一種太陽能公路防潮層及其製備方法與流程
2023-10-17 08:00:09 1
技術領域：
本發明涉及高分子聚乙烯改性技術領域，具體的涉及一種太陽能公路防潮層。
背景技術：
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目前人們生活中依然十分依靠化石能源，例如石油、煤炭和天然氣等，化石能源的大規模開發和廣泛應用極大的促進了工業發展，加快了工業現代化，使世界經濟得到了前所未有的發展。近年來，能源危機進一步加劇，同時，化石能源的開採過程和使用過程都對壞境產生了十分明顯的影響，開採過程中不斷破壞原有地貌，引發了各種自然災害如地殼坍塌、土地沙漠化等，使用過程中會產生大量的有害氣體和固體廢棄物，引發了嚴重的壞境汙染。能源短缺和壞境失衡已經嚴重阻礙經濟的發展並威脅到了人們的身體健康。因此，大力發展可再生能源，例如太陽能、風能、地熱能等，是解決能源和環境問題的主要方法。
太陽能公路是正在研究的一種新型公路，可以將太陽能轉換成電能。該類公路有三層結構組成：最上層為半透明保護層，保護內部元件的同時也可以讓太陽光透過；中間層為太陽能電池，用來轉化太陽能生產電能；最底下一層為防潮層，用來隔絕土壤中的溼氣，避免其影響到內部的線路。聚乙烯材料具有優異的防滲能力，是防潮層的理想材料，但是在使用過程中，容易受到光、熱、氧等內外因素的綜合作用，造成降解或交聯，使其性能變壞，以致最後喪失使用價值。因此，研發具有優良的抗老化性能的防潮層材料，可有效降低太陽能公路的成本，推進太陽能公路的發展。
中國專利cn201310277719.5公開了一種增強增韌抗老化聚丙烯複合材料及其製備方法，該複合材料由聚丙烯、高密度聚乙烯、三元乙丙橡膠、增強填料和無機抗老化劑製成，其步驟為：增強填料的碳矽偶聯劑處理、混合、熔融擠壓、冷卻、風乾、切粒，即得所述的增強增韌抗老化聚丙烯複合材料。本發明配方合理，工藝簡單，操作方便，製備出的聚丙烯複合材料較純聚丙烯拉伸強度保持率提高4％～10％，衝擊強度保持率提高10％～30％。
技術實現要素：
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本發明的目的是提供一種太陽能公路防潮層，耐候性能好，強度高，柔韌性大，製備方法簡單，成本低，製備過程中無有毒物質釋放，有利於環境保護。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：
一種太陽能公路防潮層的製備方法，包括以下步驟：
將hdpe顆粒、抗老化劑、炭黑、mpe、pe、硬脂酸鋅、納米二氧化鈦、助劑在高速混合機中高速攪拌混合均勻，然後通過螺杆擠出機在220-240℃溫度下擠出成線形，經過水冷卻、高速切割機切割成顆粒狀烘乾。將新造好的顆粒粒子在高速混合機中高速攪拌混合均勻，通過螺杆擠出機在220-240℃溫度下擠出，經過模具在200-220℃溫度下分散擠出成片狀，再經過壓輥成型，得到太陽能公路防潮層。
優選的，所述各原料組分的使用量為：
hdpe100份，抗老化劑2-4份，
炭黑3-6份，mpe22-30份，
pe25-35份，納米二氧化鈦4-9份，
硬脂酸鋅5-10份，助劑2-4份。
優選的，所述hdpe為低壓高密度聚乙烯，粒徑為2-5mm。
優選的，所述抗老化劑為光穩定劑、符合熱穩定劑、自由基淬滅捕捉劑、分散劑、抗氧化劑中的一種或多種混合。
優選的，所述抗老化劑為光穩定劑、自由基淬滅捕捉劑和抗氧化劑的混合物。
優選的，所述光穩定劑為受阻胺光穩定劑。
優選的，所述抗氧化劑為抗氧化劑264，抗氧化劑1010，抗氧化劑sta-1或亞磷酸酯中的一種或多種混合物。
優選的，所述炭黑的粒徑為10-100μm。
優選的，所述mpe為茂金屬聚乙烯，粒徑為2-5mm。
一種太陽能公路防潮層，由以上任意方法製備而成。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
本發明採用炭黑、抗老化劑對hdpe進行改性，大大提高了hdpe的耐候性能、穩定性能及抗紫外性能，使其作為太陽能公路防潮層使用時，可以長時間保持良好性能；mpe具有很好的屈服伸縮性能，它的加入，大大提高了hdpe的屈服應變性能；pe的加入，大大提高了hdpe的柔韌性；納米二氧化鈦顆粒可以起到分散紫外線的功能，提高整個材料抗擊紫外線的性能；助劑具有優良的耐寒性、耐熱性、耐化學性、耐磨性和加工性能，它的加入，大大提高了抗老化劑、炭黑與mpe、pe、hdpe間容性差引起的加工困難的問題。總而言之，該太陽能公路防潮層具有優良的防潮性能，並且能夠適應室外各種壞境，並具有較長的使用壽命。
具體實施方式：
為更好的理解本發明下面通過實施例對本發明進一步說明，實施例只用於解釋本發明，不會對本發明進一步說明。
