專利名稱：全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒ǎ绕渖婕安捎?溶膠-凝膠法在全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
太陽(yáng)能集熱管的功能是吸收太陽(yáng)光的輻射能并轉(zhuǎn)化成熱能，是太陽(yáng)能熱利用的核 心部件之一。目前大量生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的一種太陽(yáng)能集熱管為全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管 (以下簡(jiǎn)稱太陽(yáng)能集熱管)，其包括外玻璃管和內(nèi)玻璃管，太陽(yáng)能吸收涂層涂覆在內(nèi)管的外 表面上，太陽(yáng)能輻射透過(guò)玻璃外管被內(nèi)管上的太陽(yáng)吸收涂層吸收并轉(zhuǎn)化為熱能，內(nèi)、外玻璃 管之間抽成真空以減少對(duì)流和傳導(dǎo)的熱損。當(dāng)前這種太陽(yáng)能集熱管玻璃外管的熱能透過(guò)率 一般為90%左右，所以在一定程度上，太陽(yáng)能的利用率還可以進(jìn)一步提高。目前提高太陽(yáng)能利用率的方法一般都是對(duì)太陽(yáng)能集熱管內(nèi)管表面太陽(yáng)吸收涂層 進(jìn)行改進(jìn)，不對(duì)集熱管外管表面的增透進(jìn)行改進(jìn)，主要由于用真空法在集熱管外管內(nèi)外表 面鍍高增透膜在工藝上較難實(shí)現(xiàn)，尤其是在外管內(nèi)表面?，F(xiàn)有溶膠_凝膠技術(shù)是一種用化學(xué)原料制造陶瓷膜的低溫技術(shù)，與傳統(tǒng)的高溫技 術(shù)相比，該技術(shù)可以獲得較高的純度和均勻度。同時(shí)由于膜層與基體是以化學(xué)鍵相結(jié)合的 形式，因此鍍層十分牢固，不易剝落。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服上述技術(shù)背景的不足，提高太陽(yáng)能集熱管外管的熱能透過(guò)率，開(kāi) 發(fā)一種采用溶膠_凝膠方法的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒?。本發(fā)明的技術(shù)方案為全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒ǎ?述方法主要包括以下步驟，
DSiO2溶膠的制備
取物質(zhì)的量比為1. 0 20-40 1. 0-2. 0 0. 01-0. 05的正硅酸乙脂、無(wú)水乙醇、去離子水 和催化劑，將正硅酸乙脂、無(wú)水乙醇、去離子水混合，再滴加催化劑，20-60°C下經(jīng)磁力攪拌 反應(yīng)3-6h，再陳化3-5天，制得SiO2溶膠備用；
2)TiO2溶膠的制備
采用分步水解法，取物質(zhì)的量比為1 :25-30 4-6 0. 75-1的鈦酸丁酯、無(wú)水乙醇、去離 子水、鹽酸，將鹽酸、無(wú)水乙醇、去離子水混合后劇烈攪拌15-20min，再滴加酞酸丁酯溶液， 滴加完畢，在室溫下置于密封容器內(nèi)攪拌反應(yīng)4、小時(shí)，室溫下陳化一天后，得到TiO2溶 膠；
3)先將TiO2溶膠進(jìn)行預(yù)處理，按TiO2溶膠與無(wú)水乙醇1:10(Γ250的體積比進(jìn)行攪拌 稀釋0. 5h，再陳化1天待用；
采用提拉法鍍膜，將經(jīng)清洗干燥的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管放在提拉機(jī)上，外管 先在已稀釋的TiO2溶膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為l-20cm/分，再將附著濕膜的外管在室溫下晾放20-30分鐘，然后在60°C下干燥30min ；
4)將經(jīng)步驟3處理的外管放入經(jīng)預(yù)處理的SiO2溶膠中，把外管先在SiO2溶膠中充分 浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為l-20cm/分，再將濕膜在室溫下晾放20-30分鐘，然后 在60°C下干燥30min ；
經(jīng)上述步驟得到內(nèi)外壁均鍍上TiO2膜與SiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管。本發(fā)明中，所述步驟1中的催化劑為鹽酸或氨水溶液。本發(fā)明中，還可以采用酸堿法對(duì)太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改ぃ捎迷摲椒?時(shí)，所述操作步驟為
DSiO2溶膠的制備
