一种石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架及其制备方法与流程

2021-02-02 17:02:19|

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本发明涉及一种石墨烯增强的太阳能用支架及其制备方法，具体地，涉及一种石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架及其制备方法。

背景技术：

太阳能光伏支架，是太阳能光伏发电系统中摆放、安装、固定太阳能面板设计的特殊的支架。主要目的是为了使整个光伏发电系统得到最大功率输出，结合建设地点的地理、气候及太阳能资源条件，将太阳能组件以一定的朝向，排列方式及间距固定住的支撑结构。一般材质有铝合金、碳钢及不锈钢。

世界性能源危机，促进了新能源产业的迅猛发展，而太阳能是各种可生能源中最重要的基本能源；因此做为将太阳辐射能转换成电能的太阳能发电技术，即光伏产业更是发展飞速；旧的概念中，光伏产业主要包括太阳能组件生产链，控件器和逆变器等电气控制组件生产链。

太阳能支撑系统在太阳能板支撑中的应用优点远不止于简单的生产及安装。太阳能板还可以根据太阳光线及季节灵活移动。

每个太阳能板的斜面都可以通过移动紧固件，调整斜面以适应光线的不同角度，通过再次紧固使太阳能板准确固定在指定的位置。碳钢支架表面一般需要做热镀锌处理，可以在户外使用30年不生锈。

任何类型的太阳能光伏支架设计方案的组件装配部件，最重要的特征之一是耐候性。结构必须牢固可靠，能承受如大气侵蚀，风荷载和其它外部效应。还需要安全可靠的安装，以最小的安装成本达到最大的使用效果，几乎免维护，以及可靠的维修。目前，太阳能板支架一般采用阳极氧化方式，在表面镀一层锌，达到防腐的目的，镀锌价格昂贵，而且无法达到增强的效果。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种石墨烯增强的太阳能用支架及其制备方法，主要解决支架重量太大不易搬运的问题，并能够增强支架防腐效果，以及增强支架强度，延长使用寿命。

为了达到上述目的，本发明提供了一种石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架的方法，其中，所述的方法包含：步骤1，制备石墨烯材料；步骤2，采用步骤1所得的石墨烯材料，制备石墨烯高强涂料；步骤3，将太阳能用支架表面清洗干净；步骤4，待支架表面干燥整洁后，用液压喷枪和步骤2所得的石墨烯高强涂料，对支架进行喷涂，使石墨烯高强涂料均匀地涂覆在太阳能用支架上；步骤5，采用步骤4喷涂后的支架进行搭建，并固定太阳能发电板。

上述的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架的方法，其中，所述的步骤1为：将石墨烯原料加入去离子水中，配置石墨烯水溶液，再加入改性剂混合均匀，在50-80℃下机械搅拌，得到改性石墨烯水溶液，作为石墨烯材料。

上述的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架的方法，其中，所述的改性剂包含硅烷偶联剂、十二烷基苯磺酸钠、十二溴代烷、聚乙烯醇中的任意一种或多种。

上述的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架的方法，其中，所述的步骤2是将改性石墨烯水溶液与高强涂料混合，搅拌均匀，得到石墨烯高强涂料。

上述的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架的方法，其中，所述的高强涂料的成分包含异氰酸酯、端胺基聚醚、芳香族位阻二胺、乙二醇、硅烷偶联剂、助剂。

上述的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架的方法，其中，所述的高强涂料的成分中，异氰酸酯、端胺基聚醚、芳香族位阻二胺、乙二醇、硅烷偶联剂、助剂的质量比为(50-70):(60-80):(3-5):(3-8):(1-5):(1-5)。

上述的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架的方法，其中，所述的高强涂料与改性石墨烯水溶液的质量比为(15-60):(1-13)。

上述的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架的方法，其中，所述的步骤2中，将改性石墨烯水溶液与高强涂料在40-100℃的温度条件下机械搅拌5-10小时，得到石墨烯高强涂料。

上述的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架的方法，其中，所述的步骤4中，用液压喷枪在0.3～1.6mpa压力下均匀喷涂石墨烯高强涂料，喷涂厚度为1-3mm。

本发明还提供了通过上述的方法制备的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架。

本发明提供的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架及其制备方法具有以下优点：

本发明研发的一种石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架主要有几大特点：一是质量轻，解决支架重量太大不易搬运问题，节省运输成本；二是增强支架防腐效果，石墨烯复合涂料不易腐蚀；三是增强支架强度，在支架表面均匀喷涂一层石墨烯高强涂料，不仅可以防腐还可以增强抗拉抗压能力，应对更恶劣的天气；四是延长支架的使用寿命。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

