一种高强度光伏边框及其制备工艺

申请号 CN202311803480.0 申请日 2023-12-26 公开(公告)号 CN117867443A 公开(公告)日 2024-04-12
申请人 丽瀑金属(江阴)有限公司; 发明人 任君明;
摘要 本 发明 涉及 铝 型材 加工技术领域,具体为一种高强度光伏边框及其制备工艺。具体制备工艺为:先对铝型材浸锌处理,促进其后续渗氮,渗氮后,再进行 阳极 氧 化 处理,对铝型材的综合性能进行增强,使其具有更高的强度和耐 腐蚀 性能;最后配制了聚 氨 酯涂料,将其涂覆到铝型材表面对其进行保护,进一步赋予铝型材 耐腐蚀性 能和抗紫外防老化性能,使其能够长期维持较高的强度,最终加工制成高强度光伏边框。该光伏边框具有优异的耐腐蚀性能和强度,能够适应更为恶劣的室外环境,具有极大应用价值。
权利要求

1.一种高强度光伏边框的制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一:对型材进行预处理,得到预处理铝型材,备用;
步骤二:预处理铝型材经等离子渗氮处理后,再进行阳极化处理,最后清洗,得到增强铝型材;
步骤三:将改性聚酯、抗紫外剂、成膜剂混合均匀,得到聚氨酯涂料;将其涂覆到增强铝型材表面,待其干燥后,加工成光伏边框,得到高强度光伏边框。
2.根据权利要求1所述一种高强度光伏边框的制备工艺,其特征在于:步骤一中,所述预处理过程为:
(1)取铝型材作为光伏边框材料,用1000~2000#砂纸对铝型材进行打磨,再依次用丙、去离子将其清洗干净,晾干得到铝型材A;
(2)在25~40℃下,将铝型材A浸入浸锌液中30~90s,再用去离子水进行清洗,晾干得到铝型材B;
(3)室温下,铝型材B浸入30~50wt%的硝酸溶液中退锌,再用去离子水进行清洗,晾干得到铝型材C;
(4)将铝型材C浸入浸锌液中30~60s,再用去离子水进行清洗,晾干得到预处理铝型材,备用。
3.根据权利要求2所述的一种高强度光伏边框的制备工艺,其特征在于:所述浸锌液包括以下浓度组分:氢氧化钠50~90g/L、硫酸锌20~40g/L、氯化2~5g/L、酒石酸钠50~
70g/L、添加剂10~15g/L,溶剂为去离子水;
其中添加剂的制备方法为:
(1)向反应容器内加入1H‑咪唑‑4‑甲酸、三乙醇胺,超声分散20~40min,缓慢加入
98wt%的浓硫酸作催化剂,在120~160℃下反应2~4h后,待其自然冷却至室温,抽滤,得到酯化物;
(2)搅拌下,将酯化物、氢氧化钾加入到反应容器内,并在氮气氛围下升温,待升温至90~110℃时,缓慢加入环氧乙烷,加入完毕后,调节反应容器压至0.3~0.5MPa,继续升温至110~135℃,搅拌反应3~6h,再保温1~2h,待自然冷却至室温,得到添加剂。
4.根据权利要求3所述的一种高强度光伏边框的制备工艺,其特征在于:所述1H‑咪唑‑
4‑甲酸、三乙醇胺、浓硫酸三者质量比为2:3:(0.05~0.1);所述酯化物、氢氧化钾、环氧乙烷三者质量比为2:1:20。
5.根据权利要求1所述的一种高强度光伏边框的制备工艺,其特征在于:步骤二中,所述等离子渗氮参数:工作气体为氨气,工作温度460~550℃,渗氮时长4~8h,工作压力200~300Pa;所述阳极氧化处理方法为:将渗氮后的铝型材作为阳极,纯铝板作为阴极,放入电解液中进行阳极氧化处理,阳极氧化处理参数:工作温度:15~25℃、工作电压:30~40V、工作时长:15~60min,其中电解液包括以下浓度组分:氢氧化钾50~100g/L、氯化钾30~40g/L、苯胺70~100g/L,溶剂为去离子水。
