Brevet FR2399289A1 — publié le 19790302

L'invention concerne un procédé pour le revêtement de capteurs solaires absorbant la lumière solaire et emmagasinant la chaleur, avec une laque à base de pigments noirs Pour solutionner les problèmes de l'approvisionnement en énergie, on utilise de plus en plus des capteurs solaires. Un problème essentiel dans ce cas est l'absorption optimale de rayons solaires par la surface des collecteurs. L'objet de l'invention est un procédé pour le revêtement de capteurs solaires, absorbant la lumière solaire et emmagasinant la chaleur, avec une laque à base de pigments noirs, caractérise en ce qu'on forme une dispersion de noir de fumée de la classe HCC ou HCC II (o) avec un liant et un solvant ou un mélange de solvants - la concentration du noir de fumée par rapport au liant étant de 3 à 10 % en poids de préférence de 5 % - dans un broyeur à billes pendant 72 à 92 heures, qu'on enduit avec la laque ainsi obtenue ayant un indice grindométrique de 4 à 8 , le capteur solaire et l'on sèche de manière à obtenir après séchage une pellicule ayant une épaisseur de 5 à 30 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le procédé est réalisé de telle façon que le noir de fumée des classes mentionnées est dispersé dans un broyeur à billes pendant 72 heures avec 60 parties de résine acrylique thermodurcissable t50 %), 19,5 parties d'acétate éthylglycolique et 19 parties de xylène, la concentration du noir de fumée par rapport à la teneur en liant étant de 5 %, et avec la laque ainsi obtenue qui présente un indice grindometrique de 5, on enduit le capteur solaire et l'on sèche de manière à obtenir après séchage une pellicule ayant une épaisseur de 15 â 20 En guise de liant, on peut egalement utiliser des systèmes de résines alkyde-mélamine Cependant, la question du système de liant est pour la présente invention d'importance secondaire. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, on peut utiliser du noir de fumée de la classe HCC II (o) (o = oxydé), ayant les caractéristiques physico-chimiques suivantes : (FW 200 perlé) indice nigrométrique 63 consommation d'huile % 580 constituants volatils % 21 densité de tassement g/ml 0,35 pH 2 grandeur moyenne des particules min 13 surface d'après BET m /g 460 D'autres noirs de fumée de la classe HCC II ou HCC II (o) pouvant être utilisés selon l'invention ont les caractéristiques physico-chimiques suivantes FW 2 FW 2 FW 2 FW 1 FW 18 perle V indice nigrométrique 63 63 63 64 68 consommation d'huile % 730 500 700 880 800 constituants volatils % 15 15 15 5 5 densité de tassement g/ml 0,15 0,37 0,17 0 -13 0,13 pH 3 3 3 4 5 grandeur moyenne des particules mF 13 13 13 13 15 surface d'après BET m2/g 460 460 460 320 260 Avec le noir de fumée de la classe selon l'invention, on peut obtenir, pour une dispersion d'une durée de 72 heures ou plus dans un broyeur ayant des billes d'acier comme moyens de frottement, une absorption optimale des rayons solaires Comme critère d'une répartition correcte du noir de fumée peut servir la détermination de l'indice granulométrique, qui peut se situer aux environs de 5 L'épaisseur de la pellicule sèche de la laque appliquée ne doit pas dépasser selon l'invention 20 On peut améliorer l'efficacité de la pellicule au moyen d'une légère structuration superficielle- Cette structure peut etre réalisée par différentes mesures, par exemple par addition de silice préparée par pyrogénation Le procédé selon l'invention est expliqué et décrit plus en détail en regard des exemples qui suivent A cette fin, on a préparé 5 échantillons correspondant aux indications du tableau I Tableau 1 Recettes (% en poids) Nr.1 Nr.2 Nr.3 Nr.4 Nr.5 FW 200 perlé 1,0 1,0 1,5 2,2 2,2 résine acrylique thermodurcissable, 50 % 40,0 40,0 6,0 - résine alkyde - - - 51,4 51,4 non séchée, 60 % (suite du tableau 1) Recettes (% en poids) Nr.1 Nr.2 Nr.3 Nr.4 Nr.5 résine mélamine, 55 % - - 24,0 24,0 n-butanol - - 2 22 2 2,2 éthylglycol - - - 3,4 3,4 acétate éthylglycolique 29,5 