納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜及其制備和噴涂方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜及其制備和噴涂方法。復(fù)合膜由聚苯胺納米纖維、樹(shù)脂、固化劑、流平劑、分散劑、有機(jī)溶劑組成,制備和噴涂方法包括混合有機(jī)溶劑的配制、樹(shù)脂溶液的配制、納米材料的分散、吸收復(fù)合膜涂料的配制、噴涂方法。太陽(yáng)能吸收復(fù)合膜能夠全頻帶高效率吸收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)換,吸收頻帶范圍220~15000nm。吸收率0.96~0.98,發(fā)射率0.10,功率吸收率456W/m2。對(duì)近紅外光、中紅外光、遠(yuǎn)紅外光,可見(jiàn)光、紫外光吸收率均大于0.96,可全波段將其轉(zhuǎn)換成其它能量。具有吸收效率高,頻帶寬,比發(fā)射率低,重量輕,成本低,減少環(huán)境污染,制作工藝簡(jiǎn)單,廣泛用于太陽(yáng)能能量密度吸收膜。
【專利說(shuō)明】納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜及其制備和噴涂方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能吸收膜,具體涉及納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜及其制備和噴涂方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)以1.4kw/m2的密度向地球輻射能量,太陽(yáng)為人類(lèi)提供了取之不盡、用之不竭的清潔能源,太陽(yáng)能的利用技術(shù)是21世紀(jì)新能源發(fā)展的方向。研制高效太陽(yáng)能吸收和能量轉(zhuǎn)換材料將成為太陽(yáng)能利用技術(shù)的關(guān)鍵和技術(shù)的制高點(diǎn)。
[0003]照射在地球上的太陽(yáng)能非常巨大,大約40分鐘照射在地球上的太陽(yáng)能,足以供全球人類(lèi)一年能量的消費(fèi)。可以說(shuō),太陽(yáng)能是真正取之不盡、用之不竭的能源。然而由于其到達(dá)地球后的能量密度比較低,給大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用帶來(lái)一定的困難,這就決定了將太陽(yáng)能直接用于日常生活和工業(yè)生產(chǎn)之前,必須提高其能量密度。太陽(yáng)能選擇性吸收涂層對(duì)可見(jiàn)光的吸收率很高,而自身的紅外輻射率卻很低,能夠把能量密度較低的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成高能量密度的熱能,對(duì)太陽(yáng)能起到富集的作用。因此,制備高效的太陽(yáng)能選擇性吸收涂層是太陽(yáng)能熱利用中的關(guān)鍵技術(shù),對(duì)提高集熱器效率至關(guān)重要。
[0004]國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況
[0005]美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)將合適的金屬和介質(zhì)(如:W、Au、Pd、Pt、MnO、Ti02等)混合,制備 出性能優(yōu)良的多重抗反射金屬陶瓷薄膜,并采用理論模擬的方法研制出太陽(yáng)能選擇性吸收薄膜,在400°C時(shí),其吸收率α達(dá)到0.959,發(fā)射率ε為0.061,該種薄膜可以滿足高溫蒸汽下穩(wěn)定工作的要求。
[0006]以色列太陽(yáng)能公司Solel研制了以Al2O3為基底、結(jié)合減反膜、抗發(fā)射薄膜的新型全真空集熱管,其薄膜在400°C時(shí),吸收率α達(dá)到0.96,發(fā)射率ε為0.1,且在高溫的熱濕空氣下性能穩(wěn)定,為槽式線聚焦太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)提高其高溫吸收薄膜的性能、系統(tǒng)集熱效率和降低發(fā)電成本提供了新途徑。
