專利名稱：一種聚合物基太陽能集熱器的集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利屬于太陽能熱利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚合物基太陽能集熱器的
集熱管。
背景技術(shù)：
能源和環(huán)境是當今世界關(guān)注的兩大主題。當電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸時，越來越多的國家開始實行“陽光 計劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟發(fā)展的新動力。太陽能是地球上最根本的能源，地球每年 接收的太陽能總量為1 X 1018kff · h，相當于5X IO14桶原油，是世界年耗總能量的一萬余倍。 太陽能利用包括太陽能的光熱利用和光電利用，其中太陽能熱利用是可再生能源技術(shù)領(lǐng)域 商業(yè)化程度最高、推廣應用最普遍的技術(shù)之一。已經(jīng)形成了各種類型的太陽能集熱器，用于 取暖、制冷、通風、烘干、冶煉、洗浴、灌溉、養(yǎng)魚、發(fā)電等許多方面。目前太陽能集熱器主要使用玻璃和金屬材料來制備，在我國又以全玻璃真空集熱 管為市場主導產(chǎn)品。它的結(jié)構(gòu)類似拉長的暖水瓶，內(nèi)管外表面上選擇性吸收涂層是其關(guān)鍵 技術(shù)。其中涂層采用的普遍是多層漸變的A1-N/A1太陽選擇性吸收涂層。這一技術(shù)是清華 大學殷志強教授和他的同事們于1984年發(fā)明(專利號為85100142. 4)。鍍膜是在真空條件 下，利用直流磁控反應濺射鍍膜的原理，制造具有漸變A1-N/A1選擇吸收表面的全玻璃真 空集熱管。聚合物管材由于價格便宜，加工容易，耐腐蝕性好，機械性能佳等優(yōu)點在市政及居 民用給水排水系統(tǒng)中已經(jīng)大量的取代傳統(tǒng)的金屬、鋼筋混凝土管材。近年來，用于輸送熱水 的塑料管道也不斷出現(xiàn)，諸如，熱水輸送和地板采暖用PP_R、PB、塑料管道，以及太陽能熱水 器用PE-RT、PEX輸水管道，它們的市場規(guī)模也在不斷擴大。但是，總的來說，聚合物材料由 于其低的熱導率，較差的耐熱性過去往往比較少用于太陽能集熱器材料。隨著高分子材料 合成技術(shù)以及高導熱，耐高溫聚合物復合材料、光熱高分子復合材料的制備技術(shù)的不斷成 熟，以及各種新型的太陽能集熱選擇涂層和涂覆技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，從而使聚合物材料來制 備太陽能集熱器成為可能。目前國內(nèi)外已經(jīng)有一些關(guān)于塑膠太陽能集熱管的技術(shù)研究，但是，總的來說，目前 這些塑膠太陽能集熱器普遍存在著集熱效果不佳，保溫效果差的缺點，而且對于太陽能集 熱管配件方面的研究也比較局限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于聚合物基太陽能集熱器的
集熱管。本發(fā)明的上述目的是通過如下方案予以實現(xiàn)的一種聚合物基太陽能集熱器的集熱管，所述集熱管由聚合物基體添加導熱劑和增 溶劑制備成型后，再鍍上光選擇性薄膜。
上述技術(shù)方案中，所述聚合物基體、導熱劑和增溶劑的制備成型采用注塑、模壓成 型或擠出成型。所述聚合物基體采用聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸脂、乙丙橡膠、聚苯硫醚、尼龍、PET、 或 PBT。所述導熱劑采用氧化鋁、石墨、碳化硅、碳纖維、石英粉或氧化鎂。
所述增溶劑采用PE、PP或POE接枝馬來酸酐，氯化聚乙烯或SBS。所述增溶劑還可以采用PE、PP或POE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯，氯化聚乙烯或 SBS。所述光選擇性薄膜采用涂料鍍膜、電鍍膜、真空鍍膜或磁控濺射。進一步地，所述光選擇性薄膜采用涂料鍍膜，所用涂料由吸熱劑和涂料基體組成， 所述吸熱劑采用硫化鉛、碳黑、氧化銅或鐵錳銅復合氧化物，所述涂料基體采用丙烯酸樹 脂、氨基樹脂、醇酸樹脂或有機硅。本發(fā)明作為太陽能集熱器的主要配件，使用時位于玻璃蓋板之下，保溫反光板之 上，可由粘結(jié)在保溫反光板和玻璃蓋板之間的管卡固定。制備本發(fā)明所用材料由聚合物基 體添加導熱劑、增溶劑等成型后再鍍光選擇性吸收膜而成。成型方法選用模壓，擠出或者注 射成型，優(yōu)選擠出成型。所用聚合物基體選自聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸脂、乙丙橡膠、聚苯硫 醚、尼龍、PET、PBT中的至少一種。優(yōu)選PE-RT(耐熱聚乙烯)或乙丙橡膠。所用導熱劑選 自氧化鋁、石墨、碳化硅、碳纖維、石英粉、氧化鎂中的至少一種。優(yōu)選鱗片石墨材料。所述 增溶劑選自ΡΕ、ΡΡ、Ρ0Ε接枝馬來酸酐；PE、PP、POE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯；氯化聚乙 烯，SBS中的至少一種。優(yōu)選PE接枝馬來酸酐。所述鍍膜方法選自涂料鍍膜、電鍍膜、真空 鍍膜、磁控濺射中的其中一種，優(yōu)選涂料鍍膜。所用吸熱涂料通過在涂料基體中添加吸熱劑 制備而成。本發(fā)明的集熱效果更加明顯，且使用壽命更長，進而使得太陽能集熱器具有更佳 的集熱效率和保溫效果。優(yōu)化的集熱管道確保集熱器的抗光、氧老化性更佳，集熱效果更 好。


