CN111303587A - 一种多纤维复合树脂基光伏支架材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多纤维复合树脂基光伏支架材料，其它是由下述重量份的原料组成的：异丙醇5‑7、2,2‑二羟甲基丙酸3‑4、环氧树脂100‑130、三硬脂酸甘油酯1‑2、环氧改性纤维10‑15、十二烷基伯胺3‑5、硫化亚锡0.8‑1。本发明首先以玻璃纤维、碳纤维为原料，分散到环氧丙烷的氯仿溶液中，得纤维分散液，然后与蓖麻酸钙的醇溶液共混，得到环氧改性纤维，通过该处理，可以有效的改善复合纤维的表面活性，之后将该环氧改性纤维与酯化料共混，加入十二烷基伯胺，高温下促进环氧交联，从而实现了各原料之间的相容性，提高了成品材料的力学稳定性，本发明采用多种纤维复合，增强了成品光伏支架材料的韧性和强度。

Description

一种多纤维复合树脂基光伏支架材料及其制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种多纤维复合树脂基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、固定太阳能面板设计的特殊的支架。一般材质有铝合金、碳钢及不锈钢。太阳能支撑系统相关产品材质为碳钢和不锈钢，碳钢表面做热镀锌处理，户外使用30年不生锈。太阳能光伏支架系统的特点是无焊接、无钻孔、100%可调、100%可重复利用；然而，合金材料存在价格高，需要进行表面防锈处理等缺陷，而且铝合金的承受力低，抗冲击强度较低；
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石七种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域；
碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。碳纤维与传统的玻璃纤维相比，杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比，杨氏模量是其2倍左右，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性突出；
可以看出，碳纤维、玻璃纤维都具有很好的性能，可以适用于光伏支架材料，因此，本发明的目的就是提供一种多纤维复合树脂基光伏支架材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种多纤维复合树脂基光伏支架材料。
本发明的另一目的在于提供一种多纤维复合树脂基光伏支架材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种多纤维复合树脂基光伏支架材料，它是由下述重量份的原料组成的：
异丙醇5-7、2,2-二羟甲基丙酸3-4、环氧树脂E44 100-130、三硬脂酸甘油酯1-2、环氧改性纤维10-15、十二烷基伯胺3-5、硫化亚锡0.8-1。
所述环氧改性纤维是由下述重量份的原料组成的：
玻璃纤维20-30、碳纤维10-15、环氧丙烷4-7、辛基异噻唑啉酮1-2、乙酸异丁酸蔗糖酯0.1-0.3、蓖麻酸钙0.7-1。
所述环氧改性纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）取蓖麻酸钙，加入到其重量6-9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入乙酸异丁酸蔗糖酯，得醇分散液；
（2）取辛基异噻唑啉酮，加入到其重量10-15倍的氯仿中，搅拌均匀，加入环氧丙烷，送入到55-60℃的恒温水浴中，加入玻璃纤维、碳纤维，保温搅拌1-2小时，得纤维分散液；
（3）取上述醇分散液、纤维分散液混合，超声30-40分钟，抽滤，将滤饼水洗，真空80-85℃下干燥80-100分钟，冷却至常温，即得所述环氧改性纤维。
实现本发明另一目的而采用以下技术方案：
一种多纤维复合树脂基光伏支架材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取异丙醇、2,2-二羟甲基丙酸混合，升高温度为90-95℃，加入环氧树脂重量的15-20%，保温搅拌1-2小时，加入三硬脂酸甘油酯，搅拌至常温，得酯改性环氧树脂；
（2）取上述酯改性环氧树脂，与环氧改性纤维混合，搅拌均匀，加入十二烷基伯胺，升高温度为150-160℃，保温搅拌70-80分钟，冷却至常温，得预混料；
（3）取上述预混料，与硫化亚锡、剩余的环氧树脂共混，搅拌均匀，送至双螺杆挤出至定型模头，经冷却模头冷却至室温后，再经牵引机引出，切割成光伏支架材料。
本发明的优点：
本发明首先以玻璃纤维、碳纤维为原料，分散到环氧丙烷的氯仿溶液中，得纤维分散液，然后与蓖麻酸钙的醇溶液共混，得到环氧改性纤维，通过该处理，可以有效的改善复合纤维的表面活性，之后将该环氧改性纤维与酯化料共混，加入十二烷基伯胺，高温下促进环氧交联，从而实现了各原料之间的相容性，提高了成品材料的力学稳定性，本发明采用多种纤维复合，增强了成品光伏支架材料的韧性和强度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步地说明。
实施例1
一种多纤维复合树脂基光伏支架材料，它是由下述重量份的原料组成的：
异丙醇7、2,2-二羟甲基丙酸4、环氧树脂130、三硬脂酸甘油酯2、环氧改性纤维15、十二烷基伯胺5、硫化亚锡1。
所述的环氧树脂为环氧树脂E44。
所述环氧改性纤维是由下述重量份的原料组成的：
玻璃纤维30、碳纤维15、环氧丙烷7、辛基异噻唑啉酮2、乙酸异丁酸蔗糖酯0.3、蓖麻酸钙1。
所述环氧改性纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）取蓖麻酸钙，加入到其重量9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入乙酸异丁酸蔗糖酯，得醇分散液；
（2）取辛基异噻唑啉酮，加入到其重量115倍的氯仿中，搅拌均匀，加入环氧丙烷，送入到60℃的恒温水浴中，加入玻璃纤维、碳纤维，保温搅拌2小时，得纤维分散液；
（3）取上述醇分散液、纤维分散液混合，超声40分钟，抽滤，将滤饼水洗，真空85℃下干燥100分钟，冷却至常温，即得所述环氧改性纤维。
一种多纤维复合树脂基光伏支架材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取异丙醇、2,2-二羟甲基丙酸混合，升高温度为95℃，加入环氧树脂重量的20%，保温搅拌2小时，加入三硬脂酸甘油酯，搅拌至常温，得酯改性环氧树脂；
（2）取上述酯改性环氧树脂，与环氧改性纤维混合，搅拌均匀，加入十二烷基伯胺，升高温度为160℃，保温搅拌80分钟，冷却至常温，得预混料；
（3）取上述预混料，与硫化亚锡、剩余的环氧树脂共混，搅拌均匀，送至双螺杆挤出至定型模头，经冷却模头冷却至室温后，再经牵引机引出，切割成光伏支架材料。
实施例2
一种多纤维复合树脂基光伏支架材料，它是由下述重量份的原料组成的：
异丙醇5、2,2-二羟甲基丙酸3、环氧树脂100、三硬脂酸甘油酯1、环氧改性纤维10、十二烷基伯胺3、硫化亚锡0.8。
所述的环氧树脂为环氧树脂E44。
所述环氧改性纤维是由下述重量份的原料组成的：
玻璃纤维20、碳纤维10、环氧丙烷4、辛基异噻唑啉酮1、乙酸异丁酸蔗糖酯0.1、蓖麻酸钙0.7。
所述环氧改性纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）取蓖麻酸钙，加入到其重量6倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入乙酸异丁酸蔗糖酯，得醇分散液；
（2）取辛基异噻唑啉酮，加入到其重量10倍的氯仿中，搅拌均匀，加入环氧丙烷，送入到55℃的恒温水浴中，加入玻璃纤维、碳纤维，保温搅拌1-2小时，得纤维分散液；
（3）取上述醇分散液、纤维分散液混合，超声30分钟，抽滤，将滤饼水洗，真空80℃下干燥80分钟，冷却至常温，即得所述环氧改性纤维。
一种多纤维复合树脂基光伏支架材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取异丙醇、2,2-二羟甲基丙酸混合，升高温度为90℃，加入环氧树脂重量的15%，保温搅拌1小时，加入三硬脂酸甘油酯，搅拌至常温，得酯改性环氧树脂；
（2）取上述酯改性环氧树脂，与环氧改性纤维混合，搅拌均匀，加入十二烷基伯胺，升高温度为150℃，保温搅拌70分钟，冷却至常温，得预混料；
（3）取上述预混料，与硫化亚锡、剩余的环氧树脂共混，搅拌均匀，送至双螺杆挤出至定型模头，经冷却模头冷却至室温后，再经牵引机引出，切割成光伏支架材料。
性能测试：
本发明实施例1的多纤维复合树脂基光伏支架材料：
抗冲击强度：692J/m；
纵向拉伸强度：881Mpa；
横向拉伸强度：70Mpa；
本发明实施例2的多纤维复合树脂基光伏支架材料：
抗冲击强度：703J/m；
纵向拉伸强度：876Mpa；
横向拉伸强度：67Mpa。