29,0 1975 xylène 29,5 28,5 19,0 16,8 16,8 agent de matité+)1 - 1,5 - - 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 concentration du noir de fumée par rapport au liant 5 5 5 5 5 (%) durée de dispersion dans le broyeur à billes (h) 72 72 72 24 72 indice granulométrique (t 5 5+)2 5 18 7 séchage 15' à 1800C 30' à 1200C addition d'agent de matité +)2 sans agent de matité Exécution de l'essai Des plaques de fer enduites de peintures, ayant les dimensions de 150 x 70 x 1 mm, ont été exposées dans une pièce climatisée (selon DIN 50 104) à une source de lumière semblable à la lumière solaire On a suivi le développement de la température à l'envers des plaques à l'aide d'un thermomètre de contact, et on l'a enregistrée avec un scripteur automatique en fonction du temps Les données numériques sont indiquées au tableau 2. La figure 1 donne une représentation graphique des résultats indiqués au tableau 2 La figure 2 montre l'influence exercée par une légère structuration de la surface des plaques sur l'absorption de chaleur. Pour la formation de la structure de la surface, on a utilisé de la silice préparée par pyrogénation (Aérosil 200) ayant les caractéristiques physico-chimiques suivantes : surface d'après BET m2/g 200 # 25 grandeur moyenne des particules primaires millimicron 12 poids en vrac substance normale g/l environ 60 substance tassée (addition "V") g/l environ 120 volume de tassement (d'après DIN 53 194) substance normale ml/100 g environ 1700 substance tassée (addition "V") ml/100 g environ 1000 perte au séchage 'après DIN 53 198, procédé A) (2 heures à 1050C) % 3,6 - 4,3 SiO2 % Al2O3 % Fe2O3 % TiO2 % HCl % La figure 3 montre l'influence de la durée de dispersion sur l'absorption de chaleur pour un système de liants de résine alkyde-mélamine La comparaison de la courbe Nr.5 de la figure 3 avec la courbe Nr. I de la figure 2 montre que l'absorption de chaleur est à peu près indépendante du système de liants Tableau 2 Tôle de fer Pellicule temps de indice Température en C après exposition enduite avec Surface séche, dispersion granu- pendant ... min laque Nr. au broyeur lométrià billes,h que, 0' 5' 10' 15' 20' 25' 30' sans enduction - - - 25,0 44,8 48,5 - - 46,6 49,6 Nr.1 brillante 10 72 5 25,0 64,6 69,5 - - - 72,5 Nr.2 mate 9 72 5+) 25,0 64,8 68,8 70,6 71,8 - 71,8 Nr.3 brillante avec légère structura- 15-20 72 5 25,0 72,5 - 76,3 - - 76,3 tion Nr.4 brillante 28 24 18 25,0 53,8 - - - 53,8 Nr.5 brillante- 30 72 7 25,0 70,3 71,8 - - - 72,5 +) sans agent de matité. Figure 1 Température ( C) Courbe Temps (h) liant Aspect -.-O-.- 72 résine acrylique structuré, brillant thermodurcissable Nr 3 ..... 72 résine alkyde- uni, brillant Nr.5 mélamine ...... 72 72 résine acrylique unie brillant NrOl thermodurcissable ....... 72 résine acrylique uni, mat Nr.2 thermodurcissable ........ 24 résine alkyde- unité, brillant Nr.4 mélamine ......... sans enduction temps (min) Figure 2 Température ( C) Dispersion : dans broyeur à billes Courbe Temps (h) liant Surface 0 72 résine acrylique structurée, thermodurcissable brillante Nr.3 72 résine acrylique unie, thermodurcissable brillante Nr.1 temps (min) Figure 3 Température ( C) Dispersion : dans nroyeur à billes Courbe Temps liant Surface 0 72 résine alkyde- unie, mélamine brillante, Nr.5 24 résine alkyde- unie, mélamine brillante0 Nrç4 temps (min) R EVEN D I~CATI~O N Procédé pour le revetement de capteurs solaires, absorbant la lumière et emmagasinant la chaleur, avec une laque à base de pigments noirs, caractérisé ence qu'on forme une dispersion de noir de fumée de la classe HCC II ou HCC II (o) avec un liant et un solvant ou un mélange de solvants - la concentration du noir de fumée par rapport au liant étant de 3 à 10 % en poids de préférence de 5 % - dans un broyeur à billes pendant 72 à 92 heures, que l'on enduit avec la laque ainsi obtenue, ayant un indice granulométrique de 4 à 8 @, le capteur solaire, et l'on sèche de manière à obtenir après séchage une pellicule ayant une épaisseur de 5 à 30