6.根据权利要求1所述的一种高强度光伏边框的制备工艺,其特征在于:所述改性聚氨酯的制备方法为:
(1)将二异氰酸酯、改性石墨烯、二元醇加入到反应容器中,在65~80℃下,搅拌反应1~3h,得到反应液A;
(2)向反应液A中加入环氧树脂、催化剂,在65~80℃下反应1~3h,再升温至90~100℃继续反应1~2h,得到反应液B;
(3)反应液B降温至40~60℃,搅拌下加入丙酮,经均质化,形成乳液,待其自然冷却至室温,出料得到改性聚氨酯。
7.根据权利要求6所述的一种高强度光伏边框的制备工艺,其特征在于:所述二异氰酸酯、改性石墨烯、二元醇、环氧树脂、催化剂五者加入质量比为(30~50):1:20:5:(0.6~
0.8)。
8.根据权利要求6所述的一种高强度光伏边框的制备工艺,其特征在于:所述改性石墨烯的制备方法为:
(1)将石墨烯、乙二酸加入到球磨机中,在二氧化气氛中球磨10~20h,经过滤、洗涤、干燥,得到羧基化石墨烯;
(2)将羧基化石墨烯加入到去离子水中,超声分散10~20min后,用盐酸调节pH值至3~
5,再加入6‑氨基‑1,3,5‑三嗪‑2,4‑二醇和二环己基碳二亚胺,在0~10℃下,搅拌反应1~
2h,最后在室温下静置3~6h,经过滤、干燥,得到改性石墨烯。
9.根据权利要求8所述的一种高强度光伏边框的制备工艺,其特征在于:所述石墨烯、乙二酸两者质量比为1:20;所述羧基化石墨烯、6‑氨基‑1,3,5‑三嗪‑2,4‑二醇、二环己基碳二亚胺三者质量比为2:(1~2):5。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的一种高强度光伏边框的制备工艺制备得到的高强度光伏边框。

说明书全文

一种高强度光伏边框及其制备工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及型材加工技术领域,具体为一种高强度光伏边框及其制备工艺。

背景技术

[0002] 光伏边框是指光伏太阳能电池板组件构成的铝合金型材固定框架支架。铝型材是以铝为主要成份的合金材料,铝棒通过热熔,挤压从而得到不同截面形状的铝材料;添加的合金的比例不同,生产出来的工业铝型材的机械性能和应用领域也不同。铝型材表面经过化处理后,外观非常漂亮,且耐脏易清洗,组装成产品时,根据不同的承重采用不同规格的型材,并采用配套铝型材配件,不需要焊接,较环保,而且安装、拆卸,轻巧便于携带、搬移极为方便。因此光伏行业中常采用铝型材作为边框使用。
[0003] 现有工艺常采用阳极氧化提高铝型材的耐腐蚀性能,但是单一阳极氧化生成的氧化膜在潮湿环境中耐腐蚀性表现不佳,会导致铝合金产生点腐蚀,影响光伏边框的强度,有可能使光伏边框产生断裂,进而影响光伏板的使用寿命。
[0004] 因此,本发明将制备一种具有高强度同时具有耐腐蚀性能的光伏边框,其具有更长的使用寿命,极具应用价值。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种高强度光伏边框及其制备工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
[0006] 为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
[0007] 一种高强度光伏边框的制备工艺,包括以下步骤:
[0008] 步骤一:对铝型材进行预处理,得到预处理铝型材,备用;
[0009] 步骤二:预处理铝型材经等离子渗氮处理后,再进行阳极氧化处理,最后清洗、烘干,得到增强铝型材;
[0010] 步骤三:将改性聚酯、抗紫外剂、成膜剂混合均匀,得到聚氨酯涂料;将其涂覆到增强铝型材表面,待其干燥后,加工成光伏边框,得到高强度光伏边框。
[0011] 较为优化地,所述预处理过程为:(1)取铝型材作为光伏边框材料,用1000~2000#砂纸对铝型材进行打磨,再依次用丙、去离子将其清洗干净,晾干得到铝型材A;(2)在25~40℃下,将铝型材A浸入浸锌液中30~90s,再用去离子水进行清洗,晾干得到铝型材B;
(3)室温下,铝型材B浸入30~50wt%的硝酸溶液中退锌,再用去离子水进行清洗,晾干得到铝型材C;(4)将铝型材C浸入浸锌液中30~60s,再用去离子水进行清洗,晾干得到预处理铝型材,备用。
[0012] 较为优化地,所述浸锌液包括以下浓度组分:氢氧化钠50~90g/L、硫酸锌20~40g/L、氯化2~5g/L、酒石酸钠50~70g/L、添加剂10~15g/L,溶剂为去离子水。
[0013] 较为优化地,所述添加剂的制备方法为:(1)向反应容器内加入1H‑咪唑‑4‑甲酸、三乙醇胺,超声分散20~40min,缓慢加入98wt%的浓硫酸作催化剂,在120~160℃下反应2~4h后,待其自然冷却至室温,抽滤,得到酯化物;(2)搅拌下,将酯化物、氢氧化钾加入到反应容器内,并在氮气氛围下升温,待升温至90~110℃时,缓慢加入环氧乙烷,加入完毕后,调节反应容器压至0.3~0.5MPa,继续升温至110~135℃,搅拌反应3~6h,再保温1~2h,待自然冷却至室温,得到添加剂。
[0014] 较为优化地,所述1H‑咪唑‑4‑甲酸、三乙醇胺、浓硫酸三者质量比为2:3:(0.05~0.1)。
[0015] 较为优化地,所述酯化物、氢氧化钾、环氧乙烷三者质量比为2:1:20。
[0016] 方案中,为了促进后续对铝型材渗氮处理,对铝型材进行了浸锌处理,将铝型材表面的氧化膜去除并阻止其形成,有利于氮原子的渗入;方案中进行了两次浸锌,第一次目的主要是去除铝型材上的氧化膜,用硝酸溶液清洗退锌过后,进行二次浸锌,保证铝型材表面充分活化,使锌能够和铝型材更好的结合;方案中所用浸锌液中除氢氧化钠、硫酸锌、酒石酸钾钠为必须添加的组分外,另外加入了氯化铁和添加剂;其中氯化铁能够减少锌晶粒的尺寸,并能够与铝型材发生微量置换反应,与锌生成锌铁合金;添加剂采用1H‑咪唑‑4‑甲酸、三乙醇胺发生酯化反应,制得酯化物,再让其与环氧乙烷发生烷氧基反应制备得到,其能够起到抑制锌置换作用;微量的锌铁合金与添加剂协同使浸锌层更为均匀致密,有助于提高锌层和基材的结合力,增强铝型材的耐蚀性。
[0017] 较为优化地,所述等离子渗氮参数:工作气体为氨气,工作温度460~550℃,渗氮时长4~8h,工作压力200~300Pa。
[0018] 较为优化地,所述阳极氧化处理方法为:将渗氮后的铝型材作为阳极,纯铝板作为阴极,放入电解液中进行阳极氧化处理,阳极氧化处理参数:工作温度:15~25℃、工作电压:30~40V、工作时长:15~60min。
[0019] 较为优化地,所述电解液包括以下浓度组分:氢氧化钾50~100g/L、氯化钾30~40g/L、苯胺70~100g/L,溶剂为去离子水。