Claims (4)

1.一种多纤维复合树脂基光伏支架材料，其特征在于：是由下述重量份的原料组成的：
异丙醇5-7、2,2-二羟甲基丙酸3-4、环氧树脂E44 100-130、三硬脂酸甘油酯1-2、环氧改性纤维10-15、十二烷基伯胺3-5、硫化亚锡0.8-1。
2.根据权利要求1所述的一种多纤维复合树脂基光伏支架材料，其特征在于：所述环氧改性纤维是由下述重量份的原料组成的：
玻璃纤维20-30、碳纤维10-15、环氧丙烷4-7、辛基异噻唑啉酮1-2、乙酸异丁酸蔗糖酯0.1-0.3、蓖麻酸钙0.7-1。
3.根据权利要求2所述的一种多纤维复合树脂基光伏支架材料，其特征在于：所述环氧改性纤维的制备方法，包括以下步骤：
（1）取蓖麻酸钙，加入到其重量6-9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入乙酸异丁酸蔗糖酯，得醇分散液；
（2）取辛基异噻唑啉酮，加入到其重量10-15倍的氯仿中，搅拌均匀，加入环氧丙烷，送入到55-60℃的恒温水浴中，加入玻璃纤维、碳纤维，保温搅拌1-2小时，得纤维分散液；
（3）取上述醇分散液、纤维分散液混合，超声30-40分钟，抽滤，将滤饼水洗，真空80-85℃下干燥80-100分钟，冷却至常温，即得所述环氧改性纤维。
4.一种如权利要求1所述多纤维复合树脂基光伏支架材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）取异丙醇，与2,2-二羟甲基丙酸混合，升高温度为90-95℃，加入环氧树脂E44重量的15-20%，保温搅拌1-2小时，加入三硬脂酸甘油酯，搅拌至常温，得酯改性环氧树脂；
（2）取上述酯改性环氧树脂，与环氧改性纤维混合，搅拌均匀，加入十二烷基伯胺，升高温度为150-160℃，保温搅拌70-80分钟，冷却至常温，得预混料；
（3）取上述预混料，与硫化亚锡、剩余的环氧树脂共混，搅拌均匀，送至双螺杆挤出至定型模头，经冷却模头冷却至室温后，再经牵引机引出，切割成光伏支架材料。
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