本發(fā)明新能源技術(shù)領(lǐng)和發(fā)電吸熱材料制備技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料。
背景技術(shù):
短缺的能源已嚴(yán)重影響人們的生活和制約社會(huì)的發(fā)展。豐富的太陽能是重要的清潔能源,是取之不盡、用之不竭、無污染、廉價(jià)、人類能夠自由利用的能源。第一次石油危機(jī)之后,各國(guó)競(jìng)相開展太陽能、水能、風(fēng)能等清潔和可再生能源的應(yīng)用研究,尤其是太陽能的應(yīng)用研究最為廣泛。
太陽能作為一種綠色能源對(duì)環(huán)境沒有任何無污染性,而且它的來源簡(jiǎn)單, 可以說是在人類的生存年限內(nèi)其是取之不盡用之不竭的。太陽能不僅是一次性能源,還是清潔能源,它資源豐富、普遍存在、無需運(yùn)輸、還可免費(fèi)使用、最重要的是對(duì)環(huán)境沒有任何污染。太陽能電池也因太陽能的特殊性具有許多其他發(fā)電方式所不具備的優(yōu)點(diǎn):不受地域限制、不消耗燃料、規(guī)模可大可小、靈活性大、無污染、無噪音、安全可靠、建設(shè)周期短、維護(hù)簡(jiǎn)單、最具有大規(guī)模應(yīng)用的可能性。所以很多專家把太陽能能源作為可替代的能源去開發(fā),希望太陽能夠造福于人類?,F(xiàn)如今所使用的太陽能有很大一部分是由太陽電池轉(zhuǎn)換得來的。因?yàn)樘柲茈姵貙?duì)光有感應(yīng),能夠把照射在其表面的光能轉(zhuǎn)換為電能。目前,在有關(guān)專家的努力下,太陽能電池己經(jīng)走向了商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化。
太陽能發(fā)電種類很多,目前,較為成熟的有太陽能光伏發(fā)電和太陽能熱發(fā)電。在眾多的太陽能利用技術(shù)中,太陽能熱發(fā)電技術(shù)被譽(yù)為最有前景,最有可能大規(guī)模利用太陽能的技術(shù)。太陽能熱發(fā)電是利用聚光器聚集太陽能,經(jīng)吸收器吸收后,轉(zhuǎn)化成熱能,產(chǎn)生高溫蒸汽或氣體進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組或燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生電能。按聚光形式不同,太陽能熱發(fā)電可分為塔式太陽能熱發(fā)電、槽式太陽能熱發(fā)電和碟式太陽能熱發(fā)電。塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)由于聚光比高、熱力循環(huán)溫度高、熱損耗小、系統(tǒng)簡(jiǎn)單且效率高的特點(diǎn)得到世界各國(guó)的重視,是目前各國(guó)都在大力研究的先進(jìn)的大規(guī)模太陽能熱發(fā)電技術(shù)。而作為塔式太陽能熱發(fā)電核心的空氣吸熱器,其中的高溫吸熱體材料擔(dān)負(fù)著接收太陽聚光能量,以及吸熱、換熱的重要作用,影響著整個(gè)熱發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性及效率的高低。
塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)包括:聚光子系統(tǒng)、集熱子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)、蓄熱子系統(tǒng)和輔助能源子系統(tǒng),具有規(guī)模大、熱傳遞路程短、熱損耗少、聚光比和溫度較高等特點(diǎn),極適合于大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電。塔式太陽能吸熱器主要分為間接照射吸熱器和直接照射吸熱器兩大類,對(duì)吸熱器的要求主要是:能承受一定數(shù)值的太陽光能量密度和梯度,避免局部過熱發(fā)生,流體的流動(dòng)分布與能量密度分布相匹配,效率高,簡(jiǎn)單易造,成本經(jīng)濟(jì)。在塔式太陽能吸熱器中,吸熱體材料是吸熱器的核心部件。