复合材料光伏组件边框的制作方法

本实用新型涉及光伏组件技术领域，具体涉及一种复合材料光伏组件边框。

背景技术：

随着生产工艺的改进，采用非金属材料进行制备可以得到复合材料光伏组件边框，以代替金属材质的光伏组件边框，例如，CN202948952披露了一种复合材料光伏组件边框，包括管槽，所述管槽的一边侧板向上延伸，所述管槽的另一侧设有呈L型的支撑部件，在支撑部件与管槽之间形成插槽，太阳能电池板的端部插入到插槽中，所述管槽内的两块平行侧板上对称设置有凸条。

对于上述的边框架而言，需要向插槽中注入粘结剂后，再将光伏层压板的端部插入到插槽中，使光伏层压板的端部与支撑部件以及管槽固定成一体，由于光伏层压板的端部间隙配合在插槽中时，使得注入到插槽中的粘结剂极其容易被光伏层压板的端部挤出到插槽外部，从而造成粘结剂的浪费和减小光伏层压板与复合材料插槽及粘结剂有效接触面积。

传统光伏组件边框常用组装结构有两种，将多个离散的边框本体的端部通过螺钉连接组装，其外观效果相对于边框45°切角并通过角码组装的边框结构差一些，且由于人工作业，组装后组件外形有些随意性。另一种采用角码铆接组装，需采用专用角码铆接设备，加工效率相对较低，并且对于返修组件，拆除边框本体相当困难。另外还有采用角码连接，例如：

CN102522440A公开了一种光伏组件角码卡接组装结构，这种角码卡接组装结构在与光伏边框装配时，通过设置在角码上的卡扣卡入到边框上的孔中，使位于角码相邻两端的组件边框与角码固定。上述角码卡接组装结构采用铝材挤压拉制成型材，而与角码连接的组件边框与角码的材质一致，因此，组件边框的成本高、不具有绝缘性，安装时需要考虑接地，并且铝材的抗盐雾、老化、紫外线等能力差，致使组件边框的寿命短，另外，上述角码的强度低，结构复杂，安装和拆卸过程复杂。

技术实现要素：

本实用新目的是提供一种避免浪费粘结剂和增大光伏层压板与复合材料插槽及粘结剂有效接触面积的复合材料光伏组件边框。

复合材料光伏组件边框，包括边框本体，边框本体由连接部件和支撑部件组成，支撑部件由第一延伸部和第二延伸部组成，第一延伸部的一端和第二延伸部的一端相交使支撑部件的截面成L型，第一延伸部的另一端与连接部件固定，第二延伸部的另一端为自由端，在支撑部件与连接部件之间形成插槽，第二延伸部的自由端或者面对连接部件的第一侧壁面上设有在安装光伏层压板时防止插槽内的粘结剂溢出到插槽外部的凸起。

采用了上述方案，当光伏层压板的端部插入到插槽中后，光伏层压板的端部被夹持在凸起与连接部件的第二侧壁面之间，由于凸起是凸出于支撑部件的第一侧壁面的，这样，使得光伏层压板的端部与第一侧壁面之间形成间隙，由于该间隙的存在，避免了注入到插槽中的适量的粘结剂溢出，并且由于凸起的存在，对粘结剂的外溢形成了阻挡，从而增大光伏层压板与复合材料插槽及粘结剂有效接触面积，进一步提高光伏层压板与边框安装的可靠性。

附图说明

图1为本实用的复合材料光伏组件边框的装配示意图；

图2为图1的爆炸图；

图2a为本实用新型中的边框本体的示意图；

图2b为本实用新型中的边框本体的剖面图；

图2c为本实用新型的另一种边框本体地示意图；

图3为本实用新型中第一种角码示意图；

图4为本实用新型中第二种角码示意图；

图5为本实用新型中第三种角码示意图；

图6为本实用新型中第四种角码示意图；

图7为本实用新型中第五种角码示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型的复合材料光伏组件边框，包括多个角码2以及多个边框本体1，边框本体1至少在端部的部分是空心的，

