复合材料拉挤型材、光伏组件系统及门窗幕墙系统的制作方法

1.本实用新型属于复合材料拉挤型材技术领域，具体涉及复合材料拉挤型材、光伏组件系统及门窗幕墙系统。


背景技术：

2.复合材料拉挤工艺是利用夹持设备连续不断地牵引连续纤维同时使之被液态的基体材料聚合前体浸渍然后通过具有固定横截面积的模具型腔固化成型形成复合材料拉挤型材，或，将纤维和液态的基体材料聚合前体制成的半固化预浸料片材预成型后牵引通过具有固定横截面积的模具型腔固化成型形成复合材料拉挤型材，或，将纤维和液态的热塑性基体材料聚合前体制成的固化的热塑性片材在加热软化的状态下预成型后牵引通过具有固定横截面积的模具模具型腔熔融再成型形成复合材料拉挤型材，其优点为纤维含量高，尤其是轴向强度高，其缺点为型材横向强度较弱，而且型材横截面一致，无法进行快速的插接，即通过插接件和插接部的直线相对运动连接在一起，通常是通过过盈配合或者凸凹配合或者凸起与缺口的配合而实现机械卡接。例如在光伏组件生产和门窗幕墙生产中，带刺角码用于组装太阳能框和门窗幕墙框是个新技术，它通过带刺角码与边框的型腔进行插接通过过盈配合增加与型腔的摩檫力来实现稳固组框，同时可以免去涂胶、撞角、锁定等工序，大大提高了生产效率和质量。但是这种技术不能用于拉挤复合材料制作的太阳能边框和门窗幕墙框上，主要原因如下：
3.1)拉挤复合材料无法产生塑性变形，这样带刺角码就无法将刺嵌入边框型腔壁中；
4.2)拉挤复合材料型材的型腔壁厚偏差较大，过盈配合的角码插入型腔后不正，会使组框不平整，导致边框上的安装槽口对不整齐，严重地甚至导致组框时顶裂玻璃或者影响五金件安装或者边框端头开裂；
5.3)现有的复合型材制成的光伏组件边框和门窗幕墙框在组件安装到支架上时，需要在安装边上开螺孔紧固，由于安装边边缘的较薄较脆，容易发生断裂和拉坏。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本实用新型提出了复合材料拉挤型材、光伏组件系统及门窗幕墙系统。
7.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
8.一方面，本实用新型公开复合材料拉挤型材，包括：型材本体以及至少一个型材插接部，型材插接部的局部或者全部在外力作用下其材料本身能够产生形变，型材插接部为设置于型材本体上的衬件，或为型材本体的一部分；
9.型材插接部的至少一个部分具有凸起或者凹陷或者缺口；
10.和/或，在外力作用下，型材插接部的至少一个部分能够变形而形成凸起或者凹陷或者缺口；
11.和/或，在加热条件下，型材插接部的至少一个部分能够熔融或者软化；
12.型材插接部上插接前预制或插接后形成的凸起或者凹陷或者缺口与插接件或者其他部件配合卡接；或，型材插接部与插接件或者其他部件焊接。
13.本实用新型复合材料拉挤型材，通过型材接插部实现了复合材料拉挤型材之间或者复合材料拉挤型材与其他部件之间的直线插接，由于直线插接动作最简单，效率最高，容易实现机械化装配，从而低成本地解决了困扰复合材料行业已久的复合材料拉挤型材无法快速插接问题，大大拓展了复合材料拉挤型材的应用范围。
14.型材插接部的局部或者全部在外力作用下其材料本身能够产生形变，优选地，形变的全部或者一部分在外力作用撤离后仍然得以保持。
15.型材插接部为衬件时，衬件连接或者粘结在型材本体上；或者，型材插接部与型材本体为一体式结构，型材插接部为型材本体的一部分，优选地，为型材本体端头或者型材本体端头的一部分；凸起或者凹陷或者缺口为插接前预先制成或者插接后施加外力制成，进一步地，还可以通过加热使插接部软化或者熔融，工艺简单快速，效率高；同时，当通过衬件进行插接时，作为型材接插部的衬件对型材本体还进行了局部加强，防止了插接时插接件对型材本体的膨胀应力造成型材本体开裂；当通过加热方式使插接部软化或者熔融来进行插接时，由于作为型材本体一部分的型材插接部软化变形或者熔融，则完全避免了插接时对型材本体的膨胀应力；本实用新型所提出的复合材料拉挤型材可以适应现有的机械插接工艺和设备。
