[发明专利]一种高强度耐老化光伏浮体用聚乙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度耐老化光伏浮体用聚乙烯复合材料及其制备方法，其中，该聚乙烯复合材料包括下述重量份的原料：聚乙烯树脂60‑80份、乙烯‑辛烯共聚物10‑15份、改性碳纤维8‑12份、改性海泡石纤维3‑6份、助剂0‑2份。本发明制得的聚乙烯复合材料兼具高力学强度和高耐老化性能，不易受到外界因素的破坏，具有优良的使用稳定性，适合应用于光伏系统浮体外壳材料。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高强度耐老化光伏浮体用聚乙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

由于光伏发电需要设在人口较为密集的地方，其设立地点受到很大的限制。水面光伏是将光伏发电设备安装在水上，具有节约土地、避免遮光等诸多优势，成为光伏产业备受关注的发展方向。但是，水面光伏安装存在波浪、潮汐、大风、侵蚀等诸多外部影响因素，为了保证光伏发电的长期性和可靠性，对使用的浮体材料的性能提出了更高的要求。高密度聚乙烯具有重量轻、抗冲击性能好、易于安装和搬运的特点，是常用的浮体外壳用材料。目前的浮体外壳用高密度聚乙烯材料在强度、耐老化性能上仍然存在一定的局限，在长期的水面环境因素影响下容易发生破裂，影响水面光伏发电的稳定性。因此，开发一种具有高强度、高耐老化性能的聚乙烯浮体外壳材料，具有重要的现实意义。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高强度耐老化光伏浮体用聚乙烯复合材料及其制备方法。

本发明提出的一种高强度耐老化光伏浮体用聚乙烯复合材料，包括下述重量份的原料：

聚乙烯树脂60-80份、乙烯-辛烯共聚物10-15份、改性碳纤维8-12份、改性海泡石纤维3-6份、助剂0-2份。

优选地，所述改性碳纤维的制备方法为：将纳米二氧化钛和硅烷偶联剂加入无水乙醇中分散均匀得到浸渍液，然后将碳纤维在所述浸渍液中浸渍处理1-2h，取出后于100-140℃干燥，即得。

优选地，所述浸渍液中，纳米二氧化钛、硅烷偶联剂、无水乙醇的重量比为(1-2)：(1-2)：100；所述碳纤维与浸渍液的重量比为(1-2)：10。

优选地，所述碳纤维的直径为5-20μm，长度为500-1500μm，比表面积≥700m²/g。

优选地，所述改性海泡石纤维的制备方法为：先将海泡石纤维加入水中超声分散均匀，然后加入表面改性剂搅拌改性2-4h，过滤、洗涤、干燥，即得；所述表面改性剂由阳离子季铵盐表面活性剂、硅烷偶联剂组成。

优选地，所述表面改性剂中，阳离子季铵盐表面活性剂、硅烷偶联剂的摩尔比为(3-4)：1；所述海泡石纤维与表面改性剂的重量比为100：(1-2)。

优选地，所述海泡石纤维的直径为100-200nm，长度为1-5μm，比表面积≥400m²/g。

优选地，所述阳离子季铵盐表面活性剂为十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵中的一种或者几种的混合。

优选地，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570中的一种或者几种的混合。

优选地，所述聚乙烯树脂的密度为0.945-0.965g/cm³，在230℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为0.35-0.65g/10min。

优选地，所述乙烯-辛烯共聚物的密度为0.85-0.87g/cm³，在230℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为1-2g/10min。

优选地，所述助剂为抗氧剂、润滑剂、光稳定剂、着色剂中的一种或者几种的混合。

一种所述的高强度耐老化光伏浮体用聚乙烯复合材料的制备方法，包括下述步骤：