如图2a和图2b所示，边框本体1由连接部件11和支撑部件12组成，支撑部件12由第一延伸部12a和第二延伸部12b组成，第一延伸部12a的一端和第二延伸部12b的一端相交使支撑部件12的截面成L型，第一延伸部12a的另一端与连接部件12b的一端固定，第二延伸部12b的另一端为自由端，在支撑部件12与连接部件11之间形成插槽13，所述第二延伸部12b的自由端12c或者面对连接部件11的第一侧壁面12d上设有在安装光伏层压件时防止插槽13内的粘结剂溢出到插槽13外部的凸起12e。在本实施例中，只是在第二延伸部12b的自由端12c设置了凸起12e，当光伏层压件的端部插入到插槽13中后，光伏层压件的端部被夹持在凸起12e与连接部件的第二侧壁面11a之间，由于凸起12e是凸出于支撑部件12的第一侧壁面12d的，这样，使得光伏层压件的端部与第一侧壁面12d之间形成间隙，由于该间隙的存在，避免了注入到插槽13中的适量的粘结剂溢出，并且由于凸起12e的存在，对粘结剂的外溢形成了阻挡。从而增大光伏层压板与复合材料插槽及粘结剂有效接触面积，进一步提高光伏层压板与边框安装的可靠性。

如图2a和图2b所示，所述第一侧壁面12d的至少一部分与第二延伸部12b的纵向形成夹角以扩大所述插槽13的体积，第一侧壁面12d的至少一部分与第二延伸部12b的纵向形成夹角的优选结构方式是：第二延伸部12的中部至第二延伸部12b一端的部分的宽部逐渐减小。所述连接部件11面对所述第二延伸部12b的第二侧壁面11a的至少一部分与连接部件11的纵向形成夹角以扩大所述插槽13的体积。该夹角的形成也是通过使连接部件11的一部分壁厚逐步减小来实现的。通过扩大插槽13的体积，更容易避免粘结剂溢出到插槽13的外部，从而确保光伏层压件与连接部件11以及支撑部件12之间的粘合力。

如图2c所示，边框本体1还包括呈L型的第一部件14和第二部件15，第一部件14和第二部件15呈对称布置，第一部件14和第二部件15的一端分别固定在连接部件11的另一端后，在第一部件14、第二部件15以及连接部件11之间形成装配螺栓的槽体16。安装时，螺栓的一端位于槽体16中，螺栓上的螺母通过第一部件14和第二部件15限位，螺栓的另一端与光伏支架(图中未示出)连接，从而将边框本体1固定在光伏支架上。

如图1至图2所示，任意一个角码2的端部从边框本体的端部插入到该边框本体1中并与边框本体1固定，在角码2与边框架本体1插接后，优选地，所述角码2与边框本体1通过粘结剂粘结后固定为一体，粘结剂优先采用硅胶，粘结剂还可以采用AB胶。

如图1至图2所示，所述边框本体1以及角码2由非金属材质制成，所述边框本体1包括沿着边框本体1轴向布置的纤维和包覆纤维的塑料。角码2包括沿着角码轴向布置的纤维和包覆纤维的塑料。前述的纤维可以采用玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维等其中的一种或者任意几中的混合物，纤维经聚氨脂浸透并经加热固化形成包覆纤维的塑料，将纤维与聚氨脂复合得到纤维增强复合材料，纤维增强复合材料根据模具的结构可以制成例如本实用新型中的边框本体1以及角码2。

上述纤维增强复合材料采用拉挤成型的工艺进行制备，具体如下：

将质量分数为50—85％的连续玻璃纤维的头部穿过模具，所述模具至少具有注胶浸透区、预成型区以及固化区；通过聚氨酯树脂注胶系统将即时合成的聚氨酯树脂以高压的方式注入到模具的注胶浸透区内，使位于注胶浸透区内的玻璃纤维被高压的聚氨酯树脂完全浸透；玻璃纤维的头部在牵引装置的牵引作用下移动，使被聚氨酯树脂浸透的玻璃纤维在牵引作用下移动到预成型区内进行加热，得到预成型的玻璃纤维增强复合材料；随着牵引装置产生的持续牵引作用力，使预成型的玻璃纤维增强复合材料经过固化区固化成型后被拉出到模具外部。