先制備酸性SiO2溶膠，取物質(zhì)的量比為1. 0 20-40 1. 0-2. 0 0. 01-0. 05的正硅酸乙 脂、無(wú)水乙醇、去離子水和鹽酸溶液，將正硅酸乙脂、無(wú)水乙醇、去離子水混合，再加入鹽酸 溶液為催化劑，30-60°C下經(jīng)磁力攪拌反應(yīng)3-6h，再陳化3-5天，制得酸性SiO2溶膠備用；
再制備堿性SiO2溶膠，取物質(zhì)的量比為1. 0 20-40 1. 0-2. 0 0. 01-0. 05的正硅酸乙 脂、無(wú)水乙醇、去離子水和氨水溶液，將正硅酸乙脂、無(wú)水乙醇、去離子水混合，再加入氨水 溶液為催化劑，30-60°C下經(jīng)磁力攪拌3-6h反應(yīng)充分，再陳化3-5天，制得堿性SiO2溶膠備 用；
2)TiO2溶膠的制備采用分步水解法，取物質(zhì)的量比為1 :25-30 4-6 0. 75-1的鈦酸 丁酯、無(wú)水乙醇、去離子水、鹽酸，將鹽酸、無(wú)水乙醇、去離子水混合后劇烈攪拌15-20min，再 滴加酞酸丁酯溶液，滴加完畢，在室溫下置于密封容器內(nèi)攪拌反應(yīng)4、小時(shí)，室溫下陳化一 天后，得到TiO2溶膠；
3)先將TiO2溶膠進(jìn)行預(yù)處理，按TiO2溶膠與無(wú)水乙醇1:10(Γ250的體積比進(jìn)行攪拌 稀釋0. 5h，再陳化1天待用；
采用提拉法鍍膜，將經(jīng)清洗干燥的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管放在提拉機(jī)上，外管 先在已稀釋的TiO2溶膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為l-20cm/分，再將附著 濕膜的外管在室溫下晾放20-30分鐘，然后在60°C下干燥30min ；
4)取經(jīng)預(yù)處理的酸性和堿性兩種SiO2溶膠，先將經(jīng)步驟3處理的外管放入其中一種 SiO2溶膠中充分浸漬30s，取出在300-500°C進(jìn)行熱處理l_2h，再在6(Tl00°C干燥0. 5 lh， 處理好后外管繼續(xù)放入另一種SiO2溶膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為 l-20cm/分，再將濕膜在室溫下晾放20-30分鐘，然后在60°C下干燥30min ；
經(jīng)上述步驟得到內(nèi)外壁均鍍上TiO2膜與SiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管。本發(fā)明中，還可以在內(nèi)外壁均鍍上TiO2膜與SiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管上繼續(xù)鍍 上一層TiO2膜，具體操作為
先將TiO2溶膠進(jìn)行預(yù)處理，按TiO2溶膠與無(wú)水乙醇1 :10(Γ250的體積比進(jìn)行攪拌稀釋 0. 5h，再陳化1天待用；
將經(jīng)步驟4處理的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管放入經(jīng)過(guò)稀釋的TiO2溶膠中充分浸 漬30s之后，向上提拉，提拉速率為l-20cm/分，再將濕膜在室溫下晾放20-30分鐘，然后在 60°C 下干燥 30min ；
經(jīng)上述步驟得到內(nèi)外壁均依次鍍上TiO2膜、SiO2膜、TiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管。本發(fā)明中，所述SiO2溶膠的預(yù)處理方法為將SiO2溶膠過(guò)濾再回流6-8h待用。
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所述步驟2中去酞酸丁酯溶液以每秒1-2滴的速度滴加完成。所述步驟3中的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管的清洗干燥方法為用超聲波清洗 元干feo優(yōu)選的，本發(fā)明所述步驟3中提拉速率為I-IOcm/分。采用提拉法鍍膜，這種方法 也叫浸漬提拉法。在用浸漬提拉法涂膜過(guò)程中，提拉速度是影響膜厚的關(guān)鍵因素，在較低的 提拉速度下，濕液膜中線型聚合物分子有較多的時(shí)間使分子取向排列平行于提拉方向，這 樣聚合物分子對(duì)液體回流的阻力較小，即聚合物分子形態(tài)對(duì)濕膜厚度影響較小，因此形成 的膜較薄。對(duì)于較快的提拉速度，由于濕液膜中線型聚合物分子的取向來(lái)不及平行于提拉 方向，一定程度上阻礙了液體的回流，因而此時(shí)形成的薄膜較厚，薄膜質(zhì)量較差，有時(shí)甚至 產(chǎn)生裂紋和剝落現(xiàn)象。本發(fā)明在多次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇最佳的提拉速度5-8cm/min。