[0007]澳大利亞悉尼大學(xué)Zhang Q C和Mills D R等人研制了以AlN為陶瓷基底的金屬陶瓷薄膜。AlN原子間以共價(jià)鍵結(jié)合,具有高的熔點(diǎn),良好的化學(xué)穩(wěn)定性和高的導(dǎo)熱率,同時(shí)其熱膨脹系數(shù)與硅相近,又具有低介電常數(shù)與介電損耗等性能。因此該薄膜具有良好的熱穩(wěn)定性,其中W-AlN金屬陶瓷薄膜工作溫度可達(dá)500°C,可滿足中高溫光熱發(fā)電需求。
[0008]LUZ公司研究了一種以Mo和A1203為材料的新型太陽(yáng)能選擇性吸收薄膜。整個(gè)工藝采用7靶共濺射(3個(gè)Mo靶和4個(gè)A1203靶),膜沉積在4m長(zhǎng)的不銹鋼管上,鋼管位于真空室中央。該膜層在350°C時(shí),吸收率α為0.96,發(fā)射率ε為0.16。以該膜制成的集熱管已用于太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)(SEGS)中高倍聚焦的真空集熱器中。1984-1991年,該公司已在美國(guó)南加利福尼亞建立了 9座這種類(lèi)型的太陽(yáng)能熱發(fā)電站,總發(fā)電容量為354MW。
[0009]慕尼黑大學(xué)Scholkopt采用電子束蒸發(fā)方法在金屬條帶上連續(xù)沉積TiNx,吸收率α為0.95,發(fā)射率ε為0.05(100°C)。其可在375°C時(shí)穩(wěn)定工作,250°C下的光熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)到50%。由于其鍍膜工藝具有連續(xù)化、低成本的特點(diǎn),可組建薄膜生產(chǎn)線進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了薄膜鍍制技術(shù)質(zhì)的飛躍。
[0010]改革開(kāi)放以來(lái),新型薄膜技術(shù)從國(guó)外開(kāi)始流入我國(guó),我國(guó)的薄膜技術(shù)在過(guò)去的30年中取得了巨大的發(fā)展。
[0011]北京市太陽(yáng)能研究所采用磁控濺射方法制備了 AlNxOy太陽(yáng)能選擇性吸收涂層。該涂層應(yīng)用于真空環(huán)境,80°C下,發(fā)射率ε為0.09,320°C環(huán)境下,發(fā)射率ε為0.136。同年還制備了氮化鈦太陽(yáng)能選擇性吸收薄膜,該薄膜采用真空磁控濺射離子束鍍膜,在氬氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w中把金屬鈦濺射沉積到經(jīng)光亮處理的襯底上制成。1992年,郭信章等人將AlNxOy進(jìn)一步改進(jìn),以純鋁為靶材,制備AlNxOy薄膜后,再沉積薄層氧化鋁作為減反射層。用該工藝制備的吸收膜,太陽(yáng)能吸收率α為0.95,發(fā)射率ε為0.09,并且具有良好的耐磨、耐腐蝕、耐高溫性能。陳步亮等人采用磁控濺射技術(shù)制備了 Α1/Α1-Ν金屬陶瓷膜,吸收率0.89,100°C下發(fā)射率0.045。潘永強(qiáng)采用直流磁控濺射技術(shù)制備了 Cr/Cr2Zn03金屬陶瓷膜,并研究了不同工藝對(duì)涂層太陽(yáng)能選擇性吸收性能的影響,性能最好的涂層α大于
0.95,發(fā)射率ε小于0.05,選擇性吸收性能優(yōu)異。趙玉文等人分別用氟樹(shù)脂和乙丙橡膠、有機(jī)硅為粘接劑,以PbS為顏料,制備了 2種涂料,吸收率0.85~0.91,發(fā)射率0.23~0.5,均達(dá)到了較高的吸收率和較低的發(fā)射率。
[0012]天津大學(xué),采用化學(xué)氧化法,以NaClO為氧化劑,在黃銅表面制備出CuO涂層,吸收率α約0.95,發(fā)射率ε約0.5。在CuO表面再鍍上Ti02后,復(fù)合涂層的吸收率略有下降,但是其耐熱、耐蝕、耐磨性能得到較大提升。
[0013]江蘇大學(xué)范真、楊娟等人采用雙層AlN作為減反射層,單層Si作為膜系的吸收層,鋁板作為膜系的基體,其中基體用MEMS方法處理成具有表面微坑結(jié)構(gòu)形狀;該膜系從頂層至底層依次為:雙層AlN膜減反層、單層Si吸收層、單層鋁膜紅外反射層?;w表面的微坑結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)光的多次反射以增加吸收;雙層AlN膜可有效地減少膜表面對(duì)可見(jiàn)光的反射。制備工藝簡(jiǎn)單,制出的膜吸收率高,發(fā)射率低。
