一种太阳能反射镜镜背用涂料及其制备方法与流程

本发明涉及涂料涂层，具体为一种太阳能反射镜镜背用涂料及其制备方法。

背景技术：

1、作为太阳能聚光器关键部件，太阳能反射镜目前有玻璃基底镜背膜反射镜和金属基底镜前膜反射镜等。其中，镜前膜反射镜虽然有高反射效率，但存在耐风沙腐蚀性能差的缺点。因而，目前规模化应用的太阳能反射镜多用玻璃基底镜背膜，典型的结构为透射材料(基材)/金属氧化物/银膜材料/铝膜/保护涂层。

2、涂覆镜背保护涂料后，涂层性能的好坏往往对太阳能的利用有着决定性的作用。太阳能反射镜所处的自然环境复杂多样,镜背保护涂层也面临高盐雾、强紫外线、酸雨、冷热温差等恶劣环境的考验，涂层在防护过程中易遭受老化破损或附着力丧失，进而使基材上的金属膜腐蚀脱落或反射率下降，导致太阳能不能被充分利用，因此，太阳能反射镜镀膜上必须涂覆具有良好耐腐蚀、耐老化性能的涂层进行保护。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种太阳能反射镜镜背用涂料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种太阳能反射镜镜背用涂料，按质量份数计，包括：烯丙基双酚a环氧树脂100份、改性石墨烯1份、乙二胺6~8份、乙烯基硅油20~25份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮0.1~0.2份、封闭异氰酸酯基季铵盐2~3份、硅烷偶联剂1~1.5份；其中将封闭异氰酸酯基季铵盐、硅烷偶联剂和无水乙醇混合作为反射镜背预处理液；将环氧树脂、改性石墨烯和乙烯基硅油混合均匀，并用乙酸乙酯调节粘度作为a组分；将乙二胺、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮混合作为b组分。

4、作为优化，所述封闭异氰酸酯基季铵盐是由对氯苯异氰酸酯和2, 2′-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)反应后，再和溴化胆碱反应制得。

5、作为优化，所述改性石墨烯是由氧化石墨烯和二氯化烯丙基膦反应制得。

6、一种太阳能反射镜镜背用涂料的制备方法，包括以下制备步骤：

7、（1）将对氯苯异氰酸酯和2, 2′-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)加入到对氯苯异氰酸酯质量8~10倍的甲苯中，并加入对氯苯异氰酸酯质量0.03~0.04倍的二月桂酸二丁基锡，在70~80℃，200~300r/min搅拌回流4~6h，在0.1~0.3kpa，40~50℃静置6~8h，制得封闭异氰酸酯；将溴化胆碱、碳酸钠和纯水按照质量比1：1：8~10混合均匀配制成溴化胆碱混合液，将封闭异氰酸酯和四氢呋喃按照质量比1：8~10混合均匀，加入溴化胆碱混合液，在60~65℃，200~300r/min搅拌回流40~50min，静置并用四氢呋喃萃取3~5次，取有机相用无水硫酸镁干燥，在0.1~0.3kpa，40~50℃静置6~8h，制得封闭异氰酸酯基季铵盐；

8、（2）将氧化石墨烯、二氯化烯丙基膦、三乙胺、n-甲基吡咯烷酮按质量比1：4~5：0.2~0.3：20~30混合均匀，在5~10℃，200~300r/min搅拌反应3~5h，离心分离并用无水乙醇洗涤3~5次，在60~70℃干燥10~12h，制得改性石墨烯；

9、（3）按质量分数称取环氧树脂100份、改性石墨烯1份、乙二胺6~8份、乙烯基硅油20~25份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮0.1~0.2份、封闭异氰酸酯基季铵盐2~3份、硅烷偶联剂1~1.5份；将封闭异氰酸酯基季铵盐和硅烷偶联剂加入到封闭异氰酸酯基季铵盐质量8~10倍的无水乙醇中混合均匀作为反射镜背预处理液；将环氧树脂、改性石墨烯和乙烯基硅油混合均匀，并用乙酸乙酯将粘度调节至2000~3000mpa*s，制得a组分；将乙二胺和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮作为b组分；反射镜背预处理液、a组分、b组分共同使用，即为太阳能反射镜镜背用涂料。