[0020] 方案中,对浸锌过后的预处理铝型材进行渗氮处理,因氮的固溶强化作用,能够与铝型材生成具有性能更优异的合金氮化物,即经渗氮后可以增强铝型材的强度和耐腐蚀性,再对其进行阳极氧化处理,可以在铝型材上再形成一层致密的氧化膜,进一步提高铝型材的耐腐蚀性能,加强铝型材的使用性能。
[0021] 较为优化地,所述聚氨酯涂料包括以下组分,按重量份数计:改性聚氨酯70~80份、抗紫外剂1~2份、成膜助剂2~5份。
[0022] 较为优化地,所述改性聚氨酯的制备方法为:(1)将二异氰酸酯、改性石墨烯、二元醇加入到反应容器中,在65~80℃下,搅拌反应1~3h,得到反应液A;(2)向反应液A中加入环氧树脂、催化剂,在65~80℃下反应1~3h,再升温至90~100℃继续反应1~2h,得到反应液B;(3)反应液B降温至40~60℃,搅拌下加入丙酮,经均质化,形成乳液,待其自然冷却至室温,出料得到改性聚氨酯。
[0023] 较为优化地,所述二异氰酸酯、改性石墨烯、二元醇、环氧树脂、催化剂五者加入质量比为(30~50):1:20:5:(0.6~0.8)。
[0024] 较为优化地,所述二异氰酸酯包括但不限于甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的任一种。
[0025] 较为优化地,所述二元醇包括但不限于PEG‑200、PEG‑400、PEG‑600、聚己内酯二元醇、聚酸酯二元醇中的一种或多种的组合。
[0026] 较为优化地,所述环氧树脂包括但不限于双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂中的任一种。
[0027] 较为优化地,所述催化剂包括但不限于辛酸亚、辛酸钴、酸四异丁酯中的任一种。
[0028] 较为优化地,所述改性石墨烯的制备方法为:(1)将石墨烯、乙二酸加入到球磨机中,在二氧化碳气氛中球磨10~20h,经过滤、洗涤、干燥,得到羧基化石墨烯;(2)将羧基化石墨烯加入到去离子水中,超声分散10~20min后,用盐酸调节pH值至3~5,再加入6‑氨基‑1,3,5‑三嗪‑2,4‑二醇和二环己基碳二亚胺,在0~10℃下,搅拌反应1~2h,最后在室温下静置3~6h,经过滤、干燥,得到改性石墨烯。
[0029] 较为优化地,所述石墨烯、乙二酸两者质量比为1:20。
[0030] 较为优化地,所述羧基化石墨烯、6‑氨基‑1,3,5‑三嗪‑2,4‑二醇、二环己基碳二亚胺三者质量比为2:(1~2):5。
[0031] 较为优化地,所述聚氨酯涂料的涂覆厚度40~60μm。
[0032] 较为优化地,所述干燥温度为60~90℃,干燥6~24h。
[0033] 方案中,对石墨烯羧基化处理,使其能够更好的与6‑氨基‑1,3,5‑三嗪‑2,4‑二醇发生酰胺化反应,得到改性石墨烯,改性石墨烯上具有双羟基,其直接作为合成聚氨酯的原料,与二异氰酸酯反应,即能够解决石墨烯分散性问题,又极大的改善了聚氨酯的性能;其中石墨烯和三嗪具有优异的抗紫外线作用,两者协同能够极大提高涂层抗紫外防老化作用,同时石墨烯还具有耐腐蚀作用,进一步保证涂层的使用寿命,两者都能够对光伏边框起到很好的保护作用,使其能够始终保持高强度;方案中为了提高涂层的强度和对铝型材的附着力,进一步加入环氧树脂对聚氨酯进行改性,最终得到了具有高附着力、抗紫外防老化、耐腐蚀的聚氨酯涂层,能够积极起到保护光伏框架的作用,使其长期能够维持高强度状态,极大的减弱了光伏框架的磨损。
