[发明专利]防腐蚀用的涂层材料及具有该涂层材料的太阳能接收器

说明书

本发明涉及一种防腐蚀用的涂层材料(Schichtmaterial)。所述涂层材料具有包含树脂且溶于溶剂的粘合剂。该树脂包含以下物质中的至少一种：低聚硅氧烷或聚硅氧烷、有机硅树脂、有机硅、硅酸盐和磷酸盐。此外，该粘合剂含有颜料，其包含平均直径至少为1微米的锌微粒(Mikropartikeln)。此外，本发明还涉及一种用于太阳能发电厂的太阳能接收器，包括由金属制成的吸收管(Absorberrohr)和由玻璃制成的套管(Hüllrohr)，该套管围绕所述吸收管以形成空腔(zwischenraum)，其中该空腔是气密密封的。

在引言中指出的此类涂层材料例如由WO 2009/129783A2而已知。本文所公开的涂层材料包含可被无机物包封(umhüllen)的金属颗粒。包封是旨在达到比使用纯锌层更好的防腐蚀结果。然而，颗粒的包封也能导致锌的防腐蚀效用被减弱。另一方面，金属颗粒的包封改善了其用于防腐蚀的长期效用，因为即使在锌颗粒暴露于涂层中(例如涂层受损)的情况下，其仍能减慢它们的快速腐蚀。换句话说，因使用包封的金属颗粒而得到改进的防腐蚀的长期效用得自于在未受损的涂层中使直接保护效果弱化的事实。

本发明的目的在于提供一种防腐蚀用的涂层材料(Schichtmaterial)，该涂层材料包含锌颗粒且既确保改善的防腐蚀效用又确保改进的长期稳定性。

此外，本发明的目的在于开拓这种涂层材料的有利的应用领域。

本发明的目的是通过引言所述的涂层材料来实现的，因为另一种包含平均粒径最大为100nm的氧化钛或氧化硅纳米颗粒(nanopartikeln)的颜料存在于该涂层材料中。还可使用氧化钛和氧化硅的混合物。使用具有纳米级颗粒(下文统称为纳米颗粒)的颜料的优势在于，一方面可省去所使用的锌微粒的包封。因而，锌微粒能有利地发挥其防腐蚀的全部效用。另一方面，使用附加染料/包含氧化钛和/或氧化硅纳米颗粒的附加颜料(weitere Pigment)而不是锌颗粒的涂料(Beschichtung)。由于这种颜料包含纳米颗粒，在涂层硬化后纳米颗粒仍能在涂层材料中进一步迁移。因而，在使用该涂层时形成了以下的保护机制。优选在小于100℃的温度下就会硬化的涂料系统(lacquer system)主要通过充当阴极防腐蚀保护的锌颜料(微粒)来保护金属组分不受腐蚀。这以金属组分整体更加高级(edler)为前提。例如铁和钢就是这种情况，因为相对于氢，锌的标准电势为-0.76V而铁的标准电势为-0.4V。在高达300℃的温度范围可轻而易举地利用由锌颜料所实现的阴极防腐蚀保护。若优选包含铁合金的组分处于风化(Witteruntgseinflüssen)作用下(例如潮湿、盐、温度)，锌颜料则优选经受腐蚀侵袭并因而表现为牺牲阳极的功能。

使用纳米级的钛或氧化硅(纳米颗粒)在涂层受损的情况下仍能使涂层稳定化。这种稳定化是由自我修复过程引起的。在受损的情况下，暴露锌颜料并由此形成了正表面电荷。若没有随后的自我修复过程，则由于腐蚀侵袭，锌会很快被降解，届时防腐蚀作用将不再得到保证。然而，氧化钛和/或氧化硅的纳米颗粒带有负表面电荷并因此会向受损处迁移。由此，受损处得到覆盖并在暴露出的锌颜料上形成涂层，这就在该处替换了所述涂层材料的基体。从而，锌颜料在受损处的降解再次得以减缓，其结果是就功能而言可认为所述涂层是可自我修复的。

现已发现，若锌微粒的平均直径最高不超过100μm，则可使所述效果得以优化。若氧化钛或氧化硅的纳米颗粒的平均直径最低不低于100nm，则可进一步有利地简化所述涂层材料的制造。

此外，根据本发明的另一方案，可加入包含氧化铝、氧化锆或氧化硅的附加颜料，这些颗粒的平均直径至少为1μm。这些附加颜料用作填料并提高了涂层的热稳定性。然后，后者也可承受更高的温度，无论如何有必要将锌的熔点415℃列入考虑。

此外，还可进一步添加辅料(Hilfsstoffe)。疏水性二氧化硅(hydrophobe )可作为用于固体添加剂的触变剂和抗沉降剂助剂(分散剂)。此外。由于疏水性二氧化硅的疏水特性，它也提高了待制备的涂层的保护效用。可添加1～3质量％的疏水性二氧化硅。除了已经提到的物质，在此文中还列举了氧化铝、氧化锆、氧化硅、碳纳米管和氮化硼纳米管(Bornitrit Nanotubes)。