对于上述的具体工艺，具体的实施例如下：

实施例1：

步骤1，将位于玻璃纤维周围的玻纤毡以及质量分数为50％的连续玻璃纤维的头部依次穿过轨迹导纱器和模具，轨迹导纱器位于模具的上游，轨迹导纱器上至少设有一个供玻璃纤维穿过的第一通孔，轨迹导纱器上还至少设有一个供玻纤毡穿过的第二通孔，这些第二通孔位于第一通孔的周围，其中玻璃纤维穿过所述第一通孔后再穿过所述模具，玻纤毡穿过第二通孔后再穿过所述模具，玻纤毡以及玻璃纤维穿过模具后通过牵引装置被同步牵引。

所述模具至少具有注胶浸透区、预成型区以及固化区；模具的总长度为120cm，其中注胶浸透区的长度为60cm，预成型区以及固化区的长度为60cm。

步骤2，通过聚氨酯树脂注胶系统将即时合成的聚氨酯树脂以高压的方式注入到模具的注胶浸透区内，即将小于等于7MPa的聚氨酯树脂以50～4800ml/min的速度注入到模具的注胶浸透区内，本实施例中，注入到模具的注胶浸透区内的聚氨酯树脂的压力为0.2MPa，且以547ml/min的速度向注胶浸透区内注入聚氨酯树脂。将具有压力的聚氨酯树脂注入到模具的注胶浸透区内，使位于注胶浸透区内的玻璃纤维和玻纤毡被高压的聚氨酯树脂完全浸透；聚氨酯树脂注胶系统为北京京华派克聚合机械设备有限公司生产的型号为JHPK—G20A的注胶系统。

所述注胶浸透区上的注胶口的轴向与玻璃纤维前进方向之间的夹角为钝角，该钝角的大小为90.5至135度优选地，钝角为95度，采用钝角的好处在于，在向模具内注入聚氨酯树脂时，使聚氨酯树脂沿着玻璃纤维移动的方向流动，使得聚氨酯树脂在模具内具有更好的流动性，这样有利于使聚氨酯树脂对玻璃纤维的完全浸透起到帮助作用。

步骤3，玻璃纤维和玻纤毡的头部在牵引装置的牵引作用下移动，使被聚氨酯树脂浸透的玻璃纤维在牵引作用下移动到预成型区内进行加热，得到预成型的玻璃纤维增强复合材料；

预成型区由预热区和凝胶区组成，其中预热区的加热温度为50—140℃，凝胶区的加热温度为150—200℃，优选地，预热区的加热温度为120℃，凝胶区的加热温度为170℃。

步骤4，随着牵引装置产生的持续牵引作用力，使预成型的玻璃纤维增强复合材料经过固化区固化成型后被拉出到模具外部。所述牵引装置的牵引速度为15～1830cm/min，优选地，所述牵引装置的牵引速度为1750cm/min。