由于太陽能聚光能流密度不均勻性和不穩(wěn)定性形成的吸熱體局部熱斑造成材料熱應(yīng)力破壞、空氣流動(dòng)穩(wěn)定性差、系統(tǒng)復(fù)雜、大容量情況下系統(tǒng)可靠性和耐久性不高等,因此,基于太陽能熱發(fā)電吸熱器的特點(diǎn)及對(duì)吸熱體材料的要求,需要設(shè)計(jì)一種用于塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的吸熱器用的吸熱材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料,以解決現(xiàn)有太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料機(jī)械強(qiáng)度與韌性、傳熱與吸熱性能差,不能滿足太陽能熱發(fā)電吸熱器對(duì)吸熱體材料的要求等問題。本發(fā)明制得的新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料不僅具有良好的傳熱與吸熱性能,而且也具有良好的機(jī)械強(qiáng)度與韌性,可以廣泛應(yīng)用于太陽能領(lǐng)域,滿足當(dāng)前太陽能熱發(fā)電吸熱材料要求。
為解決以上技術(shù)問題,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料,以重量為單位,由以下原料制成:間苯二甲酸乙二醇酯34-64份、硬脂酸甘油酯25-40份、聚丙烯22-32份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸15-22份、丙酸12-18份、苯甲醇10-16份、氮化硅8-12份、石墨8-12份、氯化石蠟14-20份、硅溶膠12-24份、堿性白土10-15份、合成劑8-15份、吸光劑4-8份、吸光促進(jìn)劑2-4份、成核劑3-5份;
所述合成劑以重量份為單位,由以下原料制成:發(fā)生劑1-2份、偶聯(lián)劑1-2份、相容劑1-2份、抗氧化劑0.6-1.5份、安定劑0.6-1.5份、架橋劑0.6-1.5份、調(diào)節(jié)劑0.4-1份、強(qiáng)化劑0.4-1份、聚凝劑0.4-1份、增韌劑0.4-1份、增塑劑0.4-1份、增稠劑0.4-1份、抗霉劑0.2-0.5份、穩(wěn)定劑0.3-0.5份、終止劑0.3-0.5份;
所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑,所述偶聯(lián)劑為環(huán)氧硅烷類偶聯(lián)劑,所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑,所述抗氧化劑為抗氧劑1010,所述安定劑組成成分為磷石膏、氟石膏、氧化鐵,所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑,所述調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類加工助劑,所述強(qiáng)化劑為701粉強(qiáng)化劑,所述聚凝劑為聚合氯化鋁;
所述吸光劑以重量為單位,由以下原料制成:二氧化錳0.8-2份、三氧化二鐵0.6-1.2份、二氧化鈦0.6-1.2份、硫化鉛0.5-1份、氧化鈷0.4-0.9份、氧化鉻0.4-0.8份、硫化鎘0.3-0.8份、硒化鎘0.2-0.6份、八羥基喹啉酮0.2-0.5份;
所述吸光促進(jìn)劑以重量為單位,由以下原料制成:2-氯-2-(2-氟苯基)-1-環(huán)丁基乙酮1.2-2.5份、2-(2-硝基苯胺基)-3-氰基-5-丙基噻吩0.8-1.5份;
所述成核劑為成核劑WBG;
所述新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料的制備方法,包括以下步驟:
S1:將間苯二甲酸乙二醇酯、硬脂酸甘油酯、聚丙烯、苯甲醇、氮化硅、石墨加至300-500份去離子水中,在微波功率為120-250W,溫度為52-58℃,攪拌轉(zhuǎn)速為100-200r/min下預(yù)處理30-60min,制得混合物Ⅰ;
S2:向步驟1 制得的混合物Ⅰ中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙酸、氯化石蠟、硅溶膠、合成劑,在超聲波功率為150-300W,溫度為60-65℃,攪拌轉(zhuǎn)速為200-400r/min下處理120-180min,制得混合物Ⅱ;
所述合成劑的制備方法,包括以下步驟:
S21:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑、相容劑、抗氧化劑、安定劑、架橋劑混合升溫至110-130℃,在轉(zhuǎn)速為200-300r/min下反應(yīng)40-50min,制得物料Ⅰ;
S22:向步驟S21制得的物料Ⅰ中加入調(diào)節(jié)劑、強(qiáng)化劑、聚凝劑、增韌劑、增塑劑、增稠劑混合后升溫至140-145℃,在轉(zhuǎn)速為300-400r/min下反應(yīng)120-150min,制得物料Ⅱ;
