海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体技术方案

本发明专利技术公开了一种海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体，所述浮体的制备原料包括塑料基材、石墨烯、光稳定剂、抗氧化剂、色母粒和阻燃剂，将所述塑料基材、石墨烯、光稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂和色母粒按份混合均匀，将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出、造粒、筛选后，得到浮体制备原料。本发明专利技术的海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体阻燃性好、抗静电、抗老化、防海洋生物吸附且强度和韧性较好。

【技术实现步骤摘要】
海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体
本专利技术涉及海上漂浮浮体
，尤其涉及一种海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体。
技术介绍
浮体为可漂浮于水面上且具有一定承载力的中空或者实心结构，目前大都是采用高密聚乙烯(HDPE)或者其他塑性材料制作而成，被广泛应用于海上光伏电站漂浮系统领域。海上光伏电站漂浮系统使用的大量的塑料浮体，需要长期暴露在室外，接受紫外线和日光的照射。暴露在外的塑料由于塑料的燃点较低，容易燃烧变形，存在一定的安全隐患。另外，由于普通的聚乙烯、聚丙烯或者聚氯乙烯等塑料具有强度低、耐老化性能差，表面电阻较大的特点，在受到强外力(比如台风、大浪等的冲击力)作用时，容易产生变形导致浮体失效。应用于海上的塑料浮体长期浸泡在海水中的部分容易产生湿热老化，在太阳光照射下的部分容易因受热而产生老化，降低浮体的使用寿命。同时，由于塑料表面的电阻较大，由于大量电荷的积累，容易在塑料浮体表面产生静电，如遇到明火易燃烧变形，存在一定的安全隐患。另外，长期浸泡于海水中的塑料浮体，大量的海洋生物容易附着在浮体上，使得浮体自身的重量不断增加，大大降低了浮体的浮力，影响了浮体的使用寿命。因此，本领域技术人员急需研究一种阻燃性好、抗静电、抗老化、强度和韧性较好且抗海洋生物吸附能力较强的塑料浮体。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术中塑料浮体抗阻燃性、抗老化性能差、抗静电性能、抗海洋生物吸附、强度和韧性较差的特点，提出了一种海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体，本专利技术的海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体阻燃性较好，抗静电，抗老化，强度和韧性较好，且抗海洋生物吸附能力较强。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：本专利技术提供了一种海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体，所述浮体的制备原料包括塑料基材、石墨烯、光稳定剂、抗氧化剂、色母粒和阻燃剂；所述浮体的制备原料为以下质量份数：塑料基材100份，石墨烯1份-15份，光稳定剂0.3份-2份，抗氧化剂0.3份-1份，色母粒1份-15份，阻燃剂5-20份；所述海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体通过以下方法制备：将所述塑料基材、石墨烯、光稳定剂、抗氧化剂和色母粒按份混合均匀，将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出、造粒、筛选后，得到浮体制备原料；将所述浮体制备原料通过吹塑成型方法或者通过挤塑成型方法成型为浮体。在一些优选实施方式中，所述石墨烯的质量份数选自以下的范围：1份-1.5份，1份-2份，1份-2.5份，1份-3份，1份-3.5份，1份-4份，1份-4.5份，1份-5份，1份-5.5份，1份-6份，1份-6.5份，1份-7份，1份-7.5份，1份-8份，1份-8.5份，1份-9份，1份-9.5份，1份-10份，1份-10.5份，1份-11份，1份-11.5份，1份-12份，1份-12.5份，1份-13份，1份-13.5份，1份-14份，1份-14.5份，1份-15份。在一些优选实施方式中，所述双螺杆挤出机分为前段、中段和后段，所述前段温度为160℃-200℃，所述中段温度为180℃-250℃，所述后段温度为180℃-220℃。在一些优选实施方式中，所述吹塑或者挤塑工艺的螺杆温度为180℃-220℃。在一些优选实施方式中，所述塑料基材为聚乙烯、聚丙烯或者聚氯乙烯中的一种或者几种的组合。在一些优选实施方式中，所述光稳定剂为光稳定剂944、光稳定剂622、光稳定剂770、光稳定剂119、光稳定剂783、光稳定剂791、光稳定剂610、光稳定剂611、光稳定剂622、光稳定剂292、光稳定剂123、光稳定剂114、紫外线吸收剂531、紫外线吸收剂326或者紫外线吸收剂328中的一种或者几种的组合。在一些优选实施方式中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂TNP或者抗氧剂MB中的一种或者几种的组合。在一些优选实施方式中，所述阻燃剂为阻燃剂BDE、阻燃剂TCP、阻燃剂TBP及它们的衍生物中的一种或几种的组合；或者阻燃剂BDE、阻燃剂TCP、阻燃剂TBP及它们的衍生物中的一种或几种的组合与阻燃协效剂Sb2O3、阻燃协效剂锡酸锌复配的一种或几种的组合。本专利技术的另一目的，是提供一种具有上述特征的海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体在海上漂浮系统的应用。本专利技术的有益效果：本专利技术的海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体，由于在塑料基材中添加了一定比例具有良好的阻燃性的石墨烯和阻燃剂，石墨烯浮体的阻燃效果得到较大程度的提升，石墨烯浮体的使用安全性得到提升，检修成本降低。石墨烯的良好的导电和导热性能，石墨烯浮体在长时间的强光照射下也不会产生静电，解决了现有塑料浮体由于容易产生静电而可能引起的安全隐患，进一步提高了产品使用的安全性。石墨烯的硬度较高，韧性较好，石墨烯的添加使得石墨烯浮体的冲击强度和抗弯强度得到较大程度的提升，使石墨烯浮体在大风、大浪和洪水冲击等外力情况下不会被破坏，使用寿命延长，进一步降低了成本，提高了产品使用的安全性，提高了经济效益。石墨烯具有二维片层结构，比表面积大，与其他材料混合后，可以形成致密的隔绝层，可以有效地隔绝海洋生物在浮体表面的附着，阻断了海洋生物附着于其上快速生长的可能性，提高了抗海洋生物吸附的能力。海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体，由于在塑料基材中添加了一定比例具有良好的抗老化性能的石墨烯，石墨烯浮体的抗老化效果得到提升，石墨烯浮体的使用寿命得以延长，进一步提高了产品使用的安全性，检修成本降低，增加了产品的经济效益。下面通过参考具体实施方式进一步详细阐述本专利技术，但这些阐述仅仅是为了使本领域技术人员更好地理解和实施本专利技术，并不对本专利技术做任何形式的限制。除非另有说明，否则本文所用的所有科学和技术术语具有本专利技术所属和相关
的一般技术人员通常理解的含义。在本专利技术不同的实施方式中描述的技术特征，或在本文中的不同部分描述的技术特征，包括但不限于数值等特征，均可以进行自由组合而形成新的技术特征和技术方案，这些组合均没有超出本文原始记载的范围。具体实施方式石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯内部的碳原子之间的连接柔韧性较好，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持其内部晶格结构的稳定性，这种稳定的晶格结构使石墨烯具有良好的导热性。另外，当石墨烯燃烧时，其表面会形成一层密集且连续的炭层，该碳层会组织氧气进入材料内部，同时，由于前述的石墨烯的良好的导热性，石墨烯受热时局部的热量容易被传导、分散，使得石墨烯具有良好的阻燃性。此外，石墨烯内部碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp2键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体，其特征在于，所述浮体的制备原料包括塑料基材、石墨烯、光稳定剂、抗氧化剂、色母粒和阻燃剂；所述浮体的制备原料为以下质量份数：/n塑料基材100份，/n石墨烯1份-15份，/n光稳定剂0.3份-2份，/n抗氧化剂0.3份-1份，/n色母粒1份-15份，/n阻燃剂5份-20份；/n所述海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体通过以下方法制备：/n将所述塑料基材、石墨烯、光稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂和色母粒按份混合均匀，将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出、造粒、筛选后，得到浮体制备原料；将所述浮体制备原料通过吹塑成型方法或者通过挤塑成型方法成型为浮体。/n