[0034] 与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明选用铝型材作为光伏边框的材料,对其依次进行浸锌、渗氮、阳极氧化、涂层处理,其中浸锌、渗氮、阳极氧化极大增强了铝型材的强度,同时也增强了其耐腐蚀性能;涂层则是为了更好的对光伏边框进行保护,增强其耐腐蚀性能;方案中进一步对石墨烯改性,再用改性石墨烯、环氧树脂与二异氰酸酯反应,制备得到具有高附着力、抗紫外防老化作用的改性聚氨酯,将其配制成聚氨酯涂料,能够对光伏边框起到很好的保护作用。最终制备得到了一种具有极佳耐腐蚀性能的高强度光伏边框,其能够长期维持较高强度,不易发生断裂,极大的避免了资源浪费。

具体实施方式

[0035] 以下所述是本发明实施例的优选实施方式,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明实施例原理的前提下,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0036] 前置准备:添加剂的制备:(1)向反应容器内加入10份1H‑咪唑‑4‑甲酸、15份三乙醇胺,超声分散30min,缓慢加入0.35份98wt%的浓硫酸作催化剂,在140℃下反应3h后,待其自然冷却至室温,抽滤,得到酯化物;(2)搅拌下,将10份酯化物、5份氢氧化钾加入到反应容器内,并在氮气氛围下升温,待升温至100℃时,缓慢加入100份环氧乙烷,加入完毕后,调节反应容器压力至0.4MPa,继续升温至115℃,搅拌反应5h,再保温1h,待自然冷却至室温,得到添加剂;
[0037] 浸锌液:氢氧化钠70g/L、硫酸锌40g/L、氯化铁3g/L、酒石酸钾钠60g/L、添加剂12g/L,溶剂为去离子水;
[0038] 电解液:氢氧化钾80g/L、氯化钾30g/L、苯胺80g/L,溶剂为去离子水。
[0039] 实施例1:一种高强度光伏边框的制备工艺:
[0040] 步骤一:预处理铝型材:(1)取6063铝型材作为光伏边框材料,用1300#砂纸对铝型材进行打磨,再依次用丙酮、去离子水将其清洗干净,晾干得到铝型材A;(2)在30℃下,将铝型材A浸入浸锌液中70s,再用去离子水进行清洗,晾干得到铝型材B;(3)室温下,铝型材B浸入40wt%的硝酸溶液中退锌,再用去离子水进行清洗,晾干得到铝型材C;(4)将铝型材C浸入浸锌液中45s,再用去离子水进行清洗,晾干得到预处理铝型材,备用;
[0041] 步骤二:1.等离子渗氮处理:将预处理铝型材放入脉冲离子渗氮炉中进行渗氮处理,在氨气下,设置工作温度500℃,工作压力250Pa,渗氮处理6h;
[0042] 2.阳极氧化处理:将渗氮后的铝型材作为阳极,纯铝板作为阴极,放入电解液中进行阳极氧化处理;阳极氧化处理参数:工作温度:20℃、工作电压:30V、工作时长:30min,用去离子水清洗干净,待其干燥后,得到增强铝型材;
[0043] 步骤三:1.改性石墨烯的制备:(1)将2.5份石墨烯、50份乙二酸加入到球磨机中,在二氧化碳气氛中球磨15h,经过滤、洗涤、干燥,得到羧基化石墨烯;(2)将2份羧基化石墨烯加入到去离子水中,超声分散15min后,用盐酸调节pH值至4,再加入1.5份6‑氨基‑1,3,5‑三嗪‑2,4‑二醇和5份二环己基碳二亚胺,在5℃下,搅拌反应2h,最后在室温下静置5h,经过滤、干燥,得到改性石墨烯;
[0044] 2.改性聚氨酯的制备:(1)将60份甲苯二异氰酸酯、1.5份改性石墨烯、30份PEG‑200加入到反应容器中,在75℃下,搅拌反应2h,得到反应液A;(2)向反应液A中加入7.5份双酚A型环氧树脂、1份辛酸亚锡,在70℃下反应2h,再升温至90℃继续反应2h,得到反应液B;