S23:向步驟S22制得的物料Ⅱ中加入抗霉劑、穩(wěn)定劑、終止劑混合后降溫至115-118℃,在轉(zhuǎn)速為200-300r/min下反應(yīng)60-80min,制得合成劑;
S3:向步驟2 制得的混合物Ⅱ中加入堿性白土、吸光劑、吸光促進(jìn)劑、成核劑,在溫度為72-78℃,攪拌轉(zhuǎn)速為150-250r/min下處理40-90min,制得混合物Ⅲ;
所述堿性白土的制備方法,包括以下步驟:
S31:將膨潤(rùn)土和濃度為10%的活性白土廢水按重量比為2:9混合,在轉(zhuǎn)速為300r/min條件下攪拌均勻,制得漿狀物料Ⅰ;
S32:將步驟S31制得的漿狀物料Ⅰ加入到濃度為16%的無機(jī)混合酸中,所述無機(jī)混合酸為濃度19wt%的磷酸、濃度38wt%的鹽酸、濃度27wt%的硫酸按體積比3:3:2組成的混合酸,漿狀物料Ⅰ與無機(jī)混合酸的重量比為2:10,在轉(zhuǎn)速為400r/min條件下加入硫氫化鈉攪拌,硫氫化鈉與漿狀物料Ⅰ的重量比為2:120,加熱至85℃,保持在85℃條件下反應(yīng)2.5h,制得漿狀物料Ⅱ;
S33:將步驟S32制得的漿狀物料Ⅱ在壓力為0.92MPa條件下進(jìn)行壓濾,制得含水率為40%的濾餅Ⅰ;
S34:向步驟S33制得的濾餅Ⅰ加水?dāng)嚢枞芙?,加水量為濾餅Ⅰ重量的7倍,攪拌溶解濾餅Ⅰ完成后加入聚丙烯酸鈉和聚合硫酸鋁攪拌0.9h使溶液沉淀,將沉淀物在壓力為0.92Mpa條件下進(jìn)行壓濾,制得含水率為38%的濾餅Ⅱ;
S35:將步驟S34制得的濾餅Ⅱ加水?dāng)嚢枞芙猓铀繛闉V餅Ⅱ重量的6倍,攪拌溶解濾餅Ⅱ完成后,加入濃度為9%的氫氧化鈣溶液,制得漿物料Ⅲ;
S36:將步驟S35制得的漿物料Ⅲ在壓力為0.92MPa條件下進(jìn)行壓濾,制得含水率為39%的濾餅Ⅲ;
S37:將步驟S36制得的濾餅Ⅲ放在離心機(jī)中,在離心轉(zhuǎn)速為5000r/min條件下除水至濾餅Ⅲ含水率為4%后粉碎,所得粉碎物過500目篩,制得堿性白土;
S4:將步驟3制得的混合物Ⅲ送入擠出機(jī),在82-95℃下擠出并冷卻至室溫,制得新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料。
進(jìn)一步地,所述所述增韌劑為炭化硅晶須。
進(jìn)一步地,所述增塑劑為己二酸二辛酯。
進(jìn)一步地,所述增稠劑為纖維素醚類增稠劑。
進(jìn)一步地,所述抗霉劑為鄰苯基苯酚。
進(jìn)一步地,所述穩(wěn)定劑為肪酸類穩(wěn)定劑。
進(jìn)一步地,所述終止劑為苯乙烯。
本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明制得的新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料具有良好的性能,其中沖擊強(qiáng)度達(dá)到了64.18MPa以上,伸長(zhǎng)率達(dá)到了37.13%以上,導(dǎo)熱率達(dá)到了102.54W/m·K以上,熱膨脹系數(shù)達(dá)到了6.28×10-7℃-1以下,軟化溫度達(dá)到了371.7℃以上,具有良好的傳熱與吸熱性能,同時(shí)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度與韌性,可以廣泛應(yīng)用于太陽能領(lǐng)域,滿足當(dāng)前太陽能熱發(fā)電吸熱材料要求。
具體實(shí)施方式
為便于更好地理解本發(fā)明,通過以下實(shí)施例加以說明,這些實(shí)施例屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍,但不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
在實(shí)施例中,所述新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料,以重量為單位,由以下原料制成:間苯二甲酸乙二醇酯34-64份、硬脂酸甘油酯25-40份、聚丙烯22-32份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸15-22份、丙酸12-18份、苯甲醇10-16份、氮化硅8-12份、石墨8-12份、氯化石蠟14-20份、硅溶膠12-24份、堿性白土10-15份、合成劑8-15份、吸光劑4-8份、吸光促進(jìn)劑2-4份、成核劑3-5份;