[0014]清華大學(xué)自主研制了多種選擇性吸收薄膜,其中濺射鋁-氮-氧薄膜,太陽(yáng)能吸收率α達(dá)到0.93,發(fā)射率ε約為0.04(室溫);多層不銹鋼薄膜,太陽(yáng)能吸收率α為0.96,發(fā)射率ε為0.06 (80°C );鋁-氧-氟或鋁-氮-鋁為減反射層的Al-N-F多層Al-N-Al薄膜,太陽(yáng)能吸收率α為0.95,發(fā)射率ε為0.06 (100°C );Mo-N-O選擇性吸收表面,剛沉積的表面太陽(yáng)能吸收率α為0.94,發(fā)射率ε為0.19,經(jīng)過(guò)600°C、90min熱處理后,太陽(yáng)能吸收率α為0.92,發(fā)射率ε為0.21 (80°C )。
[0015]現(xiàn)在大多使用金屬陶瓷多層薄膜,采用電子束蒸發(fā)、磁控濺射離子束多層鍍膜等方法。這些方法主要存在膜的層數(shù)多、高耗能、需要?dú)鍤夂偷獨(dú)獾幕旌蠚怏w保護(hù),工藝復(fù)雜,環(huán)境污染嚴(yán)重等缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0016]本發(fā)明的目的是提供一種吸收效率高,頻帶寬,比發(fā)射率低,重量輕,成本低,制作工藝簡(jiǎn)單的納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜。
[0017]本發(fā)明的另一目的是提供一種吸收復(fù)合膜的制備方法。
[0018]本發(fā)明的再一目的是提供一種吸收復(fù)合膜的噴涂方法。
[0019]為了防止高分子材料老化、變色,引起高分子材料發(fā)生光降解反應(yīng),使性能下降,使用壽命縮短的缺陷,本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣解決的:一種納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜的特特殊之處在于所述復(fù)合膜由核/殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維、樹(shù)月旨、固化劑、流平劑、分散劑、有機(jī)溶劑組成,所述吸收復(fù)合膜組合物按質(zhì)量份數(shù)比為:樹(shù)脂溶液:滑石粉:流平劑:分散劑:納米聚苯胺纖維=40份~70份:12份~6份:2份~4份:1份~3份:45份~17份;所述納米纖維的粒徑為核/殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維材料,形狀呈纖維狀,粒徑40~80nm,長(zhǎng)度2~3 μ m,電導(dǎo)率13s/m,純度≥99.8%,所述納米聚苯胺纖維與二甲苯按1份:3.5份~4.5份制成混合衆(zhòng),所述有機(jī)溶劑由二甲苯,環(huán)己酮,丁醇三種物質(zhì)組成,其中質(zhì)量份數(shù)比依次為17份~13份:5份~2份:0.5份~2.5 份。
[0020]所述復(fù)合膜由核/殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維、樹(shù)脂、固化劑、流平劑、分散劑、有機(jī)溶劑組成,所述吸收復(fù)合膜按質(zhì)量份數(shù)比為:樹(shù)脂溶液:滑石粉:流平劑:分散劑:聚苯胺納米纖維=45份~65份:10~7份:2.5份~3.5份:1.5份~2.5份:40份~20份;所述納米纖維的粒徑為核/殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維材料,形狀呈纖維狀,粒徑為40~80nm,長(zhǎng)度為2~3 μ m,電導(dǎo)率為13s/m,純度≥99.8%,所述納米聚苯胺纖維與二甲苯按1份:3.5份~4.5份制成混合漿,所述有機(jī)溶劑由二甲苯,環(huán)己酮,丁醇三種物質(zhì)組成,其中質(zhì)量份數(shù)比依次為16份~14份:4.5份~2.5份:1份~2份。
[0021]所述流平劑為415型流平劑。
[0022]所述分散劑為BYK104型分散劑。
[0023]所述納米聚苯胺纖維為核/殼結(jié)構(gòu)聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維。
