本发明涉及太阳能光热技术领域，具体涉及一种高温太阳能光谱选择性吸收涂料及其制备方法，以及高温太阳能光谱选择性吸收层的制备方法。
背景技术：
太阳能光热利用是人类利用太阳能最简单、最直接、最有效的方法之一，但由于太阳能到达地球后能量密度较小又不连续，因此，为大规模的开发利用带来了困难。太阳能光谱选择性吸收涂层是一种在紫外-可见-近红外波段具有高吸收，在红外波段具有低发射的特种涂层。太阳能吸收涂层是太阳能光热利用的核心材料。依据其使用温度的不同，可以分为低温、中温和高温利用。聚光太阳能技术在太阳能光热发电、重质油开采、海水淡化、冬季区域性供暖及应对雾霾等高温热利用领域具有重要的应用前景。高温太阳能吸收涂层是高温热利用的核心材料。现有的太阳能选择性吸收涂层技术类别主要有：涂料法、电化学法、离子镀、磁控溅射技术、和溶胶凝胶法等。磁控溅射或离子镀技术等依赖于大型精密设备，投资成本高；电化学法，电镀法等生产过程中容易产生环境污染；溶胶凝胶法存在产生有毒气体，附着力较差等问题。在众多制备技术中，涂料法制备方法简单，实验条件要求低，施工方便，维护简单，使成本大大降低，适于大规模化生产，对提高太阳能热转换效率，大规模推广太阳能光热应用起着至关重要的作用。然而，目前的高温太阳能吸收涂层主要以磁控溅射技术制备为主。高温工况(大于600oc)下具有高吸收率和低发射率的太阳能吸收涂料的开发，一直是太阳能行业关注的热点。
超高温陶瓷(碳化钛、碳化钨、碳化铬、碳化锆、二硼化锆、二硼化钛)纳米粉体，具有纯度高、粒径分布范围小、高比表面积、表面活性高、耐高温、抗氧化，是一种很好的耐熔耐磨材料，广泛被应用到硬质合金、耐磨超硬材料上面；更为重要的是此类材料具有良好的光谱选择特性。因此，开发以超高温陶瓷纳米粉体为基材的高温太阳能光谱选择性吸收涂料具有一定的学术价值和应用价值。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的缺点而提供一种高温太阳能光谱选择性吸收涂料，该涂料具有高吸收率和低热发射率，同时具有优良的耐冲击性、耐弯曲性、耐老化性、耐盐雾型和抗热震性能。
本发明的另一目的在于提供上述高温太阳能光谱选择性吸收涂料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供上述高温太阳能光谱选择性吸收涂料制备的太阳能吸收涂层。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种高温太阳能光谱选择性吸收涂料，由以下质量分数的组分组成：吸光颜料6-9份、填料0.5-2份、耐高温树脂15-35份、溶剂47.5-73份、润湿分散剂2-6份、消泡剂0.1-1份、流平剂1-2份。
所述吸光颜料由以下纳米粉体中的其中三种组成：碳化钛、碳化钨、碳化铬、碳化锆、二硼化锆、二硼化钛，其中三种纳米粉体的重量份数比为1:1:1。
所述吸光颜料为纳米粉体，粒径20-120nm,比表面积20-80m2/g,体积密度0.05-0.15g/cm3。
所述填料为三维石墨烯。
所述耐高温树脂为三甲基硅烷基笼型聚倍半硅氧烷和乙烯基笼型聚倍半硅氧烷中的一种。
所述消泡剂为byk-1781、byk-044和byk-024中的一种。
所述流平剂为byk-354和byk-352中的一种；所述的润湿分散剂为byk-dispersant-108和byk-dispersant-2070中的一种。
所述溶剂为二甲苯、乙酸乙酯、醋酸正丁酯、甲基丁酮、环己酮中的一种。
上述高温太阳能光谱选择性吸收涂料的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1：按本发明中高温太阳能光谱选择性吸收涂料的重量份数配比称取原料，备用；
步骤2：将溶剂、润湿分散剂、消泡剂、流平剂和耐高温树脂等依次加入容器中，搅拌分散，然后加入吸光颜料和填料，利用高速分散机,在800-1000转/min的转速搅拌50-80min,接着利用砂磨机或球磨机进行分散研磨，将细度分散研磨至10-20μm,即得调好的涂料；
步骤3：将步骤2中调好的涂料用100-200目丝网进行过滤，将过滤后的涂料装入容器中，密封即可。
