[发明专利]一种钒钛功能光热转换涂层

说明书

技术领域

本发明涉及一种光热转换涂层材料，特别涉及钒钛功能光热转换涂层材料。

背景技术

在全球能源短缺、环境污染和气候变暖严重威胁经济发展和人类生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在后续发展中获取优势地位。

化石燃料占我国一次能源90％以上，化石能源的大量使用造成了严重的环境污染，并导致我国温室气体排放量居高不下。先进能源、节能技术和环保技术的综合开发和利用，已成为十分紧迫的课题。

太阳能以其清洁、源源不断、安全等显著优势，成为关注重点。在太阳能产业的发展中，太阳能热水器的热利用转换技术无疑是最为成熟的，其产业化进程也较光伏电池、太阳能发电等产业领先一步。

中国太阳能热水器的年生产量是欧洲的2倍，北美的4倍，现已成为世界上最大的太阳能热水器生产国和最大的太阳能热水器市场，并仍在以每年20％-30％的速度递增。随着国民经济和人民生活水平的不断提高，居民对家庭室内热水的需求越来越强烈，中国太阳能热水器市场潜力巨大。

太阳能热水器是指以太阳能作为能源进行加热的热水器，是与燃气热水器、电热水器相并列的三大热水器之一。太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器是由集热器、储水箱及相关附件组成，其中集热器是核心元件，其质量的优劣直接影响到太阳能热水器的使用寿命和性能。

目前，技术成熟、价格合理、热效率高、使用寿命长、市场占有率大的太阳能热水器主要有两种：一种是真空管太阳能热水器(使用真空管集热器)；另一种是平板型太阳能热水器(使用平板集热器)。目前中国市场上普及的是真空管太阳能热水器。

发明内容

本发明提供了一种钒钛功能光热转换涂层以及表面涂覆钒钛功能光热转换涂层的太阳能热水器集热器。

本发明技术方案包括：A.钒钛功能光热转换涂层材料；B.在集热器表面涂覆钒钛功能光热转换涂层；C.光热转换涂层常温固化。

A.钒钛功能光热转换涂层材料

(1)纳米添加剂为纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化铁中的一种或几种。

(2)超微粉：提钒尾渣与陶瓷材料按照比例混合，其中提钒尾渣的比例为30％-100％，采用气流粉碎工艺技术将物料粉碎成粒径0.1μm～5.0μm的超微粉，其中超微粉粒径优选为4.1μm～4.9μm，2.5μm～4.0μm或0.9μm～2.0μm，气流粉碎后的超微粉经超声波振动筛分选料。

(3)钒钛功能光热转换涂层材料

将粉碎后的超微粉按照比例加入纳米添加剂、水和无机粘结剂混合搅拌制成钒钛功能光热转换涂层材料，其中超微粉、纳米添加剂、水、无机粘结剂的重量比为：30-60∶0-5∶15-40∶15-40。

其中的无机纳米粘结剂可以是市场上买到的材料。本发明中光热转换涂层的主要原材料是提钒尾渣，钒钛磁铁矿经熔炼得到铁水和钒渣，钒渣焙烧后提钒，提钒后的工业弃渣即是提钒尾渣。

改变添加剂的种类和比例，可制成不同阳光吸收率、远红外辐射率、光热转换效率的钒钛功能光热转换涂层材料。

B.涂覆钒钛功能光热转换涂层的集热器

将需涂覆光吸收涂层的真空管集热器或平板集热器表面清洁，选用浸渍提拉法、刷涂法或喷涂法在其表面涂覆一层钒钛功能光热转换材料。

C.光热转换涂层常温固化

如果不加任何其它措施，一般固化时间为数小时至一天。也可以采用干燥器、排风扇等设备加速其固化。

钒钛功能光热转换涂层在真空管集热器或平板集热器上的涂覆位置见附图1及附图2。

本发明中的钒钛功能光热转换涂层材料能够在玻璃、铜合金、铝合金、不锈钢、镀锌板、塑料等材料表面形成附着力强、坚固、细微多孔的黑色涂层，使用成本低廉、表面涂覆工艺简便、光热转换效率高(光吸收率可达95-99.99％)、抗老化效果好(寿命可长达20年以上)，可大幅度降低目前太阳能热水器的制造成本和能耗、延长热水器使用寿命。

附图说明

图1真空管太阳能集热器

其中：1-真空太阳集热管；2-钒钛功能光热转换涂层；3-联集管；4-隔热体；5-配管接口；6-反射器；7-尾架

图2平板太阳能集热器

其中：1-吸热体(表面涂覆钒钛功能光热转换涂层)；2-透明盖板；3-隔热体；4-壳

具体实施方式

实施例：钒钛功能光热转换涂层材料制备