CN110527239A - 一种非金属太阳能光伏支架材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光伏技术领域，尤其是一种非金属太阳能光伏支架材料及其制备方法；其质量份组成如下：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的聚合物10‑20份、石墨烯1‑3份、纳米材料0.2‑4.8份、复合阻燃剂1.2‑3.6份、复合抗老化剂0.2‑0.48份；本发明中的非金属太阳能光伏支架材料，原料配比合理，通过添加石墨烯、纳米材料、复合阻燃剂和复合抗老化剂，提高了光伏支架材料的抗老化性以及阻燃性，同时还提高了塑料光伏支架材料的强度，制得的非金属光伏支架强度高，使用寿命长，而且阻燃性强，使用安全；本发明中的非金属太阳能光伏支架材料的制备方法，制备工艺简单，生产成本低，制得的非金属太阳能光伏支架，强度高，抗老化性强，使用寿命高，阻燃性强，使用安全系数高。

Description

一种非金属太阳能光伏支架材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其是一种非金属太阳能光伏支架材料及其制备方法。
背景技术
太阳能光伏支架是太阳能光伏发电系统中为了摆放、安装、固定太阳能面板而设计的特殊的支架。太阳能光伏支架作为光伏电站的重要组成部分，它承载着光伏电站的发电主体。选择合适的光伏支架不仅可以保证光伏组件的安全运行、降低破损率，更能降低工程造价，减少后期的养护成本。
太阳能光伏支架使用的材料不尽相同，主要有铝合金、不锈钢以及非金属。
现有的非金属材料使用较少，主要是由于现有的非金属材料的抗老化性和机械性能还有待提高。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种非金属太阳能光伏支架材料，该非金属太阳能光伏支架材料的抗老化性能和机械性能都得到明显改善，本发明的另外一个目的是：提供一种非金属太阳能光伏支架材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种非金属太阳能光伏支架材料，其质量份组成如下：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的聚合物10-20份、石墨烯1-3份、纳米材料0.2-4.8份、复合阻燃剂1.2-3.6 份、复合抗老化剂0.2-0.48份。
进一步的，所述复合阻燃剂的质量份组成如下：三（2，3-二溴丙基）异三聚氰酸酯5-10份、三氧化二锑2-8份、三聚磷酸铝0.2-2.4份、四溴苯酐0.3-0.8份。
进一步的，所述复合阻燃剂的质量份组成如下：三（2，3-二溴丙基）异三聚氰酸酯8份、三氧化二锑5份、三聚磷酸铝1.2份、四溴苯酐0.6份。
进一步的，所述复合抗老化剂的质量份组成如下：巴斯夫抗氧剂4-8份、紫外光吸收剂1-2份、亚磷酸酯0.2-0.5份、硫代酯0.2-0.8份。
进一步的，复合抗老化剂的质量份组成如下：巴斯夫抗氧剂6份、紫外光吸收剂1.5份、亚磷酸酯0.4份、硫代酯0.5份。
进一步的，所述纳米材料的质量份组成如下：氧化锌2-5份、二氧化钛0.2-0.6份、三氧化二铝0.2-0.7份。
进一步的，所述纳米材料的质量份组成如下：氧化锌4份、二氧化钛0.4份、三氧化二铝0.45份。
进一步的，所述纳米材料的粒径大小为10-100nm。
一种非金属太阳能光伏支架材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将丙烯腈、丁二烯和苯乙烯制成聚合物，然后在干箱中100℃条件下干燥8-10h后取出待用；