16.在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：
17.作为优选的方案，型材本体具有槽口或空腔，型材本体上的槽口或空腔用于与衬件或者插接件插接；或，衬件具有槽口或空腔，衬件上的槽口或空腔用于与插接件插接。
18.采用上述优选的方案，便于插接。
19.作为优选的方案，型材本体的开孔处或端头处或应力集中处或承受冲击处或悬臂的根部有补强体。
20.采用上述优选的方案，采用补强体可以对复合材料拉挤型材的薄弱处进行补强，而不用在整个长度方向上对增加复合材料拉挤型材的壁厚或者截面尺寸，不过多地增加复合材料拉挤型材的重量，当在型材根部采用纤维膨体纱增强时，膨体纱可以增强根部的垂直于纤维方向的性能，可以减小补强件或者取消补强件，从而节省成本。
21.作为优选的方案，型材插接部的端头焊接有塑料片。
22.采用上述优选的方案，塑料片在加热条件下熔融与其他部件进行焊接，通过塑料片实现复合材料拉挤型材之间或者复合材料拉挤型材与其他部件之间的焊接。
23.作为优选的方案，在衬件上设有衬件连接部，衬件通过衬件连接部与型材本体或型材本体上的槽口或空腔紧密接触。
24.采用上述优选的方案，插接件比较容易插入衬件，插接后型材之间的拼接精度高，插接产生扭曲应力小。
25.作为优选的方案，型材本体在与衬件上需要制造凸起或者凹陷或者缺口的对应位置开设有槽口或者窗口。
26.采用上述优选的方案，通过槽口或者窗口对衬件施加外力，形成凸起或者凹陷或者缺口，型材插接部上的凸起或者凹陷或者缺口为插接件插入后通过施加外力制成的，在
组框时，复合材料拉挤型材中插入了插接件后就可以用通用的挤角机对衬件施压使之变形卡住插接件，实现牢固的结合。
27.另一面，本实用新型公开光伏组件系统，包括：上述任一种复合材料拉挤型材制成的边框和/或支架。
28.作为优选的方案，边框上设有与光伏支架紧密接触的型材安装边，在型材安装边与支架连接的螺栓开孔处、开孔处的外周、型材安装边的根部以及根部的外周中的一处或多处设有补强体。
29.采用上述优选的方案，保证了强度。补强体的具体安装方式，如机械连接、焊接或者粘接或者共固化。
30.作为优选的方案，型材安装边采用螺栓与光伏支架进行连接，螺栓上的螺母与型材安装边之间安装有l形垫片或者u形垫片，l形垫片或者u形垫片的宽度大于螺孔直径；
31.l形垫片或者u形垫片的竖直边与边框的立边连接，水平边通过螺栓和螺母分别与型材安装边和光伏支架连接。
32.采用上述优选的方案，在安装螺栓受力时，l形垫片或者u形垫片会朝向型材安装边移动，使型材安装边的根部受力，由于又间隙或者有柔性垫片，l形垫片或者u形垫片会被立边的连接孔约束，于是载荷会传递到边框立边上，避免型材安装边的根部受力开裂。
33.作为优选的方案，l形垫片或者u形垫片的竖直边与水平边的转角距离型材安装边的安装面有间隙或者安装有塑料或者橡胶垫片。
34.采用上述优选的方案，效果更佳。
35.作为优选的方案，边框上设有型腔，型腔的平均壁厚小于2.5mm。
36.采用上述优选的方案，这样制得的光伏组件系统重量小，成本低。优选地，型腔的壁厚为1.2～2mm。
37.另一方面，本实用新型公开门窗幕墙系统，包括：上述任一种复合材料拉挤型材制成的边框。
附图说明
38.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
39.图1为本实用新型实施例提供的无插接件时，光伏组件系统用复合材料拉挤型材的结构示意图。
40.图2为本实用新型实施例提供的有插接件时，光伏组件系统用另一复合材料拉挤型材的结构示意图。
41.图3为本实用新型实施例提供的无插接件时，门窗幕墙用复合材料拉挤型材的结构示意图之一。
42.图4为本实用新型实施例提供的有插接件时，门窗幕墙用另一复合材料拉挤型材的结构示意图之一。
43.图5为图4所示结构对应的立体图。
44.图6为本实用新型实施例提供的无插接件时，门窗幕墙用复合材料拉挤型材的结构示意图之二。
45.图7为本实用新型实施例提供的有插接件时，门窗幕墙用另一复合材料拉挤型材的结构示意图之二。
46.图8为图7所示结构对应的立体图。
