CN111217556A - 光伏路面材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于光伏材料技术领域，公开了一种光伏路面材料及其制备方法。本申请所提供的光伏路面材料以质量百分含量计包含：树脂复合物及引发剂：8～15％、碎有机玻璃或透明石英砂粒：68～78％、透光PC粒料：10～12％、玻璃纤维：4～5％；其中，所述树脂复合物以质量份计包含：饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂或氢化双酚A环氧树脂：60～75份、透明有机硅树脂：10～25份、低收缩添加剂：10～16份、纤维浸润助剂：1～3份；增塑剂：2～4份；紫外稳定剂：0.5～1.5份。以本申请所提供的材料制备光伏路面，可同时解决透光率不足、耐磨防滑、承力性能差、铺设困难及成本高等问题。
Description
技术领域
本申请属于光伏材料技术领域，特别涉及一种光伏路面材料及其制备方法。
背景技术
光伏路面是一种可将收集到的太阳能转化为电能，从而实现太阳能发电的新型路面。光伏路面材料的研发，目前仍处于起步阶段。传统的路面材料，如水泥、沥青等，均不具备透光性；而如在水泥、沥青中加入光纤使其具备透光性，由于水泥、沥青的脆性较大，为满足路面的使用性能，光纤掺杂的比例不宜超过4％，因此透光率一般无法超过30％，很难满足光伏路面材料的高透光率要求。
另外，一些高透光复合材料虽然已开始取代传统的玻璃前板，应用于光伏组件中，但如将其应用于光伏路面将存在各种弊端：
(1)钢化玻璃：具有极好的阻水性能，可最大限度避免水汽侵入光伏电池而导致的电池效率降低。但为了达到防滑耐磨的效果，钢化玻璃表面需做印花处理，使材料成本大大提高；此外，由于比重及力学性能的限制，模块化的组件面积不易过大，因而路面铺放成本大大增加；再次，由于玻璃承重能力、模块间连接技术等限制，钢化玻璃只能用于人行道或自行车道的光伏路面，不适合用于机动车行驶的光伏路面。
(2)透明有机硅材料：除了具有良好的阻水性能外，同时具备较高的韧性，易于实现光伏路面的防滑效果。但有机硅材料本身成本较高，受到材料自身刚性的限制，其耐冲击性能难以满足路面的使用要求。
(3)环氧树脂+碎钢化玻璃+聚氨酯树脂：与前两种方案比，此方案的材料成本略低，且对入射光形成散射，不会影响行人的视线。但阻水性能较差，电池组件需要额外进行阻水处理；同时，由于材料刚性较高，且采用室温胶与电池组件连接，粘接性能并不理想，行车过程中的震动即可使面层与组件之间脱粘，影响发电效率。另外，由于大量使用环氧树脂固化剂，其材料总体成本仍然较高。
因此，亟需开发出高性能、低成本的光伏路面材料。
发明内容
本申请的目的在于提供一种光伏路面材料及其制备方法，以同时解决用传统材料制备光伏路面时所面临的透光率不足、耐磨防滑、承力性能差、铺设困难以及成本高等问题。
为解决上述技术问题，本申请的实施方式所提供的光伏路面材料，以质量百分含量计，包含：树脂复合物及引发剂：8～15％、碎有机玻璃或透明石英砂粒：68～78％、透光PC粒料：10～12％、玻璃纤维：4～5％；其中，所述树脂复合物以质量份计，包含：饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂或氢化双酚A环氧树脂：60～75份、透明有机硅树脂：10～25份、低收缩添加剂：10～16份、纤维浸润助剂：1～3份；增塑剂：2～4份；紫外稳定剂：0.5～1.5份。
本申请的实施方式所提供的光伏路面材料使用了饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂或氢化双酚A环氧树脂与透明有机硅树脂作为基体树脂，降低了材料成本和施工成本；加入了玻璃纤维，以增加材料的耐冲击性能；以碎有机玻璃或透明石英砂粒作为主要填料、以透光PC粒料作为轻量化填料，同时加入增塑剂、紫外稳定剂等，以抑制收缩并防止黄变，提高制品的可用性及适用期。