【技术特征摘要】
1.一种海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体，其特征在于，所述浮体的制备原料包括塑料基材、石墨烯、光稳定剂、抗氧化剂、色母粒和阻燃剂；所述浮体的制备原料为以下质量份数：
塑料基材100份，
石墨烯1份-15份，
光稳定剂0.3份-2份，
抗氧化剂0.3份-1份，
色母粒1份-15份，
阻燃剂5份-20份；
所述海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体通过以下方法制备：
将所述塑料基材、石墨烯、光稳定剂、抗氧化剂、阻燃剂和色母粒按份混合均匀，将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，经熔融挤出、造粒、筛选后，得到浮体制备原料；将所述浮体制备原料通过吹塑成型方法或者通过挤塑成型方法成型为浮体。


2.如权利要求1所述的海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体，其特征在于，所述石墨烯的质量份数选自以下的范围：1份-1.5份，1份-2份，1份-2.5份，1份-3份，1份-3.5份，1份-4份，1份-4.5份，1份-5份，1份-5.5份，1份-6份，1份-6.5份，1份-7份，1份-7.5份，1份-8份，1份-8.5份，1份-9份，1份-9.5份，1份-10份，1份-10.5份，1份-11份，1份-11.5份，1份-12份，1份-12.5份，1份-13份，1份-13.5份，1份-14份，1份-14.5份，1份-15份。


3.如权利要求1所述的海上光伏电站漂浮系统用石墨烯浮体，其特征在于，所述双螺杆挤出机分为前段、中段和后段，所述前段温度为160℃-200℃，所述中段温度为180℃-250℃，所述后...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔飞，
申请(专利权)人：上海旗华水上工程建设股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31