所述合成劑以重量份為單位,由以下原料制成:發(fā)生劑1-2份、偶聯(lián)劑1-2份、相容劑1-2份、抗氧化劑0.6-1.5份、安定劑0.6-1.5份、架橋劑0.6-1.5份、調(diào)節(jié)劑0.4-1份、強(qiáng)化劑0.4-1份、聚凝劑0.4-1份、增韌劑0.4-1份、增塑劑0.4-1份、增稠劑0.4-1份、抗霉劑0.2-0.5份、穩(wěn)定劑0.3-0.5份、終止劑0.3-0.5份;
所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑,所述偶聯(lián)劑為環(huán)氧硅烷類偶聯(lián)劑,所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑,所述抗氧化劑為抗氧劑1010,所述安定劑組成成分為磷石膏、氟石膏、氧化鐵,所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑,所述調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類加工助劑,所述強(qiáng)化劑為701粉強(qiáng)化劑,所述聚凝劑為聚合氯化鋁;所述所述增韌劑為炭化硅晶須,所述增塑劑為己二酸二辛酯,所述增稠劑為纖維素醚類增稠劑,所述抗霉劑為鄰苯基苯酚,所述穩(wěn)定劑為肪酸類穩(wěn)定劑,所述終止劑為苯乙烯;
所述吸光劑以重量為單位,由以下原料制成:二氧化錳0.8-2份、三氧化二鐵0.6-1.2份、二氧化鈦0.6-1.2份、硫化鉛0.5-1份、氧化鈷0.4-0.9份、氧化鉻0.4-0.8份、硫化鎘0.3-0.8份、硒化鎘0.2-0.6份、八羥基喹啉酮0.2-0.5份;
所述吸光促進(jìn)劑以重量為單位,由以下原料制成:2-氯-2-(2-氟苯基)-1-環(huán)丁基乙酮1.2-2.5份、2-(2-硝基苯胺基)-3-氰基-5-丙基噻吩0.8-1.5份;
所述成核劑為成核劑WBG;
所述新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料的制備方法,包括以下步驟:
S1:將間苯二甲酸乙二醇酯、硬脂酸甘油酯、聚丙烯、苯甲醇、氮化硅、石墨加至300-500份去離子水中,在微波功率為120-250W,溫度為52-58℃,攪拌轉(zhuǎn)速為100-200r/min下預(yù)處理30-60min,制得混合物Ⅰ;
S2:向步驟1 制得的混合物Ⅰ中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙酸、氯化石蠟、硅溶膠、合成劑,在超聲波功率為150-300W,溫度為60-65℃,攪拌轉(zhuǎn)速為200-400r/min下處理120-180min,制得混合物Ⅱ;
所述合成劑的制備方法,包括以下步驟:
S21:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑、相容劑、抗氧化劑、安定劑、架橋劑混合升溫至110-130℃,在轉(zhuǎn)速為200-300r/min下反應(yīng)40-50min,制得物料Ⅰ;
S22:向步驟S21制得的物料Ⅰ中加入調(diào)節(jié)劑、強(qiáng)化劑、聚凝劑、增韌劑、增塑劑、增稠劑混合后升溫至140-145℃,在轉(zhuǎn)速為300-400r/min下反應(yīng)120-150min,制得物料Ⅱ;
S23:向步驟S22制得的物料Ⅱ中加入抗霉劑、穩(wěn)定劑、終止劑混合后降溫至115-118℃,在轉(zhuǎn)速為200-300r/min下反應(yīng)60-80min,制得合成劑;
S3:向步驟2 制得的混合物Ⅱ中加入堿性白土、吸光劑、吸光促進(jìn)劑、成核劑,在溫度為72-78℃,攪拌轉(zhuǎn)速為150-250r/min下處理40-90min,制得混合物Ⅲ;
所述堿性白土的制備方法,包括以下步驟:
S31:將膨潤(rùn)土和濃度為10%的活性白土廢水按重量比為2:9混合,在轉(zhuǎn)速為300r/min條件下攪拌均勻,制得漿狀物料Ⅰ;
S32:將步驟S31制得的漿狀物料Ⅰ加入到濃度為16%的無機(jī)混合酸中,所述無機(jī)混合酸為濃度19wt%的磷酸、濃度38wt%的鹽酸、濃度27wt%的硫酸按體積比3:3:2組成的混合酸,漿狀物料Ⅰ與無機(jī)混合酸的重量比為2:10,在轉(zhuǎn)速為400r/min條件下加入硫氫化鈉攪拌,硫氫化鈉與漿狀物料Ⅰ的重量比為2:120,加熱至85℃,保持在85℃條件下反應(yīng)2.5h,制得漿狀物料Ⅱ;
S33:將步驟S32制得的漿狀物料Ⅱ在壓力為0.92MPa條件下進(jìn)行壓濾,制得含水率為40%的濾餅Ⅰ;
S34:向步驟S33制得的濾餅Ⅰ加水?dāng)嚢枞芙?,加水量為濾餅Ⅰ重量的7倍,攪拌溶解濾餅Ⅰ完成后加入聚丙烯酸鈉和聚合硫酸鋁攪拌0.9h使溶液沉淀,將沉淀物在壓力為0.92Mpa條件下進(jìn)行壓濾,制得含水率為38%的濾餅Ⅱ;
