本發(fā)明屬于新材料,具體涉及一種耐鹽結(jié)晶的光伏組件自清潔涂料。
背景技術(shù):
1、光伏發(fā)電作為一種新型清潔能源,與傳統(tǒng)發(fā)電相比具有環(huán)保、無(wú)污染、無(wú)噪音等諸多優(yōu)點(diǎn),是我國(guó)近些年來(lái)大力發(fā)展的可持續(xù)新能源。依托沿海地區(qū)豐富的太陽(yáng)能資源和廣闊的海面,我國(guó)海上光伏發(fā)電站發(fā)展迅速,展現(xiàn)出巨大的潛力。沿海地區(qū)的年均總輻射量高,且由于海面遮擋物少,使得海上光伏電站的發(fā)電量相較于陸地能高出5%-10%。我國(guó)擁有長(zhǎng)達(dá)1.8萬(wàn)公里的海岸線,理論上,可安裝海上光伏的海域面積高達(dá)71萬(wàn)平方公里。據(jù)此估算,裝機(jī)規(guī)模有可能超過(guò)100gw,預(yù)示著市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到數(shù)百億元。然而,海上光伏項(xiàng)目在發(fā)展中也遭遇了一些難題,其中鹽腐蝕問(wèn)題尤為突出。海洋環(huán)境中的鹽霧對(duì)光伏面板構(gòu)成嚴(yán)重威脅。鹽霧中的鹽分在光伏面板上沉積后會(huì)形成電解質(zhì)溶液,這不僅會(huì)加速金屬部件的腐蝕,更會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備的穩(wěn)定性和使用壽命,進(jìn)而對(duì)光伏系統(tǒng)的整體性能和發(fā)電效率造成不可逆的影響。此外,海上光伏設(shè)備的維護(hù)工作相較于陸地更為復(fù)雜。由于海洋環(huán)境的獨(dú)特性,維護(hù)人員必須在風(fēng)浪、鹽霧等惡劣條件下作業(yè),這無(wú)疑增加了維護(hù)的難度和成本。由于海洋環(huán)境的特殊性,傳統(tǒng)的光伏面板涂層往往難以有效應(yīng)對(duì)鹽霧和鹽結(jié)晶帶來(lái)的挑戰(zhàn)。鹽霧中的鹽分在光伏面板上沉積形成的鹽結(jié)晶,可能引發(fā)表面氧化、銹蝕和酸蝕等問(wèn)題,對(duì)光伏面板的性能和壽命構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
2、因此,解決鹽腐蝕問(wèn)題以及優(yōu)化維護(hù)流程,對(duì)于確保海上光伏項(xiàng)目的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種耐鹽結(jié)晶的光伏組件自清潔涂料,其具有優(yōu)異的耐鹽霧和耐鹽結(jié)晶性能及自清潔性能。
2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
3、一種耐鹽結(jié)晶的光伏組件自清潔涂料,其包括按重量計(jì)數(shù)的425~540份組分a和0.19~0.34份組分b,將425~540份組分a溶解于適量有機(jī)溶劑a中,取0.19~0.34份組分b溶于適量有機(jī)溶劑b中,混合即得耐鹽結(jié)晶的光伏組件自清潔涂料。有機(jī)溶劑的加入量以能夠使組分完全分散,沒(méi)有團(tuán)聚。如無(wú)特殊說(shuō)明,本發(fā)明中的組分份數(shù)均為重量份。
4、所述組分a為殼聚糖接枝的雙疏聚丙烯酸樹(shù)脂,所述組分a的制備方法包括以下步驟:
5、a1、將15~25份乙二胺四乙酸四銨、90~110份甲基丙烯酸酯基封端聚二甲基硅氧烷、165~200份甲基丙烯酸甲酯、100~130份甲基丙烯酸羥乙酯、70~90份全氟十一烷基甲基丙烯酸酯溶解到有機(jī)溶劑中,加熱至溶解完全;
6、a2、然后向反應(yīng)體系內(nèi)持續(xù)通入惰性氣體以排出空氣和水分,然后緩慢加入10~12份引發(fā)劑,反應(yīng)完全;
7、a3、蒸發(fā)操作去除溶劑,得到氟改性丙烯酸酯預(yù)聚物;
8、a4、將30~45份殼聚糖溶解到270~300份冰醋酸和100~130份丙二醇甲醚醋酸酯的混合液中;然后取氟改性丙烯酸酯預(yù)聚物分散于殼聚糖溶液中,加入8~10份過(guò)氧化二苯甲酰,用紫外光照射激發(fā)反應(yīng),反應(yīng)完全后,去除溶劑;用溶劑沖洗去除未反應(yīng)的殼聚糖,得到產(chǎn)物為殼聚糖接枝的雙疏聚丙烯酸樹(shù)脂,即組分a;上述份數(shù)均為重量份;
9、所述組分b為十六烷基三甲基溴化銨修飾的銀納米線,所述組分b制備過(guò)程包括以下步驟:
10、b1、將1.8-3.2份聚乙烯吡咯烷酮溶解到適量乙二醇中,乙二醇的加入量使硝酸銀完全溶解,加熱至完全溶解,形成聚乙烯吡咯烷酮溶液;
11、b2、將2-3.2份硝酸銀溶于適量乙二醇中,乙二醇的加入量使硝酸銀完全溶解,形成硝酸銀溶液;將0.025-0.035份的溴化鈉溶于適量乙二醇中,形成溴化鈉溶液;
12、b3、將溴化鈉溶液和0.18-0.32份十六烷基三甲基溴化銨加入聚乙烯吡咯烷酮溶液中,充分混合;緩慢加入硝酸銀溶液,加熱保證各組分完全溶解,反應(yīng)完成后迅速降溫進(jìn)行淬火處理;
13、b4、向上述反應(yīng)體系中加入適量有機(jī)溶劑,離心分離使銀納米線沉降,去除上清液后,對(duì)剩余物質(zhì)用水沖洗去除剩余的乙二醇和聚乙烯基吡咯烷酮,得到組分b。