(3)反应液B降温至50℃,搅拌下加入50份丙酮,经均质化,形成乳液,待其自然冷却至室温,出料得到改性聚氨酯;
[0045] 3.聚氨酯涂料配制:将改性聚氨酯75份、UV‑326抗紫外剂1份、丙二醇丁醚3份混合均匀,得到聚氨酯涂料;
[0046] 4.将聚氨酯涂料均匀涂覆到增强铝型材表面,涂覆厚度50μm,在80℃下,干燥24h,最后加工成光伏边框,得到2031mm×1011mm规格的高强度光伏边框。
[0047] 实施例2:一种高强度光伏边框的制备工艺:
[0048] 步骤一:预处理铝型材:(1)取6063铝型材作为光伏边框材料,用1300#砂纸对铝型材进行打磨,再依次用丙酮、去离子水将其清洗干净,晾干得到铝型材A;(2)在30℃下,将铝型材A浸入浸锌液中30s,再用去离子水进行清洗,晾干得到铝型材B;(3)室温下,铝型材B浸入30wt%的硝酸溶液中退锌,再用去离子水进行清洗,晾干得到铝型材C;(4)将铝型材C浸入浸锌液中30s,再用去离子水进行清洗,晾干得到预处理铝型材,备用;
[0049] 步骤二:1.等离子渗氮处理:将预处理铝型材放入脉冲离子渗氮炉中进行渗氮处理,在氨气下,设置工作温度500℃,工作压力250Pa,渗氮处理4h;
[0050] 2.阳极氧化处理:将渗氮后的铝型材作为阳极,纯铝板作为阴极,放入电解液中进行阳极氧化处理;阳极氧化处理参数:工作温度:20℃、工作电压:30V、工作时长:15min,用去离子水清洗干净,待其干燥后,得到增强铝型材;
[0051] 步骤三:1.改性石墨烯的制备:(1)将2.5份石墨烯、50份乙二酸加入到球磨机中,在二氧化碳气氛中球磨15h,经过滤、洗涤、干燥,得到羧基化石墨烯;(2)将2份羧基化石墨烯加入到去离子水中,超声分散15min后,用盐酸调节pH值至4,再加入1份6‑氨基‑1,3,5‑三嗪‑2,4‑二醇和5份二环己基碳二亚胺,在5℃下,搅拌反应2h,最后在室温下静置5h,经过滤、干燥,得到改性石墨烯;
[0052] 2.改性聚氨酯的制备:(1)将45份甲苯二异氰酸酯、1.5份改性石墨烯、30份PEG‑200加入到反应容器中,在75℃下,搅拌反应2h,得到反应液A;(2)向反应液A中加入7.5份双酚A型环氧树脂、1份辛酸亚锡,在70℃下反应2h,再升温至90℃继续反应2h,得到反应液B;
(3)反应液B降温至50℃,搅拌下加入50份丙酮,经均质化,形成乳液,待其自然冷却至室温,出料得到改性聚氨酯;
[0053] 3.聚氨酯涂料配制:将改性聚氨酯75份、UV‑326抗紫外剂1份、丙二醇丁醚3份混合均匀,得到聚氨酯涂料;
[0054] 4.将聚氨酯涂料均匀涂覆到增强铝型材表面,涂覆厚度50μm,在80℃下,干燥24h,最后加工成光伏边框,得到2031mm×1011mm规格的高强度光伏边框。
[0055] 实施例3:一种高强度光伏边框的制备工艺:
[0056] 步骤一:预处理铝型材:(1)取6063铝型材作为光伏边框材料,用1300#砂纸对铝型材进行打磨,再依次用丙酮、去离子水将其清洗干净,晾干得到铝型材A;(2)在30℃下,将铝型材A浸入浸锌液中90s,再用去离子水进行清洗,晾干得到铝型材B;(3)室温下,铝型材B浸入50wt%的硝酸溶液中退锌,再用去离子水进行清洗,晾干得到铝型材C;(4)将铝型材C浸入浸锌液中60s,再用去离子水进行清洗,晾干得到预处理铝型材,备用;