47.图9为本实用新型实施例提供的光伏组件局部安装结构示意图。
48.图10为本实用新型实施例提供的光伏组件局部安装结构主视图。
49.其中：1
‑
复合材料拉挤型材，11
‑
型材本体，111
‑
槽口或空腔，112
‑ꢀ
槽口或者窗口，12
‑
型材插接部，13
‑
衬件，131
‑
槽口或空腔，14
‑
凸起或者凹陷或者缺口，2
‑
插接件，3
‑
边框，31
‑
型材安装边，32
‑
立边，33
‑ꢀ
型腔，4
‑
螺栓，5
‑
螺母，6
‑
l形垫片或者u形垫片，61
‑
竖直边，62
‑ꢀ
水平边。
具体实施方式
50.下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。
51.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0052]“包括”元件的表述是“开放式”表述，该“开放式”表述仅仅是指存在对应的部件，不应当解释为排除附加的部件。如图1
‑
8所示，复合材料拉挤型材的其中一些实施例中，复合材料拉挤型材1包括：型材本体11以及至少一个型材插接部12，型材插接部12的局部或者全部在外力作用下其材料本身能够产生形变，型材插接部12为设置于型材本体11上的衬件13，或为型材本体11的一部分；
[0053]
型材插接部12的至少一个部分具有凸起或者凹陷或者缺口14；
[0054]
和/或，在外力作用下，型材插接部12的至少一个部分能够变形而形成凸起或者凹陷或者缺口14；
[0055]
和/或，在加热条件下，型材插接部12的至少一个部分能够熔融或者软化；
[0056]
型材插接部12上插接前预制或插接后形成的凸起或者凹陷或者缺口14与插接件2或者其他部件配合卡接；或，型材插接部直接与插接件或者其他部件焊接。
[0057]
上述加热的方式包括但不限于热风加热、接触加热、红外加热、微波加热、超声波加热、摩擦加热、振动加热、预置电阻丝加热。
[0058]
本实用新型复合材料拉挤型材1，通过型材接插部实现了复合材料拉挤型材1之间或者复合材料拉挤型材1与其他部件之间的直线插接，由于直线插接动作最简单，效率最高，容易实现机械化装配，从而低成本地解决了困扰复合材料行业已久的复合材料拉挤型材1无法快速插接问题，大大拓展了复合材料拉挤型材1的应用范围。
[0059]
型材插接部12的局部或者全部在外力作用下其材料本身能够产生形变，优选地，形变的全部或者一部分在外力作用撤离后仍然得以保持。
[0060]
型材插接部12为衬件13时，衬件13连接或者粘结在型材本体 11上；或者，型材插接部12与型材本体11为一体式结构，型材插接部12为型材本体11的一部分，优选地，为型材
本体11端头或者型材本体11端头的一部分；凸起或者凹陷或者缺口14为插接前预先制成或者插接后施加外力制成，进一步地，还可以通过加热使插接部软化或者熔融，在外力作用下在插接部上制成所述凸起或者凹陷或者缺口14或者使插接部与其它部件焊接，工艺简单快速，效率高；同时，当通过衬件13进行插接时，作为型材接插部的衬件13对型材本体11 还进行了局部加强，防止了插接时插接件2对型材本体11的膨胀应力造成型材本体11开裂；当通过加热方式使插接部软化或者熔融来进行插接时，由于作为型材本体11一部分的型材插接部12软化变形或者熔融，则完全避免了插接时对型材本体11的膨胀应力；本实用新型所提出的复合材料拉挤型材1可以适应现有的机械插接工艺和设备。
[0061]
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，型材本体11具有槽口或空腔111，型材本体11上的槽口或空腔111用于与衬件或者插接件插接；或，衬件具有槽口或空腔131，衬件13上的槽口或空腔131用于与插接件插接。
[0062]
采用上述优选的方案，便于插接。为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，型材本体11由基体材料与增强材料直接采用拉挤工艺复合而成；或，型材本体11由基体材料与增强材料先制成半固化的预浸料片材或固化的热塑性复合材料片材再采用拉挤工艺复合而成；