S35:將步驟S34制得的濾餅Ⅱ加水?dāng)嚢枞芙?,加水量為濾餅Ⅱ重量的6倍,攪拌溶解濾餅Ⅱ完成后,加入濃度為9%的氫氧化鈣溶液,制得漿物料Ⅲ;
S36:將步驟S35制得的漿物料Ⅲ在壓力為0.92MPa條件下進(jìn)行壓濾,制得含水率為39%的濾餅Ⅲ;
S37:將步驟S36制得的濾餅Ⅲ放在離心機(jī)中,在離心轉(zhuǎn)速為5000r/min條件下除水至濾餅Ⅲ含水率為4%后粉碎,所得粉碎物過500目篩,制得堿性白土;
S4:將步驟3制得的混合物Ⅲ送入擠出機(jī),在82-95℃下擠出并冷卻至室溫,制得新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料。
實(shí)施例1
一種新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料,以重量為單位,由以下原料制成:間苯二甲酸乙二醇酯50份、硬脂酸甘油酯32份、聚丙烯26份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸18份、丙酸15份、苯甲醇13份、氮化硅10份、石墨10份、氯化石蠟17份、硅溶膠18份、堿性白土12份、合成劑12份、吸光劑6份、吸光促進(jìn)劑3份、成核劑4份;
所述合成劑以重量份為單位,由以下原料制成:發(fā)生劑1.5份、偶聯(lián)劑1.2份、相容劑1.2份、抗氧化劑1份、安定劑1份、架橋劑1份、調(diào)節(jié)劑0.7份、強(qiáng)化劑0.7份、聚凝劑0.7份、增韌劑0.6份、增塑劑0.6份、增稠劑0.6份、抗霉劑0.4份、穩(wěn)定劑0.4份、終止劑0.4份;
所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑,所述偶聯(lián)劑為環(huán)氧硅烷類偶聯(lián)劑,所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑,所述抗氧化劑為抗氧劑1010,所述安定劑組成成分為磷石膏、氟石膏、氧化鐵,所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑,所述調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類加工助劑,所述強(qiáng)化劑為701粉強(qiáng)化劑,所述聚凝劑為聚合氯化鋁;所述所述增韌劑為炭化硅晶須,所述增塑劑為己二酸二辛酯,所述增稠劑為纖維素醚類增稠劑,所述抗霉劑為鄰苯基苯酚,所述穩(wěn)定劑為肪酸類穩(wěn)定劑,所述終止劑為苯乙烯;
所述吸光劑以重量為單位,由以下原料制成:二氧化錳1.2份、三氧化二鐵0.8份、二氧化鈦0.8份、硫化鉛0.8份、氧化鈷0.6份、氧化鉻0.6份、硫化鎘0.5份、硒化鎘0.4份、八羥基喹啉酮0.3份;
所述吸光促進(jìn)劑以重量為單位,由以下原料制成:2-氯-2-(2-氟苯基)-1-環(huán)丁基乙酮1.8份、2-(2-硝基苯胺基)-3-氰基-5-丙基噻吩1.2份;
所述成核劑為成核劑WBG;
所述新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料的制備方法,包括以下步驟:
S1:將間苯二甲酸乙二醇酯、硬脂酸甘油酯、聚丙烯、苯甲醇、氮化硅、石墨加至400份去離子水中,在微波功率為180W,溫度為55℃,攪拌轉(zhuǎn)速為150r/min下預(yù)處理45min,制得混合物Ⅰ;
S2:向步驟1 制得的混合物Ⅰ中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙酸、氯化石蠟、硅溶膠、合成劑,在超聲波功率為230W,溫度為62℃,攪拌轉(zhuǎn)速為300r/min下處理150min,制得混合物Ⅱ;
所述合成劑的制備方法,包括以下步驟:
S21:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑、相容劑、抗氧化劑、安定劑、架橋劑混合升溫至120℃,在轉(zhuǎn)速為150r/min下反應(yīng)45min,制得物料Ⅰ;
S22:向步驟S21制得的物料Ⅰ中加入調(diào)節(jié)劑、強(qiáng)化劑、聚凝劑、增韌劑、增塑劑、增稠劑混合后升溫至142℃,在轉(zhuǎn)速為350r/min下反應(yīng)125min,制得物料Ⅱ;
S23:向步驟S22制得的物料Ⅱ中加入抗霉劑、穩(wěn)定劑、終止劑混合后降溫至116℃,在轉(zhuǎn)速為250r/min下反應(yīng)70min,制得合成劑;
S3:向步驟2 制得的混合物Ⅱ中加入堿性白土、吸光劑、吸光促進(jìn)劑、成核劑,在溫度為75℃,攪拌轉(zhuǎn)速為200r/min下處理65min,制得混合物Ⅲ;