相对于现有技术而言，本申请所提供的光伏路面材料具有以下突出的技术效果：
(1)兼顾路面透光率及使用性能：本申请的光伏路面材料中，所使用的树脂、填料等均采用高透光材料，因此光伏路面材料产品的整体透光率在80％以上；同时，以本申请所提供的材料制成的路面，其使用性能可达到国家3级公路使用标准；
(2)与电池组件的连接性能优异：本申请的光伏路面材料无需进行特殊处理即可与太阳能电池组件(尤其是柔性太阳能电池组件)间进行连接，且可采用柔性铺放施工方案：将本发明所提供的光伏路面材料固化后具有类似地毯式的强度和刚度，可以直接铺放，通过使用高透光粘接剂(如聚氨酯类粘接剂或醋酸乙烯酯类粘接剂)与太阳能电池室温粘接，从而使得光伏路面与太阳能电池组件之间并非为硬碰硬的刚性粘接，结合性能好，不易出现脱粘；
(3)材料和施工成本低：本申请的光伏路面材料的工艺性能与沥青相似，可在室温下固化，因此，既可采用传统的混凝土施工工艺现场连续铺放，也可模块化生产后进行运输和铺放，无需增加额外设备、无需特殊培训；
(4)后期修补成本低：本申请的光伏路面材料易切割、易铺放。修补路面时，只需要切除损坏部分，重新铺放即可。
可选地，所述引发剂选自过氧化甲乙酮类引发剂、胺类引发剂或改性胺类引发剂。
可选地，所述透光PC粒料的可见光透过率在85％以上。
可选地，所述透明有机硅树脂满足：当固化度在90％以上时，20mm厚的所述透明有机硅树脂浇筑体的可见光透过率在80％以上。
可选地，所述低收缩添加剂和纤维浸润助剂选自聚醋酸乙烯酯、饱和聚酯、聚己内酯、聚氨酯、接枝型芯壳聚合物、嵌段型聚醋酸-苯乙烯和改***联聚苯乙烯中的一种或几种。
可选地，所述增塑剂选自多元醇酯类增塑剂、环氧类增塑剂或聚酯类增塑剂。
可选地，所述紫外稳定剂选自二苯酮衍生物类紫外稳定剂。
可选地，所述树脂复合物还包含色浆或涂料，以增加光伏路面的可设计性，从而得到特定颜色的光伏路面。
本申请的实施方式也提供上述光伏路面材料的制备方法，按照质量配比称取各组份原料，在室温下将树脂复合物及引发剂混合均匀，然后加入其余各组份原料混合，浇筑成型。
本申请的实施方式还提供上述光伏路面的另一种制备方法，按照质量配比称取各组份原料，在室温下将树脂复合物及引发剂混合均匀，然后加入其余各组份原料混合后填入模具中，超声振荡同时抽真空脱泡，压制脱模成型。
其中，在室温下将树脂复合物及引发剂混合均匀后的粘度不高于850mPaS。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本申请的各具体实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本申请的具体实施方式涉及一种光伏路面材料。以质量百分含量计，该种光伏路面材料包含：树脂复合物及引发剂：8～15％、碎有机玻璃或透明石英砂粒：68～78％、透光PC粒料：10～12％、玻璃纤维：4～5％；其中，所述树脂复合物以质量份计，包含：饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂或氢化双酚A环氧树脂：60～75份、透明有机硅树脂：10～25份、低收缩添加剂：10～16份、纤维浸润助剂：1～3份；增塑剂：2～4份；紫外稳定剂：0.5～1.5份。
在本申请的一些具体实施方式中，饱和聚酯树脂可以选自由新戊二醇与脂肪族二元酸(如己二酸、壬二酸或癸二酸等)合成的饱和聚酯树脂。
在本申请的一些具体实施方式中，引发剂可以选自过氧化甲乙酮类引发剂、胺类引发剂或改性胺类引发剂。对应地，当使用饱和聚酯树脂时，其引发剂可选自过氧化甲乙酮类引发剂；当使用乙烯基酯树脂时，其引发剂可选自过氧化甲乙酮类引发剂；当使用氢化双酚A环氧树脂时，引发剂可选自胺类引发剂、改性胺类引发剂，如聚醚胺等。