[0063]
基体材料包括：热固性聚合物、热塑性聚合物或其共混物或其合金中的一种或多种的组合；
[0064]
增强材料包括连续纤维和/或短切纤维；
[0065]
连续纤维包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、天然纤维、聚合物纤维中的一种或者多种的组合，连续纤维的形态包括纤维束、纤维丝、纤维毡、纤维纺织布或者无纺布、纤维粘接成型物、纤维缝编物或针刺织物中的一种或多种的组合。
[0066]
采用上述优选的方案，根据具体情形进行材料选择。优选地，靠近复合材料拉挤型材1外表面的增强材料为聚酯或者尼龙制成的表面毡或者织物；更优选地，表面毡或者织物被染色和/或含有抗静电剂，复合材料拉挤型材1表面美观、表面不集聚电荷、可以形成富树脂层从而防止使用中纤维扎手并且能够提高型材的耐候性。
[0067]
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，型材本体11中单向纤维纱体积占型材本体11体积的比例不低于30％；
[0068]
和/或，型材本体11中纤维织物体积占型材本体11体积的1～70％；
[0069]
和/或，型材本体11中短切纤维体积占型材本体11体积的2～70％。
[0070]
采用上述优选的方案，可以最大限度地提高复合材料拉挤型材1 的轴向拉伸强度和轴向拉伸模量，在复合材料拉挤型材1受弯曲和拉伸载荷时发挥最佳的材料性能，从而减少复合材料拉挤型材1的截面尺寸，减少材料用量，降低成本。
[0071]
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，型材插接部12为型材本体 11的一部分，基体材料为热塑性树脂；
[0072]
热塑性树脂基体的聚合前体包括：己内酰胺单体、尼龙66盐、丙烯酸或丙烯酸酯单体或其齐聚物或其衍生物、甲基丙烯酸甲酯单体或其齐聚物或其衍生物、丙烯酰胺单体或其齐聚物或其衍生物、丙烯酸或丙烯酸酯或其齐聚物或其衍生物或其共聚物、苯乙烯、丙烯
腈、热塑性聚氨酯的反应前体中的一种或多种。
[0073]
采用上述优选的方案，这些聚合前体都是液态的，可以用传统的复合材料拉挤工艺制造型材，可以实现较高的纤维含量，实现较高的纤维浸润质量，获得高性能的热塑性复合材料拉挤型材1。
[0074]
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，增强材料先和热塑性树脂基体的聚合前体制成预浸料片材或热塑性复合材料片材再通过拉挤工艺固化或者熔融再成型制成复合材料拉挤型材1；
[0075]
预浸料片材或者热塑性复合材料片材中连续纤维单向纱的体积含量为10～70％，和/或，纤维织物的体积含量为1～70％，和/或，短切纤维的体积含量为2～70％；
[0076]
和/或，纤维织物置于复合材料拉挤型材1的外表面或内表面或内外表面的全部或者局部；
[0077]
和/或，预浸料片材或热塑性复合材料片材的外表面由聚酯或者尼龙表面毡和基体树脂制成。
[0078]
采用上述优选的方案，采用上述方法制得的复合材料拉挤型材1，克服了热固性复合材料不可回收、一旦制成无法变形的缺点，可以回收利用，即使刚生产出来的型材有弯曲或者扭曲变形，可以通过加热软化再进行二次定形，同时，即使型材的型腔壁厚有公差，也可在插接前对型材插接部12加热使之软化，避免了插接件2插入时产生的应力。
[0079]
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，基体材料的折光率与增强材料的折光率的差值小于0.2。
[0080]
采用上述优选的方案，可以制得既透光又高强度的复合材料拉挤型材1。优选的，增强材料为纤维；优选的，基体材料的折光率与增强材料的折光率的差值小于0.1。
[0081]
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，型材本体11外表面的全部或者一部分设有耐候表面层；
[0082]
