CN109234649A

CN109234649A - 一种悬浮式水面光伏支架材料及其制备方法

Info

Publication number: CN109234649A
Application number: CN201810927114.9A
Authority: CN
Inventors: 庄益春; 卞祖慧; 陈宁
Original assignee: Jurong Xiexin Integrated Technology Co Ltd
Current assignee: Jurong Xiexin Integrated Technology Co Ltd
Priority date: 2018-08-15
Filing date: 2018-08-15
Publication date: 2019-01-18

Abstract

本发明公开了一种悬浮式水面光伏支架材料及其制备方法。该材料由如下组分及含量组成：铝75‑86%、钢纤维2‑8%、丝蛋白1‑5%、铜0.05‑0.12%、马来酸接枝剂1‑3%、纳米银0.02‑0.05%、氟碳树脂1‑8份、填料0.05‑0.12%、植物提取物0.01‑0.03%，余量为纳米二氧化铝，以上含量按质量百分含量计。本发明所涉及的铝合金材料中，通过加入负载丝蛋白的钢纤维，减少了材料制备过程中组分之间的相容性，减少了助剂的添加，丝蛋白包裹的钢纤维抗老化能力强，另外，填料的改性处理，更是提高了材料的导电性能，拓宽了材料作为应用领域。

Description

一种悬浮式水面光伏支架材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及水面光伏发电领域，具体涉及一种悬浮式水面光伏支架材料及其制备方法。

背景技术

随着陆地及建筑物上光伏发电技术快速发展，使得现有的光伏支架都放置于陆地及建筑物上使用，但近年来，由于国家光伏扶贫任务越来越艰巨，为了节约、集约利用土地，将闲置的池塘、水库、河流等水面利用起来，已成为迫切的需要。

申请号201611123855.9，名称为一种非金属太阳能光伏支架材料，由以下物质及质量份含量制备而成：聚丙烯80份、无机填料0-20份、炭黑0-1份、纳米材料0.1-5份、复合抗氧剂0.1-0.5份、复合抗紫外光剂0.1-0.5份。本发明通过加入一系列填料和改性剂，采用便利快捷的生产方式制得一种非金属太阳能光伏支架材料，所制得的材料具有优异的力学性能和耐候性，同时还降低了使用成本。虽然该支架材料质地轻盈，耐腐蚀性能好，但是热变形差，当光伏板的温度过高，散热受阻时，支架易受光伏板影响，变形，影响光转电的稳定性。

申请号201810031644.5 ，名称为一种铝合金材料、制备方法及其在太阳能光伏支架中的应用。该铝合金材料按质量百分含量计，由如下组分及含量组成：Si的含量为0.2～0.4%，Cu的含量为0.08～0.20%，Mg的含量为0.6～0.8%，Zr的含量为0.15～0.25%，Ti的含量为0.15～0.25%，Mn的含量为0.01～0.15%，其余为铝以及不可避免的杂质。本发明的铝合金材料用于制备太阳能光伏支架型材，使得采用本发明铝合金材料制得的光伏支架比传统铝合金光伏支架构件的耐腐蚀性能更好。但该种支架质地重，对组件基座的承重性要求高，直接影响光伏发电的安全性。

太阳能光伏利用无限量的光能作为资源，解决了能源的问题，但是如何延长太阳能电站的使用寿命，支架的质量有关重要，在强化6063合金优异的加工成形性基础上，必须把提高其抗拉强度、抗腐蚀性能，提高断裂韧性，提高导电导热性，减小应力腐蚀开裂倾向，提高氧化膜质量，延长其使用寿命。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种悬浮式水面光伏支架材料及其制备方法，该支架配方简单，耐候性强，且质地轻盈，适合用于太阳能发电领域。