所述堿性白土的制備方法,包括以下步驟:
S31:將膨潤(rùn)土和濃度為10%的活性白土廢水按重量比為2:9混合,在轉(zhuǎn)速為300r/min條件下攪拌均勻,制得漿狀物料Ⅰ;
S32:將步驟S31制得的漿狀物料Ⅰ加入到濃度為16%的無機(jī)混合酸中,所述無機(jī)混合酸為濃度19wt%的磷酸、濃度38wt%的鹽酸、濃度27wt%的硫酸按體積比3:3:2組成的混合酸,漿狀物料Ⅰ與無機(jī)混合酸的重量比為2:10,在轉(zhuǎn)速為400r/min條件下加入硫氫化鈉攪拌,硫氫化鈉與漿狀物料Ⅰ的重量比為2:120,加熱至85℃,保持在85℃條件下反應(yīng)2.5h,制得漿狀物料Ⅱ;
S33:將步驟S32制得的漿狀物料Ⅱ在壓力為0.92MPa條件下進(jìn)行壓濾,制得含水率為40%的濾餅Ⅰ;
S34:向步驟S33制得的濾餅Ⅰ加水?dāng)嚢枞芙猓铀繛闉V餅Ⅰ重量的7倍,攪拌溶解濾餅Ⅰ完成后加入聚丙烯酸鈉和聚合硫酸鋁攪拌0.9h使溶液沉淀,將沉淀物在壓力為0.92Mpa條件下進(jìn)行壓濾,制得含水率為38%的濾餅Ⅱ;
S35:將步驟S34制得的濾餅Ⅱ加水?dāng)嚢枞芙?,加水量為濾餅Ⅱ重量的6倍,攪拌溶解濾餅Ⅱ完成后,加入濃度為9%的氫氧化鈣溶液,制得漿物料Ⅲ;
S36:將步驟S35制得的漿物料Ⅲ在壓力為0.92MPa條件下進(jìn)行壓濾,制得含水率為39%的濾餅Ⅲ;
S37:將步驟S36制得的濾餅Ⅲ放在離心機(jī)中,在離心轉(zhuǎn)速為5000r/min條件下除水至濾餅Ⅲ含水率為4%后粉碎,所得粉碎物過500目篩,制得堿性白土;
S4:將步驟3制得的混合物Ⅲ送入擠出機(jī),在88℃下擠出并冷卻至室溫,制得新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料。
實(shí)施例2
一種新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料,以重量為單位,由以下原料制成:間苯二甲酸乙二醇酯34份、硬脂酸甘油酯25份、聚丙烯22份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸15份、丙酸12份、苯甲醇10份、氮化硅8份、石墨8份、氯化石蠟14份、硅溶膠12份、堿性白土10份、合成劑8份、吸光劑4份、吸光促進(jìn)劑2份、成核劑3份;
所述合成劑以重量份為單位,由以下原料制成:發(fā)生劑1份、偶聯(lián)劑1份、相容劑1份、抗氧化劑0.6份、安定劑0.6份、架橋劑0.6份、調(diào)節(jié)劑0.4份、強(qiáng)化劑0.4份、聚凝劑0.4份、增韌劑0.4份、增塑劑0.4份、增稠劑0.4份、抗霉劑0.2份、穩(wěn)定劑0.3份、終止劑0.3份;
所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑,所述偶聯(lián)劑為環(huán)氧硅烷類偶聯(lián)劑,所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑,所述抗氧化劑為抗氧劑1010,所述安定劑組成成分為磷石膏、氟石膏、氧化鐵,所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑,所述調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類加工助劑,所述強(qiáng)化劑為701粉強(qiáng)化劑,所述聚凝劑為聚合氯化鋁;所述所述增韌劑為炭化硅晶須,所述增塑劑為己二酸二辛酯,所述增稠劑為纖維素醚類增稠劑,所述抗霉劑為鄰苯基苯酚,所述穩(wěn)定劑為肪酸類穩(wěn)定劑,所述終止劑為苯乙烯;
所述吸光劑以重量為單位,由以下原料制成:二氧化錳0.8份、三氧化二鐵0.6份、二氧化鈦0.6份、硫化鉛0.5份、氧化鈷0.4份、氧化鉻0.4份、硫化鎘0.3份、硒化鎘0.2份、八羥基喹啉酮0.2份;
所述吸光促進(jìn)劑以重量為單位,由以下原料制成:2-氯-2-(2-氟苯基)-1-環(huán)丁基乙酮1.2份、2-(2-硝基苯胺基)-3-氰基-5-丙基噻吩0.8份;
所述成核劑為成核劑WBG;
所述新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料的制備方法,包括以下步驟:
S1:將間苯二甲酸乙二醇酯、硬脂酸甘油酯、聚丙烯、苯甲醇、氮化硅、石墨加至300份去離子水中,在微波功率為120W,溫度為52℃,攪拌轉(zhuǎn)速為100r/min下預(yù)處理60min,制得混合物Ⅰ;
