專利名稱：一種釩鈦功能光熱轉換涂層的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光熱轉換涂層材料，特別涉及釩鈦功能光熱轉換涂層材料。
背景技術：
在全球能源短缺、環境污染和氣候變暖嚴重威脅經濟發展和人類生活健康的今天，世界各國都在尋求新的能源替代戰略，以求得可持續發展和在后續發展中獲取優勢地位。化石燃料占我國一次能源90%以上，化石能源的大量使用造成了嚴重的環境污染，并導致我國溫室氣體排放量居高不下。先進能源、節能技術和環保技術的綜合開發和利用，已成為十分緊迫的課題。太陽能以其清潔、源源不斷、安全等顯著優勢，成為關注重點。在太陽能產業的發展中，太陽能熱水器的熱利用轉換技術無疑是最為成熟的，其產業化進程也較光伏電池、太陽能發電等產業領先一步。中國太陽能熱水器的年生產量是歐洲的2倍，北美的4倍，現已成為世界上最大的太陽能熱水器生產國和最大的太陽能熱水器市場，并仍在以每年20%-30%的速度遞增。 隨著國民經濟和人民生活水平的不斷提高，居民對家庭室內熱水的需求越來越強烈，中國太陽能熱水器市場潛力巨大。太陽能熱水器是指以太陽能作為能源進行加熱的熱水器，是與燃氣熱水器、電熱水器相并列的三大熱水器之一。太陽能熱水器把太陽光能轉化為熱能，將水從低溫度加熱到高溫度，以滿足人們在生活、生產中的熱水使用。太陽能熱水器是由集熱器、儲水箱及相關附件組成，其中集熱器是核心元件，其質量的優劣直接影響到太陽能熱水器的使用壽命和性能。目前，技術成熟、價格合理、熱效率高、使用壽命長、市場占有率大的太陽能熱水器主要有兩種一種是真空管太陽能熱水器(使用真空管集熱器)；另一種是平板型太陽能熱水器(使用平板集熱器)。目前中國市場上普及的是真空管太陽能熱水器。
發明內容
本發明提供了一種釩鈦功能光熱轉換涂層以及表面涂覆釩鈦功能光熱轉換涂層的太陽能熱水器集熱器。本發明技術方案包括:A.釩鈦功能光熱轉換涂層材料；B.在集熱器表面涂覆釩鈦功能光熱轉換涂層；C.光熱轉換涂層常溫固化。A.釩鈦功能光熱轉換涂層材料(1)納米添加劑為納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氧化鋁、納米氧化鐵中的一種或幾種。(2)超微粉提釩尾渣與陶瓷材料按照比例混合，其中提釩尾渣的比例為 30%-100%,采用氣流粉碎工藝技術將物料粉碎成粒徑0. 1 μ m 5. 0 μ m的超微粉，其中超微粉粒徑優選為4. Ιμ 4. 9μ ，2. 5μπ 4. Ομ 或0. 9μπ 2. Ομ ，氣流粉碎后的超
微粉經超聲波振動篩分選料。(3)釩鈦功能光熱轉換涂層材料將粉碎后的超微粉按照比例加入納米添加劑、水和無機粘結劑混合攪拌制成釩鈦功能光熱轉換涂層材料，其中超微粉、納米添加劑、水、無機粘結劑的重量比為 30-60 0-5 15-40 15-40。其中的無機納米粘結劑可以是市場上買到的材料。本發明中光熱轉換涂層的主要原材料是提釩尾渣，釩鈦磁鐵礦經熔煉得到鐵水和釩渣，釩渣焙燒后提釩，提釩后的工業棄渣即是提釩尾渣。改變添加劑的種類和比例，可制成不同陽光吸收率、遠紅外輻射率、光熱轉換效率的釩鈦功能光熱轉換涂層材料。B.涂覆釩鈦功能光熱轉換涂層的集熱器將需涂覆光吸收涂層的真空管集熱器或平板集熱器表面清潔，選用浸漬提拉法、 刷涂法或噴涂法在其表面涂覆一層釩鈦功能光熱轉換材料。C.光熱轉換涂層常溫固化如果不加任何其它措施，一般固化時間為數小時至一天。也可以采用干燥器、排風扇等設備加速其固化。釩鈦功能光熱轉換涂層在真空管集熱器或平板集熱器上的涂覆位置見附圖1及附圖2。本發明中的釩鈦功能光熱轉換涂層材料能夠在玻璃、銅合金、鋁合金、不銹鋼、鍍鋅板、塑料等材料表面形成附著力強、堅固、細微多孔的黑色涂層，使用成本低廉、表面涂覆工藝簡便、光熱轉換效率高(光吸收率可達95-99. 99% )、抗老化效果好(壽命可長達20 年以上)，可大幅度降低目前太陽能熱水器的制造成本和能耗、延長熱水器使用壽命。
圖1真空管太陽能集熱器其中1-真空太陽集熱管；2-釩鈦功能光熱轉換涂層；3-聯集管；4-隔熱體； 5-配管接口 ；6-反射器；7-尾架圖2平板太陽能集熱器其中1-吸熱體(表面涂覆釩鈦功能光熱轉換涂層)；2-透明蓋板；3-隔熱體； 4-殼