本發(fā)明中，所采用的溶膠-凝膠法與其它幾種制造薄膜材料的方法相比，具有如 下優(yōu)點(diǎn)(1)利用基片浸漬溶膠后熱處理的簡(jiǎn)單方法即可制備薄膜，設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率 高；(2)反應(yīng)在溶液中進(jìn)行，均勻度高，多組分均勻度可達(dá)分子或原子級(jí)，在水溶膠的多元 組分體系中，若不同金屬離子在水解中共沉積，其化學(xué)均勻性可達(dá)到原子水平，而對(duì)醇溶膠 體系，若金屬醇鹽的水解速度與縮合速度基本上相對(duì)，則其化學(xué)均勻性可達(dá)分子水平。因 此，溶膠-凝膠法增進(jìn)了多組分體系的化學(xué)均勻性；(3)對(duì)基材的形狀及大小要求低，可以 大面積在各種不同形狀不同材料的基底上制備薄膜；(4)后處理溫度低，在遠(yuǎn)低于陶瓷燒 結(jié)或玻璃熔化的溫度下進(jìn)行熱處理即可獲得所需的材料，容易獲得組成和結(jié)構(gòu)均勻、晶粒 細(xì)小的薄膜，尤其是化熱穩(wěn)定性較差的基底上制膜或把熱穩(wěn)定性差的薄膜沉積在基底上， 溶膠-凝膠法具有特別重要的意義；(5)化學(xué)計(jì)量比較準(zhǔn)確，易于加寬摻雜量的范圍，可以 有效地控制薄膜成分及微觀結(jié)構(gòu)；(6)對(duì)多組分薄膜，幾種有機(jī)物互溶性好?？傊景l(fā)明采用溶膠-凝膠法對(duì)太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改?，使外管?膜層間以化學(xué)鍵相結(jié)合，鍍層牢固，不易剝落；制備過(guò)程只需將外管浸漬溶膠后熱處理即可 制備薄膜，制備設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高；鍍膜熱處理溫度低，能耗少；鍍膜后將外管透過(guò)率 提高到96-98%，使內(nèi)管表面多吸收6%-8%的太陽(yáng)能熱量，從而提高整個(gè)全玻璃真空太陽(yáng)能 集熱管的得熱量，進(jìn)而達(dá)到提高全玻璃真空太陽(yáng)集熱器的熱效率的目的。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，本發(fā)明全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管 外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒?，所述方法包括以下步驟
DSiO2溶膠的制備
取物質(zhì)的量比為1. 0 20-40 1. 0-2. 0 0. 01-0. 05的正硅酸乙脂、無(wú)水乙醇、去離子水 和催化劑，將正硅酸乙脂、無(wú)水乙醇、去離子水混合，再滴加催化劑，催化劑可以為鹽酸或氨 水溶液，20-60°C下經(jīng)磁力攪拌反應(yīng)3-6h，再陳化3-5天，制得SiO2溶膠備用； 2) TiO2溶膠的制備
采用分步水解法，取物質(zhì)的量比為1 :25-30 4-6 0. 75-1的鈦酸丁酯、無(wú)水乙醇、去離 子水、鹽酸，將鹽酸、無(wú)水乙醇、去離子水混合后劇烈攪拌15-20min，再以每秒1_2滴的速度 滴加酞酸丁酯溶液，滴加完畢，在室溫下置于密封容器內(nèi)攪拌反應(yīng)4、小時(shí)，室溫下陳化一 天后，得到TiO2溶膠；
63)先將TiO2溶膠進(jìn)行預(yù)處理，按TiO2溶膠與無(wú)水乙醇1:10(Γ250的體積比進(jìn)行攪拌 稀釋0. 5h，再陳化1天待用；
采用提拉法鍍膜，將經(jīng)超聲清洗干燥的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管放在提拉機(jī)上， 外管先在已稀釋的TiO2溶膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為l-20cm/分，再將 附著濕膜的外管在室溫下晾放20-30分鐘，然后在60°C下干燥30min ；
4)將經(jīng)步驟3處理的外管放入經(jīng)回流6-8h預(yù)處理的SiO2溶膠中，把外管先在SiO2溶 膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為l-20cm/分，再將濕膜在室溫下晾放20-30 分鐘，然后在60°C下干燥30min ；
經(jīng)上述步驟得到內(nèi)外壁均鍍上TiO2膜與SiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管。本發(fā)明中，還可以采用酸堿法對(duì)太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改ぃ捎迷摲椒?時(shí)，所述操作步驟為
DSiO2溶膠的制備