上述高温太阳能光谱选择性吸收涂料制备的太阳能吸收涂层，具体包括以下步骤：利用喷涂或刷凃的方式将高温太阳能光谱选择性吸收涂料涂覆于基底，其中基底为316不锈钢或镍基合金625，然后置于马弗炉内，以5℃/min的升温速率升至200℃，然后在200℃下保温2小时；接着，以5℃/min的升温速率升至600℃，然后在600℃下保温24小时，自然冷却降温，得所需涂层。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：1、本发明的吸光颜料采用具有优异耐高温性能及光谱选择特性超高温陶瓷纳米粉体，有力保证了涂层在高温工况下的光谱选择性能及热稳定性能。2、本发明所述的填料采用三维石墨烯，有力增强了涂层的吸收率和耐腐蚀性能。3、利用本发明太阳能吸热涂料制备的涂层具有高吸收率和低热发射率，同时具有优良的耐冲击性、耐弯曲性、耐老化性、耐盐雾型和抗热震性能。本发明制备工艺简单，设备要求低，利用该涂料制备的太阳能吸收涂层在太阳能高温利用领域，尤其在光热发电产业，具有重要的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种高温太阳能光谱选择性吸收涂料的制备方法，具体制备方法如下：将溶剂乙酸乙酯、润湿分散剂byk-dispersant-2070、消泡剂byk-044、流平剂byk-352和耐高温树脂乙烯基笼型聚倍半硅氧烷依次加入容器中，搅拌分散，然后加入吸光颜料(碳化钛，碳化钨，二硼化锆，其中碳化钛、碳化钨、二硼化锆三种纳米粉体的重量份数比为1:1:1，碳化钛、碳化钨、二硼化锆三种纳米粉体的粒径为20nm,比表面积为80m2/g,体积密度为0.15g/cm3)和填料三维石墨烯，利用高速分散机,在800转/min的转速搅拌50min,接着利用砂磨机或球磨机进行分散研磨，将细度分散研磨至10μm,即得调好的涂料。调好的涂料用100目丝网进行过滤，将过滤后的涂料装入容器中，密封即可。
表1太阳能光谱选择性吸收涂料配方
实施例2
一种高温太阳能光谱选择性吸收涂料的制备方法，具体制备方法如下：将溶剂二甲苯、润湿分散剂byk-dispersant-108、消泡剂byk-1781、流平剂byk-354和耐高温树脂三甲基硅烷基笼型聚倍半硅氧烷依次加入容器中，搅拌分散，然后加入吸光颜料(碳化钛、碳化钨、二硼化钛，三种纳米粉体的重量份数比为1:1:1，碳化钛、碳化钨、二硼化钛粒径为120nm,比表面积为20m2/g,体积密度为0.05g/cm3)和填料三维石墨烯，利用高速分散机,在1000转/min的转速搅拌80min，接着利用砂磨机或球磨机进行分散研磨，将细度分散研磨至20μm,即得调好的涂料。调好的涂料用200目丝网进行过滤，将过滤后的涂料装入容器中，密封即可。
表2太阳能光谱选择性吸收涂料配方
实施例3
一种高温太阳能光谱选择性吸收涂料的制备方法，具体制备方法如下：将溶剂二甲苯、润湿分散剂byk-dispersant-108、消泡剂byk-1781、流平剂byk-354和耐高温树脂三甲基硅烷基笼型聚倍半硅氧烷等依次加入容器中，搅拌分散，然后加入吸光颜料(碳化铬、碳化锆、二硼化钛，三种纳米粉体的重量份数比为1:1:1，碳化铬、碳化锆、二硼化钛粒径为100nm,比表面积为60m2/g,体积密度为0.10g/cm3)和填料三维石墨烯，利用高速分散机,在850转/min的转速搅拌60min,接着利用砂磨机或球磨机进行分散研磨，将细度分散研磨至15μm,即得调好的涂料。调好的涂料用200目丝网进行过滤，将过滤后的涂料装入容器中，密封即可。
表3太阳能光谱选择性吸收涂料配方
实施例4
一种高温太阳能光谱选择性吸收涂料的制备方法，具体制备方法如下：将溶剂甲基丁酮、润湿分散剂byk-dispersant-108、消泡剂byk-044、流平剂byk-352和耐高温树脂三甲基硅烷基笼型聚倍半硅氧烷等依次加入容器中，搅拌分散，然后加入吸光颜料(碳化钛、二硼化锆、二硼化钛，三种纳米粉体的重量份数比为1:1:1，碳化钛、二硼化锆、二硼化钛粒径为80nm,比表面积为50m2/g,体积密度为0.1g/cm3)和填料三维石墨烯，利用高速分散机,在900转/min的转速搅拌50min,接着利用砂磨机或球磨机进行分散研磨，将细度分散研磨至18μm,即得调好的涂料。调好的涂料用200目丝网进行过滤，将过滤后的涂料装入容器中，密封即可。
表4太阳能光谱选择性吸收涂料配方
上述高温太阳能光谱选择性吸收涂料制备的太阳能吸收涂层，具体包括以下步骤：采用喷涂方法将涂料涂覆在基材上，随后将其置于马弗炉200oc保温2小时，600oc保温24小时,自然冷却。
表5太阳能吸收涂层性能表征
由表5可见，本发明的太阳能选择性吸热涂层具有高吸收率和低发射率，同时对金属基材有较好的附着力、耐高温性能，抗热震性能和耐腐蚀性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。