（2）将步骤（1）中的聚合物与纳米材料、复合阻燃剂和复合抗老化剂混合均匀，并加入石墨烯混合均匀，转入双螺杆挤出机中挤出、得到功能母粒，作为非金属太阳光伏支架材料备用。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
1、本发明中的非金属太阳能光伏支架材料，原料配比合理，通过添加石墨烯、纳米材料、复合阻燃剂和复合抗老化剂，提高了光伏支架材料的抗老化性以及阻燃性，同时还提高了塑料光伏支架材料的强度，制得的非金属光伏支架强度高，使用寿命长，而且阻燃性强，使用安全。
2、本发明中的非金属太阳能光伏支架材料的制备方法，制备工艺简单，生产成本低，制得的非金属太阳能光伏支架，强度高，抗老化性强，使用寿命高，阻燃性强，使用安全系数高。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。除非特别说明，下面实施方式中所使用的技术均为本领域内的技术人员已知的常规技术；所使用的仪器设备和试剂等，均为本领域内的技术人员可以通过公共途径如商购等获得的。
一种非金属太阳能光伏支架材料，其质量份组成如下：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的聚合物10-20份、石墨烯1-3份、纳米材料0.2-4.8份、复合阻燃剂1.2-3.6 份、复合抗老化剂0.2-0.48份。
其中，复合阻燃剂的质量份组成如下：三（2，3-二溴丙基）异三聚氰酸酯5-10份、三氧化二锑2-8份、三聚磷酸铝0.2-2.4份、四溴苯酐0.3-0.8份；优选的，复合阻燃剂的质量份组成如下：三（2，3-二溴丙基）异三聚氰酸酯8份、三氧化二锑5份、三聚磷酸铝1.2份、四溴苯酐0.6份。
其中，复合抗老化剂的质量份组成如下：巴斯夫抗氧剂4-8份、紫外光吸收剂1-2份、亚磷酸酯0.2-0.5份、硫代酯0.2-0.8份；优选的，复合抗老化剂的质量份组成如下：巴斯夫抗氧剂6份、紫外光吸收剂1.5份、亚磷酸酯0.4份、硫代酯0.5份。
其中，纳米材料的质量份组成如下：氧化锌2-5份、二氧化钛0.2-0.6份、三氧化二铝0.2-0.7份，优选的，所述纳米材料的质量份组成如下：氧化锌4份、二氧化钛0.4份、三氧化二铝0.45份。
其中，纳米材料的粒径大小为10-100nm。
一种非金属太阳能光伏支架材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将丙烯腈、丁二烯和苯乙烯制成聚合物，然后在干箱中100℃条件下干燥8-10h后取出待用；
（2）将步骤（1）中的聚合物与纳米材料、复合阻燃剂和复合抗老化剂混合均匀，并加入石墨烯混合均匀，转入双螺杆挤出机中挤出、得到功能母粒，作为非金属太阳光伏支架材料备用。
实施例1
一种非金属太阳能光伏支架材料，其质量份组成如下：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的聚合物10份、石墨烯1份、纳米材料0.2份、复合阻燃剂1.2份、复合抗老化剂0.2份；
其中，复合阻燃剂的质量份组成如下：三（2，3-二溴丙基）异三聚氰酸酯5份、三氧化二锑2份、三聚磷酸铝0.2份、四溴苯酐0.3份；
其中，复合抗老化剂的质量份组成如下：巴斯夫抗氧剂4份、紫外光吸收剂1份、亚磷酸酯0.2份、硫代酯0.2份；
其中，纳米材料的质量份组成如下：氧化锌2份、二氧化钛0.2份、三氧化二铝0.2份。
其中，纳米材料的粒径大小为10-100nm。
上述非金属太阳能光伏支架材料的制备方法包括以下步骤：
（1）将丙烯腈、丁二烯和苯乙烯制成聚合物，然后在干箱中100℃条件下干燥8-10h后取出待用；
