耐重复加工的聚乙烯浮体材料组合物、母粒及其制备方法和光伏浮体与流程

本发明涉及浮体材料，具体而言，涉及一种耐重复加工的聚乙烯浮体材料组合物、母粒及其制备方法和光伏浮体。

背景技术：

1、水面光伏电站因不占用土地资源，且发电量较屋顶、地面光伏系统更高，同时能减少水量蒸发、兼顾渔业养殖等多项优势，在全球范围内发展迅速，是一种附加值较高的光伏复合项目。目前国内外主流的水面光伏系统均采用浮体+支架方案，水面光伏浮体是水面光伏电站的重要组成部分，通常由高密度聚乙烯吹塑而成，而吹塑生产过程中会产生大量的飞边料，为了节约成本往往经过破碎后重复使用，再次加工时聚乙烯分子链发生了断裂，分子量与熔体强度下降，熔体流动速率上升，容易导致吹塑成型时浮体壁厚不均匀，甚至发生塌陷和漏气，影响浮体生产稳定性和浮体制件的性能。

2、专利cn113817186b以乙烯/醋酸乙烯酯共聚物与硅烷交联剂为原料，通过化学改性制备硅氧烷交联聚乙烯，在破碎重新加工1次后与破碎前性能无明显损失；专利cn112358631b将带有硼酸酯基团的线性聚乙烯和由多元硼酸分子和1,2-二醇分子或1,3-二醇分子经脱水缩合反应制得的硼酸酯交联剂通过硼酸酯交换反应制得动态共价交联聚乙烯材料，经过3次加工后力学性能不发生明显变化。然而对于商用高密度聚乙烯树脂，官能化改性的成本相对较高，难以大规模工业化应用，因此，开发一种简便有效、适合工业化生产的耐重复加工的聚乙烯浮体材料是本领域亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种耐重复加工的聚乙烯浮体材料组合物、母粒及其制备方法和光伏浮体，以解决现有技术中而采用官能化改性高密度聚乙烯制备水面光伏浮体，尽管再次加工后力学性能不发生明显变化，但成本相对较高，难以大规模工业应用的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种耐重复加工的聚乙烯浮体材料组合物，以质量份数计，该聚乙烯浮体材料组合物包括：高密度聚乙烯65～80份，超高分子量聚乙烯5～10份，填料5～15份，润滑剂1～5份，抗氧剂0.5～1.5份，交联剂0.5～1.5份，分散剂0.5～1.5份，吸酸剂0.5～1.5份；其中，交联剂为式(i)所示结构：

3、

4、其中，式(i)中，多个r各自独立地为c2～c10的烯基、c2～c10的烯酰氧基、c2～c10的烯酸酯基。

5、进一步地，r各自独立地为c2～c6的烯基，优选为乙烯基、丙烯基、异丙烯基、亚丁烯基、异丁烯基。

6、进一步地，润滑剂为二硫化钼和聚四氟乙烯微粉的混合区，且两者的质量比为(0.5～4):(0.5～2)。

7、进一步地，二硫化钼的粒径d50为50～100μm，聚四氟乙烯微粉的粒径d50为3～15μm。

8、进一步地，高密度聚乙烯在190℃、21.6kg荷载下的熔体流动速率为1～5g/10min；超高分子量聚乙烯的粘均分子量为2000～5000kg/mol。

9、进一步地，填料为硅藻土，且硅藻土的粒径d50≤11μm，比表面积≥20m2/g。

10、进一步地，抗氧剂选自1010、1024、1076、412s、686和dstp中的至少一种。

11、进一步地，分散剂选自硬脂酸钙、硬酯酸锌和聚乙烯蜡中的至少一种。

12、进一步地，吸酸剂选自钙铝水滑石或镁铝水滑石中的至少一种。

13、为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种耐重复加工的聚乙烯浮体材料母粒，该母粒的材料为上述第一方面提供的聚乙烯浮体材料组合物。

14、在本申请的第三方面，还提供了上述耐重复加工的聚乙烯浮体材料母粒的制备方法，该制备方法包括：将高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、填料、润滑剂、抗氧剂、交联剂、分散剂以及吸酸剂混合均匀，熔融挤出造粒，得到该耐重复加工的聚乙烯浮体材料母粒。