實施例1
一種太陽能公路防潮層的製備方法，包括以下步驟：
將hdpe100份，抗老化劑2份，炭黑3份，mpe22份，pe25份，納米二氧化鈦4份，硬脂酸鋅5份，助劑2份在高速混合機中高速攪拌混合均勻，然後通過螺杆擠出機在220℃溫度下擠出成線形，經過水冷卻、高速切割機切割成顆粒狀烘乾。將新造好的顆粒粒子在高速混合機中高速攪拌混合均勻，通過螺杆擠出機在220℃溫度下擠出，經過模具在200℃溫度下分散擠出成片狀，再經過壓輥成型，得到太陽能公路防潮層。
所述hdpe為低壓高密度聚乙烯，粒徑為2-5mm；所述抗老化劑為受阻胺光穩定劑；所述炭黑的粒徑為10-100μm；所述mpe為茂金屬聚乙烯，粒徑為2-5mm。
實施例2
一種太陽能公路防潮層的製備方法，包括以下步驟：
將hdpe100份，抗老化劑4份，炭黑6份，mpe30份，pe35份，納米二氧化鈦9份，硬脂酸鋅10份，助劑4份在高速混合機中高速攪拌混合均勻，然後通過螺杆擠出機在240℃溫度下擠出成線形，經過水冷卻、高速切割機切割成顆粒狀烘乾。將新造好的顆粒粒子在高速混合機中高速攪拌混合均勻，通過螺杆擠出機在240℃溫度下擠出，經過模具在220℃溫度下分散擠出成片狀，再經過壓輥成型，得到太陽能公路防潮層。
所述hdpe為低壓高密度聚乙烯，粒徑為2-5mm；所述抗老化劑為符合熱穩定劑；所述炭黑的粒徑為10-100μm；所述mpe為茂金屬聚乙烯，粒徑為2-5mm。
實施例3
一種太陽能公路防潮層的製備方法，包括以下步驟：
將hdpe100份，抗老化劑2份，炭黑6份，mpe22份，pe35份，納米二氧化鈦4份，硬脂酸鋅10份，助劑2份在高速混合機中高速攪拌混合均勻，然後通過螺杆擠出機在240℃溫度下擠出成線形，經過水冷卻、高速切割機切割成顆粒狀烘乾。將新造好的顆粒粒子在高速混合機中高速攪拌混合均勻，通過螺杆擠出機在240℃溫度下擠出，經過模具在220℃溫度下分散擠出成片狀，再經過壓輥成型，得到太陽能公路防潮層。
所述hdpe為低壓高密度聚乙烯，粒徑為2-5mm；所述抗老化劑為受阻胺光穩定劑、自由基猝滅捕捉劑和抗氧化劑1010的混合物；所述炭黑的粒徑為10-100μm；所述mpe為茂金屬聚乙烯，粒徑為2-5mm。
實施例4
一種太陽能公路防潮層的製備方法，包括以下步驟：
將hdpe100份，抗老化劑4份，炭黑3份，mpe30份，pe25份，納米二氧化鈦9份，硬脂酸鋅5份，助劑4份在高速混合機中高速攪拌混合均勻，然後通過螺杆擠出機在220℃溫度下擠出成線形，經過水冷卻、高速切割機切割成顆粒狀烘乾。將新造好的顆粒粒子在高速混合機中高速攪拌混合均勻，通過螺杆擠出機在220℃溫度下擠出，經過模具在200℃溫度下分散擠出成片狀，再經過壓輥成型，得到太陽能公路防潮層。
所述hdpe為低壓高密度聚乙烯，粒徑為2-5mm；所述抗老化劑為受阻胺光穩定劑、自由基猝滅捕捉劑和抗氧化劑sta-1的混合物；所述炭黑的粒徑為10-100μm；所述mpe為茂金屬聚乙烯，粒徑為2-5mm。
實施例5
一種太陽能公路防潮層的製備方法，包括以下步驟：
將hdpe100份，抗老化劑3份，炭黑4份，mpe30份，pe30份，納米二氧化鈦5份，硬脂酸鋅9份，助劑3份在高速混合機中高速攪拌混合均勻，然後通過螺杆擠出機在230℃溫度下擠出成線形，經過水冷卻、高速切割機切割成顆粒狀烘乾。將新造好的顆粒粒子在高速混合機中高速攪拌混合均勻，通過螺杆擠出機在230℃溫度下擠出，經過模具在210℃溫度下分散擠出成片狀，再經過壓輥成型，得到太陽能公路防潮層。
所述hdpe為低壓高密度聚乙烯，粒徑為2-5mm；所述抗老化劑為受阻胺光穩定劑、自由基猝滅捕捉劑和亞磷酸酯的混合物；所述炭黑的粒徑為10-100μm；所述mpe為茂金屬聚乙烯，粒徑為2-5mm。
實施例6
一種太陽能公路防潮層的製備方法，包括以下步驟：
將hdpe100份，抗老化劑3份，炭黑5份，mpe28份，pe32份，納米二氧化鈦6份，硬脂酸鋅7份，助劑3份在高速混合機中高速攪拌混合均勻，然後通過螺杆擠出機在230℃溫度下擠出成線形，經過水冷卻、高速切割機切割成顆粒狀烘乾。將新造好的顆粒粒子在高速混合機中高速攪拌混合均勻，通過螺杆擠出機在230℃溫度下擠出，經過模具在200℃溫度下分散擠出成片狀，再經過壓輥成型，得到太陽能公路防潮層。
所述hdpe為低壓高密度聚乙烯，粒徑為2-5mm；所述抗老化劑為受阻胺光穩定劑、自由基猝滅捕捉劑和抗氧化劑sta-1的混合物；所述炭黑的粒徑為10-100μm；所述mpe為茂金屬聚乙烯，粒徑為2-5mm。
下面對本發明提供的聚合物改性瀝青進行性能測試，測試如表1所示。
表1
從表1來看，本發明提供的太陽能公路防潮層具有優異的屈服性能、強度指標和低溫柔韌性。