10、作为优化，步骤（1）所述对氯苯异氰酸酯、2, 2′-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和溴化胆碱的摩尔比为1：1：1。

11、作为优化，步骤（1）所述封闭异氰酸酯的反应过程如下：

12、；

13、所述封闭异氰酸酯基季铵盐的反应过程如下：

14、。

15、作为优化，步骤（2）所述氧化石墨烯为羟基型氧化石墨烯hgo3111。

16、作为优化，步骤（3）所述环氧树脂为烯丙基双酚a环氧树脂；所述乙烯基硅油的型号为vi-pmvs；所述硅烷偶联剂为含有双键、氨基或环氧基的硅烷偶联剂中的一种。

17、作为优化，所述太阳能反射镜镜背用涂料在使用时，将太阳能反射镜镜背用涂料涂布在金属基体表面，在50~60℃静置1~2h，再升温至90~100℃静置1~2h，自然冷却至室温并静置20~24h。

18、作为优化，所述太阳能反射镜镜背用涂料在使用时，不计算稀释溶解所用的反射镜背预处理液中的无水乙醇和a组分中的乙酸乙酯，按照每平方米涂布面积消耗0.25~0.3kg太阳能反射镜镜背用涂料进行使用；将太阳能反射镜镜背表面清洗干净并干燥，使用反射镜背预处理液均匀涂布在表面，在60~70℃干燥20~30min，将a组分和b组分混合，并以200~300r/min的转速搅拌3~5min，再均匀涂布在反射镜背预处理液进行预处理后的太阳能反射镜镜背表面，用1kw功率的uv点光源led固化灯以270nm的波长，20cm距离照射20~30s，照射结束后在50~60℃静置1~2h，再升温至80~90℃静置1~2h，最后升温至130~140℃静置1~2h，自然冷却至室温即可。

19、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

20、本发明在制备太阳能反射镜镜背用涂料时，

21、将封闭异氰酸酯基季铵盐、硅烷偶联剂和无水乙醇混合作为反射镜背预处理液；将环氧树脂、改性石墨烯和乙烯基硅油混合均匀，并用乙酸乙酯调节粘度作为a组分；将乙二胺、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮混合作为b组分；反射镜背预处理液、a组分、b组分共同使用，即为太阳能反射镜镜背用涂料。

22、首先，将对氯苯异氰酸酯和2, 2′-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)反应后，再和溴化胆碱反应制得封闭异氰酸酯基季铵盐，封闭异氰酸酯基季铵盐中的季铵盐分子中的氮原子可以与金属表面的负电荷活性点吸附，对氢离子放电有抑制作用，有效抑制阴极反应。此外，季铵盐大分子的覆盖作用和空间隔离作用也能阻止腐蚀反应的发生，从而提高了防腐蚀性能，并且封闭异氰酸酯基季铵盐高温解封，能释放2, 2′-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，道到抗老化的性能，避免与光引发基产生的自由基产生拮抗作用。

23、其次，将羟基型氧化石墨烯和二氯化烯丙基膦反应制得改性氧化石墨烯，并且使用烯丙基双酚a环氧树脂，改性石墨烯、乙烯基硅油和烯丙基双酚a环氧树脂上的双键，可以在光引发基的作用下形成交联网络结构，使最后的固化涂层在环氧基和氨基反应形成的交联网络结构之外形成双重交联网络，具有更高的致密性和防护效果，从而提高了附着力以及防腐蚀性能；此外改性氧化石墨烯具有超大的比表面积和超强的屏蔽效应，迫使腐蚀介质沿着一些蜿蜒曲折的路径前进，这种类似迷宫的效应大大延长了腐蚀介质的腐蚀路径，从而增加了防腐的时间；并且改性石墨烯上的磷元素和乙烯基硅油具有良好的阻燃效果。