（2）将步骤（1）中的聚合物与纳米材料、复合阻燃剂和复合抗老化剂混合均匀，并加入石墨烯混合均匀，转入双螺杆挤出机中挤出、得到功能母粒，作为非金属太阳光伏支架材料备用。
实施例2
一种非金属太阳能光伏支架材料，其质量份组成如下：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的聚合物12份、石墨烯1.2份、纳米材料0.8份、复合阻燃剂1.5 份、复合抗老化剂0.25份。
其中，复合阻燃剂的质量份组成如下：三（2，3-二溴丙基）异三聚氰酸酯6份、三氧化二锑3份、三聚磷酸铝0.6份、四溴苯酐0.4份；
其中，复合抗老化剂的质量份组成如下：巴斯夫抗氧剂5份、紫外光吸收剂1.2份、亚磷酸酯0.3份、硫代酯0.4份；
其中，纳米材料的质量份组成如下：氧化锌3份、二氧化钛0.3份、三氧化二铝0.3份。
其中，纳米材料的粒径大小为10-100nm。
上述非金属太阳能光伏支架材料的制备方法包括以下步骤：
（1）将丙烯腈、丁二烯和苯乙烯制成聚合物，然后在干箱中100℃条件下干燥8-10h后取出待用；
（2）将步骤（1）中的聚合物与纳米材料、复合阻燃剂和复合抗老化剂混合均匀，并加入石墨烯混合均匀，转入双螺杆挤出机中挤出、得到功能母粒，作为非金属太阳光伏支架材料备用。
实施例3
一种非金属太阳能光伏支架材料，其质量份组成如下：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的聚合物15份、石墨烯2份、纳米材料2.5份、复合阻燃剂2.4 份、复合抗老化剂0.25份。
其中，复合阻燃剂的质量份组成如下：三（2，3-二溴丙基）异三聚氰酸酯8份、三氧化二锑5份、三聚磷酸铝1.2份、四溴苯酐0.6份；
其中，复合抗老化剂的质量份组成如下：巴斯夫抗氧剂6份、紫外光吸收剂1.5份、亚磷酸酯0.4份、硫代酯0.5份；
其中，纳米材料的质量份组成如下：氧化锌4份、二氧化钛0.4份、三氧化二铝0.45份。
其中，纳米材料的粒径大小为10-100nm。
上述非金属太阳能光伏支架材料的制备方法包括以下步骤：
（1）将丙烯腈、丁二烯和苯乙烯制成聚合物，然后在干箱中100℃条件下干燥8-10h后取出待用；
（2）将步骤（1）中的聚合物与纳米材料、复合阻燃剂和复合抗老化剂混合均匀，并加入石墨烯混合均匀，转入双螺杆挤出机中挤出、得到功能母粒，作为非金属太阳光伏支架材料备用。
实施例4
一种非金属太阳能光伏支架材料，其质量份组成如下：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的聚合物18份、石墨烯2.4份、纳米材料4.5份、复合阻燃剂3.2份、复合抗老化剂0.36份。
其中，复合阻燃剂的质量份组成如下：三（2，3-二溴丙基）异三聚氰酸酯8份、三氧化二锑6份、三聚磷酸铝2.1份、四溴苯酐0.7份；
其中，复合抗老化剂的质量份组成如下：巴斯夫抗氧剂6份、紫外光吸收剂1.8份、亚磷酸酯0.4份、硫代酯0.6份；
其中，纳米材料的质量份组成如下：氧化锌4.6份、二氧化钛0.5份、三氧化二铝0.6份。
其中，纳米材料的粒径大小为10-100nm。
上述非金属太阳能光伏支架材料的制备方法包括以下步骤：
（1）将丙烯腈、丁二烯和苯乙烯制成聚合物，然后在干箱中100℃条件下干燥8-10h后取出待用；
（2）将步骤（1）中的聚合物与纳米材料、复合阻燃剂和复合抗老化剂混合均匀，并加入石墨烯混合均匀，转入双螺杆挤出机中挤出、得到功能母粒，作为非金属太阳光伏支架材料备用。
实施例5
一种非金属太阳能光伏支架材料，其质量份组成如下：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的聚合物20份、石墨烯3份、纳米材料4.8份、复合阻燃剂3.6 份、复合抗老化剂0.48份。
