本发明涉及太阳能电池板边框材料领域，尤其涉及一种具有绝缘性能的太阳能电池板边框材料及其制备方法。
背景技术：
目前，太阳能电池板边框用材料大多采用铝合金材料，铝合金材料具有机械性能强、耐候性强、抗氧化和抗老化等特性，能够长期暴露在不同的气候条件下。
另外，太阳能电池板由大量的细微的电子线路和其它零配件组成，户外应用时发生短路的几率较大；并且，太阳能电池板的能源转换、电路输送及各个配件的结合等都需要经过太阳能电池板的外端或在外端铺设，因此，太阳能电池板的外端部分必须要设置一层绝缘层，再安装铝合金边框，以避免铝合金作为导体与光伏层压组件之间出现电子转移。
在铝合金边框和太阳能电池板之间设置绝缘层，既能实现绝缘的目的，又能利用铝合金来保护太阳能电池板的外端，但铝合金边框本身的成本较高，增加了太阳能电池板的成本。
技术实现要素：
本发明克服了现有技术中，采用铝合金作太阳能电池板边框时需要同时设置绝缘层，且铝合金的成本高，增加了太阳能电池板成本的缺点，提供了一种具有绝缘性能的太阳能电池板边框材料及其制备方法。
本发明实现发明目的采用的技术方案是：一种具有绝缘性能的太阳能电池板边框材料，按重量份计，包括以下组分：pet50-80份，pc20-50份，增韧剂3-7份，相容剂4-6份，玻璃纤维26-33份、抗氧剂0.2-0.5份、紫外线吸收剂0.2-1份、成核剂0.4-0.6份、偶联剂0.4-0.6份，润滑加工助剂2-4份。
进一步的，所述的增韧剂为eea或ptw。
进一步的，所述的相容剂为poe或ema。
进一步的，所述的增韧剂为eea时，相容剂为sebs。
进一步的，所述的偶联剂为硅烷偶联剂。
进一步的，所述的润滑加工助剂为pets。
一种具有绝缘性能的太阳能电池板边框材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、按照配方中的重量份数称取pet、pc，在温度为135℃下，真空干燥4h，得到含水率≤0.02％的pet、pc原料。
步骤二、按照配方中的重量份称取增韧剂、相容剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、成核剂和润滑加工助剂，与步骤一中得到的pet、pc原料一起加入到高速混料机中，均匀混合15分钟；同时启动加热均混，加热温度为60-80℃，得到均混备料。
步骤三、玻璃纤维的预处理：称取配方中重量份的偶联剂，加水制成体积分数为1.2％的偶联剂水溶液，将玻璃纤维浸入到上述偶联剂水溶液中5分钟，浸透之后，经140℃鼓风烘箱烘烤20分钟，取出玻璃纤维，用水冲洗2-3次，再烘干得到备用玻璃纤维。
步骤四、将步骤二中得到的均混备料从主喂料口加入到双螺杆挤出机的料腔中进行混融塑化。
步骤五、将步骤三中得到的备用玻璃纤维，通过玻纤加入口加到步骤四中双螺杆挤出机的料腔内的熔融均混物中，得到玻纤均匀分散的玻纤共混物。
步骤六、将步骤五中得到的玻纤共混物挤出造粒，得到太阳能电池板边框材料。
本发明的有益效果是：(1)本发明以pet和pc为原料制得的pet/pc合金，具有良好的绝缘性能，同时又能够满足太阳能边框材料所需的耐候性、抗腐蚀性和抗老化等性能；(2)在原料成本方面，pet的价格较低，降低了本发明的太阳能板边框材料的成本；(3)pet/pc合金的机械性能较好，加入玻纤，进一步增强了本发明的边框材料的机械性能，达到了作为太阳能边框所需的机械性能的要求；(4)本发明的pet/pc合金材料，相比铝合金，具有质轻品优、易加工等特点。
下面通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
具体实施方式
本发明的一种具有绝缘性能的太阳能电池板边框材料，按重量份计，包括以下组分：pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)50-80份，pc(聚碳酸酯)20-50份，增韧剂3-7份，相容剂4-6份，玻璃纤维26-33份、抗氧剂0.2-0.5份、紫外线吸收剂0.2-1份、成核剂0.4-0.6份、偶联剂0.4-0.6份，润滑加工助剂2-4份。pet的机械性能、耐化学性及耐热性强，pc具有良好的冲击性能、耐热耐寒性能以及尺寸稳定性，且pet和pc都具有良好的电绝缘性。将pet与pc共混制得pet/pc合金，获得机械性能强且耐高温老化性能的高分子材料，而且可明显降低材料整体的成本。
pet是结构对称的线型大分子链，其结构单元中，苯环和酯基构成一个整体的共轭体系，因此pet分子链不易旋转，呈现出高刚性、低韧性的特点，所以pet/pc的冲击强度差，因此有必要加入增韧剂以提高其韧性。本实施例优选的增韧剂为eea(乙烯丙烯酸乙酯)或ptw(乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物)。