耐候表面层为聚酯或尼龙表面毡与基体材料复合而成或由耐候涂料形成。
[0083]
采用上述优选的方案，涂料包括但不限于粉末涂料、溶剂涂料、无溶剂涂料、水性涂料，涂料品种包括但不限于含氟涂料、有机硅涂料、陶瓷涂料、聚氨酯及丙烯酸
‑
聚氨酯涂料、透明或不透明的光固化丙烯酸酯涂料或改性丙烯酸酯涂料，涂料的固化方法包括但不限于热固化、辐射固化、光固化，涂料的施工方法包括但不限于空气喷涂、真空喷涂、无气喷涂、静电喷涂、搽涂、辊涂、抽涂、淋涂。
[0084]
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，型材本体11具有悬臂，且至少一个悬臂的根部的增强材料的全部或者一部分为纤维膨体纱和/ 或纤维织物。
[0085]
采用上述优选的方案，对悬臂根部进行加强，可以减小补强件或者取消补强件，从而节省成本。
[0086]
作为优选的方案，型材本体11的开孔处或端头处或应力集中处或承受冲击处或悬臂的根部有补强体。
[0087]
采用上述优选的方案，补强体为金属、塑料或其纤维增强材料、热固性复合材料模塑料或预浸料中一种或多种的组合，补强体与型材本体11采用机械紧固、铆固、粘接、焊接、共固化方式中的一种或多种的组合进行连接。优选地，补强体上具有加强筋；更优选地，加
强筋与复合材料拉挤型材1的长度方向呈一定的角度，更优选地，加强筋与复合材料拉挤型材1的长度方向垂直；优选地，补强体由纤维增强塑料制成并且塑料与复合材料拉挤型材1的基体材料相同或者相似相容；更优选地，纤维增强塑料补强体含有至少20％体积比的连续纤维并且连续纤维与复合材料拉挤型材1的长度方向呈一定的角度，更优选地，连续纤维与复合材料拉挤型材1的长度方向垂直。
[0088]
采用补强体可以对复合材料拉挤型材1的薄弱处进行补强，而不用在整个长度方向上对增加复合材料拉挤型材1的壁厚或者截面尺寸，不过多地增加复合材料拉挤型材1的重量，当在型材根部采用纤维膨体纱增强时，膨体纱可以增强根部的垂直于纤维方向的性能，可以减小补强件或者取消补强件，从而节省成本。
[0089]
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，型材插接部12的端头焊接有塑料片，塑料片在加热条件下熔融与其他部件进行焊接；优选地，两段所述型材1的插接部12均焊接有塑料片，塑料片在加热条件下熔融与使两个插接部12迅速贴合从而实现焊接。
[0090]
采用上述优选的方案，通过塑料片实现复合材料拉挤型材1之间或者复合材料拉挤型材1与其他部件之间的焊接。
[0091]
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，衬件13的制备材料为：金属、塑料或其复合材料、橡胶或其共混物中的一种或多种的组合。
[0092]
采用上述优选的方案，上述衬件13的制备材料比较容易制造凸起或者凹陷或者缺口14，或者在插入后变形与插接件2卡接。优选地，衬件13的制备材料选自铝合金、钢、铜和塑料中的一种或多种的组合。
[0093]
衬件13上设有用于与插接件2配合安装的槽口或空腔131；或，衬件13为槽状或管状型材，一方面可以紧固插接件2，另一方面可以对型材本体11端部起到补强作用。
[0094]
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，在衬件13上设有衬件连接部，衬件13通过衬件连接部与型材本体11或型材本体11上的槽口或空腔111紧密接触。
[0095]
采用上述优选的方案，插接件2比较容易插入衬件13，插接后型材之间的拼接精度高，插接产生扭曲应力小。
[0096]
进一步，衬件连接部为倒刺或齿或凸起或凹陷或缺口结构；或，由塑料或其复合材料、橡胶或其共混物中的一种或者多种的组合材料制成的可变形部。
[0097]
采用上述优选的方案，由于复合材料拉挤型材1的型腔壁厚精度难以控制，包含有倒刺或齿或凸起或凹陷或缺口或可变形部的衬件13 固定在复合材料拉挤型材1的型腔中时可以通过定位工装使可变形部的变形补偿复合材料拉挤型材1型腔壁厚的公差而使衬件13的固定位置准确，插接件2比较容易插入衬件13，插接后型材之间的拼接精度高，插接产生扭曲应力小。