先制備酸性SiO2溶膠，取物質(zhì)的量比為1. 0 20-40 1. 0-2. 0 0. 01-0. 05的正硅酸乙 脂、無(wú)水乙醇、去離子水和鹽酸溶液，將正硅酸乙脂、無(wú)水乙醇、去離子水混合，再加入鹽酸 溶液為催化劑，30-60°C下經(jīng)磁力攪拌反應(yīng)3-6h，再陳化3-5天，制得酸性SiO2溶膠備用；
再制備堿性SiO2溶膠，取物質(zhì)的量比為1. 0 20-40 1. 0-2. 0 0. 01-0. 05的正硅酸乙 脂、無(wú)水乙醇、去離子水和氨水溶液，將正硅酸乙脂、無(wú)水乙醇、去離子水混合，再加入氨水 溶液為催化劑，30-60°C下經(jīng)磁力攪拌反應(yīng)3-6h，再陳化3-5天，制得堿性SiO2溶膠備用；
2)TiO2溶膠的制備采用分步水解法，取物質(zhì)的量比為1 :25-30 4-6 0. 75-1的鈦酸 丁酯、無(wú)水乙醇、去離子水、鹽酸，將鹽酸、無(wú)水乙醇、去離子水混合后劇烈攪拌15-20min，再 以每秒1-2滴的速度滴加酞酸丁酯溶液，滴加完畢，在室溫下置于密封容器內(nèi)攪拌反應(yīng)4、 小時(shí)，室溫下陳化一天后，得到TiO2溶膠；
3)先將TiO2溶膠進(jìn)行預(yù)處理，按TiO2溶膠與無(wú)水乙醇1:10(Γ250的體積比進(jìn)行攪拌 稀釋0. 5h，再陳化1天待用；
采用提拉法鍍膜，將經(jīng)超聲清洗干燥的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管放在提拉機(jī)上， 外管先在已稀釋的TiO2溶膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為l-20cm/分，再將 附著濕膜的外管在室溫下晾放20-30分鐘，然后在60°C下干燥30min ；
4)取經(jīng)回流6-8h預(yù)處理的酸性和堿性兩種SiO2溶膠，先將經(jīng)步驟3處理的外管放入 其中一種SiO2溶膠中充分浸漬30s，取出在300-500°C進(jìn)行熱處理l_2h，再在6(Tl00 ！干 燥0. 處理好后外管繼續(xù)放入另一種SiO2溶膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速 率為l-20cm/分，再將濕膜在室溫下晾放20-30分鐘，然后在60°C下干燥30min ；
經(jīng)上述步驟得到內(nèi)外壁均鍍上TiO2膜與SiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管。實(shí)施例1 (l)Si02溶膠制備
將正硅酸乙酯(TEOS) 114ml (0. 5mol )、無(wú)水乙醇584ml (IOmol )、去離子水9. 5ml (0. 53mol)依次加到反應(yīng)瓶中，再加入37%鹽酸0. 415ml (0. 005mol)為催化劑，在室溫下 經(jīng)磁力攪拌一小時(shí)，進(jìn)行預(yù)水解，再30°C溫度下繼續(xù)攪拌兩小時(shí)后靜置陳化三天，制得酸性 Si02溶膠備用。(2) TiO2 溶膠制備取無(wú)水乙醇(Et0H)730ml (12. 5mol)、去離子水 36. 5mL (2mol)、37% 鹽酸(HC1)31. 25mL (0. 38mol)混合后磁力劇烈攪拌15min，再滴加鈦酸丁酯(Ti (OBu)4) 172. 5mL (0. 5mol)，滴 加完畢在室溫下于密封容器內(nèi)攪拌反應(yīng)4小時(shí)，室溫陳化Id后，得到TiO2溶膠。(3)先將SiO2溶膠和TiO2溶膠進(jìn)行預(yù)處理，過(guò)濾SiO2溶膠再回流6h待用；TiO2 溶膠在鍍膜前，按TiO2溶膠與無(wú)水乙醇1 100的體積比進(jìn)行攪拌稀釋0. 5h，再陳化1天。用提拉法進(jìn)行鍍膜，將太陽(yáng)能集熱器玻璃外管經(jīng)過(guò)超聲波清洗、烘干后放在大型 提拉機(jī)上，先把外管在預(yù)處理過(guò)的TiO2溶膠中浸漬，之后向上提拉，提拉速率為Icm/分；提 拉完畢，濕膜在鍍膜室凈化車間20°C晾放25分鐘，在干燥箱中在60°C干燥半小時(shí)。(4)將經(jīng)步驟3處理的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管放入經(jīng)預(yù)處理的SiO2溶膠 中，把外管先在SiO2溶膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為Icm/分；提拉完畢， 濕膜在鍍膜室凈化車間20°C晾放25分鐘，在干燥箱中在60°C干燥半小時(shí)，得到內(nèi)外壁均鍍 上TiO2膜與SiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管。經(jīng)透光率測(cè)量?jī)x檢測(cè)，得到的太陽(yáng)能集熱管外管透過(guò)率95%。實(shí)施例2 (l)Si02溶膠制備
