本发明涉及光伏支架材料,尤其是一种玄武岩纤维复合光伏支架材料的制备方法。
背景技术:
1、随着光伏行业的发展,光伏支架结构轻量化、应用环境极端化成为发展趋势,复合材料中的高性能纤维增强复合材料是光伏支架结构轻量化的首选材料,也是极端环境中使用的不可或缺材料。
2、中国专利cn106589592a: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。
3、中国专利cn110527239a: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。
4、中国专利cn111303587a: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。
5、然而当下公开技术制备的光伏支架具有比重大,纵向拉伸强度较低,全截面压缩性能较差,稳定性差,耐久性差等缺点。
6、鉴于上述原因,本发明提供一种玄武岩纤维复合光伏支架材料的制备方法。
技术实现思路
1、第一方面,本发明提供一种玄武岩纤维复合光伏支架材料的制备方法,其操作步骤为:
2、s1:将10-20份玄武岩纤维,放入至60-80份双酚a型环氧乙烯基脂树脂中浸润10-20min;
3、s2:继续加入0.1-0.3份偶联剂、0.5-1份成膜剂、0.3-0.7份润滑剂、0.5-1份防紫外线增效剂,搅拌混合均匀,得到混合物;
4、s3:将混合物倒入模具中,加热固化成型后,冷却至室温;
5、s4:将成型后的制品拉挤出模具,得到玄武岩纤维复合光伏支架材料。
6、进一步的,所述的偶联剂为kh550、kh560、kh570、kh792中的一种。
7、进一步的,所述的成膜剂为丙烯酸树脂成膜剂、丁二烯树脂成膜剂、环氧聚氨酯成膜剂、聚酯聚氨酯成膜剂中的一种。
8、进一步的,所述的润滑剂为十六烷基三甲基季铵溴化物或聚丙烯酰胺。
9、进一步的,所述的固化温度为150-180℃时间为4-7h。
10、进一步的,所述的拉挤速度为200-300mm/min。
11、第二方面,本发明提供上述防紫外线增效剂的制备方法为:
12、a1:按重量份,将0.2-3.5份10,13-环氧基-10,12-十八碳二烯酸、1-4份硝酸钇、100-200份四氢呋喃进行搅拌混合,于40-50℃反应30-100min;
13、a2:再加入12-15份1,2-二巯基-邻碳硼烷、0.2-2份1-(2-丙烯基)-2-苯并咪唑酮、2-4份三乙胺,升温至50-63℃搅拌时间为100-120min,蒸馏除去四氢呋喃,得到防紫外线增效剂。
14、第三方面,本方法所述的光伏支架包括:立柱、主梁、檩条、撑杆组成;所述的主梁下方由立柱支撑;所述的檩条固定在主梁上;所述的撑杆的一端固定在主梁上,另一端固定在立柱上。
15、反应机理
16、1、巯基-环氧基开环反应
17、反应启动:首先,10,13-环氧基-10,12-十八碳二烯酸钇中的环氧基团由于环张力较大,容易受到亲核试剂的攻击;1,2-二巯基-邻碳硼烷作为亲核试剂,其巯基带有孤对电子,可攻击环氧基的碳原子;
18、开环机制:环氧基被攻击后,发生开环反应,形成羟基并打开碳-氧键;此过程中,碳硼烷的巯基与环氧基的碳原子形成共价键,而环氧基上的氧则与碳硼烷上的另一个巯基氢形成氢键,从而稳定了开环产物。
19、2、巯基-丙烯基加成反应
20、迈克尔加成:1-(2-丙烯基)-2-苯并咪唑酮中的丙烯基作为一种接受体,与1,2-二巯基-邻碳硼烷中的巯基发生迈克尔加成反应;巯基的孤对电子攻击丙烯基的β-碳(即末端碳),导致双键断裂;
21、形成产物:此反应最终在丙烯基的β-碳与巯基之间形成一个新的σ键;结果是苯并咪唑酮与碳硼烷通过一个硫醚链接相连,形成了一个稳定的加成产物。
22、技术效果
23、1、提升耐候性和抗uv性能
24、化学稳定性:引入的苯并咪唑酮和碳硼烷结构增强了材料的化学稳定性,尤其是对紫外线的吸收和屏蔽能力,从而有效延长了光伏支架等户外用品的使用寿命;
25、防紫外线机制:碳硼烷结构具有独特的三维框架,能够有效地散射和吸收紫外线,减少光氧化作用,保护材料不易老化;
26、2.促进材料综合性能的提升
27、力学性能改善:钇配合物的引入可能提高了材料的交联密度,进而增强了固化后的机械强度和热稳定性;
28、耐温性提升:新形成的化学结构稳定,有助于提升材料在高温环境下的操作稳定性和使用寿命,对于光伏支架这样的户外应用尤为重要。
1.一种玄武岩纤维复合光伏支架材料的制备方法,其操作步骤为:
2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合光伏支架材料的制备方法,其特征在于:所述的偶联剂为kh550、kh560、kh570、kh792中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合光伏支架材料的制备方法,其特征在于:所述的成膜剂为丙烯酸树脂成膜剂、丁二烯树脂成膜剂、环氧聚氨酯成膜剂、聚酯聚氨酯成膜剂中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合光伏支架材料的制备方法,其特征在于:所述的润滑剂为十六烷基三甲基季铵溴化物或聚丙烯酰胺。
5.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合光伏支架材料的制备方法,其特征在于:所述的固化温度为150-180℃时间为4-7h。
6.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合光伏支架材料的制备方法,其特征在于:所述的拉挤速度为200-300mm/min。
7.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合光伏支架材料的制备方法,其特征在于:所述的防紫外线增效剂的制备方法为:
8.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合光伏支架材料的制备方法,其特征在于:所述的光伏支架包括:立柱、主梁、檩条、撑杆组成;所述的主梁下方由立柱支撑;所述的檩条固定在主梁上;所述的撑杆的一端固定在主梁上,另一端固定在立柱上。