在本申请的一些具体实施方式中，透光PC粒料的可见光透过率在85％以上。此外，可选择2.5mm厚的高透光PC粒料为佳。
在本申请的一些具体实施方式中，透明有机硅树脂满足：当固化度在90％以上时，20mm厚的所述透明有机硅树脂浇筑体的可见光透过率在80％以上。
在本申请的一些具体实施方式中，低收缩添加剂可以选自聚醋酸乙烯酯、饱和聚酯、聚己内酯、聚氨酯、接枝型芯壳聚合物、嵌段型聚醋酸-苯乙烯和改***联聚苯乙烯中的一种或几种。
在本申请的一些具体实施方式中，增塑剂可以选自多元醇酯类、环氧类或聚酯类增塑剂。
在本申请的一些具体实施方式中，紫外稳定剂可以选自二苯酮衍生物类紫外稳定剂。如2-羟基-4-正辛氧基二苯酮等。
在本申请的一些具体实施方式中，在树脂复合物中还包含色浆或涂料，以增加光伏路面的可设计性，从而得到特定颜色的光伏路面。例如可以选择非水性的色浆或涂料，保证其与体系相容性良好，例如可选用美彩色浆或巴斯夫涂料，具体牌号取决于路面设计人员对颜色的需求。
本申请的具体实施方式中所涉及的光伏路面材料的制备方法，可以按照质量配比称取各组份原料，在室温下将树脂复合物及引发剂混合均匀，然后加入其余各组份原料混合，浇筑成型；也可以按照质量配比称取各组份原料，在室温下将树脂复合物及引发剂混合均匀，然后加入其余各组份原料混合后填入模具中，超声振荡同时抽真空脱泡，压制脱模成型。其中，在室温下将树脂复合物及引发剂混合均匀后的粘度不高于850mPaS。
如下的实施例1～4为本申请的光伏路面材料的一些具体实例，需要说明的是，这些仅仅是本发明具体实施方式的一些举例，而不构成对本发明的实施方式的限定。
实施例1
树脂复合物配方：
饱和聚酯树脂：65份；
透明有机硅树脂：15份；
低收缩添加剂(聚氨酯)：15份；
纤维浸润助剂：2份；
增塑剂(多元醇酯类增塑剂)：2.5份；
紫外稳定剂：0.5份；
光伏路面材料总体配方：
树脂复合物、引发剂(过氧化甲乙酮类引发剂)：10％；
碎有机玻璃：75％；
高透光PC粒料：10％；
玻璃纤维：5％。
制备方法：
按照如上质量配比称取各组份原料，在室温下将树脂复合物及引发剂混合均匀，检测，保证其粘度不高于850mPaS，然后加入其余各组份原料混合，浇筑成型。
性能检测：
模压后制品透光率为80％；材料耐磨防滑承压等性能达到我国3级公路使用要求。
实施例2
树脂复合物配方：
饱和聚酯树脂：70份；
透明有机硅树脂：10份；
低收缩添加剂(聚醋酸乙烯酯)：10份；
纤维浸润助剂：3份；
增塑剂(环氧类增塑剂)：2份；
紫外稳定剂：1份；
光伏路面材料总体配方：
树脂复合物、引发剂(过氧化甲乙酮类引发剂)：8％；
碎有机玻璃：78％；
高透光PC粒料：10％；
玻璃纤维：4％。
制备方法：
按照如上质量配比称取各组份原料，在室温下将树脂复合物及引发剂混合均匀，检测，保证其粘度不高于850mPaS，然后加入其余各组份原料混合，浇筑成型。
性能检测：
模压后制品透光率为81％；材料耐磨防滑承压等性能达到我国3级公路使用要求。
实施例3
树脂复合物配方：
乙烯基酯树脂：60份；
高粘度透明有机硅树脂：25份；
低收缩添加剂(聚己内酯)：10份；
纤维浸润助剂：1份；
增塑剂(聚酯类增塑剂)：3份；
紫外稳定剂：1.5份
光伏路面材料总体配方：
树脂复合物、引发剂(过氧化甲乙酮类引发剂)：15％；
透明石英砂粒：69％；
高透光PC粒料：12％；
玻璃纤维：4％。
制备方法：
按照如上质量配比称取各组份原料，在室温下将树脂复合物及引发剂混合均匀，检测并保证其粘度不高于850mPaS，然后加入其余各组份原料混合后填入模具中，超声振荡同时抽真空脱泡，压制脱模成型。
性能检测：
模压后制品透光率为82％；材料耐磨防滑承压等性能达到我国3级公路使用要求。
实施例4：
树脂复合物配方：
氢化双酚A环氧树脂：75份；
高粘度透明有机硅树脂：12份；
低收缩添加剂(嵌段型的聚醋酸-苯乙烯)：16份；