[0057] 步骤二:1.等离子渗氮处理:将预处理铝型材放入脉冲离子渗氮炉中进行渗氮处理,在氨气下,设置工作温度500℃,工作压力250Pa,渗氮处理8h;
[0058] 2.阳极氧化处理:将渗氮后的铝型材作为阳极,纯铝板作为阴极,放入电解液中进行阳极氧化处理;阳极氧化处理参数:工作温度:20℃、工作电压:30V、工作时长:60min,用去离子水清洗干净,待其干燥后,得到增强铝型材;
[0059] 步骤三:1.改性石墨烯的制备:(1)将2.5份石墨烯、50份乙二酸加入到球磨机中,在二氧化碳气氛中球磨15h,经过滤、洗涤、干燥,得到羧基化石墨烯;(2)将2份羧基化石墨烯加入到去离子水中,超声分散15min后,用盐酸调节pH值至4,再加入2份6‑氨基‑1,3,5‑三嗪‑2,4‑二醇和5份二环己基碳二亚胺,在5℃下,搅拌反应2h,最后在室温下静置5h,经过滤、干燥,得到改性石墨烯;
[0060] 2.改性聚氨酯的制备:(1)将75份甲苯二异氰酸酯、1.5份改性石墨烯、30份PEG‑200加入到反应容器中,在75℃下,搅拌反应2h,得到反应液A;(2)向反应液A中加入7.5份双酚A型环氧树脂、1份辛酸亚锡,在70℃下反应2h,再升温至90℃继续反应2h,得到反应液B;
(3)反应液B降温至50℃,搅拌下加入50份丙酮,经均质化,形成乳液,待其自然冷却至室温,出料得到改性聚氨酯;
[0061] 3.聚氨酯涂料配制:将改性聚氨酯75份、UV‑326抗紫外剂1份、丙二醇丁醚3份混合均匀,得到聚氨酯涂料;
[0062] 4.将聚氨酯涂料均匀涂覆到增强铝型材表面,涂覆厚度50μm,在80℃下,干燥24h,最后加工成光伏边框,得到2031mm×1011mm规格的高强度光伏边框。
[0063] 下面以实施例1为基础,进行对照实验,具体为对比例1~4,如下所述:
[0064] 对比例1:步骤一:预处理铝型材:(1)取6063铝型材作为光伏边框材料,用1300#砂纸对铝型材进行打磨,再依次用丙酮、去离子水将其清洗干净,晾干得到铝型材A;(2)在30℃下,将铝型材A浸入浸锌液中70s,再用去离子水进行清洗,晾干得到铝型材B;(3)室温下,铝型材B浸入40wt%的硝酸溶液中退锌,再用去离子水进行清洗,晾干得到铝型材C;(4)将铝型材C浸入浸锌液中45s,再用去离子水进行清洗,晾干得到预处理铝型材,备用;
[0065] 步骤二:1.等离子渗氮处理:将预处理铝型材放入脉冲离子渗氮炉中进行渗氮处理,在氨气下,设置工作温度500℃,工作压力250Pa,渗氮处理6h;
[0066] 2.阳极氧化处理:将渗氮后的铝型材作为阳极,纯铝板作为阴极,放入电解液中进行阳极氧化处理;阳极氧化处理参数:工作温度:20℃、工作电压:30V、工作时长:30min,用去离子水清洗干净,待其干燥后,加工成光伏边框,得到2031mm×1011mm规格的高强度光伏边框。
[0067] 对比例1基于实施例1,调整了:未配制聚氨酯涂层。
[0068] 对比例2:步骤一:1.等离子渗氮处理:将铝型材放入脉冲离子渗氮炉中进行渗氮处理,在氨气下,设置工作温度500℃,工作压力250Pa,渗氮处理6h;
[0069] 2.阳极氧化处理:将渗氮后的铝型材作为阳极,纯铝板作为阴极,放入电解液中进行阳极氧化处理;阳极氧化处理参数:工作温度:20℃、工作电压:30V、工作时长:30min,用去离子水清洗干净,待其干燥后,得到增强铝型材;其它同实施例1;
[0070] 对比例2基于实施例1,调整了:未对铝型材进行浸锌预处理。
