CN108948627A - 一种适用于光伏边框的高性能复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种适用于光伏边框的高性能复合材料，包括以下重量份数的各组分：树脂50～80份、稀释剂20～40份、填料30～50份、固化剂0.2～1.0份、紫外线屏蔽剂0.5～2份、玄武岩纤维30～120份。本发明同时公开了该复合材料的制备方法，采用拉挤工艺，以玄武岩纤维为增强体，通过浸渍工艺浸入基体树脂,经预成型模具将纤维集束后进入成型模，在适当的温度和牵引条件下进行凝胶、固化、后固化制得适宜于光伏边框的高性能复合材料。该材料轻质高强，具有很高的比模量和比强度，耐候性好，更难能可贵的是价格非常低廉。成型后的材料密度在1.8g/cm³左右，质量轻非常方便运输和现场操作人员的安装。

Description

一种适用于光伏边框的高性能复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于太阳能电池组件的技术领域，具体为一种适用于光伏边框的高性能复合材料及其制备方法。

背景技术

太阳能作为一种绿色，清洁能源越来越受到人类社会的青睐。我国在《“十三五”节能减排综合工作方案》中明确提出：到2020年节能环保、新能源装备等绿色低碳产业总产值突破10万亿元，成为支柱产业。可以说太阳能光伏产业已经成为一个朝阳产业。太阳能发电的核心部件为光伏组件，它包括电池组件和边框。电池组件由钢化玻璃、EVA层、太阳能电池片、EVA层和背板组成，通过层压复合成一个整体。边框是用来保护电池组件和方便其连接固定。电池组件中的玻璃虽然经过钢化处理但是边和角还是比较脆弱，边框可以对其进行保护并提高组件的整体机械强度。

目前太阳能组件边框通常采用铝合金材料，该材料的缺点是价格昂贵，制造过程能耗大污染环境：铝合金铸造前的熔化手段除了用电炉外，燃油炉、燃气炉、燃煤燃焦炭炉都会造成不同程度的大气污染，而铝液处理用的除渣剂、精炼剂、覆盖剂等造成的环境污染更大。因为要保证光伏组件长期户外恶劣环境使用，所以铝边框要具有良好的抗氧化，耐腐蚀等性能，因此铝合金边框表面需要进行化学处理，化学处理过程也会造成空气和水污染。

发明内容

为解决现有技术中的铝合金光伏边框价格昂贵、生产过程能耗大、污染环境等问题的缺陷，本发明提供一种适用于光伏边框的高性能复合材料及其制备方法。

一种适用于光伏边框的高性能复合材料，包括以下重量份数的各组分：

优选的，所述的树脂为乙烯基树脂、邻苯型不饱和树脂和间苯型不饱和树脂中的一种或几种；所述的稀释剂为苯乙烯单体；

进一步的，所述的填料为碳酸钙、滑石粉、高岭土、氢氧化铝、云母粉中的一种或几种。

进一步的，所述的固化剂为过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化叔丁酯、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢中的一种或几种。

进一步的，所述的紫外线屏蔽剂为氧化锌、氧化铁、二氧化钛、UV326、UV531中的一种或几种。

进一步的，所述的玄武岩纤维为2400tex、4800tex、9600tex的的加捻纱或直接纱。

一种适用于光伏边框的高性能复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)、将50～80重量份树脂置于搅拌釜中，再向其中加入0.2～1.0重量份固化剂、20～40重量份稀释剂、30～50重量份填料、0.5～2重量份紫外线屏蔽剂，搅拌2～3h后倒入胶槽中；

2)、将玄武岩纤维30～120重量份置于纱架上，经纱板进入胶槽浸渍，之后过预成型模具集束后到成型模具中，在80～120℃条件下固化成型。

有益效果：本发明采用拉挤工艺，以玄武岩纤维为增强体，通过浸渍工艺浸入基体树脂,经预成型模具将纤维集束后进入成型模，在适当的温度和牵引条件下进行凝胶、固化、后固化制得适宜于光伏边框的高性能复合材料。该材料轻质高强，具有很高的比模量和比强度，耐候性好，更难能可贵的是价格非常低廉。成型后的材料密度在1.8g/cm³左右，质量轻非常方便运输和现场操作人员的安装。采用绿色环保材料玄武岩纤维，该纤维是由单一的玄武岩矿石在高温下熔化后拉丝生产的，其产品和生产过程都无毒无害，是真正的绿色环保产品，我国玄武岩矿石丰富，材料成本低廉，另外玄武岩纤维抗紫外线性能强，大大提高了复合材料的抗老化性能。