纤维浸润助剂：3份；
增塑剂(多元醇酯类增塑剂)：4份；
紫外稳定剂：1份；
光伏路面材料总体配方：
树脂复合物、引发剂(胺类引发剂)：11％；
透明石英砂粒：71％；
高透光PC粒料：12％；
玻璃纤维：5％；
色浆：1％。
制备方法：
按照如上质量配比称取各组份原料，在室温下将树脂复合物及引发剂混合均匀，检测并保证其粘度不高于850mPaS，然后加入其余各组份原料混合后填入模具中，超声振荡同时抽真空脱泡，压制脱模成型。
性能检测：
模压后制品透光率为83％；材料耐磨防滑承压等性能达到我国3级公路使用要求。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。
Claims (10)
1.一种光伏路面材料，其特征在于，以质量百分含量计，包含：
树脂复合物及引发剂：8～15％、碎有机玻璃或透明石英砂粒：68～78％、透光PC粒料：10～12％、玻璃纤维：4～5％；
其中，所述树脂复合物以质量份计，包含：
饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂或氢化双酚A环氧树脂：60～75份、透明有机硅树脂：10～25份、低收缩添加剂：10～16份、纤维浸润助剂：1～3份；增塑剂：2～4份；紫外稳定剂：0.5～1.5份。
2.根据权利要求1所述的光伏路面材料，其特征在于，所述引发剂选自过氧化甲乙酮类引发剂、胺类引发剂或改性胺类引发剂。
3.根据权利要求1所述的光伏路面材料，其特征在于，所述透光PC粒料的可见光透过率在85％以上。
4.根据权利要求1所述的光伏路面材料，其特征在于，所述透明有机硅树脂满足：当固化度在90％以上时，20mm厚的所述透明有机硅树脂浇筑体的可见光透过率在80％以上。
5.根据权利要求1所述的光伏路面材料，其特征在于，所述低收缩添加剂选自聚醋酸乙烯酯、饱和聚酯、聚己内酯、聚氨酯、接枝型芯壳聚合物、嵌段型聚醋酸-苯乙烯和改***联聚苯乙烯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的光伏路面材料，其特征在于，所述增塑剂选自多元醇酯类增塑剂、环氧类增塑剂或聚酯类增塑剂，所述紫外稳定剂选自二苯酮衍生物类紫外稳定剂。
7.根据权利要求1所述的光伏路面材料，其特征在于，还包含色浆或涂料。
8.权利要求1所述的光伏路面材料的制备方法，其特征在于，按照质量配比称取各组份原料，在室温下将树脂复合物及引发剂混合均匀，然后加入其余各组份原料混合，浇筑成型。
9.权利要求1所述的光伏路面材料的制备方法，其特征在于，按照质量配比称取各组份原料，在室温下将树脂复合物及引发剂混合均匀，然后加入其余各组份原料混合后填入模具中，超声振荡同时抽真空脱泡，压制脱模成型。
10.根据权利要求8或9所述的光伏路面材料的制备方法，其特征在于，在室温下将树脂复合物及引发剂混合均匀后的粘度不高于850mPaS。
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| CN201811424076.1A CN111217556A (zh) | 2018-11-27 | 2018-11-27 | 光伏路面材料及其制备方法 |
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| CN114736577A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-12 | 浙江合特光电有限公司 | 一种光伏路砖及其制备方法 |
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2018
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