一种悬浮式水面光伏支架材料，由如下组分及含量组成：铝75-86%、钢纤维2-8%、丝蛋白1-5%、铜0.05-0.12%、马来酸接枝剂1-3%、纳米银0.02-0.05%、氟碳树脂1-8份、填料0.05-0.12%、植物提取物0.01-0.03%，余量为纳米二氧化铝，以上含量按质量百分含量计。

作为改进的是，上述悬浮式水面光伏支架材料，由如下组分及含量组成：铝80%、钢纤维5%、丝蛋白3%、铜0.12%、马来酸接枝剂3%、纳米银0.03%、氟碳树脂6份、填料0.10%、植物提取物0.02%，余量为纳米二氧化铝，以上含量按质量百分含量计。

作为改进的是，所述填料为蒙脱土、纳米二氧化钛和壳聚糖按照摩尔比5：6：1混合而成。

作为改进的是，所述植物提取物为银杏叶提取物、大蒜素或香茅草精油。

作为改进的是，所述丝蛋白的分子量为2500-3000Da。

上述悬浮式水面光伏支架材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将马来酸接枝剂溶解后，加入钢纤维，浸泡2-3小时，再加入丝蛋白，搅拌均匀，冻干后磨碎得负载丝蛋白的钢纤维，备用；

步骤2，将氟碳树脂溶解后，加入铝、铜、纳米银、纳米二氧化铝和填料，搅拌均匀后，浸入植物提取物中，低温冷藏，得混合物A；

步骤3，向混合物A中加入负载丝蛋白的钢纤维，搅拌后喷雾干燥，即可。

作为改进的是，步骤2中低温冷藏的温度为8-10℃。

有益效果

本发明所涉及的铝合金材料中，通过加入负载丝蛋白的钢纤维，减少了材料制备过程中组分之间的相容性，减少了助剂的添加，丝蛋白包裹的钢纤维抗老化能力强，另外，填料的改性处理，更是提高了材料的导电性能，拓宽了材料作为应用领域。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍。

实施例1

一种悬浮式水面光伏支架材料，由如下组分及含量组成：铝75%、钢纤维2%、分子量为2500Da的丝蛋白1%、铜0.05%、马来酸接枝剂1%、纳米银0.02%、氟碳树脂1%、填料0.05%、银杏叶提取物0.01%，余量为纳米二氧化铝，以上含量按质量百分含量计。

其中，所述填料为蒙脱土、纳米二氧化钛和壳聚糖按照摩尔比5：6：1混合而成。

上述一种悬浮式水面光伏支架材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将马来酸接枝剂溶解后，加入钢纤维，浸泡2小时，再加入丝蛋白，搅拌均匀，冻干后磨碎得负载丝蛋白的钢纤维，备用；

步骤2，将氟碳树脂溶解后，加入铝、铜、纳米银、纳米二氧化铝和填料，搅拌均匀后，浸入植物提取物中，8℃下低温冷藏后，得混合物A；

对材料进行检测，弯曲强度为56MPa，200℃下氧化诱导时间为165分钟，疝气老化时间为4200小时，质地轻盈，导电性能优良。

实施例2

一种悬浮式水面光伏支架材料，由如下组分及含量组成：铝80%、钢纤维5%、分子量为2800Da丝蛋白3%、铜0.12%、马来酸接枝剂3%、纳米银0.03%、氟碳树脂6份、填料0.10%、大蒜素0.02%，余量为纳米二氧化铝，以上含量按质量百分含量计。

所述填料为蒙脱土、纳米二氧化钛和壳聚糖按照摩尔比5：6：1混合而成。

步骤1，将马来酸接枝剂溶解后，加入钢纤维，浸泡2.5小时，再加入丝蛋白，搅拌均匀，冻干后磨碎得负载丝蛋白的钢纤维，备用；

步骤2，将氟碳树脂溶解后，加入铝、铜、纳米银、纳米二氧化铝和填料，搅拌均匀后，浸入植物提取物中，9℃下冷藏后，得混合物A；

对材料进行检测，弯曲强度为65MPa，200℃下氧化诱导时间为172分钟，疝气老化时间为4500小时，质地轻盈，导电性能优良。

实施例3

一种悬浮式水面光伏支架材料，由如下组分及含量组成：铝75-86%、钢纤维2-8%、分子量为3000Da丝蛋白1-5%、铜0.05-0.12%、马来酸接枝剂1-3%、纳米银0.02-0.05%、氟碳树脂1-8份、填料0.05-0.12%、香茅草精油0.01-0.03%，余量为纳米二氧化铝，以上含量按质量百分含量计。

