本發(fā)明涉及高硬度太陽能吸收劑材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高硬度太陽能吸收劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

反射太陽能涂料主要用于建筑隔熱，吸收則用于建筑保溫和太陽能的收集和應(yīng)用。

反射太陽能涂料是通過涂層的吸收輻射比的調(diào)節(jié)來達(dá)到降溫目的。吸收輻射比是指物質(zhì)吸收太陽能的吸收系數(shù)α與其熱發(fā)射系數(shù)ε之比，α/ε比值越小，降溫程度越大，研究反射太陽能涂料就是要通過對顏料和成膜物的選擇來調(diào)節(jié)α/ε值。

反射太陽能涂料所用樹脂除了應(yīng)具備外墻涂料基料標(biāo)準(zhǔn)性能外，還應(yīng)選擇耐紫外線照射性能好的樹脂，丙烯酸酯樹脂有很好的耐候性、耐紫外線降解性和保光性，是目前外墻涂料中選用較多的一種樹脂，因?yàn)樗哂泻芎玫奈锢硇阅?，涂裝后表面光滑堅(jiān)韌、耐苯二甲酸酐洗，具有優(yōu)良的光澤保持性，不退色、不粉化、附著力強(qiáng)、耐化學(xué)腐蝕，但是，其涂層耐熱性不好，受熱后易發(fā)粘，導(dǎo)致涂層耐沾污性下降，做為反射太陽能涂料的基料還不夠理想，故選用改性的丙烯酸酯樹脂。

有機(jī)硅樹脂具有良好的耐熱性、耐候性、保光性、抗顏料粉化性和耐紫外線降解性，正好用于丙烯酸樹脂的改性。

適用于丙烯酸樹脂改性的有機(jī)硅樹脂為乙氧基（或甲氧基）的有機(jī)硅低分子聚合物，此種含有活性官能基團(tuán)的有機(jī)硅低分子聚合物，可與含羥基的丙烯酸酯樹脂用溶劑法進(jìn)行熱縮聚反應(yīng)，制成有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂，以這種改性樹脂做為反射太陽能涂料的基料效果好。

反射太陽能涂料中的顏填料的作用是增加對光線及輻射源的反射作用。

對于顏料來說，其反射作用是指顏料散射入射光的能力。由于顏色是影響反射的一個重要因素，所以一般高反射涂層均為白色。光在白色顏料中的反射可高達(dá)99%以上。入射光進(jìn)入顏料顆粒的界面之后，經(jīng)多次的反射，總反射率可達(dá)99%。但是顏料被分散到漆基中，則部分光線被漆基吸收。被吸收的這部分光線取決于顏料與漆基的折射指數(shù)的差值，差值越大則被吸收的光線越少也就是顏料與漆基的折射指數(shù)的差值越大則反射光線越強(qiáng)。顏料的折射指數(shù)比漆基的折射指數(shù)大而引起的反射屬于菲涅型反射，圖2-14-2表示用于折射指數(shù)為1.5的樹脂中菲涅耳反射率隨顏料折射指數(shù)變化的情況。反射能力是隨顏料折射指數(shù)的增加而急劇地增加。在白色顏料中，金紅石型二氧化鈦折射指數(shù)最高。

當(dāng)顏料顆粒的直徑與入射光波的比例(d/λ)為0.1-10時(shí)，則顏料表現(xiàn)為菲涅耳型反射，將這種反射調(diào)節(jié)好對制造反射太陽能涂料是有益的。

選定原材料后，再依據(jù)需要確定顏填料的體積濃度，當(dāng)顏填料體積濃度為25%或更小時(shí)，漆膜呈現(xiàn)高光澤表面屬鏡面反射。若顏料的體積濃度較高，反向則接近漫反射。當(dāng)顏料的體積濃度為臨界體積濃度時(shí)，即表示有足夠的樹脂固定顏料粒子。臨界體積濃度的值隨著顏粒形狀的大小、粒子分布、樹脂對其的潤濕能力大小而變。試驗(yàn)當(dāng)超臨界體積濃度時(shí)，雖有利于抗紫外線輻射但涂膜機(jī)械性能下降，增加施工困難。通過試驗(yàn)擬定，如以氧化鋅為顏料，硅丙樹脂液為基料，配制反射太陽能涂料的顏基比為3:1或4:1為好。