本发明提供的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架的方法，其包含：

步骤1，制备石墨烯材料；步骤2，采用步骤1所得的石墨烯材料，制备石墨烯高强涂料；步骤3，将太阳能用支架表面清洗干净；步骤4，待支架表面干燥整洁后，用液压喷枪和步骤2所得的石墨烯高强涂料，对支架进行喷涂，使石墨烯高强涂料均匀地涂覆在太阳能用支架上；步骤5，采用步骤4喷涂后的支架进行搭建，并固定太阳能发电板。

优选地，步骤1为：将石墨烯原料加入去离子水中，配置石墨烯水溶液，再加入改性剂混合均匀，在50-80℃下机械搅拌，得到改性石墨烯水溶液，作为石墨烯材料。搅拌转速为200～400r/分钟，搅拌时间为20～40分钟。石墨烯原料为石墨烯粉体或氧化石墨烯粉体。改性石墨烯水溶液中按质量百分比计包含改性剂1～5％，加入的石墨烯原料在溶液中的质量浓度为1～10％。

改性剂包含硅烷偶联剂、十二烷基苯磺酸钠、十二溴代烷、聚乙烯醇等中的任意一种或多种。

步骤2是将改性石墨烯水溶液与高强涂料混合，搅拌均匀，得到石墨烯高强涂料。高强涂料的成分包含异氰酸酯、端胺基聚醚、芳香族位阻二胺、乙二醇、硅烷偶联剂、助剂。高强涂料的成分中，异氰酸酯、端胺基聚醚、芳香族位阻二胺、乙二醇、硅烷偶联剂、助剂的质量比为(50-70):(60-80):(3-5):(3-8):(1-5):(1-5)。高强涂料与改性石墨烯水溶液的质量比为(15-60):(1-13)。硅烷偶联剂和助剂采用现有技术领域中配制涂料常用的硅烷偶联剂和助剂。

步骤2中，将改性石墨烯水溶液与高强涂料在40-100℃的温度条件下机械搅拌5-10小时，得到石墨烯高强涂料。

步骤4中，用液压喷枪在0.3～1.6mpa压力下均匀喷涂石墨烯高强涂料，喷涂厚度为1-3mm。

本发明还提供了通过该方法制备的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架。

下面结合实施例对本发明提供的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架及其制备方法做更进一步描述。

实施例1

一种石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架的方法，其包含：

步骤1，制备石墨烯材料。

优选地，将石墨烯原料加入去离子水中，配置石墨烯水溶液，再加入改性剂混合均匀，在50-80℃下机械搅拌，得到改性石墨烯水溶液，作为石墨烯材料。搅拌转速为200～400r/分钟，搅拌时间为20～40分钟。石墨烯原料为石墨烯粉体或氧化石墨烯粉体。

改性石墨烯水溶液中按质量百分比计包含改性剂1％，加入的石墨烯原料在溶液中的质量浓度为1％。

改性剂包含硅烷偶联剂。

步骤2，采用步骤1所得的石墨烯材料，制备石墨烯高强涂料。

将改性石墨烯水溶液与高强涂料在40-100℃的温度条件下机械搅拌5-10小时，混合均匀，得到石墨烯高强涂料。

高强涂料的成分包含异氰酸酯、端胺基聚醚、芳香族位阻二胺、乙二醇、硅烷偶联剂、助剂。高强涂料的成分中，异氰酸酯、端胺基聚醚、芳香族位阻二胺、乙二醇、硅烷偶联剂、助剂的质量比为50:60:3:3:1:1。高强涂料与改性石墨烯水溶液的质量比为15:1。

步骤3，将太阳能用支架表面清洗干净。

步骤4，待支架表面干燥整洁后，用液压喷枪和步骤2所得的石墨烯高强涂料，在一定压力下对支架进行喷涂，使石墨烯高强涂料均匀地涂覆在太阳能用支架上。喷涂厚度为1-3mm。压力范围控制为0.3～1.6mpa。

