一种高吸收率太阳能选择性吸热涂料技术领域
本发明涉及太阳能利用领域，尤其涉及一种高吸收率太阳能选择性吸热涂料。
背景技术
太阳能光热应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。长期以
来，如何将低品位的太阳能转换成高品位的热能，并对太阳能进行富集，以便最大限度地利
用太阳能，成为研究的热门话题。在现有的光热应用技术当中，选择性吸收涂层技术被公认
为是其中较为核心的技术，它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。
众所周知，太阳能吸收涂层主要分为光谱选择性吸收涂层和高吸收率吸收涂层，
光谱选择性吸热涂层是一种具有对可见一近红外光高吸收，对红外光高反射的特种涂层，
即它能有效地吸收太阳能，而受热后自身长波造成的热损失很小，广泛应用于太阳能光热
转换，如太阳能热水器、太阳能发电等。太阳能吸热涂层担负着接收并吸收太阳能量的重要
作用，影响着整个太阳能吸热系统的稳定性及效率的高低。太阳能吸热涂料是一种功能性
涂料，用它制成的膜将太阳辐射能转化为热能，膜在室外条件下工作，必须具有良好的耐候
性和防水性。
太阳能是人类取之不尽，用之不竭的可再生能源，也是清洁能源，不产生任何的环
境污。二十世纪初人们就研究如何收集利用太阳能，从最早的太阳能动力装置研究到太阳
能平板集热器的研究，为解决能源短缺问题都是重大的进步。为了充分有效地利用太阳能，
人们发展了多种太阳能材料，并且加强了太阳能基础理论和基础材料的研究，取得了太阳
选择性涂层技术上的重大突破。70年代以后人们研制成许多新型选择性涂层并进行批量生
产和推广应用，目前已研制成上百种选择性涂层。我国自70年代开始研制选择性涂层，取得
了许多成果，并在太阳集热器上广泛使用，效果十分显著。为此，随着科技的不断进步，新型
太阳能吸热材料不断涌现，并且会是更为经济，性能更好的材料。本文主要是通过查阅资料
和相关数据的分析，介绍多种太阳能吸热材料的制备工艺、吸热性能、经济性等。综合评估
材料的各方面性能，并提出一些看法。多种太阳能吸热材料制备成本较高，获取一种廉价、
使用性高、耐候性好且具有一定选择性的太阳能吸热材料，一直是人们关注的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种高吸收率太阳能选择性吸热涂料，能够
解决吸热涂料耐候性和防水性差的问题，并能保证吸热效率。
本发明采用如下技术方案：
一种高吸收率太阳能选择性吸热涂料，其特征在于 ：丙烯酸酯改性复合乳液25～35
份，氟碳表面活性剂2～6份，固化剂10～15份，吸收剂20～30份，吸收增强剂1-3份，溶剂10-
20份，助剂5～10份。所述丙烯酸酯改性复合乳液由7～8份丙烯酸酯乳液、6～8份聚氨酯改
性丙烯酸酯乳液、6～10份环氧树脂改性丙烯酸酯乳液、6～9份有机硅改性丙烯酸酯乳液复
合而成。所述吸收增强剂为2-溴-2-(2-氟苯基)-1-环丙基乙酮；将上述成分利用球磨的方
法分散均匀后，再加入成膜助剂混合均匀，即可得到高吸收率太阳能选择性吸热涂料。
本发明中，进一步地，所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，其制备方法为：在氮气氛围
中，将5～6质量份数的丙烯酸酯加热，搅拌溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中加
入1～2质量份数的聚氨酯，加入水混合，搅拌均匀得到聚氨酯改性丙烯酸酯乳液。
本发明中，进一步地，所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液，其制备方法为：在氮气氛
围中，将5～8质量份数的丙烯酸酯加热，搅拌溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中
加入1～2质量份数的环氧树脂，加入水混合，搅拌均匀得到环氧树脂改性丙烯酸酯乳液。
本发明中，进一步地，所述有机硅改性丙烯酸酯乳液，其制备方法为：在氮气氛围
中，将5～7质量份数的丙烯酸酯加热，搅拌溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中加
入1～2质量份数的有机硅，加入水混合，搅拌均匀得到有机硅改性丙烯酸酯乳液。
本发明中，进一步地，所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加热温度为
70℃～80℃；所述搅拌的速度为100～150r/min；所述搅拌的时间为6～10 min。
本发明中，进一步地，所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加热温度
为70℃～80℃；所述搅拌的速度为100～150r/min；所述搅拌的时间为6～10 min。
本发明中，进一步地，所述有机硅改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加热温度为
70℃～80℃；所述搅拌的速度为100～150r/min；所述搅拌的时间为6～10 min。
本发明中，进一步地，所述聚氨酯改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加入水的重
量为聚氨酯与丙烯酸酯总重量的0.2～0.6。
本发明中，进一步地，所述环氧树脂改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加入水的
重量为环氧树脂与丙烯酸酯总重量的0.2～0.6。
本发明中，进一步地，所述有机硅改性丙烯酸酯乳液制备方法中，所述加入水的重
量为有机硅与丙烯酸酯总重量的0.2～0.6。
本发明中，进一步地，所述固化剂为干性油醇酸树酯。
本发明中，进一步地，所述的溶剂为对二甲苯。
本与现有技术相比较，本发明具有的有益效果为：
1、由于氟化合物具有良好的稳定性、耐候性、耐腐蚀性、抗氧化性等性能，因此氟碳表
面活性剂能够改性丙烯酸酯乳液，使其具有良好的耐候性能、化学稳定性、防水性能。另外，
氟碳表面活性剂不仅仅是一种超强疏水剂，能使涂膜表面具有超低表面能，灰尘不易黏附，
增强涂料抗沾污能力；其还是一种涂料的流平剂，能够加快涂料的流平速度和润湿速 度，
促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。
2、本发明中，加入丙烯酸酯改性复合乳液，其中聚氨酯改性丙烯酸酯乳液具有良
好的柔韧性、耐低温性、耐水性、耐老化性、贮存稳定性等特点，使涂膜的综合性能显著地提
高；环氧树脂具有良好的对水蒸气和氧气的屏蔽性，且附着力好、收缩率低，因此改性后乳
液既具有成膜性好、附着力强，又提高耐候能力；有机硅具有耐热、抗氧化、耐沾污、耐辐射
等性能，因此改性后乳液既具有良好的成膜性，又提高了涂膜的附着力、耐老化性、抗沾污
性、耐水性、机械强度。
3、本发明的制备工艺简单、易懂，可行性高，且经过试验证明涂料进行涂布后吸收
可见光与红外光性能高，导热性高，防水性强，耐高温，耐腐蚀，稳定性能高，发射率低，透射
率高，涂层附着力强，密度高，是理想的平板太阳能吸热涂料，具有极大的推广价值。
4、本发明与现有技术相比，通过在涂料中添加2-溴-2-(2-氟苯基)-1-环丙基乙
酮，与树脂、吸收剂形成光学陷阱捕获剂，对太阳能的吸收率可达到96-96.5%，发射率为0.