將正硅酸乙酯(TEOS) 114ml (0. 5mol )、無(wú)水乙醇584ml (IOmol )、去離子水9. Oml (0. 50mol)依次加入到反應(yīng)瓶中，再加入28%氨水0. 375ml (0. 005mol)為催化劑，在室溫 下經(jīng)磁力攪拌一小時(shí)，進(jìn)行預(yù)水解，在室溫下再繼續(xù)攪拌五小時(shí)后靜置陳化五天，制得堿性 SiO2溶膠備用。(2)Ti02 溶膠制備
取無(wú)水乙醇(Et0H)730mL (12. 5mol)、去離子水 36. 5mL (2mol)、37% 鹽酸(HC1)31. 25mL (0. 38mol)，混合后磁力劇烈攪拌15min，再滴加鈦酸丁酯(Ti (OBu) 4)172. 5mL (0. 5mol)，滴 加完畢在室溫下于密封容器內(nèi)攪拌反應(yīng)4小時(shí)，室溫陳化Id后，得到TiO2溶膠。(3)先將SiO2溶膠和TiO2溶膠進(jìn)行預(yù)處理，過(guò)濾SiO2溶膠再回流6h待用；TiO2 溶膠在鍍膜前，按TiO2溶膠與無(wú)水乙醇1:250的體積比進(jìn)行攪拌稀釋0. 5h，再陳化1天。用提拉法進(jìn)行鍍膜，將太陽(yáng)能集熱器玻璃外管經(jīng)過(guò)超聲波清洗、烘干后放在大型 提拉機(jī)上，先把外管在預(yù)處理過(guò)的TiO2溶膠中浸漬，之后向上提拉，提拉速率為8cm/分；提 拉完畢，濕膜在鍍膜室凈化車間20°C下晾放25分鐘，在干燥箱中在60°C干燥半小時(shí)。(4)將經(jīng)步驟3處理的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管放入經(jīng)預(yù)處理的SiO2溶膠 中，把外管先在SiO2溶膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為8cm/分；提拉完畢， 濕膜在鍍膜室凈化車間20°C下晾放25分鐘，在干燥箱中在60°C干燥半小時(shí)。將上述得到的外管在經(jīng)預(yù)處理過(guò)的TiO2溶膠中浸漬30s之后，向上提拉，提拉速 率為8cm/分；提拉完畢，濕膜在鍍膜室凈化車間20°C下晾放25分鐘，在干燥箱中在60°C干 燥半小時(shí)，得到內(nèi)外壁均鍍上TiO2膜、SiO2膜、TiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管。經(jīng)透光率測(cè)量?jī)x檢測(cè)，得到的太陽(yáng)能集熱管外管透過(guò)率為96%。實(shí)施例3 (I)SiO2溶膠制備
將正硅酸乙酯(TEOS) 114ml (0. 5mol)、無(wú)水乙醇1168ml (20mol)、去離子水18. Oml (1. Omol)依次加入到燒杯中，再加入28%氨水1. 875ml (0. 025mol)為催化劑，在室溫下經(jīng)磁力攪拌一小時(shí)，進(jìn)行預(yù)水解，在室溫下再繼續(xù)攪拌五小時(shí)后靜置陳化五天，制得堿性SiO2 溶膠備用。(2) TiO2 溶膠制備
取無(wú)水乙醇(EtOH) 876mL (15mol)、去離子水 54mL (3mol)、37% 鹽酸(HCl) 41. 7mL (0. 5mol)，混合后磁力劇烈攪拌15min，再滴加鈦酸丁酯(Ti (OBu)4) 172. 5mL (0. 5mol)，滴 加完畢在室溫下于密封容器內(nèi)攪拌反應(yīng)4小時(shí)，室溫陳化Id后，得到TiO2溶膠。(3)先將SiO2溶膠和TiO2溶膠進(jìn)行預(yù)處理，過(guò)濾SiO2溶膠再回流7h待用；TiO2 溶膠在鍍膜前，按TiO2溶膠與無(wú)水乙醇1 150的體積比進(jìn)行攪拌稀釋0. 5h，再陳化1天。用提拉法進(jìn)行鍍膜，將太陽(yáng)能集熱器玻璃外管經(jīng)過(guò)超聲波清洗、烘干后放在大型 提拉機(jī)上，先把玻璃管在預(yù)處理過(guò)的TiO2溶膠中浸漬，之后向上提拉，提拉速率為20cm/ 分；提拉完畢，濕膜在鍍膜室凈化車間室溫下晾放30分鐘，在干燥箱中在60°C干燥半小時(shí)。(4)將經(jīng)步驟3處理的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管放入經(jīng)預(yù)處理的SiO2溶膠 中，把外管先在SiO2溶膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為20cm/分；提拉完畢， 濕膜在鍍膜室凈化車間室溫下晾放30分鐘，在干燥箱中在60°C干燥半小時(shí)。將上述得到的外管在經(jīng)預(yù)處理過(guò)的TiO2溶膠中浸漬30s之后，向上提拉，提拉速 率為20cm/分；提拉完畢，濕膜在鍍膜室凈化車間室溫下晾放30分鐘，在干燥箱中在60°C 干燥半小時(shí)，得到內(nèi)外壁均鍍上TiO2膜、SiO2膜、TiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管。經(jīng)透光率測(cè)量?jī)x檢測(cè)，得到的太陽(yáng)能集熱管外管透過(guò)率為95%。實(shí)施例4
