全密封防冻防水保温平板式太阳能集热器，该太阳能集热器包括一上基板、一下基板、一吸热层、一边框支架和多个支撑物，其中，该下基板为一集热基板，采用导热性好的金属材料制成，该下基板表面包覆有一层基于微纳结构的防冻防水层，该防冻防水层利用微纳结构层构建了一种超疏水结构，利用超疏水原理阻隔了下基板与水汽等的接触，能够有效起到防冻防水的效果，同时对下基板防腐蚀效果明显。

主权项

1.一种全密封防冻防水保温平板式太阳能集热器，该太阳能集热器包括一上基板、一下基板、一吸热层、一边框支架和多个支撑物；该上基板和下基板相对设置，边框支架设在所述上基板和下基板之间，上基板、下基板及边框支架共同构成一个空腔；所述吸热层设置在所述下基板位于所述空腔内的上表面，多个支撑物间隔的设置在空腔内，并分别与所述上基板和吸热层相接触；该上基板为一透光基板，该吸热层包括一碳纳米管复合材料层，该下基板与上基板相对设置，该下基板为一集热基板，采用导热性好的金属材料制成，其特征在于，该下基板表面包覆有一层基于微纳结构的防冻防水层，该防冻防水层包括设于下基板表面的微纳结构层和涂于微纳结构层上的表面涂层；该微纳结构层包括钨膜阵列和纳米二氧化钛薄膜，钨膜阵列设于下基板表面，纳米二氧化钛薄膜设于钨膜阵列表面；该微纳结构层中，在钨膜阵列表面生长有氧化钨纳米线；钨膜阵列中单个点阵的长宽高尺度为30×20×1μm，每个点阵之间的上下、左右间隔分别为60μm、50μm；该纳米二氧化钛薄膜的厚度为3μm；该防冻防水层的制备过程为：步骤1，处理下基板：将下基板用800目的砂纸打磨2h，然后依次用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗干净，烘干；步骤2，沉积钨膜阵列：在下基板表面涂覆一层光刻胶，烘干，经过曝光、显影，然后利用磁控溅射技术，在显影后的光刻胶表面蒸镀一层钨膜，厚度为1μm，然后利用丙酮将光刻胶洗掉，在下基板表面形成了钨膜阵列；步骤3，配置二氧化钛前驱体溶液：将12.5ml无水乙醇、0.5ml去离子水及0.25ml盐酸混合，然后将混合液在搅拌的情况下缓慢加入到10ml钛酸四丁酯与12.5ml无水乙醇的混合液中，搅拌30min，超声15min，得到二氧化钛前驱体溶液；步骤4，制备二氧化钛薄膜：将上述得到的二氧化钛前驱体溶液加入到三电极槽中，将下基板作为工作电极，Ag/AgCl作为参比电极，铂作为对电极，控制电位在‑1.3V，沉积时间为200s，用去离子水冲洗后50℃烘干，得到纳米二氧化钛薄膜，钨膜阵列与纳米二氧化钛薄膜构成微纳结构层；步骤5，制备表面涂层：将上述得到的覆盖有微纳结构层的下基板放入1ml的体积分数为5％的十七氟癸脂三甲基色氨酸硅烷的甲苯溶液中，密封，在80℃烘箱中保温5h，完成低表面能物质的修饰，微纳结构层与表面涂层构成防冻防水层。