2-0. 25。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结
合具体例，进一步阐述本发明。
实施例1。
一种高吸收率太阳能选择性吸热涂料，原料质量份数为:
丙烯酸酯改性复合乳液：7kg丙烯酸酯乳液，6kg聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，6kg环氧树
脂改性丙烯酸酯乳液，6kg有机硅改性丙烯酸酯乳液
氟碳表面活性剂 2kg
固化剂 10kg
吸收剂：纳米镍粉10kg、碳纳米管10kg
吸收增强剂：2-溴-2- (2-氟苯基)-1-环丙基乙酮1kg
溶剂：二甲苯10kg
成膜助剂5kg
依上述的原料制备改性丙烯酸酯乳液的步骤如下:
（1）聚氨酯改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：在氮气氛围中，将5kg的丙烯酸酯加热70
℃，搅拌速度为100r/min，搅拌的时间为6min，溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液
中加入1质量份数的聚氨酯，加入1.2kg水混合，搅拌均匀得到聚氨酯改性丙烯酸酯乳液；
环氧树脂改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：在氮气氛围中，将5kg的丙烯酸酯加热70
℃，搅拌速度为100r/min，搅拌的时间为6 min，溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液
中加入1质量份数的环氧树脂，加入1.2kg水混合，搅拌均匀得到环氧树脂改性丙烯酸酯乳
液；
有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：在氮气氛围中，将5kg的丙烯酸酯加热70℃，
搅拌速度为100r/min，搅拌的时间为6 min，溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中
加入1质量份数的有机硅，加入1.2kg水混合，搅拌均匀得到有机硅改性丙烯酸酯乳液；
（2）按照重量份数比，将丙烯酸酯改性复合乳液，氟碳表面活性剂，纳米改性材料，固化
剂 ，吸收剂，吸收增强剂，溶剂，投入球磨机内，启动球磨机进行球磨作业5min将各个原料
球磨分散均匀后，再加入成膜助剂混合均匀后，即可得到高吸收率太阳能选择性吸热涂料。
实施例2。
一种高吸收率太阳能选择性吸热涂料，原料质量份数为:
丙烯酸酯改性复合乳液：7kg丙烯酸酯乳液，6kg聚氨酯改性丙烯酸酯乳液，6kg环氧树
脂改性丙烯酸酯乳液，6kg有机硅改性丙烯酸酯乳液
氟碳表面活性剂 2kg
固化剂 10kg
吸收剂：纳米镍粉10kg、碳纳米管10kg
吸收增强剂：2-溴-2- (2-氟苯基)-1-环丙基乙酮3kg
溶剂：二甲苯10kg
成膜助剂5kg
依上述的原料制备改性丙烯酸酯乳液的步骤如下:
（1）聚氨酯改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：在氮气氛围中，将6kg的丙烯酸酯加热80
℃，搅拌速度为150r/min，搅拌的时间为10 min，溶解后得到第一反应液；在所述第一反应
液中加入2质量份数的聚氨酯，加入4.8kg水混合，搅拌均匀得到聚氨酯改性丙烯酸酯乳液；
环氧树脂改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：在氮气氛围中，将8kg的丙烯酸酯加热80
℃，搅拌速度为150r/min，搅拌的时间为10 min，溶解后得到第一反应液；在所述第一反应
液中加入2质量份数的环氧树脂，加入6.0kg水混合，搅拌均匀得到环氧树脂改性丙烯酸酯
乳液；
有机硅改性丙烯酸酯乳液的制备方法为：在氮气氛围中，将7kg的丙烯酸酯加热80℃，
搅拌速度为150r/min，搅拌的时间为10 min，溶解后得到第一反应液；在所述第一反应液中
加入2质量份数的有机硅，加入5.4kg水混合，搅拌均匀得到有机硅改性丙烯酸酯乳液；
（3）按照重量份数比，将丙烯酸酯改性复合乳液，氟碳表面活性剂，纳米改性材料，固化
剂 ，吸收剂，吸收增强剂，溶剂，投入球磨机内，启动球磨机进行球磨作业15min将各个原料
球磨分散均匀后，再加入成膜助剂混合均匀后，即可得到高吸收率太阳能选择性吸热涂料。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何
熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵
盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。