其中，复合阻燃剂的质量份组成如下：三（2，3-二溴丙基）异三聚氰酸酯10份、三氧化二锑8份、三聚磷酸铝2.4份、四溴苯酐0.8份；
其中，复合抗老化剂的质量份组成如下：巴斯夫抗氧剂8份、紫外光吸收剂2份、亚磷酸酯0.5份、硫代酯0.8份；
其中，纳米材料的质量份组成如下：氧化锌5份、二氧化钛0.6份、三氧化二铝0.7份。
其中，纳米材料的粒径大小为10-100nm。
上述非金属太阳能光伏支架材料的制备方法包括以下步骤：
（1）将丙烯腈、丁二烯和苯乙烯制成聚合物，然后在干箱中100℃条件下干燥8-10h后取出待用；
（2）将步骤（1）中的聚合物与纳米材料、复合阻燃剂和复合抗老化剂混合均匀，并加入石墨烯混合均匀，转入双螺杆挤出机中挤出、得到功能母粒，作为非金属太阳光伏支架材料备用。
非金属太阳能光伏支架材料的性能见表1
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 普通市售
弯曲强度/MPa 45 42 40 38 39 38
冲击强度/(J/m) 685 630 640 620 600 589
氧化诱导时间（200℃）/min 160 158 156 155 156 140
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种非金属太阳能光伏支架材料，其特征在于：其质量份组成如下：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的聚合物10-20份、石墨烯1-3份、纳米材料0.2-4.8份、复合阻燃剂1.2-3.6 份、复合抗老化剂0.2-0.48份。
2.根据权利要求1所述的一种非金属太阳能光伏支架材料，其特征在于：所述复合阻燃剂的质量份组成如下：三（2，3-二溴丙基）异三聚氰酸酯5-10份、三氧化二锑2-8份、三聚磷酸铝0.2-2.4份、四溴苯酐0.3-0.8份。
3.根据权利要求2所述的一种非金属太阳能光伏支架材料，其特征在于：所述复合阻燃剂的质量份组成如下：三（2，3-二溴丙基）异三聚氰酸酯8份、三氧化二锑5份、三聚磷酸铝1.2份、四溴苯酐0.6份。
4.根据权利要求1所述的一种非金属太阳能光伏支架材料，其特征在于：所述复合抗老化剂的质量份组成如下：巴斯夫抗氧剂4-8份、紫外光吸收剂1-2份、亚磷酸酯0.2-0.5份、硫代酯0.2-0.8份。
5.根据权利要求4所述的一种非金属太阳能光伏支架材料，其特征在于：复合抗老化剂的质量份组成如下：巴斯夫抗氧剂6份、紫外光吸收剂1.5份、亚磷酸酯0.4份、硫代酯0.5份。
6.根据权利要求1所述的一种非金属太阳能光伏支架材料，其特征在于：所述纳米材料的质量份组成如下：氧化锌2-5份、二氧化钛0.2-0.6份、三氧化二铝0.2-0.7份。
7.根据权利要求6所述的一种非金属太阳能光伏支架材料，其特征在于：所述纳米材料的质量份组成如下：氧化锌4份、二氧化钛0.4份、三氧化二铝0.45份。
8.根据权利要求1所述的一种非金属太阳能光伏支架材料，其特征在于：所述纳米材料的粒径大小为10-100nm。
9.如权利要求1-8中任一项所述的一种非金属太阳能光伏支架材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
（1）将丙烯腈、丁二烯和苯乙烯制成聚合物，然后在干箱中100℃条件下干燥8-10h后取出待用；
（2）将步骤（1）中的聚合物与纳米材料、复合阻燃剂和复合抗老化剂混合均匀，并加入石墨烯混合均匀，转入双螺杆挤出机中挤出、得到功能母粒，作为非金属太阳光伏支架材料备用。
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