14、優(yōu)選的,步驟a1和b4中的有機(jī)溶劑為丙酮。
15、優(yōu)選的,步驟a1中加熱溫度為50-80℃。加熱是為加快溶解速度。
16、優(yōu)選的,步驟b1和b3中的加熱溫度為130-150℃。
17、優(yōu)選的,步驟a2中的惰性氣體為氮?dú)狻?/p>
18、優(yōu)選的,步驟a3和a4中的蒸發(fā)操作為在負(fù)壓條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)。
19、優(yōu)選的,步驟a4中的用溶劑沖洗操作為用冰醋酸和水交替沖洗。
20、優(yōu)選的,步驟a4中的紫外光為波長(zhǎng)250-420nm的紫外光。
21、優(yōu)選的,有機(jī)溶劑a為乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚、n,n-二甲基甲酰胺中的任意一種。
22、優(yōu)選的,有機(jī)溶劑b為乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚、n,n-二甲基甲酰胺中的任意一種。
23、優(yōu)選的,所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或偶氮二異丁酸二甲酯中的任意一種。
24、本發(fā)明提供的耐氟化物腐蝕的光伏面板自清潔涂料,具有以下有益效果:
25、1、具有出色的抗鹽結(jié)晶效果,一方面,殼聚糖作為正電聚集體,能夠在含鹽溶液粘附在表面的時(shí)候通過(guò)靜電力吸引帶負(fù)電荷的離子,使溶液整體內(nèi)的鹽無(wú)法達(dá)到飽和濃度,防止鹽的成核結(jié)晶;另一方面,銀納米能夠一定程度上反射致熱紅外線,使表面維持較低的溫度,防止鹽溶液中的水過(guò)快蒸發(fā)導(dǎo)致鹽析出。
26、2、具有優(yōu)異的雙疏自清潔的效果,甲基丙烯酸酯基封端聚二甲基硅氧烷含硅柔性鏈段,能夠降低涂層的表面自由能,提高水油在表面的接觸角,同時(shí)可以提高涂層的表面遷移率,降低滑動(dòng)角。另外,經(jīng)過(guò)雙疏改性的丙烯酸樹(shù)脂具有出色的疏水疏油特性,當(dāng)液體污染物接觸到涂層表面后,能夠很輕易地靠自身重力或者輕微的外力(如風(fēng)力)從涂層表面滑走,同時(shí)固體污染物也能夠在雨水或者風(fēng)的作用下輕易的從表面去除,保持表面的潔凈,有效防止海水或鹽霧在光伏面板表面殘留和凝結(jié),從而大大降低了鹽結(jié)晶對(duì)光伏系統(tǒng)的損害。
1.一種耐鹽結(jié)晶的光伏組件自清潔涂料,其特征在于,其包括425~540份組分a和0.19~0.34份組分b,將425~540份組分a溶解于適量有機(jī)溶劑a中,取0.19~0.34份組分b溶于適量有機(jī)溶劑b中,混合即得耐鹽結(jié)晶的光伏組件自清潔涂料;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐鹽結(jié)晶的光伏組件自清潔涂料,其特征在于,步驟a1和b4中的有機(jī)溶劑為丙酮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐鹽結(jié)晶的光伏組件自清潔涂料,其特征在于,步驟a1中加熱溫度為50-80℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐鹽結(jié)晶的光伏組件自清潔涂料,其特征在于,步驟b1和b3中的加熱溫度為130-150℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐鹽結(jié)晶的光伏組件自清潔涂料,其特征在于,步驟a2中的惰性氣體為氮?dú)狻?/p>
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐鹽結(jié)晶的光伏組件自清潔涂料,其特征在于,步驟a3和a4中的蒸發(fā)操作為在負(fù)壓條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐鹽結(jié)晶的光伏組件自清潔涂料,其特征在于,步驟a4中的用溶劑沖洗操作為用冰醋酸和水交替沖洗。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐鹽結(jié)晶的光伏組件自清潔涂料,其特征在于,步驟a4中的紫外光為波長(zhǎng)250-420nm的紫外光。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐鹽結(jié)晶的光伏組件自清潔涂料,其特征在于,有機(jī)溶劑a和有機(jī)溶劑b為乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚、n,n-二甲基甲酰胺中的任意一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐鹽結(jié)晶的光伏組件自清潔涂料,其特征在于,所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或偶氮二異丁酸二甲酯中的任意一種。