[发明专利]用于太阳能光电-热转换设备的导热材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能技术领域的导热材料，具体地说，涉及的是一种用于太阳能光电-热转换设备的导热材料及其制备方法。

背景技术

太阳能是一种可再生的能源，清洁环保而且经济。目前太阳能的利用方式主要分为两种：光热转换和光电转换。市场上普遍应用的均是这种单一功能的太阳能热水器或者太阳能电池板。太阳能热水器可将80%的太阳能转化成热能，而太阳能电池板只能将10-20%的太阳能转化为电能，其他的能量以热能的形式散失。可以看出，光电转换效率要比光热效率低很多，光电转换造成了很大的能源浪费。

因此太阳能电池板-热水器的设计随之发展起来，这种组合式的装置能最大效率地利用太阳能。当太阳能被电池板吸收后，一部分转化为电能，剩余的能量传递到热水器的装置，被热水器的吸热板吸收并转化为热能，提供热水或地暖等。而电池板和吸热板之间，如何实现能量的有效传递，是太阳能电池板—热水器设备的关键所在。

传统的用于保护密封太阳能电池板的胶粘剂为EVA膜（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物），如公开号为1699458A的中国发明专利，就是这样的EVA膜。这种胶膜具有较高的透光性和稳定性，用来保护太阳能电池板中的电池片，延长电池的寿命。但是这种材料的导热性能不佳，不能实现电池板和吸热板之间能量的有效传递，因此选择一种新型的高导热密封绝缘材料势在必行。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供一种用于太阳能光电-热转换设备的导热材料及其制备方法，该导热材料导热性能好，能实现电池板和吸热板之间能量的有效传递。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所述的用于太阳能光电-热转换设备的导热材料，包含的组分及各组分的质量份数为：

热固性树脂        15-50份

固化剂            10-40份

填料              20-70份

增韧剂            3-20份

稀释剂            2-10份

促进剂            0.2-2份

所述的热固性树脂为乙烯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂等中的一种。

所述的固化剂为胺类、酸酐、酚醛树脂、氨基树脂以及有机酰肼等中的一种。

所述的填料种类为氧化铝、氧化镁、氮化铝、氮化硼、碳化硅、氮化硅中的一种或几种，其粒径范围为40nm-30μm。

所述的增韧剂为丁腈橡胶、丙烯酸酯类橡胶、高分子液晶材料、聚氨酯等中的一种。

所述的稀释剂为丙酮、无水乙醇、丙烯基缩水甘油醚、双环氧基的乙二醇双缩水甘油醚、间苯二酚双缩水甘油醚等中的一种。

所述的促进剂为叔胺、甲基二乙醇胺、氨基苯酚、咪唑等中的一种。

本发明所述的用于太阳能光电-热转换设备的导热材料的制备方法，首先对填料进行表面修饰处理后，添加到树脂基体中，并进行充分的搅拌分散。然后将上述混合物封装于电池板和吸热板之间，使其紧密地包覆吸热板中的水管，并在中低温下固化成型，即得到所述导热材料。具体包括如下步骤：

（1）称取填料，在60-80℃的真空烘箱中干燥24h。将干燥后的填料与丙酮溶液按照3-6：1的比例投入搅拌容器中，于2000-2500rpm的转速搅拌0.5-1h，达到充分混合的程度。称取占填料质量0.5-3%的偶联剂，投入上述搅拌容器内，搅拌后进行超声波分散1-2h，得到浆料。过滤上述浆料，把得到的固体粉末放入烘箱中，在100-120℃下干燥2h，再冷却至室温待用。

（2）将步骤（1）已进行表面修饰处理过的填料加入到热固性树脂、增韧剂和稀释剂的混合配比体系中，于1600-2000rpm的转速搅拌1h，然后加入相应质量份数的固化剂进行搅拌30min，最后加入促进剂并搅拌10-20min，即得到分散均一的混合物。

（3）将步骤（2）得到的上述混合物封装在电池板和吸热板之间，于30-100℃的恒温条件下，固化2-4h后即成型为所需的导热材料。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种。