步骤5，采用步骤4喷涂后的支架进行搭建，并固定太阳能发电板。

本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架。

实施例2

一种石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架的方法，其包含：

步骤1，制备石墨烯材料。

改性石墨烯水溶液中按质量百分比计包含改性剂2％，加入的石墨烯原料在溶液中的质量浓度为4％。

改性剂包含十二烷基苯磺酸钠。

步骤2，采用步骤1所得的石墨烯材料，制备石墨烯高强涂料。

将改性石墨烯水溶液与高强涂料在40-100℃的温度条件下机械搅拌5-10小时，混合均匀，得到石墨烯高强涂料。

高强涂料的成分包含异氰酸酯、端胺基聚醚、芳香族位阻二胺、乙二醇、硅烷偶联剂、助剂。高强涂料的成分中，异氰酸酯、端胺基聚醚、芳香族位阻二胺、乙二醇、硅烷偶联剂、助剂的质量比为55:65:3.5:4:2:2。高强涂料与改性石墨烯水溶液的质量比为28:5。

步骤3，将太阳能用支架表面清洗干净。

步骤5，采用步骤4喷涂后的支架进行搭建，并固定太阳能发电板。

本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架。

实施例3

一种石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架的方法，其包含：

步骤1，制备石墨烯材料。

改性石墨烯水溶液中按质量百分比计包含改性剂3％，加入的石墨烯原料在溶液中的质量浓度为5％。

改性剂包含十二溴代烷。

步骤2，采用步骤1所得的石墨烯材料，制备石墨烯高强涂料。

将改性石墨烯水溶液与高强涂料在40-100℃的温度条件下机械搅拌5-10小时，混合均匀，得到石墨烯高强涂料。

高强涂料的成分包含异氰酸酯、端胺基聚醚、芳香族位阻二胺、乙二醇、硅烷偶联剂、助剂。高强涂料的成分中，异氰酸酯、端胺基聚醚、芳香族位阻二胺、乙二醇、硅烷偶联剂、助剂的质量比为60:70:4:5:3:3。高强涂料与改性石墨烯水溶液的质量比为45:8。

步骤3，将太阳能用支架表面清洗干净。

步骤5，采用步骤4喷涂后的支架进行搭建，并固定太阳能发电板。

本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架。

实施例4

一种石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架的方法，其包含：

步骤1，制备石墨烯材料。

改性石墨烯水溶液中按质量百分比计包含改性剂4％，加入的石墨烯原料在溶液中的质量浓度为8％。

改性剂包含聚乙烯醇。

步骤2，采用步骤1所得的石墨烯材料，制备石墨烯高强涂料。

将改性石墨烯水溶液与高强涂料在40-100℃的温度条件下机械搅拌5-10小时，混合均匀，得到石墨烯高强涂料。

高强涂料的成分包含异氰酸酯、端胺基聚醚、芳香族位阻二胺、乙二醇、硅烷偶联剂、助剂。高强涂料的成分中，异氰酸酯、端胺基聚醚、芳香族位阻二胺、乙二醇、硅烷偶联剂、助剂的质量比为65:75:4.5:6:4:4。高强涂料与改性石墨烯水溶液的质量比为50:11。

步骤3，将太阳能用支架表面清洗干净。

步骤5，采用步骤4喷涂后的支架进行搭建，并固定太阳能发电板。

本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架。

实施例5

一种石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架的方法，其包含：

步骤1，制备石墨烯材料。

改性石墨烯水溶液中按质量百分比计包含改性剂5％，加入的石墨烯原料在溶液中的质量浓度为10％。

改性剂包含硅烷偶联剂、十二烷基苯磺酸钠、十二溴代烷、聚乙烯醇等中的任意一种或多种。

步骤2，采用步骤1所得的石墨烯材料，制备石墨烯高强涂料。

将改性石墨烯水溶液与高强涂料在40-100℃的温度条件下机械搅拌5-10小时，混合均匀，得到石墨烯高强涂料。

高强涂料的成分包含异氰酸酯、端胺基聚醚、芳香族位阻二胺、乙二醇、硅烷偶联剂、助剂。高强涂料的成分中，异氰酸酯、端胺基聚醚、芳香族位阻二胺、乙二醇、硅烷偶联剂、助剂的质量比为70:80:5:8:5:5。高强涂料与改性石墨烯水溶液的质量比为60:13。

步骤3，将太阳能用支架表面清洗干净。

步骤5，采用步骤4喷涂后的支架进行搭建，并固定太阳能发电板。

本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架。

本发明提供的石墨烯高强涂料增强的太阳能用支架及其制备方法，提供的是一种石墨烯高强涂料增强太阳能用支架的制备工艺及其应用，材料主要包括支架基材以及表面石墨烯高强涂料。工艺主要包括：一是制备石墨烯高强涂料，二是在太阳能用支架上均匀喷涂一层石墨烯高强涂料。主要解决一是支架重量太大不易搬运问题，二是增强支架防腐效果，三是增强支架强度，延长使用寿命。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

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