[0024]所述樹(shù)脂為ACl 100聚氨脂樹(shù)脂或氟碳樹(shù)脂或丙烯酸樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂或有機(jī)硅樹(shù)脂其中的一種或兩種或兩種以上同時(shí)添加。
[0025]一種所述的納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜的制備方法,按下述步驟進(jìn)行:
[0026]I)、連接料配制:
[0027]①、混合有機(jī)溶劑的配制:
[0028]有機(jī)溶劑由二甲苯,環(huán)己酮,丁醇三種物質(zhì)組成,其中按質(zhì)量份數(shù)比依次為16份~14份:4.5份~2.5份:1份~2份;
[0029]②、樹(shù)脂溶液的配制
[0030]按質(zhì)量份數(shù)將ACllOO聚氨脂樹(shù)脂或氟碳樹(shù)脂或丙烯酸樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂或有機(jī)硅樹(shù)脂的一種或兩種或兩種以上同時(shí)勻速、緩慢的添加到混合有機(jī)溶劑中,用強(qiáng)力攪拌器加熱攪拌,熱攪拌溫度為60V~80°C下冷凝回流30min~60min,待樹(shù)脂溶解為均勻透明體,即為樹(shù)脂溶液待用;
[0031]③、納米材料的`分散
[0032]按質(zhì)量份數(shù)將稱好的核/殼結(jié)構(gòu)聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維與二甲苯按1份:3.5份~4.5份混合配制,高速分散攪拌20分鐘~30分鐘,用5000w超聲波振蕩器振蕩90分鐘~110分鐘,使納米聚苯胺纖維完全均勻分散為止,制成核/殼結(jié)構(gòu)聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維漿待用;
[0033]2)、吸收復(fù)合膜涂料的配制
[0034]①、A組分的配制方法:
[0035]a.將溶解后的樹(shù)脂溶液按質(zhì)量份數(shù)比稱取所需的重量倒入球磨罐中,在800-1000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘后,打開(kāi)回流水;
[0036]b、將滑石粉、415型流平劑、BYK104型分散劑、核/殼結(jié)構(gòu)聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維漿,按質(zhì)量份數(shù)比稱取所需的重量倒入球磨罐中,用玻璃棒初步攪拌均勻;
[0037]c.球磨:速度 1200r/h、時(shí)間 120min ;
[0038]d、細(xì)度合格后,關(guān)閉回流水,用120目過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾,倒出球磨好的液體封存待用;
[0039]②、B組分的配制方法:TKA-9058B固化劑:混合有機(jī)溶劑=6.5份~7.5份:2.5份~4.5份配制;其配制方法是將TKA-9058B固化劑、混合有機(jī)溶劑按質(zhì)量份數(shù)比稱取所需的重量倒入球磨罐中,在800-1000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下至少攪拌10分鐘,攪拌均勻成透明體封存待用;
[0040]一種所述的納米纖維太陽(yáng)能能量密度吸收復(fù)合膜的噴涂方法,按下述步驟進(jìn)行:
[0041]①、將被噴物表面清洗干凈;
[0042]②、按A組分:B組分=100份:6份~15份攪拌均勻配制噴涂涂料;
[0043]③、將該涂料用噴槍均勻噴到被噴物表面上,噴涂I~5遍,每層厚度50 μ m。
[0044]④、將噴涂好的試樣在溫度60V~80°C烘干60分鐘或自然干燥。
[0045]納米材料要求
[0046]①、采用具有核/殼結(jié)構(gòu)聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維材料,形狀呈纖維狀,粒徑40~80nm,長(zhǎng)度2~3 μ m,電導(dǎo)率13s/m。純度≥99.8%因?yàn)榱讲煌?,比表面積、外露自由電子差異很大,對(duì)太陽(yáng)能吸收性能影響很大。
[0047]②、成膜黏合樹(shù)脂:涂料用黏合樹(shù)脂根據(jù)不同場(chǎng)合使用的要求選擇不同的樹(shù)脂,本發(fā)明使用的樹(shù)脂為ACllOO聚氨脂樹(shù)脂。