圖1為本發(fā)明應用于太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明應用于太陽能集熱器時的結(jié)構(gòu)如附圖1所示，為聚合物基太陽能集熱器， 由三部分組成聚合物集熱管1，聚合物玻璃蓋板2，聚合物保溫反光板3。其中聚合物玻 璃2選用厚度為Imm的聚碳酸酯玻璃，透光率達到85%。采用擠出成型工藝。面積大小 800mmX1200mm。本發(fā)明的聚合物集熱管1為主要部件，采用聚合物樹脂添加導熱劑、增容劑擠出 成型后，鍍上涂料鍍膜而成。聚合物樹脂選用PE-RT管材專用料100份，導熱劑選用鱗片 狀石墨10份，增溶劑選用PE接枝馬來酸酐5份。樹脂基體、導熱劑、增溶劑經(jīng)高速混合機 攪拌混合后經(jīng)雙螺桿擠出機擠出造粒，然后經(jīng)擠出機加工制備成管材。管材再鍍上吸熱涂 料鍍膜，所用吸熱涂料通過在涂料基體中添加吸熱劑制備而成。聚合物集熱管的口徑為Φ47πιπιΧ 1200mm。一端利用同材質(zhì)堵頭熱熔密封，數(shù)量為10根。聚合物保溫反光板3采用三層結(jié)構(gòu)設計，其中反光層采用厚度為0. 2mm的薄鋁板、保溫層選用Icm厚的硬質(zhì)聚氨酯發(fā)泡塑料，結(jié)構(gòu)層選用2mm厚的高密度聚乙烯層，三層結(jié)構(gòu) 采用擠出、滾塑成型。并熱壓成凹槽型。凹槽型反光保溫板大小SOOmmX 1200mm。對上述聚合物基太陽能集熱器進行太陽能集熱實驗，其結(jié)果如下在晴天將聚合 物基太陽能集熱器以相對地面45度面朝陽光放置，聚合物管道內(nèi)裝溫度為23°C自來水，在 集熱管上端放置0 100攝氏度的溫度計測水溫?，F(xiàn)場測試時，天氣晴朗，最高氣溫28°C， 風級1 2級，在上午10. 00開始實驗，每隔1小時測試水溫結(jié)果。水溫結(jié)果為10:00am 23°C ；11:00am 31 °C ； 12:00am 47°C ； 13:00am 59°C ； 14:00am 63°C ；15:00 ；63°C。
權(quán)利要求
一種聚合物基太陽能集熱器的集熱管，其特征在于所述集熱管由聚合物基體添加導熱劑和增溶劑制備成型后，再鍍上光選擇性薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱管，其特征在于所述聚合物基體、導熱劑和增溶劑的制 備成型采用注塑、模壓成型或擠出成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集熱管，其特征在于所述聚合物基體采用聚乙烯、聚丙 烯、聚碳酸脂、乙丙橡膠、聚苯硫醚、尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯PET、或聚對苯二甲酸丁二 醇酯PBT。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集熱管，其特征在于所述導熱劑采用氧化鋁、石墨、碳化 硅、碳纖維、石英粉或氧化鎂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集熱管，其特征在于所述增溶劑采用PE接枝馬來酸酐、 PP接枝馬來酸酐、P0E接枝馬來酸酐、氯化聚乙烯或苯乙烯_ 丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 SBS。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集熱管，其特征在于所述增溶劑采用PE接枝甲基丙烯酸 縮水甘油酯、PP接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、P0E接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、氯化聚乙烯 或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集熱管，其特征在于所述光選擇性薄膜采用涂料鍍膜、電 鍍膜、真空鍍膜或磁控濺射。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集熱管，其特征在于所述光選擇性薄膜采用涂料鍍膜，所 用涂料由吸熱劑和涂料基體組成，所述吸熱劑采用硫化鉛、碳黑、氧化銅或鐵錳銅復合氧化 物，所述涂料基體采用丙烯酸樹脂、氨基樹脂、醇酸樹脂或有機硅。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚合物基太陽能集熱器的集熱管，所述集熱管由聚合物基體添加導熱劑和增溶劑制備成型后，再鍍上光選擇性薄膜。本發(fā)明的集熱效果更加明顯，且使用壽命更長，進而使得太陽能集熱器具有更佳的集熱效率和保溫效果。優(yōu)化的集熱管道配方確保集熱器的抗光、氧老化性更佳，集熱效果更好。
文檔編號C08L23/06GK101858657SQ20101011875
公開日2010年10月13日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者劉詠平, 宋科明, 林少全 申請人:廣東聯(lián)塑科技實業(yè)有限公司