实施例2：

本实施例与实施例1不同之处如下：

步骤1中，是将位于玻璃纤维周围的玻纤毡以及质量分数为80％的连续玻璃纤维的头部依次穿过轨迹导纱器和模具。

步骤2中，注入到模具的注胶浸透区内的聚氨酯树脂的压力为0.2MPa，且以75ml/min的速度向注胶浸透区内注入聚氨酯树脂。

步骤3中，预热区的加热温度为60℃，凝胶区的加热温度为190℃。

步骤4中，所述牵引装置的牵引速度为60cm/min。

实施例3：

本实施例与实施例1不同之处如下：

步骤1中，是将位于玻璃纤维周围的玻纤毡以及质量分数为81％的连续玻璃纤维的头部依次穿过轨迹导纱器和模具。

步骤2中，注入到模具的注胶浸透区内的聚氨酯树脂的压力为0.2MPa，且以60ml/min的速度向注胶浸透区内注入聚氨酯树脂。

步骤3中，预热区的加热温度为70℃，凝胶区的加热温度为180℃。

步骤4中，所述牵引装置的牵引速度为50cm/min。

实施例4：

本实施例与实施例1不同之处如下：

步骤1中，是将位于玻璃纤维周围的玻纤毡以及质量分数为80.5％的连续玻璃纤维的头部依次穿过轨迹导纱器和模具。

步骤2中，注入到模具的注胶浸透区内的聚氨酯树脂的压力为0.2MPa，且以61ml/min的速度向注胶浸透区内注入聚氨酯树脂。

步骤3中，预热区的加热温度为65℃，凝胶区的加热温度为175℃。

步骤4中，所述牵引装置的牵引速度为50cm/min。

实施例5：

本实施例与实施例1一不同之处如下：

步骤1中，是将位于玻璃纤维周围的玻纤毡以及质量分数为79％的连续玻璃纤维的头部依次穿过轨迹导纱器和模具。

步骤2中，注入到模具的注胶浸透区内的聚氨酯树脂的压力为0.2MPa，且以72ml/min的速度向注胶浸透区内注入聚氨酯树脂。

步骤3中，预热区的加热温度为80℃，凝胶区的加热温度为165℃。

步骤4中，所述牵引装置的牵引速度为55cm/min。

申请人将实施例2至实施例5制成的4根玻璃纤维复合材料切成1.5米长的样品(样品规格型号为：双C型28×56型材)，送往南京玻璃纤维研究设计院质检中心，国家玻璃纤维产品质量监督检验中心进行检验，检验的要求为：对提交的样品进行拉伸强度、拉伸弹性模量、最大弯曲应力、1.5倍厚度处弯曲应力、弯曲弹性模量、短梁层间剪切强度、压缩强度进行测试，上述单位出具的检验报告如下表：

在上述单位的检验编号为：玻纤质检(QSW)字第(18040115)号

根据本发明的制备方法以及检验结论可以看出，本发明具有如下特点：

1.提高拉挤速度，从而提高生产线的生产效率；

2.随着玻纤含量增加，树脂用量降低，型材的总成本在大幅度降低(树脂的价格是玻纤价格的5至10倍)；

3.在一定线速度下，可以实现快速的注射浸透均匀；

4.随着玻纤含量的增加，型材的抗拉强度和弯曲强度获得了提高；

5.由于采用高压注胶和轨迹导纱器实现玻纤含量超过80％质量分数，任然可以高速拉挤且不堵塞模具。

如图2和图3所示，所述角码2上设有内腔2a。所述内腔2a的优选方式是沿着角码2的轴向贯穿角码2，即将角码2制成空心的结构。

角码2包括角码本体21以及至少一个增强板22，所述内腔2a位于角码本体21上，增强板22位于所述内腔2a中且与角码本体21固定。由于角码2是通过拉挤工艺制的，因此，角码本体21与增强板22是整体成型的，由于角码本体21是空心的，通过增强板22可以增加角码本体21的强度。优选地，所述增强板22呈矩形，增强板22的两端分别与角码本体21内腔中的转角处固定。

以上是对本实用新型的优选实施方式进行了说明，但本本实用新型并不局限于上述实施方式，能够在不脱离本本实用新型的主旨的范围内做出的各种变更，例如，上述实施方式还具有以下变形或替代方式：

增强板22的一端与角码本体21上的一个内壁面固定，增强板22的另一端与角码本体21上的另一个内壁面固定。增强板22的两端不同时与角码本体21的同一个内壁面连接，而是增强板22与角码本体21上固定的两个内壁面为两个位置相对应的内壁面。在本实用新型中，角码本体21的内壁面包含第一内壁面a、第二内壁面b、第三内壁面c、第四内壁面d，如图4所示，增强板的数量为两个，其中一个增强板22的两端与别与第一内壁面a和第二内壁面b固定，另一个增强板22的两端分别与第三内壁面c和第四内壁面d固定。

如图5所示，增强板22的形状为弧形，增强板22的一端与第二内壁面b固定，增强板22的另一端与第四内壁面d固定，增强板22的中部与角码本体21内腔中的转角处固定。

如图6所示，所述增强板22为V形，增强板22的一端与角码本体21内腔中的转角处固定，位于增强板22开口的端口分别与第二内壁面b以及第四内壁面d固定。

如图7所示，所述增强板22为三个，其中第一个增强板22的两端分别与角码本体21内腔中的转角处固定，第二个增强板22的两端分别与第一内壁面a和第二内壁面b固定，第三个增强板22的两端与别与第三内壁面c和第四内壁面d固定。