pet和pc的大分子链中都含有酯基，在熔融共混中，可以发生酯交换反应，因此二者有一定的相容性。但对于不完全相容的聚合物体系，弹性体与基体之间的界面相互作用及相容性不仅影响其界面粘结强度，而且影响弹性体分散相的粒子尺寸和分布，进而影响共混物的韧性，因此在pet和pc共混过程中，不光要加入增韧剂，还需要加入相容剂来调节增韧剂在共混物中的分散和分布，本实施例优选的相容剂为poe(乙烯-1-辛烯共聚物)或ema(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物)。
本实施例优选的当增韧剂为eea时，相容剂为sebs(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物)。
本实施例优选的偶联剂为硅烷偶联剂。偶联剂能够进一步促进玻璃纤维和其它材料相容，硅烷偶联剂适用于热固性树脂，能够增加树脂的强度。本实施例优选的硅烷偶联剂选择道康宁kh550。
本实施例优选的润滑加工助剂为pets(季戊四醇硬脂酸酯)。pets能够确保造粒加工中，减小螺杆与材料之间的摩擦力，使得各材料在螺杆中能够充分顺利塑化。
以下为本发明的具体实施例。
实施例1
步骤一、称取65份pet和30份pc，在温度为135℃下，真空干燥4h，得到含水率≤0.02％的pet、pc原料；步骤二、接着将pet和pc与7份eea、5份sebs、0.3份抗氧剂、0.2份紫外线吸收剂、0.5份成核剂和3份润滑加工助剂一起加入到高速混料机中，均匀混合15分钟；同时启动加热均混，加热温度为60-80℃，得到均混备料；步骤三、玻璃纤维的预处理：称取0.5份的偶联剂，加水制成体积分数为1.2％的偶联剂水溶液，将28份玻璃纤维浸入到上述偶联剂水溶液中5分钟，浸透之后，经140℃鼓风烘箱烘烤20分钟，取出玻璃纤维，用水冲洗2-3次，再烘干得到备用玻璃纤维；步骤四、将步骤二中得到的均混备料从主喂料口加入到双螺杆挤出机的料腔中进行混融塑化；步骤五、将步骤三中得到的备用玻璃纤维，通过玻纤加入口加到步骤四中双螺杆挤出机的料腔内的熔融均混物中，得到玻纤均匀分散的玻纤共混物；步骤六、将步骤五中得到的玻纤共混物挤出造粒，得到太阳能电池板边框材料。
实施例2
步骤一、称取65份pet和30份pc，为了降低成本，65份的pet由40份正常原料和25份碎片料组成，30份的pc由25份正常原料和5份碎料组成；将pet和pc原料在温度为135℃下，真空干燥4h，得到含水率≤0.02％的pet、pc原料；步骤二、接着将pet和pc与3份ptw、5份poe、0.3份抗氧剂、0.2份紫外线吸收剂、0.5份成核剂和3份润滑加工助剂一起加入到高速混料机中，均匀混合15分钟；同时启动加热均混，加热温度为60-80℃，得到均混备料；步骤三、玻璃纤维的预处理：称取0.5份的偶联剂，加水制成体积分数为1.2％的偶联剂水溶液，将28份玻璃纤维浸入到上述偶联剂水溶液中5分钟，浸透之后，经140℃鼓风烘箱烘烤20分钟，取出玻璃纤维，用水冲洗2-3次，再烘干得到备用玻璃纤维；步骤四、将步骤二中得到的均混备料从主喂料口加入到双螺杆挤出机的料腔中进行混融塑化；步骤五、将步骤三中得到的备用玻璃纤维，通过玻纤加入口加到步骤四中双螺杆挤出机的料腔内的熔融均混物中，得到玻纤均匀分散的玻纤共混物；步骤六、将步骤五中得到的玻纤共混物挤出造粒，得到太阳能电池板边框材料。
实施例3
步骤一、65份pet和30份pc，为了降低成本，65份的pet由35份正常原料和30份碎片料组成，30份的pc由20份正常原料和10份碎料组成；将pet和pc原料在温度为135℃下，真空干燥4h，得到含水率≤0.02％的pet、pc原料；步骤二、接着将pet和pc与7份eea、5份poe、0.3份抗氧剂、0.2份紫外线吸收剂、0.5份成核剂和3份润滑加工助剂一起加入到高速混料机中，均匀混合15分钟；同时启动加热均混，加热温度为60-80℃，得到均混备料；步骤三、玻璃纤维的预处理：称取0.5份的偶联剂，加水制成体积分数为1.2％的偶联剂水溶液，将28份玻璃纤维浸入到上述偶联剂水溶液中5分钟，浸透之后，经140℃鼓风烘箱烘烤20分钟，取出玻璃纤维，用水冲洗2-3次，再烘干得到备用玻璃纤维；步骤四、将步骤二中得到的均混备料从主喂料口加入到双螺杆挤出机的料腔中进行混融塑化；步骤五、将步骤三中得到的备用玻璃纤维，通过玻纤加入口加到步骤四中双螺杆挤出机的料腔内的熔融均混物中，得到玻纤均匀分散的玻纤共混物；步骤六、将步骤五中得到的玻纤共混物挤出造粒，得到太阳能电池板边框材料。
双螺杆挤出机的挤料腔包括：预热及输送、熔融、玻纤加入、玻纤混合、排气及计量和口模等区段。因本发明的材料是热敏感聚合物，因此在造粒过程中，进料需要均匀，必须保证双螺杆挤出机的料腔中各个区段的温度稳定，且在熔融过程中，真空排气需彻底，塑化过程需快速，并且熔融料在料腔中停留的时间要短。
本发明的制备方法制得太阳能电池板边框造粒料后，需通过注塑成型制成所需尺寸的太阳能电池板边框。
将实施例1-3所得到的样品进行测试，得到以下数据。
通过表格可知：各实施例所得到的太阳能边框材料具有良好的绝缘性能，比重轻，具有良好的机械性能，且热变形温度均在200℃以上，适合长期暴露在户外的环境下使用，抗氧化、抗老化性能较优。