15、根据本发明的第四个方面，还提供了一种光伏浮体，该光伏浮体的材料为上述第一方面提供的耐重复加工的聚乙烯浮体材料组合物或根据上述第二方面提供的耐重复加工的聚乙烯浮体材料母粒。

16、应用本申请的技术方案，本申请提供的聚乙烯浮体材料组合物，通过高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯协同作为基体材料，并采用含有不饱和基团的笼型聚倍半硅氧烷为交联剂，使其熔体强度高，经过5次熔融吹塑后熔体强度仍有75％以上的保持率，提升了浮体材料的重复利用率，降低了浮体材料的综合生产成本。此外，本申请提供的聚乙烯浮体材料组合物形成的光伏浮体具备优异的耐沾污性能，当其用于长期用于水面时，能够有效减免对光伏浮体表面的人工清理，进而避免频繁人工清理对浮体的负面影响，进而提高其使用寿命，在水面光伏发电领域具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种耐重复加工的聚乙烯浮体材料组合物，其特征在于，以质量份数计，该聚乙烯浮体材料组合物包括：高密度聚乙烯65～80份，超高分子量聚乙烯5～10份，填料5～15份，润滑剂1～5份，抗氧剂0.5～1.5份，交联剂0.5～1.5份，分散剂0.5～1.5份，吸酸剂0.5～1.5份；其中，所述交联剂为式(i)所示结构：

2.根据权利要求1所述的聚乙烯浮体材料组合物，其特征在于，所述多个r各自独立地为c2～c6的烯基，优选为乙烯基、丙烯基、异丙烯基、正丁烯基、异丁烯基。

3.根据权利要求1所述的聚乙烯浮体材料组合物，其特征在于，所述润滑剂为二硫化钼和聚四氟乙烯微粉的混合物，且两者的质量比为(0.5～4):(0.5～2)。

4.根据权利要求3所述的聚乙烯浮体材料组合物，其特征在于，所述二硫化钼的粒径d50为50～100μm，所述聚四氟乙烯微粉的粒径d50为3～15μm。

5.根据权利要求1所述的聚乙烯浮体材料组合物，其特征在于，所述高密度聚乙烯在190℃、21.6kg荷载下的熔体流动速率为1～5g/10min；所述超高分子量聚乙烯的粘均分子量为2000～5000kg/mol。

6.根据权利要求1所述的聚乙烯浮体材料组合物，其特征在于，所述填料为硅藻土，且所述硅藻土的粒径d50≤11μm，比表面积≥20m2/g。

7.根据权利要求1所述的聚乙烯浮体材料组合物，其特征在于，所述抗氧剂选自1010、1024、1076、412s、686和dstp中的至少一种；

8.一种耐重复加工的聚乙烯浮体材料母粒，其特征在于，所述母粒的材料为权利要求1至7中任一项所述的聚乙烯浮体材料组合物。

9.一种权利要求8所述的母粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将所述高密度聚乙烯、所述超高分子量聚乙烯、所述填料、所述润滑剂、所述抗氧剂、所述交联剂、所述分散剂以及所述吸酸剂混合均匀，熔融挤出造粒，得到所述母粒。

10.一种光伏浮体，其特征在于，所述光伏浮体的材料为权利要求1至7中任一项所述的耐重复加工的聚乙烯浮体材料组合物或权利要求8所述的耐重复加工的聚乙烯浮体材料母粒。

技术总结
本发明提供了一种耐重复加工的聚乙烯浮体材料组合物、母粒及其制备方法和光伏浮体。以质量份数计，该组合物包括：高密度聚乙烯65～80份，超高分子量聚乙烯5～10份，填料5～15份，润滑剂1～5份，抗氧剂0.5～1.5份，交联剂0.5～1.5份，分散剂0.5～1.5份，吸酸剂0.5～1.5份；其中，交联剂为含有不饱和基团的笼型聚倍半硅氧烷。本申请提供的聚乙烯浮体材料组合物通过高密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯协同作为基体材料，并采用含有不饱和基团的笼型聚倍半硅氧烷为交联剂，熔体强度高，经过5次熔融吹塑后熔体强度仍有75％以上的保持率，提升了浮体材料的重复利用率，降低了浮体材料的综合生产成本。

技术研发人员：夏洋,林河山,吴昊
受保护的技术使用者：阳光水面光伏科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4