(I)SiO2溶膠制備(采用酸堿兩步法)
將正硅酸乙酯(TEOS) 114ml (0. 5mol)、無(wú)水乙醇584ml (IOmol )、去離子水9. 5ml (0. 50mol)依次加入到反應(yīng)瓶中，再加入28%氨水0. 375ml (0. 005mol)為催化劑，在室溫下 經(jīng)磁力攪拌一小時(shí)，進(jìn)行預(yù)水解，再室溫下繼續(xù)攪拌五小時(shí)后靜置陳化五天，制得堿性SiO2 溶膠備用。將正硅酸乙酯(TEOS)114ml (0. 5mol )、無(wú)水乙醇 584ml (IOmol )、去離子水 9. 5ml (0. 50mol)依次加入到反應(yīng)瓶中，再加入37%鹽酸0. 415ml為催化劑，在室溫下經(jīng)磁力攪拌 一小時(shí)，進(jìn)行預(yù)水解，在60°C溫度下繼續(xù)攪拌兩小時(shí)后靜置陳化兩天，制得酸性SiO2溶膠備用。(2) TiO2 溶膠制備
取無(wú)水乙醇(EtOH) 730mL (12. 5mol)、去離子水 45. 5mL (2. 5mol)、37% 鹽酸(HCl) 31. 25mL (0. 38mo 1)，混合后磁力劇烈攪拌15min，再滴加鈦酸丁酯(Ti (OBu) 4) 172. 5mL (0. 5mol),滴加完畢在室溫下于密封容器內(nèi)攪拌反應(yīng)4小時(shí)，室溫陳化Id后，得到TiO2溶 膠。(3)先將SiO2溶膠和TiO2溶膠進(jìn)行預(yù)處理，過(guò)濾SiO2溶膠再回流8h待用；TiO2 溶膠在鍍膜前，按TiO2溶膠與無(wú)水乙醇1:250的體積比進(jìn)行攪拌稀釋0. 5h，再陳化1天。用提拉法進(jìn)行鍍膜，將太陽(yáng)能集熱器玻璃外管經(jīng)過(guò)超聲波清洗、烘干后放在大型 提拉機(jī)上，先把玻璃管在預(yù)處理過(guò)的TiO2溶膠中浸漬，之后向上提拉，提拉速率為IOcm/ 分；提拉完畢，濕膜在鍍膜室凈化車間室溫下晾放20分鐘，在干燥箱中在60°C干燥半小時(shí)。(4)取經(jīng)預(yù)處理的酸性和堿性兩種SiO2溶膠，先將外管放入酸性SiO2溶膠中充分
9浸漬30s，取出在300°C進(jìn)行熱處理2h，再在60°C干燥lh。處理好后繼續(xù)放入堿性SiO2溶 膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為IOcm/分；提拉完畢，濕膜在鍍膜室凈化車間 室溫下晾放20分鐘，在干燥箱中在60°C干燥半小時(shí)。經(jīng)上述步驟得到內(nèi)外壁均鍍上TiO2 膜與SiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管。將上述得到的外管在經(jīng)預(yù)處理過(guò)的TiO2溶膠中浸漬30s之后，向上提拉，提拉速 率為IOcm/分；提拉完畢，濕膜在鍍膜室凈化車間室溫下晾放20分鐘，在干燥箱中在60°C 干燥半小時(shí)，得到內(nèi)外壁均鍍上TiO2膜、SiO2膜、TiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管。經(jīng)透光率測(cè)量?jī)x檢測(cè)，得到的太陽(yáng)能集熱管外管透過(guò)率為98%。實(shí)施例5
(I)SiO2溶膠制備(采用酸堿兩步法)
將正硅酸乙酯(TEOS) 114ml (0. 5mol )、無(wú)水乙醇584ml (IOmol )、去離子水9. 5ml (0. 50mol)依次加入到反應(yīng)瓶中，再加入37%鹽酸0. 415ml (0. 005mol)為催化劑，在室溫下 經(jīng)磁力攪拌一小時(shí)，進(jìn)行預(yù)水解，再35°C下繼續(xù)攪拌五小時(shí)后靜置陳化五天，制得堿性SiO2 溶膠備用。將正硅酸乙酯(TEOS)114ml (0. 5mol )、無(wú)水乙醇 584ml (IOmol )、去離子水 9. 5ml (0. 50mol)依次加入到反應(yīng)瓶中，再加入37%鹽酸0. 415ml為催化劑，在室溫下經(jīng)磁力攪拌 一小時(shí)，進(jìn)行預(yù)水解，在60°C溫度下繼續(xù)攪拌兩小時(shí)后靜置陳化兩天，制得酸性SiO2溶膠備用。(2) TiO2 溶膠制備