涂料屬于有機(jī)化工高分子材料，所形成的涂膜屬于高分子化合物類型。按照現(xiàn)代通行的化工產(chǎn)品的分類，涂料屬于精細(xì)化工產(chǎn)品。現(xiàn)代的涂料正在逐步成為一類多功能性的工程材料，是化學(xué)工業(yè)中的一個重要行業(yè)。

涂料的使用壽命根據(jù)不同的產(chǎn)品而定的，液態(tài)理石質(zhì)感產(chǎn)品采用改性有機(jī)硅樹脂乳液為基料，運(yùn)用特殊包覆技術(shù)，將各色色漆包覆成膠狀水性彩色顆粒，均勻穩(wěn)定地懸浮在特定的水性分散體中，各種著色粒子色相保持不變，著色顏料不會在水中析出。那么這種外墻涂料的使用壽命大概為15年。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種硬度高、強(qiáng)度高、伸長率高和吸熱好的高硬度太陽能吸收劑及其制備方法，解決現(xiàn)有高硬度太陽能吸收劑材料硬度低和強(qiáng)度低等技術(shù)問題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種高硬度太陽能吸收劑，其原料按質(zhì)量份數(shù)配比如下：熱固性丙烯酸酯樹脂100份，四氟乙烯20-30份，正丁醇50-70份，氧化銅2-6份，壬二酸20-30份，苯二甲酸酐為15-25份，二甲基乙醇胺0.8-1.2份，二甲苯15-35份，去離子水5-15份，甲基丙烯酸縮水甘油酯10-30份。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述高硬度太陽能吸收劑的原料按質(zhì)量份數(shù)配比如下：熱固性丙烯酸酯樹脂100份，四氟乙烯20份，正丁醇50份，氧化銅2份，壬二酸20份，苯二甲酸酐為15份，二甲基乙醇胺0.8份，二甲苯15份，去離子水5份，甲基丙烯酸縮水甘油酯10份。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述高硬度太陽能吸收劑的原料按質(zhì)量份數(shù)配比如下：熱固性丙烯酸酯樹脂100份，四氟乙烯30份，正丁醇70份，氧化銅6份，壬二酸30份，苯二甲酸酐為25份，二甲基乙醇胺1.2份，二甲苯35份，去離子水15份，甲基丙烯酸縮水甘油酯30份。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述高硬度太陽能吸收劑的原料按質(zhì)量份數(shù)配比如下：熱固性丙烯酸酯樹脂100份，四氟乙烯25份，正丁醇60份，氧化銅4份，壬二酸25份，苯二甲酸酐為20份，二甲基乙醇胺1份，二甲苯25份，去離子水10份，甲基丙烯酸縮水甘油酯20份。

一種制備所述的高硬度太陽能吸收劑的方法，步驟為：

第一步：按照質(zhì)量份數(shù)配比稱取熱固性丙烯酸酯樹脂、四氟乙烯、正丁醇、氧化銅、壬二酸、苯二甲酸酐、二甲基乙醇胺、二甲苯、去離子水和甲基丙烯酸縮水甘油酯；

第二步：將熱固性丙烯酸酯樹脂投入高速混合機(jī)中，升溫至50-60℃，加入剩余原料，升溫至70-80℃，混合速度250-350r/min，混合60-70min；