[0048]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明采用核/殼結(jié)構(gòu)聚苯胺Al2O3-PANI高分子納米纖維材料制成高效太陽(yáng)能吸收復(fù)合膜,具有吸收效率高,頻帶寬,比發(fā)射率低,重量輕,成本低,制作工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),是優(yōu)良的新型太陽(yáng)能吸收膜材料。采用納米高分子材料,經(jīng)高科技、新工藝復(fù)合的納米高分子纖維高效太陽(yáng)能吸收復(fù)合膜,能夠全頻帶高效率吸收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)換,吸收頻帶范圍220~15000nm。吸收率0.96~0.98,發(fā)射率0.10,功率吸收率456W/m2。太陽(yáng)光照射到吸收膜表面上,就好像進(jìn)入黑洞一樣,幾乎被完全吸收。對(duì)近紅外光、中紅外光、遠(yuǎn)紅外光,可見(jiàn)光、紫外光吸收率均大于0.96,可全波段、高效率的吸收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)換成其它能量。達(dá)到太陽(yáng)能的高效吸收和利用。具有吸收效率高,頻帶寬,比發(fā)射率低,重量輕,成本低,簡(jiǎn)化工藝,減少環(huán)境污染,制作工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),是優(yōu)良的新型太陽(yáng)能吸收膜材料。具有國(guó)際先進(jìn)水平,開(kāi)創(chuàng)了太陽(yáng)能吸收材料技術(shù)和產(chǎn)品的新途徑,填補(bǔ)該領(lǐng)域的空白。
[0049]技術(shù)指標(biāo)
[0050](I)吸收波長(zhǎng):220 ~15000nm
[0051](2)太陽(yáng)能吸收率:> 0.95
[0052](3)紅外線吸收率≥0.95
[0053](4)紫外線吸收率≥0.98
[0054](5)功率吸收率:456W/m2 (37°C時(shí))
[0055](6)發(fā)射率:0.10【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0056]圖1為本發(fā)明工藝流程結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0058]參照?qǐng)D1所示,工藝流程依次按下述步驟進(jìn)行:混合有機(jī)溶劑的配制、樹(shù)脂溶液的配制、納米材料的分散、吸收復(fù)合膜涂料的配制、復(fù)合膜的噴涂方法。
[0059]實(shí)施例1[0060]一種納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜由核/殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維、樹(shù)脂、固化劑、流平劑、分散劑、有機(jī)溶劑組成,所述吸收復(fù)合膜組合物按質(zhì)量份數(shù)比為:樹(shù)脂溶液:滑石粉:流平劑:分散劑:納米聚苯胺纖維=40份~70份:12份~6份:2份~4份:1份~3份:45份~17份;所述納米纖維的粒徑為核/殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維材料,形狀呈纖維狀,粒徑40~80nm,長(zhǎng)度2~3 μ m,電導(dǎo)率13s/m,純度> 99.8%,所述納米聚苯胺纖維與二甲苯按1份:3.5份~4.5份制成混合漿,所述有機(jī)溶劑由二甲苯,環(huán)己酮,丁醇三種物質(zhì)組成,其中質(zhì)量份數(shù)比依次為17份~13份:5份~2份:0.5份~2.5份。
[0061]實(shí)施例2