步骤1，将马来酸接枝剂溶解后，加入钢纤维，浸泡3小时，再加入丝蛋白，搅拌均匀，冻干后磨碎得负载丝蛋白的钢纤维，备用；

步骤2，将氟碳树脂溶解后，加入铝、铜、纳米银、纳米二氧化铝和填料，搅拌均匀后，浸入植物提取物中，10℃低温冷藏后，得混合物A；

对材料进行检测，弯曲强度为54MPa，200℃下氧化诱导时间为158分钟，疝气老化时间为4200小时，质地轻盈，导电性能优良。

对比例1

去除丝蛋白和马来酸接枝剂，其余同实施例2。

对材料进行检测，弯曲强度为32MPa，200℃下氧化诱导时间为125分钟，疝气老化时间为3200小时，质地轻盈，导电性能优良。

对比例2

除填料改为蒙脱土外，其余同实施例2。

对材料进行检测，弯曲强度为32MPa，200℃下氧化诱导时间为165分钟，疝气老化时间为3580小时，质地轻盈，导电性能减弱。

从上述结果可知，对钢纤维改性处理后，负载丝蛋白减少了润滑剂的添加，同时作为钢纤维的保护层，提高了材料抗老化的能力。另外，填料将蒙脱土与纳米二氧化钛混合，提高了填料的导电性能，提高了材料的应用领域。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种悬浮式水面光伏支架材料，其特征在于，由如下组分及含量组成：铝75-86%、钢纤维2-8%、丝蛋白1-5%、铜0.05-0.12%、马来酸接枝剂1-3%、纳米银0.02-0.05%、氟碳树脂1-8份、填料0.05-0.12%、植物提取物0.01-0.03%，余量为纳米二氧化铝，以上含量按质量百分含量计。

2.根据权利要求1所述的一种悬浮式水面光伏支架材料，其特征在于，由如下组分及含量组成：铝80%、钢纤维5%、丝蛋白3%、铜0.12%、马来酸接枝剂3%、纳米银0.03%、氟碳树脂6份、填料0.10%、植物提取物0.02%，余量为纳米二氧化铝，以上含量按质量百分含量计。

3.根据权利要求1所述的一种悬浮式水面光伏支架材料，其特征在于，所述填料为蒙脱土、纳米二氧化钛和壳聚糖按照摩尔比5：6：1混合而成。

4.根据权利要求1所述的一种悬浮式水面光伏支架材料，其特征在于，所述植物提取物为银杏叶提取物、大蒜素或香茅草精油。

5.根据权利要求1所述的一种悬浮式水面光伏支架材料，其特征在于，所述丝蛋白的分子量为2500-3000Da。

6.基于权利要求1所述的一种悬浮式水面光伏支架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将马来酸接枝剂溶解后，加入钢纤维，浸泡2-3小时，再加入丝蛋白，搅拌均匀，冻干后磨碎得负载丝蛋白的钢纤维，备用；步骤2，将氟碳树脂溶解后，加入铝、铜、纳米银、纳米二氧化铝和填料，搅拌均匀后，浸入植物提取物中，低温冷藏，得混合物A；步骤3，向混合物A中加入负载丝蛋白的钢纤维，搅拌后喷雾干燥，即可。

7.根据权利要求6所述的一种悬浮式水面光伏支架材料的制备方法，其特征在于，步骤2中低温冷藏的温度为8-10℃。