太阳能光热转换涂层用聚酰亚胺胶黏剂的制备与性能研究

本项目应用自主合成的含有噻唑环、不对称结构的芳香二胺单体与市售的二酐单体，通过邻苯二甲酸酐调节分子量，合成聚酰胺酸；再加入AlN纳米粒子，通过"两步法"和"一步法"合成具有较高温升程度、耐温耐候性优异的太阳能选择性涂层用胶黏剂。再辅以自制的光谱选择性吸光颜料CoMnCuOx和CuCr2O4，采用喷涂法实现高效太阳能选择性涂层的制备，具备广阔的工业化应用前景；而且，本项目的研究将可以为我国涂料型太阳能光热选择性涂层方面相关手册和标准的建立提供技术支持和工作积累；为提高我国太阳能利用的水平、拓展太阳能光热转化在国民经济的应用领域提供有益帮助。

光热转换涂层是太阳能热利用中的核心部件。本项目以全新路线设计合成了三种含噻唑环二胺单体用于制备含噻唑环聚酰亚胺胶粘剂。并提出了五种纳米级尖晶石型和一种介孔活性炭吸光颜料的制备方法。而后，通过基于系列光热转换涂层的制备和表征，对厚度敏感型光热转换涂层（TSSS）的性能建立了一定的认识。实验结果表明：（1）选用抛光后的铝板做基底，喷涂法所制备的以CoCuMnOx为吸光颜料的太阳光谱选择性吸收涂层。αs和ε100分别为0.928和0.198；（2）以CoCuMnOx、CoCr2O4混合颜料为吸光剂的绿色吸收涂层可以更好地满足太阳能集热与建筑一体化的要求，但同时也损失了一部分选择性，其选择性为αs= 0.91~0.92，ε100=0.33~0.40；涂层耐候性良好；（3）以CuCr2O4为吸光剂的吸收涂层的光谱选择性为αs=0.88~0.91, ε100=0.27~0.35；（4）以尖晶石型CuCrxMn2-xO4 (x=0.5, 1)为颜料，并利用喷涂法制备的太阳光谱选择性吸收涂层的最佳的光谱选择性为：αs=0.92~0.93，ε100=0.22~0.31。该涂层还具有良好的耐候性，从而保证了较长的使用寿命；（5）生物质基粉末介孔活性炭价廉、无毒，且其发射率与尖晶石型铜铬黒相近。有望应用于光热转换涂层的制备；（6）以金属Al板为基底，使用喷涂法以尖晶石型吸光颜料CuCr2O4为吸光剂，ODPA-AAT制备的聚酰亚胺为粘结剂，在颜基比4：1的比例下，当涂层厚度在1.19 g/m2时，涂层的α/ε比值为4.98；（7）以金属Al板为基底，使用喷涂法以尖晶石型吸光颜料CoMnCuOx为吸光剂，BTDA-AAT制备的聚酰亚胺为粘结剂，制备光热转换涂层。当颜基比为4：1，涂层厚度为3.00g/m2时，α/ε为6.01；（8）利用自主研发的太阳能吸收涂料制备的平板集热器，性能良好，各项指标均达到国家标准。将其耦合于太阳能烘干系统中，可建立新型高效太阳能烘干系统。