本发明属于化工产品领域，具体涉及一种光伏用高透光率、耐雨水、防冻型非氯防冻剂，还涉及上述防冻剂的制备方法。
背景技术：
冬季光伏表面由于露水或者下雨或下雪后易结冰，影响光伏的工作效率，现在主要是使用物理清扫或者使用除冰融雪剂进行喷洒除冰防冻。
专利文献cn201710117237.1公开了《一种光伏用除冰融雪液及其制备方法》，该文献中所披露的光伏用除冰融雪液，其由以下原料组成：乙二醇15-25份，丙三醇10-15份，甲醇10-15份，尿素3-5份，柠檬酸钾1-2份，葡萄糖酸钠3-5份，二乙醇胺1-3份，水15-25份；上述各组分含量为重量份。
由于光伏所在的区域大多比较偏僻，喷洒融雪剂施工不方便，而现在的融雪剂产品大多是都是小分子化合物，成膜性差，遇水几乎瞬间溶解，喷洒一次融雪剂后，经过一场小雨即被雨水完全冲刷干净，需要再次进行喷洒。
cn201110394024.6中公开了《一种有机无机复合环境友好型融雪剂及其制备方法》，该文献中披露的融雪剂包括甲酸盐30-90份，硝酸盐25-75份，硫酸盐0.5-10份，醋酸盐0.5-15份，尿素1-20份，碳酸钙5-25份。虽然上述的融雪剂融雪速度快、效果好，但是由于其含有甲酸钾等固体盐，溶于水后喷洒在光伏表面，若遇到晴天，融雪剂水分挥发导致盐出现析出，严重影响这光伏表面的透光率，导致发电效率下降。
针对上述的技术问题，需要改进，发明一种在寒冷天气下持久有效保持的、且具有高透光率的非氯防冻剂。
技术实现要素：
为解决上述的技术问题，本发明提供了一种适用于寒冷环境的、能持久有效保持的、且具有高透光率的非氯防冻剂；
并且，本发明还提供了上述的防冻剂的制备方法；
本发明所提供的光伏用高透光率、耐雨水、防冻型非氯防冻剂，包括a料和b料；
a料主要是由如下重量份数的原料制备而成的：5～12份n、n-二甲基甲酰胺、25～50份三(环氧丙基)异氰尿酸酯部分开环产物、15～35乙二醇二缩水甘油醚、6～15份1，4丁二醇二缩水甘油醚、3～8份丁基缩水甘油醚；
b料主要是由如下重量份数的原料制备而成的：8～20乙醇胺、4～10二乙醇胺、8～18份乙醇、10～25份1，3丙二醇。
三(环氧丙基)异氰尿酸酯的cas号为2451-62-9，环氧当量100～105g/mol；市售；其结构式如下：
三(环氧丙基)异氰尿酸酯的部分开环产物的制备方法如下:
将三(环氧丙基)异氰尿酸酯、蒸馏水、氢氧化钾加入反应器中，混合均匀，升温并保温开环反应，减压脱除水，获得三(环氧丙基)异氰尿酸酯的部分开环产物。
三(环氧丙基)异氰尿酸酯的部分开环产物的环氧当量为280～320g/mol。
三(环氧丙基)异氰尿酸酯的部分开环产物的制备方法如下:
首先将4～6份的三(环氧丙基)异氰尿酸酯、8～12份蒸馏水、0.05～0.2份氢氧化钾加入反应器中，混合均匀，升温至85～100℃并保温开环反应1～4h，监控开环产物的环氧当量达到280-320g/mol时，停止反应，减压脱除水，获得三(环氧丙基)异氰尿酸酯的部分开环产物；以上的“份”为重量份数。
上述的光伏用高透光率、耐雨水、防冻型非氯防冻剂的制备方法，包括以下的步骤：
(1)制备a料：向第一反应釜中加入n、n-二甲基甲酰胺、三(环氧丙基)异氰尿酸酯的部分开环产物、乙二醇二缩水甘油醚、1，4丁二醇二缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚，在加热条件下搅拌至溶后，降至室温，出料至a桶，封包装，获得a料；