第三步：混合后的原料升溫至80-100℃，攪拌速度95-105r/min，攪拌40-50min冷卻至室溫后放入研磨機(jī)中研磨即可。

有益效果

本發(fā)明所述一種高硬度太陽能吸收劑及其制備方法采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：1、耐油性能好、耐高溫、耐腐蝕，成本低，肖氏硬度55-65，彈性伸長率650-850%；2、抗張強(qiáng)度30-40MPa，附著力高、耐油性好，耐磨性高、耐熱和彈性優(yōu)良；3、原料資源豐富，可重復(fù)利用，沖擊強(qiáng)度20-30N/cm；4、彎曲模量2-3GPa，可以在各種極端環(huán)境下廣泛使用，在高溫環(huán)境下長期工作不易老化，符合環(huán)保要求，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有材料。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，實(shí)施例僅用于對本發(fā)明進(jìn)行說明，并不構(gòu)成對權(quán)利要求范圍的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的其他替代手段，均在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)。

實(shí)施例1：

第一步：按照質(zhì)量份數(shù)配比稱取熱固性丙烯酸酯樹脂100份，四氟乙烯20份，正丁醇50份，氧化銅2份，壬二酸20份，苯二甲酸酐為15份，二甲基乙醇胺0.8份，二甲苯15份，去離子水5份，甲基丙烯酸縮水甘油酯10份。

第二步：將熱固性丙烯酸酯樹脂投入高速混合機(jī)中，升溫至50℃，加入剩余原料，升溫至70℃，混合速度250r/min，混合60min。

第三步：混合后的原料升溫至80℃，攪拌速度95r/min，攪拌40min冷卻至室溫后放入研磨機(jī)中研磨即可。

耐油性能好、耐高溫、耐腐蝕，成本低，肖氏硬度55，彈性伸長率650%；抗張強(qiáng)度30MPa，附著力高、耐油性好，耐磨性高、耐熱和彈性優(yōu)良；原料資源豐富，可重復(fù)利用，沖擊強(qiáng)度20N/cm；彎曲模量2GPa，可以在各種極端環(huán)境下廣泛使用，在高溫環(huán)境下長期工作不易老化。

實(shí)施例2：

第一步：按照質(zhì)量份數(shù)配比稱取熱固性丙烯酸酯樹脂100份，四氟乙烯30份，正丁醇70份，氧化銅6份，壬二酸30份，苯二甲酸酐為25份，二甲基乙醇胺1.2份，二甲苯35份，去離子水15份，甲基丙烯酸縮水甘油酯30份。

第二步：將熱固性丙烯酸酯樹脂投入高速混合機(jī)中，升溫至60℃，加入剩余原料，升溫至80℃，混合速度350r/min，混合70min。

第三步：混合后的原料升溫至100℃，攪拌速度105r/min，攪拌50min冷卻至室溫后放入研磨機(jī)中研磨即可。

耐油性能好、耐高溫、耐腐蝕，成本低，肖氏硬度55，彈性伸長率750%；抗張強(qiáng)度35MPa，附著力高、耐油性好，耐磨性高、耐熱和彈性優(yōu)良；原料資源豐富，可重復(fù)利用，沖擊強(qiáng)度25N/cm；彎曲模量2.5GPa，可以在各種極端環(huán)境下廣泛使用，在高溫環(huán)境下長期工作不易老化。

實(shí)施例3：

第一步：按照質(zhì)量份數(shù)配比稱取熱固性丙烯酸酯樹脂100份，四氟乙烯25份，正丁醇60份，氧化銅4份，壬二酸25份，苯二甲酸酐為20份，二甲基乙醇胺1份，二甲苯25份，去離子水10份，甲基丙烯酸縮水甘油酯20份。

第二步：將熱固性丙烯酸酯樹脂投入高速混合機(jī)中，升溫至55℃，加入剩余原料，升溫至75℃，混合速度300r/min，混合65min。

第三步：混合后的原料升溫至90℃，攪拌速度100r/min，攪拌45min冷卻至室溫后放入研磨機(jī)中研磨即可。

耐油性能好、耐高溫、耐腐蝕，成本低，肖氏硬度55-65，彈性伸長率850%；抗張強(qiáng)度40MPa，附著力高、耐油性好，耐磨性高、耐熱和彈性優(yōu)良；原料資源豐富，可重復(fù)利用，沖擊強(qiáng)度30N/cm；彎曲模量3GPa，可以在各種極端環(huán)境下廣泛使用，在高溫環(huán)境下長期工作不易老化。