[0062]納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜由核/殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維、樹(shù)脂、固化劑、流平劑、分散劑、有機(jī)溶劑組成,所述吸收復(fù)合膜按質(zhì)量份數(shù)比為:樹(shù)脂溶液:滑石粉:流平劑:分散劑:聚苯胺納米纖維=45份~65份:10~7份:2.5份~3.5份:1.5份~2.5份:40份~20份;所述納米纖維的粒徑為核/殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維材料,形狀呈纖維狀,粒徑為40~80nm,長(zhǎng)度為2~3 μ m,電導(dǎo)率為13s/m,純度^ 99.8%,所述納米聚苯胺纖維與二甲苯按1份:3.5份~4.5份制成混合漿,所述有機(jī)溶劑由二甲苯,環(huán)己酮,丁醇三種物質(zhì)組成,其中質(zhì)量份數(shù)比依次為16份~14份:4.5份~2.5份:1份~2份。
[0063]所述流平劑為415型流平劑。
[0064]所述分散劑為BYK104型分散劑。
[0065]所述納米聚苯胺纖維為Al2O3-PANI型納米聚苯胺纖維。
[0066]所述樹(shù)脂為ACl 100聚氨脂樹(shù)脂或氟碳樹(shù)脂或丙烯酸樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂或有機(jī)硅樹(shù)脂其中的一種或兩種或兩種以上同時(shí)添加。
[0067]實(shí)施例3
[0068]一種所述的納米纖維太陽(yáng)能能量密度吸收復(fù)合膜的制備方法,按下述步驟進(jìn)行:
[0069]I)、連接料配制:
[0070]①、混合有機(jī)溶劑的配制:
[0071]有機(jī)溶劑由二甲苯,環(huán)己酮,丁醇三種物質(zhì)組成,其中按質(zhì)量份數(shù)比依次為16份~14份:4.5份~2.5份:1份~2份;
[0072]②、樹(shù)脂溶液的配制
[0073]按質(zhì)量份數(shù)將ACllOO聚氨脂樹(shù)脂或氟碳樹(shù)脂或丙烯酸樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂或有機(jī)硅樹(shù)脂的一種或兩種或兩種以上同時(shí)勻速、緩慢的添加到混合有機(jī)溶劑中,用強(qiáng)力攪拌器加熱攪拌,熱攪拌溫度為60°C~80°C下冷凝回流30min~60min,待樹(shù)脂溶解為均勻透明體,即為樹(shù)脂溶液待用;
[0074]③、納米材料的分散
[0075]按質(zhì)量份數(shù)將稱好的Al2O3-PANI納米聚苯胺纖維與二甲苯按1份:3.5份~4.5份混合配制,高速分散攪拌20分鐘~30分鐘,用5000?超聲波振蕩器振蕩90分鐘~110分鐘,使納米聚苯胺纖維完全均勻分散為止,制成Al2O3-PANI納米聚苯胺纖維漿待用;
[0076]2)、吸收復(fù)合膜涂料的配制
[0077]①、A組分的配制方法:
[0078]a.將溶解后的樹(shù)脂溶液按質(zhì)量份數(shù)比稱取所需的重量倒入球磨罐中,在800-1000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘后,打開(kāi)回流水;
[0079]b、將滑石粉、415型流平劑、BYK104型分散劑、Al2O3-PANI納米聚苯胺纖維漿,按質(zhì)量份數(shù)比稱取所需的重量倒入球磨罐中,用玻璃棒初步攪拌均勻;
[0080]c.球磨:速度 1200r/h、時(shí)間 120min ;
[0081]d、細(xì)度合格后,關(guān)閉回流水,用120目過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾,倒出球磨好的液體封存待用;
[0082]②、B組分的配制方法:TKA-9058B固化劑:混合有機(jī)溶劑=6.5份~7.5份:2.5份~4.5份配制;其配制方法是將TKA-9058B固化劑、混合有機(jī)溶劑按質(zhì)量份數(shù)比稱取所需的重量倒入球磨罐中,在800-1000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下至少攪拌10分鐘,攪拌均勻成透明體封存待用;
[0083]實(shí)施例4
[0084]一種所述的納米纖維太陽(yáng)能能量密度吸收復(fù)合膜的噴涂方法,按下述步驟進(jìn)行:
[0085]①、將被噴物表面清洗干凈;
[0086]②、按A組分:B組分=100份:6份~15份攪拌均勻配制噴涂涂料;
[0087]③、將該涂料用噴槍均勻噴到被噴物表面上,噴涂I~5遍,每層厚度50 μ m。
[0088]④、將噴涂好的試樣在溫度60V~80°C烘干60分鐘或自然干燥。
[0089]納米材料要求