(2)制备b料：向第二反应釜中加入乙醇和1，3丙二醇，搅拌均匀后，依次加入乙醇胺和二乙醇胺，搅拌至溶解后，降至室温，将其出料至b桶，密封包装，获得b料。
优选的，上述的光伏用高透光率、耐雨水、防冻型非氯防冻剂的制备方法，包括以下的步骤：
(1)制备a料：向第一反应釜中加入n、n-二甲基甲酰胺、三(环氧丙基)异氰尿酸酯的部分开环产物、乙二醇二缩水甘油醚、1，4丁二醇二缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚，在40～50℃下充分搅拌1～3h直至完全溶解；
待(1)中的物料完全溶解成透明溶液后，降至室温，将其出料至a桶中进行密封包装，获得a料；
(2)制备b料：向第二反应釜中加入乙醇和1，3丙二醇，搅拌均匀后，依次加入乙醇胺和二乙醇胺，在30～40℃下充分搅拌0.5～2h直至完全溶解；
待(2)中的物料完全溶解成透明溶液后，降至室温，将其出料至b桶中进行密封包装，获得b料；
(3)使用时将a料与b桶产物混合均匀，获得高透光率、耐雨水、持久防冻型非氯除冰防冻剂。
本发明所提供的光伏用高透光率、耐雨水、持久防冻型非氯除冰防冻剂，采用了三(环氧丙基)异氰尿酸酯部分开环产物作为原料，其原因是，三(环氧丙基)异氰尿酸酯部分开环产物中含有多个羟基及部分环氧基团，羟基保证其由较好的水溶性，环氧基使其能够参与固化成膜，增强耐雨水冲刷性；
乙二醇二缩水甘油醚、1，4丁二醇二缩水甘油醚作为环氧小分子物质，可以与固化剂乙醇胺发生常温交联固化，交联后的化合物上含有较多羟基，保证膜层仍具有一定的亲水性，最终在光伏的玻璃表面形成一层可缓慢溶于水的膜层，丁基缩水甘油醚作为单环氧化合物，主要起到封端的作用，避免交联固化的分子量太大而导致形成的膜层难以溶于水而失去防冻的效果；
二乙醇胺由于氨基只有一个活泼氢，只能与一个环氧反应，其一方面起到封端的作用，另外一方面由于二乙醇胺的自身具有出色的的防锈能力，其也起到防锈及封端的作用；
乙醇、n、n-二甲基甲酰、丙二醇主要起到溶剂及防冻的作用，n、n-二甲基甲酰、丙二醇可以将三(环氧丙基)异氰尿酸酯部分开环产物、乙二醇二缩水甘油醚、1，4丁二醇二缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚溶解成均相，便于使用；乙醇用于溶解固化剂乙醇胺和二乙醇胺，形成粘度较小的溶液，而且乙醇、n、n-二甲基甲酰胺、丙二醇的使用，可以较大程度降低防冻液的冰点，增加防冻效果。
本发明的有益效果是，根据各原料的特点及各原料之间的协同作用，采用了特定的原料来制备防冻剂，且结合本发明的工艺，使得所获的防冻剂其效果出众，尤其是耐雨水冲刷效果好；一次喷洒，防冻效果持久。
具体实施方式
下面结合具体实施案例对本发明作更进一步的说明，以便本领域技术人员更了解本发明，但并不以此限制本发明。
实施例1
制备光伏用高透光率、耐雨水、持久防冻型非氯除冰防冻剂的方法，包括以下的步骤：
(1)制备a料：向第一反应釜中加入n、n-二甲基甲酰胺、三(环氧丙基)异氰尿酸酯的部分开环产物、乙二醇二缩水甘油醚、1，4丁二醇二缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚，在45℃下充分搅拌2h左右直至完全溶解；