S2:向步驟1 制得的混合物Ⅰ中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙酸、氯化石蠟、硅溶膠、合成劑,在超聲波功率為150W,溫度為60℃,攪拌轉(zhuǎn)速為200r/min下處理180min,制得混合物Ⅱ;
所述合成劑的制備方法,包括以下步驟:
S21:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑、相容劑、抗氧化劑、安定劑、架橋劑混合升溫至110℃,在轉(zhuǎn)速為200r/min下反應(yīng)50min,制得物料Ⅰ;
S22:向步驟S21制得的物料Ⅰ中加入調(diào)節(jié)劑、強(qiáng)化劑、聚凝劑、增韌劑、增塑劑、增稠劑混合后升溫至140℃,在轉(zhuǎn)速為300r/min下反應(yīng)150min,制得物料Ⅱ;
S23:向步驟S22制得的物料Ⅱ中加入抗霉劑、穩(wěn)定劑、終止劑混合后降溫至115℃,在轉(zhuǎn)速為200r/min下反應(yīng)80min,制得合成劑;
S3:向步驟2 制得的混合物Ⅱ中加入堿性白土、吸光劑、吸光促進(jìn)劑、成核劑,在溫度為72℃,攪拌轉(zhuǎn)速為150r/min下處理90min,制得混合物Ⅲ;
所述堿性白土的制備方法,包括以下步驟:
S31:將膨潤(rùn)土和濃度為10%的活性白土廢水按重量比為2:9混合,在轉(zhuǎn)速為300r/min條件下攪拌均勻,制得漿狀物料Ⅰ;
S32:將步驟S31制得的漿狀物料Ⅰ加入到濃度為16%的無機(jī)混合酸中,所述無機(jī)混合酸為濃度19wt%的磷酸、濃度38wt%的鹽酸、濃度27wt%的硫酸按體積比3:3:2組成的混合酸,漿狀物料Ⅰ與無機(jī)混合酸的重量比為2:10,在轉(zhuǎn)速為400r/min條件下加入硫氫化鈉攪拌,硫氫化鈉與漿狀物料Ⅰ的重量比為2:120,加熱至85℃,保持在85℃條件下反應(yīng)2.5h,制得漿狀物料Ⅱ;
S33:將步驟S32制得的漿狀物料Ⅱ在壓力為0.92MPa條件下進(jìn)行壓濾,制得含水率為40%的濾餅Ⅰ;
S34:向步驟S33制得的濾餅Ⅰ加水?dāng)嚢枞芙?,加水量為濾餅Ⅰ重量的7倍,攪拌溶解濾餅Ⅰ完成后加入聚丙烯酸鈉和聚合硫酸鋁攪拌0.9h使溶液沉淀,將沉淀物在壓力為0.92Mpa條件下進(jìn)行壓濾,制得含水率為38%的濾餅Ⅱ;
S35:將步驟S34制得的濾餅Ⅱ加水?dāng)嚢枞芙?,加水量為濾餅Ⅱ重量的6倍,攪拌溶解濾餅Ⅱ完成后,加入濃度為9%的氫氧化鈣溶液,制得漿物料Ⅲ;
S36:將步驟S35制得的漿物料Ⅲ在壓力為0.92MPa條件下進(jìn)行壓濾,制得含水率為39%的濾餅Ⅲ;
S37:將步驟S36制得的濾餅Ⅲ放在離心機(jī)中,在離心轉(zhuǎn)速為5000r/min條件下除水至濾餅Ⅲ含水率為4%后粉碎,所得粉碎物過500目篩,制得堿性白土;
S4:將步驟3制得的混合物Ⅲ送入擠出機(jī),在82℃下擠出并冷卻至室溫,制得新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料。
實(shí)施例3
一種新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料,以重量為單位,由以下原料制成:間苯二甲酸乙二醇酯64份、硬脂酸甘油酯40份、聚丙烯32份、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸22份、丙酸18份、苯甲醇16份、氮化硅12份、石墨12份、氯化石蠟20份、硅溶膠24份、堿性白土15份、合成劑15份、吸光劑8份、吸光促進(jìn)劑4份、成核劑5份;
所述合成劑以重量份為單位,由以下原料制成:發(fā)生劑2份、偶聯(lián)劑2份、相容劑2份、抗氧化劑1.5份、安定劑1.5份、架橋劑1.5份、調(diào)節(jié)劑1份、強(qiáng)化劑1份、聚凝劑1份、增韌劑1份、增塑劑1份、增稠劑1份、抗霉劑0.5份、穩(wěn)定劑0.5份、終止劑0.5份;
所述發(fā)生劑為氣溶膠發(fā)生劑,所述偶聯(lián)劑為環(huán)氧硅烷類偶聯(lián)劑,所述相容劑為馬來酸酐接枝相容劑,所述抗氧化劑為抗氧劑1010,所述安定劑組成成分為磷石膏、氟石膏、氧化鐵,所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑,所述調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類加工助劑,所述強(qiáng)化劑為701粉強(qiáng)化劑,所述聚凝劑為聚合氯化鋁;所述所述增韌劑為炭化硅晶須,所述增塑劑為己二酸二辛酯,所述增稠劑為纖維素醚類增稠劑,所述抗霉劑為鄰苯基苯酚,所述穩(wěn)定劑為肪酸類穩(wěn)定劑,所述終止劑為苯乙烯;