具体实施方式

实施例1

一种适用于光伏边框的高性能复合材料，包括以下重量份数的各组分：

所述的树脂为乙烯基树脂；稀释剂为苯乙烯单体；所述的填料为高岭土；所述的固化剂为过氧化叔丁酯；所述的紫外线屏蔽剂为二氧化钛；所述的玄武岩纤维为4800tex的直接纱。

一种适用于光伏边框的高性能复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)、将树脂置于搅拌釜中，再向其中加入固化剂、稀释剂、填料、紫外线屏蔽，搅拌2.5h后倒入胶槽中；

2)、将玄武岩纤维置于纱架上，经纱板进入胶槽浸渍，之后过预成型模具集束后到成型模具中，在80℃条件下固化成型。

实施例2

一种适用于光伏边框的高性能复合材料，包括以下重量份数的各组分：

树脂为邻苯型不饱和树脂；稀释剂为苯乙烯单体；填料为碳酸钙和氢氧化铝的混合物；所述的固化剂为过氧化甲乙酮和过氧化苯甲酰的混合物；紫外线屏蔽剂为氧化锌和UV326的混合物；所述的玄武岩纤维为2400tex加捻纱和9600tex的直接纱。

一种适用于光伏边框的高性能复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)、将树脂置于搅拌釜中，再向其中加入固化剂、稀释剂、填料、紫外线屏蔽，搅拌2h后倒入胶槽中；

2)、将玄武岩纤维置于纱架上，经纱板进入胶槽浸渍，之后过预成型模具集束后到成型模具中，在120℃条件下固化成型。

实施例3

一种适用于光伏边框的高性能复合材料，包括以下重量份数的各组分：

所述的树脂为乙烯基树脂和间苯型不饱和树脂；稀释剂为苯乙烯单体；所述的填料为碳酸钙、滑石粉和云母粉的混合物；所述的固化剂为过氧化苯甲酰和异丙苯过氧化氢的混合物；所述的紫外线屏蔽剂为氧化铁和UV531中的混合物；所述的玄武岩纤维为2400tex的直接纱和9600tex的直接纱。

一种适用于光伏边框的高性能21复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)、将树脂置于搅拌釜中，再向其中加入固化剂、稀释剂、填料、紫外线屏蔽，搅拌3h后倒入胶槽中；

2)、将玄武岩纤维置于纱架上，经纱板进入胶槽浸渍，之后过预成型模具集束后到成型模具中，在100℃条件下固化成型。

Claims (8)

1.一种适用于光伏边框的高性能复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：

2.如权利要求1所述的适用于光伏边框的高性能复合材料，其特征在于，所述的树脂为乙烯基树脂、邻苯型不饱和树脂和间苯型不饱和树脂中的一种或几种。

3.如权利要求1或2所述的适用于光伏边框的高性能复合材料，其特征在于，所述的稀释剂为苯乙烯单体。

4.如权利要求3所述的适用于光伏边框的高性能复合材料，其特征在于，所述的填料为碳酸钙、滑石粉、高岭土、氢氧化铝和云母粉中的一种或几种。

5.如权利要求1或4所述的适用于光伏边框的高性能复合材料，其特征在于，所述的固化剂为过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酰、过氧化环己酮、过氧化叔丁酯、异丙苯过氧化氢和叔丁基过氧化氢中的一种或几种。

6.如权利要求5所述的适用于光伏边框的高性能复合材料，其特征在于，所述的紫外线屏蔽剂为氧化锌、氧化铁、二氧化钛、UV326和UV531中的一种或几种。

7.如权利要求1或6所述的适用于光伏边框的高性能复合材料，其特征在于，所述的玄武岩纤维为2400tex、4800tex和9600tex的加捻纱或直接纱。

8.一种适用于光伏边框的高性能复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、将50～80重量份树脂置于搅拌釜中，再向其中加入0.2～1.0重量份固化剂、20～40重量份稀释剂、30～50重量份填料、0.5～2重量份紫外线屏蔽剂，搅拌2～3h后倒入胶槽中；

2)、将玄武岩纤维30～120重量份置于纱架上，经纱板进入胶槽浸渍，之后过预成型模具集束后到成型模具中，在80～120℃条件下固化成型。