[0090]①、采用具有核/殼結(jié)構(gòu)聚苯胺Al2O3-PANI聚苯胺納米纖維材料,形狀呈纖維狀,粒徑40~80nm,長(zhǎng)度2~3μπι,電導(dǎo)率13s/m。純度≥99.8%。因?yàn)榱讲煌?,比表面積、外露自由電子差異很大,對(duì)太陽(yáng)能吸收性能影響很大。
[0091]②、成膜黏合樹(shù)脂:涂料用黏合樹(shù)脂根據(jù)不同場(chǎng)合使用的要求選擇不同的樹(shù)脂,本發(fā)明使用的樹(shù)脂為ACllOO聚氨脂樹(shù)脂。
[0092]下面針對(duì)本發(fā)明的基礎(chǔ)原理再作詳細(xì)說(shuō)明:
[0093]量子理論認(rèn)為,物質(zhì)在入射光的照射下,分子吸收光能后,就會(huì)跳躍式的增加自己的能量,即物質(zhì)能量的變化是量子化的,每個(gè)光子的能量hv取決于兩個(gè)能級(jí)間的能量差ΛΕ。
[0094]Δ E=E2-E1=Iiv [0095]式中,h為普朗克常數(shù),u為光頻率,EyE1為初能級(jí)和終能級(jí)的能量。
[0096]對(duì)于某一確定狀態(tài)的分子,其能量為電子能量氏、振動(dòng)能量Ev和轉(zhuǎn)動(dòng)能量Ey三者之和,即
[0097]E=Ee+Ev+EY (2.1)[0098]當(dāng)分子從高能級(jí)E"躍遷到低能級(jí)E’時(shí),將向外輻射出光子,其頻率為:
[0099]
【權(quán)利要求】
1.一種納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜,其特征在于所述復(fù)合膜由核/殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維、樹(shù)脂、固化劑、流平劑、分散劑、有機(jī)溶劑組成,所述吸收復(fù)合膜組合物按質(zhì)量份數(shù)比為:樹(shù)脂溶液:滑石粉:流平劑:分散劑:納米聚苯胺纖維=40份~70份:12份~6份:2份~4份:1份~3份:45份~17份;所述納米纖維的粒徑為核/殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維材料,形狀呈纖維狀,粒徑4(T80nm,長(zhǎng)度2~3 μ m,電導(dǎo)率13s/m,純度> 99.8%,所述納米聚苯胺纖維與二甲苯按1份:3.5份~4.5份制成混合漿,所述有機(jī)溶劑由二甲苯,環(huán)己酮,丁醇三種物質(zhì)組成,其中質(zhì)量份數(shù)比依次為17份~13份:5份~2份:0.5份~2.5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜,其特征在于所述復(fù)合膜由核/殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維、樹(shù)脂、固化劑、流平劑、分散劑、有機(jī)溶劑組成,所述吸收復(fù)合膜按質(zhì)量份數(shù)比為:樹(shù)脂溶液:滑石粉:流平劑:分散劑:聚苯胺納米纖維=45份~65份:10~7份:2.5份~3.5份:1.5份~2.5份:40份~20份;所述納米纖維的粒徑為核/殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維材料,形狀呈纖維狀,粒徑為40-80nm,長(zhǎng)度為2~3 μ m,電導(dǎo)率為13s/m,純度≥99.8%,所述納米聚苯胺纖維與二甲苯按1份:3.5份~4.5份制成混合漿,所述有機(jī)溶劑由二甲苯,環(huán)己酮,丁醇三種物質(zhì)組成,其中質(zhì)量份數(shù)比依次為16份~14份:4.5份~2.5份:1份~2份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜,其特征在于所述流平劑為415型流平劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜,其特征在于所述分散劑為BYK104型分散劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜,其特征在于所述聚苯胺納米纖維為核/殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜,其特征在于所述樹(shù)脂為ACllOO聚氨脂樹(shù)脂或氟碳樹(shù)脂或丙烯酸樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂或有機(jī)硅樹(shù)脂其中的一種或兩種或兩種以上同時(shí)添加。
