[发明专利]一种自清洁太阳能涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能材料技术领域，具体涉及一种自清洁太阳能涂料及其制备方法。

背景技术

根据国家能源产业政策，到2015年，国内的光伏装机容量目标将达到10GW(1000万kW)，到2020年，目标至少要到50GW(5000万kW)，太阳能大发展的时机已经来到。但同时，出现了太阳能电池板表面积尘和其他污染物影响透光率现象，尤其在北方地区，影响发电效率平均达6％以上。并且灰尘难以清洗或需要频繁清洗，导致管理成本上升、工作难度加大、设计性能难以充分发挥、发电效率下降等实际问题。

目前市场上自洁涂料数不胜数，总体上可以分为3类：疏水自洁涂料、TiO₂自洁涂料、亲水自洁涂料。疏水自洁涂料的设计思路是：使用该涂料后在玻璃或陶瓷表面会出现一种荷叶效应(也叫做疏水效应)，表现为水在物体表面呈水珠状，并向低处滑动，水珠会把灰尘等细小杂物裹走，从而达到清洁的效果。由于疏水产品一般为亲油的有机高分子材料，因静电吸附作用易粘灰，污染物沉积后难以用水冲洗干净，尤其不适于在北方雨水较少的地区使用。纳米TiO₂自洁涂料实际使用效果良好，但对涂膜的破坏严重，难以修补，该产品也难以形成市场化的应用。亲水自洁涂料主要有两种：一是无机亲水自洁涂料，二是有机亲水自洁涂料。无机亲水自洁涂料是以纳米氧化物为主要原料，通过一种喷涂在玻璃表面的亲水涂层，在涂布面和脏污之间迅速形成一层亲水水膜，使脏污剥离涂布面，利用自然雨水的冲刷，使脏污随水膜在重力的作用下被冲洗下来，达到自洁的目的。这种涂料也容易吸附油性污染物，难以清洗，并且本身在玻璃上的附着力不好。有机亲水自洁涂料通过添加合适的亲水化剂可以使涂膜形成亲水化表面，赋予涂层自洁性，但形成的涂层接触角较大，自洁效果不是很明显。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种自清洁太阳能涂料及其制备方法，该涂料具有良好的亲水性能、光催化活性和抗沾污性能，能有效提高太阳能光伏电板的发电效率。

一种自清洁太阳能涂料，原料以重量份计包括：环氧丙烯酸酯3～10份，聚氨酯丙烯酸酯1～7份，二苯甲酮2～8份，2-异丙基硫杂蒽酮3～9份，2，4-二甲基苯甲酸乙酯2～10份，1，6-己二醇二丙烯酸酯4～9份，硅酸乙酯1～7份，脂肪酰二乙醇胺2～8份，磷酸三丁酯3～10份，醋酸丁酸纤维素1～8份，磷酸二甲酚酯2～9份，丙烯酸二甲胺基乙酯1～7份，填料3～10份，颜料2～9份，去离子水12～25份。

作为上述发明的进一步改进，所述自清洁太阳能涂料，原料以重量份计包括：环氧丙烯酸酯6～9份，聚氨酯丙烯酸酯3～6份，二苯甲酮4～7份，2-异丙基硫杂蒽酮5～8份，2，4-二甲基苯甲酸乙酯4～9份，1，6-己二醇二丙烯酸酯5～8份，硅酸乙酯3～6份，脂肪酰二乙醇胺3～7份，磷酸三丁酯5～8份，醋酸丁酸纤维素3～7份，磷酸二甲酚酯4～8份，丙烯酸二甲胺基乙酯3～6份，填料5～9份，颜料4～7份，去离子水16～22份。

作为上述发明的进一步改进，所述环氧丙烯酸酯为双酚A型环氧丙烯酸酯。

作为上述发明的进一步改进，所述颜料为氧化锌、酸性偏硼酸钡或硫酸钡中的一种。

作为上述发明的进一步改进，所述填料为碳酸钙、瓷土、云母粉或石英粉中的一种。

上述自清洁太阳能涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、二苯甲酮和丙烯酸二甲胺基乙酯加至去离子水中，升温至70～90℃，搅拌均匀，放冷后，得到混合物Ⅰ；

步骤2，在真空条件下，将二苯甲酮、2-异丙基硫杂蒽酮、2，4-二甲基苯甲酸乙酯和1，6-己二醇二丙烯酸酯加至步骤1所得混合物Ⅰ中，边加边搅拌，在搅拌下于70～90℃保温1～3h，放冷后，得到混合物Ⅱ；

步骤3，在步骤2所得混合物Ⅱ中加入磷酸三丁酯、醋酸丁酸纤维素和磷酸二甲酚酯，边加边搅拌，在搅拌下于70～90℃保温1～3h，放冷后，得到混合物Ⅲ；

步骤4，在步骤3所得混合物Ⅲ中加入填料和颜料，升温至50～70℃，搅拌均匀，放冷后，即得。

作为上述发明的进一步改进，步骤1中升温过程为程序升温，每半小时升温10℃。

作为上述发明的进一步改进，步骤2中真空条件的真空度为0.08～0.1MPa。

作为上述发明的进一步改进，步骤3中保温过程在氨气氛围中进行。

本发明的自清洁太阳能涂料具有良好的亲水性能、光催化活性和抗沾污性能，能有效提高太阳能光伏电板的发电效率。

具体实施方式