[0071] 对比例3:步骤二:1.阳极氧化处理:将预处理铝型材作为阳极,纯铝板作为阴极,放入电解液中进行阳极氧化处理;阳极氧化处理参数:工作温度:20℃、工作电压:30V、工作时长:30min,用去离子水清洗干净,待其干燥后,得到增强铝型材;其它同实施例1;
[0072] 对比例3基于实施例1,调整了:未对预处理铝型材进行渗氮处理。
[0073] 对比例4:步骤三:改性聚氨酯的制备:(1)将60份甲苯二异氰酸酯、30份PEG‑200加入到反应容器中,在75℃下,搅拌反应2h,得到反应液A;(2)向反应液A中加入7.5份双酚A型环氧树脂、1份辛酸亚锡,在70℃下反应2h,再升温至90℃继续反应2h,得到反应液B;(3)反应液B降温至50℃,搅拌下加入50份丙酮,经均质化,形成乳液,待其自然冷却至室温,出料得到改性聚氨酯;其它同实施例1;
[0074] 对比例4基于实施例1,调整了:改性聚氨酯中未加入改性石墨烯。
[0075] 以上实施例中,所有原料来源如下:6063铝型材购于婕浩金属有限公司;1H‑咪唑‑4‑甲酸、三乙醇胺、PEG‑200纯度99%,购于河北贞田食品添加剂有限公司;环氧乙烷纯度
99.99%,购于淄博汇宝化工有限公司;UV‑326抗紫外剂、乙二酸纯度99%,购于湖北永阔科技有限公司;丙二醇丁醚纯度为99.5%(山东永利达新材料技术有限公司);苯胺、甲苯二异氰酸酯、6‑氨基‑1,3,5‑三嗪‑2,4‑二醇、二环己基碳二亚胺纯度99%,购于上海金锦乐实业有限公司;石墨烯纯度为99.50%,单层,片径:0.5~5μm,厚度:0.8~1.2nm(昀冠(上海)生物科技有限公司);双酚A型环氧树脂型号E‑51,纯度99%,购于湖北东曹化学科技有限公司;辛酸亚锡纯度99%,购于湖北科沃德化工有限公司。
[0076] 检测实验:对实施例1~3和对比例1~4制备得到的高强度光伏边框与未经处理的铝型材制备的光伏边框进行性能检测对比:具体测试方法如下:
[0077] 1.抗拉强度的检测:在25℃下,用WE‑10型液压式拉伸试验机,以0.05mm/min的拉伸速度进行拉伸应力检测;
[0078] 2.耐腐蚀性能测试:根据GB/T 10125‑2021的试验标准,在25℃下,在50g/L的氯化钠溶液中,加入无水氯化,无水氯化铜加入量为0.2g/L,并调节pH至3.2,配制得到盐溶2
液;于50℃环境下对光伏边框进行盐雾试验,盐雾沉降量2mL/80cm·h,试验时长72h;试验完毕后在进行抗拉强度检测,以判断其耐腐蚀性能;具体数据如表1所示:
[0079] 表1
[0080]
[0081]
[0082] 结论:从上表1中可以看出,对比实施例和对比例1~4,本发明的制备工艺中:浸锌、渗氮、阳极氧化以及涂层都是必不可少的步骤,能够有效改善光伏边框的强度和耐腐蚀性能;实施例与未经处理的铝型材所加工的光伏边框对比,无论是强度和耐腐蚀性能都有着明显差距,说明本发明制备得到了一种具有极佳耐腐蚀性能的高强度光伏边框,其能够长期维持较高强度,不易发生断裂,具有极大的应用价值。
[0083] 最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,但本申请的保护范围并不局限于此,凡在本发明的精神和原则之内,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内;在不冲突的情况下,本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
QQ群二维码
意见反馈