7.—種如權(quán)利要求1或2所述的納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜的制備方法,按下述步驟進(jìn)行: I)、連接料配制: ①、混合有機(jī)溶劑的配制: 有機(jī)溶劑由二甲苯,環(huán)己酮,丁醇三種物質(zhì)組成,其中按質(zhì)量份數(shù)比依次為16份~14份:4.5份~2.5份:1份~2份; ②、樹(shù)脂溶液的配制 按質(zhì)量份數(shù)將ACllOO聚氨脂樹(shù)脂或氟碳樹(shù)脂或丙烯酸樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂或有機(jī)硅樹(shù)脂的一種或兩種或兩種以上同時(shí)勻速、緩慢的添加到混合有機(jī)溶劑中,用強(qiáng)力攪拌器加熱攪拌,熱攪拌溫度為60°C~80°C下冷凝回流30mirT60min,待樹(shù)脂溶解為均勻透明體,即為樹(shù)脂溶液待用; ③、納米材料的分散 按質(zhì)量份數(shù)將稱好的核/殼結(jié)構(gòu)聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維與二甲苯按1份:3.5份~4.5份混合配制,高速分散攪拌20分鐘~30分鐘,用5000w超聲波振蕩器振蕩90分鐘~.110分鐘,使納米聚苯胺纖維完全均勻分散為止,制成聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維漿待用;
2)、吸收復(fù)合膜涂料的配制 C、A組分的配制方法: a.將溶解后的樹(shù)脂溶液按質(zhì)量份數(shù)比稱取所需的重量倒入球磨罐中,在800-1000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下攪拌10分鐘后,打開(kāi)回流水; b、將滑石粉、415型流平劑、BYK104型分散劑、核/殼結(jié)構(gòu)聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維漿,按質(zhì)量份數(shù)比稱取所需的重量倒入球磨罐中,用玻璃棒初步攪拌均勻; c.球磨:速度1200r/h、時(shí)間120min;d、細(xì)度合格后,關(guān)閉回流水,用120目過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾,倒出球磨好的液體封存待用;:B組分的配制方法:TKA-9058B固化劑:混合有機(jī)溶劑=6.5份~7.5份:2.5份~4.5份配制;其配制方法是將TKA-9058B固化劑、混合有機(jī)溶劑按質(zhì)量份數(shù)比稱取所需的重量倒入球磨罐中,在800-1000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下至少攪拌10分鐘,攪拌均勻成透明體封存待用。
8.—種如權(quán)利要求1或2所述的納米纖維太陽(yáng)能能量高效吸收復(fù)合膜的噴涂方法,按下述步驟進(jìn)行: ①、將被噴物表面清洗干凈; ②、按A組分:B組分=100份:6份~15份攪拌均勻配制噴涂涂料;③、將該涂料用噴槍均勻噴到被噴物表面上,噴涂I~5遍,每層厚度50μπι; @、將噴涂好的試樣在溫度60°C~80°C烘干60分鐘或自然干燥; 納米材料要求 ?采用具有核/殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺Al2O3-PANI納米纖維材料,形狀呈纖維狀,粒徑40~80nm,長(zhǎng)度2~3 μ m,電導(dǎo)率13s/m ; 純度> 99.8%因?yàn)榱讲煌?,比表面積、外露自由電子差異很大,對(duì)太陽(yáng)能吸收性能影響很大;:成膜黏合樹(shù)脂:涂料用黏合樹(shù)脂根據(jù)不同場(chǎng)合使用的要求選擇不同的樹(shù)脂,本發(fā)明使用的樹(shù)脂為ACllOO聚氨脂樹(shù)脂。
【文檔編號(hào)】C09D179/02GK103694877SQ201310696018
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】高建中 申請(qǐng)人:西安華捷科技發(fā)展有限責(zé)任公司