具體實施例方式實施例釩鈦功能光熱轉換涂層材料制備由納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氧化鋁、納米氧化鐵等材料的一種或幾種制成釩鈦功能光熱轉換涂層材料納米添加劑。提釩尾渣與陶瓷材料按照比例混合，其中提釩尾渣與陶瓷材料的比例為70 30，采用氣流粉碎工藝技術將物料粉碎成超微粉。氣流粉碎后的超微粉經超聲波振動篩分選料。將上述粉碎后的物料按照比例加入納米添加劑、水和無機粘結劑混合攪拌制成釩鈦功能光熱轉換涂層材料，其中粉料、納米添加劑、水、無機粘結劑的重量比為 50 0. 1 25 24.9。 將需涂覆光吸收涂層的真空管集熱器或平板集熱器表面清潔，用浸漬提拉法涂覆工藝，在其表面涂覆一層釩鈦功能光熱轉換材料。固化一天。
權利要求
1.一種釩鈦功能光熱轉換涂層，其特征在于該釩鈦功能光熱轉換涂層將粉碎后的超微粉按照比例加入納米添加劑、水和無機粘結劑混合攪拌制成釩鈦功能光熱轉換涂層材料， 其中超微粉、納米添加劑、水、無機粘結劑的重量比為:30-60 0-5 15-40 15-40 ；納米添加劑由納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氧化鋁、納米氧化鐵等材料的一種或幾種制成；超微粉是提釩尾渣與陶瓷材料按照比例混合，其中提釩尾渣的比例為30% -100%，采用氣流粉碎工藝技術將物料粉碎成粒徑為0. 1 μ m 5. 0 μ m的超微粉，氣流粉碎后的超微粉經超聲波振動篩分選料。
2.如權利要求1所述的釩鈦功能光熱轉換涂層，其特征在于其中提釩尾渣與陶瓷材料按照比例混合，其中提釩尾渣的比例為70%。
3.如權利要求1或2所述的釩鈦功能光熱轉換涂層，其特征在于其中超微粉、納米添加劑、水、無機粘結劑的重量比為50 0. 1 25 24.9。
4.一種真空管集熱器或平板集熱器，其特征在于在其表面涂覆一層釩鈦功能光熱轉換材料；所述釩鈦功能光熱轉換涂層是將粉碎后的超微粉按照比例加入納米添加劑、水和無機粘結劑混合攪拌制成釩鈦功能光熱轉換涂層材料，其中超微粉、納米添加劑、水、無機粘結劑的重量比為:30-60 0-5 15-40 15-40 ；納米添加劑由納米氧化鈦、納米氧化鋅、 納米氧化鋁、納米氧化鐵等材料的一種或幾種制成；超微粉是提釩尾渣與陶瓷材料按照比例混合，其中提釩尾渣的比例為30% -100%，采用氣流粉碎工藝技術將物料粉碎成粒徑為 0. 1 μ m 5. 0 μ m的超微粉，氣流粉碎后的超微粉經超聲波振動篩分選料。
5.如權利要求4所述的真空管集熱器或平板集熱器表面的釩鈦功能光熱轉換材料，其特征在于其中提釩尾渣與陶瓷材料的比例為70%。
6.如權利要求4或5所述的真空管集熱器或平板集熱器表面的釩鈦功能光熱轉換材料，其特征在于其中超微粉、納米添加劑、水、無機粘結劑的重量比為 50 0. 1 25 24.9。
7.如權利要求1或2所述的釩鈦功能光熱轉換涂層，其特征在于其中超微粉粒徑為 4. Iym 4. 9ym，2. 5μπι 4. 0μπι$0. 9ym 2. Ομπι。
8.如權利要求3所述的釩鈦功能光熱轉換涂層，其特征在于其中超微粉粒徑為 4. Iym 4. 9ym，2. 5μπι 4. 0μπι$0. 9ym 2. Ομπι。
9.如權利要求4或5所述的釩鈦功能光熱轉換涂層，其特征在于其中超微粉粒徑為 4. Iym 4. 9ym，2. 5μπι 4. 0μπι$0. 9ym 2. Ομπι。
10.如權利要求6所述的釩鈦功能光熱轉換涂層，其特征在于其中超微粉粒徑為 4. Iym 4. 9ym，2. 5μπι 4. 0μπι$0. 9ym 2. Ομπι。
全文摘要
本發明公開一種釩鈦功能光熱轉換涂層材料，釩鈦功能光熱轉換涂層材料是將粉碎后的超微粉按照比例加入納米添加劑、水和無機粘結劑混合攪拌制成。本發明釩鈦功能光熱轉換涂層材料能夠在玻璃、銅合金、鋁合金、不銹鋼、鍍鋅板、塑料等材料表面形成附著力強、堅固、細微多孔的黑色涂層，使用成本低廉、表面涂覆工藝簡便、光熱轉換效率高(光吸收率可達95-99.99％)、抗老化效果好(壽命可長達20年以上)，可大幅度降低目前太陽能熱水器的制造成本和能耗、延長熱水器使用壽命。
文檔編號C04B28/00GK102153317SQ20101057234
公開日2011年8月17日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者張新宇, 畢大川 申請人:北京前沿科學研究所