[發明專利]一種高強度耐老化光伏浮體用聚乙烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202211074765.0
• 申請日: 2022-09-02
• 公開（公告）號: CN115403847B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 龐惠文;李響;徐增輝;陳星;洪念成;鄒亞男
• 申請（專利權）人: 中建中環生態環保科技有限公司;中建中環新能源有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/08;C08L97/02;C08L79/04;C08K3/26;C08K9/06;C08K3/22
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 王斌

本發明涉及高分子材料技術領域，具體地，涉及一種漂浮式光伏浮體用聚乙烯復合材料及其制備方法；所述的復合材料，其特征在于，包括如下重量份的各原料制得：聚乙烯樹脂100份、烯類共聚物15~25份、雜化天然纖維2~4份、抗紫外納米粒子1~2份、助劑0~2份。具有優良的力學性能和抗老化能力。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體地，涉及一種漂浮式光伏浮體用聚乙烯復合材料及其制備方法。

背景技術

光伏發電作為一種綠色環保的“負碳”技術，具有廣闊前景。我國光伏產業以地面光伏和屋頂光伏為主，存在占用土地資源和布局分散等問題，開發適用于水域環境的漂浮式光伏意義重大。我國東南部地區河湖、水庫等水域面積廣闊，為漂浮式光伏提供巨大建設空間。

浮體是漂浮式光伏的漂浮基礎，現有浮體材料以高密度聚乙烯為主，高密度聚乙烯具有輕質、抗沖擊性能優、易于運輸等優點。但是，高密度聚乙烯存在的耐老化性能差和力學強度低的缺陷，使其在長期的水面環境因素影響下容易發生破裂，影響漂浮式電站的穩定性。開發一種高強度、耐老化性能優異的聚乙烯浮體材料對漂浮式光伏電站的發展具有重要意義。

本發明針對上述問題，提供了一種漂浮式光伏浮體及其制備方法。

發明內容

本發明的一個目的是在于提供一種漂浮式光伏浮體用高密度聚乙烯復合材料，該材料力學強度高，耐老化性能優異；本發明的另一個目的在于提供一種漂浮式光伏浮體的制備方法，采用雜化纖維-納米粒子協同增強的方法進行光伏浮體制備，該方法工藝簡單易行，適合工業化生產。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

本發明提供了一種漂浮式光伏浮體用高密度聚乙烯復合材料，所述高密度聚乙烯復合材料包括聚乙烯樹脂、烯類共聚物、雜化天然纖維、抗紫外納米粒子、助劑。

進一步地，所述聚乙烯樹脂、烯類共聚物、雜化天然纖維、抗紫外納米粒子、助劑的質量比為：100：(15～25)：(2～4)：(1～2)：(0～2)；進一步優選為100：(18～22)：(2～3)：(1～1.5)：(0～1)。

其中，所述聚乙烯樹脂密度為1.015～1.035g/cm³，在230℃、2.16kg?的溶體流動速率為0.4～0.7g/10min。

其中，所述烯類共聚物為乙烯、丙烯、辛烯等兩種烯類單體的共聚物，密度為0.905～0.925g/cm³，在230℃、2.16kg的熔體流動速率為?1.1～1.3g/10min。

其中，所述助劑為潤滑劑、抗氧劑、著色劑中的一種或幾種的混合物。

其中，所述雜化天然纖維的制備方法如下：

(1)將天然纖維超聲分散在1g/L的咖啡酸溶液中，調節pH至8.5，攪拌4-5h后，過濾、洗滌、干燥后得到咖啡酸包覆的天然纖維。對天然纖維表面進行咖啡酸預處理的目的，是通過咖啡酸的原位包覆，增強天然纖維的表面活性基團(羧基等)。

其中，所述天然纖維為麻纖維、竹纖維、木纖維、棉纖維中的一種或幾種的混合物，所述天然纖維的長度為5-8mm。

(2)進一步，將上述咖啡酸包覆的天然纖維加入到無機納米粒子分散液中，攪拌2-3h，制備無機納米粒子沉積的天然纖維。添加無機納米粒子的目的，是利用無機納米粒子與咖啡酸包覆的天然纖維表面羧基基團之間的非共價鍵相互作用，實現無機納米粒子在天然纖維的表面沉積，進而通過構建雜化結構提升天然纖維的自身強度和纖維的表面粗糙度，達到纖維增強聚乙烯材料的最終目的。

其中，所述無機納米粒子為納米碳酸鈣、納米磷酸鈣、納米二氧化鈦等中的一種或幾種的混合物。