所述吸光劑以重量為單位,由以下原料制成:二氧化錳2份、三氧化二鐵1.2份、二氧化鈦1.2份、硫化鉛1份、氧化鈷0.9份、氧化鉻0.8份、硫化鎘0.8份、硒化鎘0.6份、八羥基喹啉酮0.5份;
所述吸光促進(jìn)劑以重量為單位,由以下原料制成:2-氯-2-(2-氟苯基)-1-環(huán)丁基乙酮2.5份、2-(2-硝基苯胺基)-3-氰基-5-丙基噻吩1.5份;
所述成核劑為成核劑WBG;
所述新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料的制備方法,包括以下步驟:
S1:將間苯二甲酸乙二醇酯、硬脂酸甘油酯、聚丙烯、苯甲醇、氮化硅、石墨加至500份去離子水中,在微波功率為250W,溫度為58℃,攪拌轉(zhuǎn)速為200r/min下預(yù)處理30min,制得混合物Ⅰ;
S2:向步驟1 制得的混合物Ⅰ中加入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙酸、氯化石蠟、硅溶膠、合成劑,在超聲波功率為300W,溫度為65℃,攪拌轉(zhuǎn)速為400r/min下處理120min,制得混合物Ⅱ;
所述合成劑的制備方法,包括以下步驟:
S21:將發(fā)生劑、偶聯(lián)劑、相容劑、抗氧化劑、安定劑、架橋劑混合升溫至130℃,在轉(zhuǎn)速為300r/min下反應(yīng)40min,制得物料Ⅰ;
S22:向步驟S21制得的物料Ⅰ中加入調(diào)節(jié)劑、強(qiáng)化劑、聚凝劑、增韌劑、增塑劑、增稠劑混合后升溫至145℃,在轉(zhuǎn)速為400r/min下反應(yīng)120min,制得物料Ⅱ;
S23:向步驟S22制得的物料Ⅱ中加入抗霉劑、穩(wěn)定劑、終止劑混合后降溫至118℃,在轉(zhuǎn)速為300r/min下反應(yīng)60min,制得合成劑;
S3:向步驟2 制得的混合物Ⅱ中加入堿性白土、吸光劑、吸光促進(jìn)劑、成核劑,在溫度為78℃,攪拌轉(zhuǎn)速為250r/min下處理40min,制得混合物Ⅲ;
所述堿性白土的制備方法,包括以下步驟:
S31:將膨潤(rùn)土和濃度為10%的活性白土廢水按重量比為2:9混合,在轉(zhuǎn)速為300r/min條件下攪拌均勻,制得漿狀物料Ⅰ;
S32:將步驟S31制得的漿狀物料Ⅰ加入到濃度為16%的無機(jī)混合酸中,所述無機(jī)混合酸為濃度19wt%的磷酸、濃度38wt%的鹽酸、濃度27wt%的硫酸按體積比3:3:2組成的混合酸,漿狀物料Ⅰ與無機(jī)混合酸的重量比為2:10,在轉(zhuǎn)速為400r/min條件下加入硫氫化鈉攪拌,硫氫化鈉與漿狀物料Ⅰ的重量比為2:120,加熱至85℃,保持在85℃條件下反應(yīng)2.5h,制得漿狀物料Ⅱ;
S33:將步驟S32制得的漿狀物料Ⅱ在壓力為0.92MPa條件下進(jìn)行壓濾,制得含水率為40%的濾餅Ⅰ;
S34:向步驟S33制得的濾餅Ⅰ加水?dāng)嚢枞芙?,加水量為濾餅Ⅰ重量的7倍,攪拌溶解濾餅Ⅰ完成后加入聚丙烯酸鈉和聚合硫酸鋁攪拌0.9h使溶液沉淀,將沉淀物在壓力為0.92Mpa條件下進(jìn)行壓濾,制得含水率為38%的濾餅Ⅱ;
S35:將步驟S34制得的濾餅Ⅱ加水?dāng)嚢枞芙?,加水量為濾餅Ⅱ重量的6倍,攪拌溶解濾餅Ⅱ完成后,加入濃度為9%的氫氧化鈣溶液,制得漿物料Ⅲ;
S36:將步驟S35制得的漿物料Ⅲ在壓力為0.92MPa條件下進(jìn)行壓濾,制得含水率為39%的濾餅Ⅲ;
S37:將步驟S36制得的濾餅Ⅲ放在離心機(jī)中,在離心轉(zhuǎn)速為5000r/min條件下除水至濾餅Ⅲ含水率為4%后粉碎,所得粉碎物過500目篩,制得堿性白土;
S4:將步驟3制得的混合物Ⅲ送入擠出機(jī),在95℃下擠出并冷卻至室溫,制得新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料。
對(duì)實(shí)施例1-3制得新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料進(jìn)行性能測(cè)試,結(jié)果如下表所示。
從上表結(jié)果可以看出,本發(fā)明制得的新型太陽能熱發(fā)電用吸熱體基體材料具有良好的性能,其中沖擊強(qiáng)度達(dá)到了64.18MPa以上,伸長(zhǎng)率達(dá)到了37.13%以上,導(dǎo)熱率達(dá)到了102.54W/m·K以上,熱膨脹系數(shù)達(dá)到了6.28×10-7℃-1以下,軟化溫度達(dá)到了371.7℃以上,具有良好的傳熱與吸熱性能,同時(shí)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度與韌性,可以廣泛應(yīng)用于太陽能領(lǐng)域。