取無(wú)水乙醇(EtOH) 730mL (12. 5mol)、去離子水 45. 5mL (2. 5mol)、37% 鹽酸(HCl) 31. 25mL (0. 38mo 1)，混合后磁力劇烈攪拌15min，再滴加鈦酸丁酯(Ti (OBu) 4) 172. 5mL (0. 5mol),滴加完畢在室溫下于密封容器內(nèi)攪拌反應(yīng)4小時(shí)，室溫陳化Id后，得到TiO2溶 膠。(3)先將SiO2溶膠和TiO2溶膠進(jìn)行預(yù)處理，過(guò)濾SiO2溶膠再回流8h待用；TiO2 溶膠在鍍膜前，按TiO2溶膠與無(wú)水乙醇1:200的體積比進(jìn)行攪拌稀釋0. 5h，再陳化1天。用提拉法進(jìn)行鍍膜，將太陽(yáng)能集熱器玻璃外管經(jīng)過(guò)超聲波清洗、烘干后放在大型 提拉機(jī)上，先把玻璃管在預(yù)處理過(guò)的TiO2溶膠中浸漬，之后向上提拉，提拉速率為9cm/分； 提拉完畢，濕膜在鍍膜室凈化車間20°C下晾放20分鐘，在干燥箱中在60°C干燥半小時(shí)。(4)取經(jīng)預(yù)處理的酸性和堿性兩種SiO2溶膠，先將外管放入酸性SiO2溶膠中充分 浸漬30s，取出在500°C進(jìn)行熱處理lh，再在100°C干燥0. 5h，處理好后繼續(xù)放入酸性SiO2溶 膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為9cm/分；提拉完畢，濕膜在鍍膜室凈化車間 20°C下晾放20分鐘，在干燥箱中在60°C干燥半小時(shí)。經(jīng)上述步驟得到內(nèi)外壁均鍍上TiO2 膜與SiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管。將上述得到的外管在經(jīng)預(yù)處理過(guò)的TiO2溶膠中浸漬30s之后，向上提拉，提拉速 率為9cm/分；提拉完畢，濕膜在鍍膜室凈化車間20°C下晾放20分鐘，在干燥箱中在60°C干 燥半小時(shí)，得到內(nèi)外壁均鍍上TiO2膜、SiO2膜、TiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管。經(jīng)透光率測(cè)量?jī)x檢測(cè)，得到的太陽(yáng)能集熱管外管透過(guò)率為98%。
權(quán)利要求
全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒ǎ涮卣髟谟谒龇椒òㄒ韵虏襟E1)SiO2溶膠的制備取物質(zhì)的量比為1.020 401.0 2.00.01 0.05的正硅酸乙脂、無(wú)水乙醇、去離子水和催化劑，將正硅酸乙脂、無(wú)水乙醇、去離子水混合，再滴加催化劑，20 60℃下經(jīng)磁力攪拌反應(yīng)3 6h，再陳化3 5天，制得SiO2溶膠備用；2)TiO2溶膠的制備采用分步水解法，取物質(zhì)的量比為125 304 60.75 1的鈦酸丁酯、無(wú)水乙醇、去離子水、鹽酸，將鹽酸、無(wú)水乙醇、去離子水混合后劇烈攪拌15 20min，再滴加酞酸丁酯溶液，滴加完畢，在室溫下置于密封容器內(nèi)攪拌反應(yīng)4~8小時(shí)，室溫下陳化一天后，得到TiO2溶膠；3)先將TiO2溶膠進(jìn)行預(yù)處理，按TiO2溶膠與無(wú)水乙醇1100~250的體積比進(jìn)行攪拌稀釋0.5h，再陳化1天待用；采用提拉法鍍膜，將經(jīng)清洗干燥的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管放在提拉機(jī)上，外管先在已稀釋的TiO2溶膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為1 20cm/分，再將附著濕膜的外管在室溫下晾放20 30分鐘，然后在60℃下干燥30min；4)將經(jīng)步驟3處理的外管放入經(jīng)預(yù)處理的SiO2溶膠中，把外管先在SiO2溶膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為1 20cm/分，再將濕膜在室溫下晾放20 30分鐘，然后在60℃下干燥30min；經(jīng)上述步驟得到內(nèi)外壁均鍍上TiO2膜與SiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒?，其?征在于所述步驟1中的催化劑為鹽酸或氨水溶液。
3.全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒?，其特征在于所述方法包括?下步驟DSiO2溶膠的制備先制備酸性SiO2溶膠，取物質(zhì)的量比為1. 0 20-40 1. 0-2. 0 0. 01-0. 05的正硅酸乙 脂、無(wú)水乙醇、去離子水和鹽酸溶液，將正硅酸乙脂、無(wú)水乙醇、去離子水混合，再加入鹽酸 溶液為催化劑，30-60°C下經(jīng)磁力攪拌反應(yīng)3-6h，再陳化3-5天，制得酸性SiO2溶膠備用；再制備堿性SiO2溶膠，取物質(zhì)的量比為1. 0 20-40 1. 0-2. 0 0. 01-0. 