待(1)中的物料完全溶解成透明溶液后，降至室温，将其出料至a桶中进行密封包装，获得a料；
(2)制备b料：向第二反应釜中加入乙醇和1，3丙二醇，搅拌均匀后，依次加入乙醇胺和二乙醇胺，在35℃下充分搅拌1h左右直至完全溶解；
待(2)中的物料完全溶解成透明溶液后，降至室温，将其出料至b桶中进行密封包装，获得b料；
(3)使用时将a料与b桶产物混合均匀，获得高透光率、耐雨水、持久防冻型非氯除冰防冻剂。
实施例2～5中的制备方法及参数同实施例1，不同在于实施例2～5中的原料份数与实施例1略不同，具体如下：
表1各实施例中的原料用量配比表
对比例1：其它同实施例1，除了不用三(环氧丙基)异氰尿酸酯部分开环产物；
对比例2：其它同实施例1，除了不用乙二醇二缩水甘油醚；
对比例3：其它同实施例1，除了不用丁基缩水甘油醚；
对比例4：其它同实施例1，除了不用乙醇胺；
对比例5：其它同实施例1，除了不用二乙醇胺；
对比例6：用cn201710117237.1中实施例1的产品作为对比例6。
冰点、碳钢腐蚀率、相对融雪化冰能力依据北京市标准db11/t161-2012《融雪剂》进行测定；
透光率测试方法为：将10g防冻剂均匀地喷洒在10cm2干净透明的标准玻璃板上，经24h常温干燥固化后得到透明涂膜，测试经干燥后标准玻璃板的透光率，比较经干燥后标准玻璃板的透光率与纯标准玻璃板的透光率，防冻液涂膜透光率＝试验板透光率/标准玻璃板透光率×100％。
备注：实验用未喷涂试样的标准玻璃板的透光率为：93.5％。
耐雨水冲刷能力测试方法为：取面积为5cm2的载玻片多片,烘干后称重，分别作上标记，然后将5g防冻剂均匀地喷洒在载玻片的表面，经24h常温干燥后，用去离子水以恒定的喷淋速度(2g/s)向载玻片的表面喷水，直到载玻片表面的防冻剂膜层基本完全消失，记录去离子水喷淋的时间(min)，喷淋时间越长，表示耐雨水冲刷能力越好。
从以上表格中的数据可以看出，采用本发明实施例1～5的配比的原料及方法，制备所获得的非氯防冻剂，其成膜的透光率优异，耐雨水冲刷能力强，耐雨水冲刷测试达到了120min以上；并且腐蚀性较小；冰点及融雪化冰能力也很优异，是综合性能优良的光伏用防冻剂产品。
对比例1中的三(环氧丙基)异氰尿酸酯部分开环产物和对比例2中的乙二醇二缩水甘油醚主要起到与乙醇胺形成水溶性膜层的功能，缺少起相应作用的组分，不仅会导致产品的融雪化冰能力下降，而且会极大程度上影响成膜效果，导致成膜的质量差，耐雨水冲刷能力明显下降；
对比例3中的丁基缩水甘油醚主要起到封端作用，缺少则会导致膜层交联过度，膜层透光性下降，且膜层的亲水性太差，导致融雪化冰能力明显下降；
对比例4中乙醇胺主要起到防腐蚀及固化成膜的功能，缺少会导致无法有效成膜，产品的耐雨水冲刷能力较差及腐蚀性增强；
对比例5中二乙醇胺主要起到防腐蚀及固化封端的功能，可以调节膜层的亲水能力，缺少该原料会导致固化成膜性较高，膜层的透光性及亲水性变差、融雪化冰能力下降；
对比例1～5的防冻剂，由于减少了其中的部分原料，使得最终所获得的产品其性能远远不如本发明的实施例1～5。
对比例6是常规未成膜的非氯多元醇为主的混合防冻剂，冰点及融雪化冰能力优异，但是由于无法成膜，耐雨水冲刷性能太差，短时间即被雨水冲刷带走，无法达到持久防冻的效果。
可见，本发明的防冻剂，其原料的组合并非是随意组合，各原料之间具有协同作用，若减少其中的一种或两种，相应其产品各方面性能也变差。