05的正硅酸乙 脂、無(wú)水乙醇、去離子水和氨水溶液，將正硅酸乙脂、無(wú)水乙醇、去離子水混合，再加入氨水 溶液為催化劑，30-60°C下經(jīng)磁力攪拌反應(yīng)3-6h，再陳化3-5天，制得堿性SiO2溶膠備用；2)TiO2溶膠的制備采用分步水解法，取物質(zhì)的量比為1 :25-30 4-6 0. 75-1的鈦酸 丁酯、無(wú)水乙醇、去離子水、鹽酸，將鹽酸、無(wú)水乙醇、去離子水混合后劇烈攪拌15-20min，再 滴加酞酸丁酯溶液，滴加完畢，在室溫下置于密封容器內(nèi)攪拌反應(yīng)4、小時(shí)，室溫下陳化一 天后，得到TiO2溶膠；3)先將TiO2溶膠進(jìn)行預(yù)處理，按TiO2溶膠與無(wú)水乙醇1:10(Γ250的體積比進(jìn)行攪拌 稀釋0. 5h，再陳化1天待用；采用提拉法鍍膜，將經(jīng)清洗干燥的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管放在提拉機(jī)上，外管 先在已稀釋的TiO2溶膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為l-20cm/分，再將附著濕膜的外管在室溫下晾放20-30分鐘，然后在60°C下干燥30min ；4)取經(jīng)預(yù)處理的酸性和堿性兩種SiO2溶膠，先將經(jīng)步驟3處理的外管放入其中一種 SiO2溶膠中充分浸漬30s，取出在300-500°C進(jìn)行熱處理l_2h，再在6(Tl00°C干燥0. 5 lh， 處理好后外管繼續(xù)放入另一種SiO2溶膠中充分浸漬30s之后，向上提拉，提拉速率為 l-20cm/分，再將濕膜在室溫下晾放20-30分鐘，然后在60°C下干燥30min ；經(jīng)上述步驟得到內(nèi)外壁均鍍上TiO2膜與SiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒ǎ?其特征在于所述得到的內(nèi)外壁均鍍上TiO2膜與5102膜的太陽(yáng)能集熱管外管上繼續(xù)鍍上一 層TiO2膜，具體操作為先將TiO2溶膠進(jìn)行預(yù)處理，按TiO2溶膠與無(wú)水乙醇1 :10(Γ250的體積比進(jìn)行攪拌稀釋 0. 5h，再陳化1天待用；所述的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管放入經(jīng)過(guò)稀釋的TiO2溶膠中充分浸漬30s之后， 向上提拉，提拉速率為l-20cm/分，再將濕膜在室溫下晾放20-30分鐘，然后在60°C下干燥 30min ；經(jīng)上述步驟得到內(nèi)外壁均依次鍍上TiO2膜、SiO2膜、TiO2膜的太陽(yáng)能集熱管外管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒ǎ?其特征在于所述SiO2溶膠的預(yù)處理方法為將SiO2溶膠過(guò)濾再回流6-8h待用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒ǎ?其特征在于所述步驟2中去酞酸丁酯溶液以每秒1-2滴的速度滴加完成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒ǎ?其特征在于所述步驟3中的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管的清洗干燥方法為用超聲波清 洗完干燥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒ǎ?其特征在于所述步驟3中提拉速率為I-IOcm/分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒?，其?征在于所述步驟3中提拉速率為5-8cm/分。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改さ姆椒?，所述方法包括以下步驟1)制備SiO2溶膠；2)制備TiO2溶膠；3)采用提拉法鍍膜，在太陽(yáng)能集熱管外管上鍍上一層SiO2膜；4)采用與步驟3相同的鍍膜條件和方法，在經(jīng)步驟3處理的外管上繼續(xù)鍍上一層TiO2膜。本發(fā)明采用溶膠-凝膠法對(duì)全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管外管內(nèi)外壁鍍?cè)鐾改ぃ兡ず髮⑼夤芡高^(guò)率提高到96-98%，使內(nèi)管表面多吸收6%-8%的太陽(yáng)能熱量，從而提高整個(gè)全玻璃真空太陽(yáng)能集熱管的得熱量，進(jìn)而達(dá)到提高全玻璃真空太陽(yáng)集熱器的熱效率的目的。
文檔編號(hào)C03C17/23GK101948250SQ201010500920
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月9日
發(fā)明者李建光, 杜云貴, 郭廷瑋, 郭祥存 申請(qǐng)人:福建圣元電子科技有限公司