[0098]
衬件13与型材本体11配合部分设有倒刺或齿或凸起或凹陷或缺口，通过倒刺或齿或凸起或凹陷或缺口与型材本体11紧密接触，当型材本体11的空腔111壁厚不均匀时，通过定位工具在衬件13插入空腔111时，衬件13上的倒刺或凸起或凹陷或缺口可以变形使衬件 13在空腔111中的位置达到设计要求，从而方便插接件2插入衬件 13，不至于使插接件2扭
转导致插接件2与型材本体11之间的配合应力过大而使型材本体11开裂。
[0099]
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，型材本体11在与衬件13上需要制造凸起或者凹陷或者缺口14的对应位置开设有槽口或者窗口 112，通过槽口或者窗口112对衬件13施加外力，形成凸起或者凹陷或者缺口14。
[0100]
采用上述优选的方案，型材插接部12上的凸起或者凹陷或者缺口14为插接件2插入后通过施加外力制成的，在组框时，复合材料拉挤型材1中插入了插接件2后就可以用通用的挤角机对衬件施压使之变形卡住插接件2，实现牢固的结合。
[0101]
在一些实施例中，型材本体11上设有用于与插接件2或衬件13 配合安装的槽口或空腔111，上述槽口或者空腔111方便衬件13定位和固定。
[0102]
另一面，本实用新型公开复合材料拉挤型材的拼接方法，包括以下步骤：将插接件2插入上述任一种复合材料拉挤型材1的型材插接部12，在型材插接部12上预制有凸起或者凹陷或者缺口14，使型材插接部12变形和/或使插接件2变形从而实现型材插接部12与插接件 2的卡接。
[0103]
另一面，本实用新型公开复合材料拉挤型材的拼接方法，包括以下步骤：将插接件2插入上述任一种复合材料拉挤型材的型材插接部 12，对型材插接部12施加外力，在型材插接部12上形成凸起或者凹陷或者缺口14，使型材插接部12变形和/或使插接件2变形从而实现型材插接部12与插接件2的卡接。
[0104]
另一面，本实用新型公开复合材料拉挤型材的拼接方法，包括以下步骤：加热上述任一种复合材料拉挤型材1的型材插接部12，使型材插接部12的至少一部分熔融与插接件2和/或另一个部件进行焊接；或，使型材插接部的至少一部分软化再对型材插接部施加外力使之变形和/或使插接件变形从而实现型材插接部与插接件的卡接。
[0105]
另一面，本实用新型公开复合材料拉挤型材的拼接方法，还包括以下步骤：将塑料片焊接于型材插接部12端头，加热塑料片使之熔融后迅速插入插接件2，或贴合其它部件或者另一段型材，使型材1 和其他部件或者两段型材1的型材插接部12端头贴合焊接。
[0106]
传统的复合材料边框依靠粘接加螺接或者铆接的方法，效率低，精度差。本实用新型公开的上述四种复合材料拉挤型材的拼接方法为机械连接，其可以实现快速插接，而且一旦插接后固定牢固，准确定位，效率高，适合大规模工业化组装。
[0107]
如图9和10所示，另一面，本实用新型公开光伏组件系统，包括：上述任一种复合材料拉挤型材制成的边框3和/或支架；和/或，通过上述任一种复合材料拉挤型材的拼接方法拼接而成的边框3和/ 或支架。
[0108]
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，边框3上设有与光伏支架紧密接触的型材安装边31，在型材安装边31与支架连接的螺栓4开孔处、开孔处的外周、型材安装边31的根部以及根部的外周中的一处或多处设有补强体。
[0109]
采用上述优选的方案，保证了强度。补强体的具体安装方式，如机械连接、焊接或者粘接或者共固化。
[0110]
作为另一个补强方案，型材安装边31和立边32交界处的增强材料的全部或者一部分为纤维膨胀纱，这种纱可以在垂直于纤维方向起增强作用，这样就可以减小或者取消补
强体6或者纤维织物，进一步降低成本，简化生产步骤，降低成本。
[0111]
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，型材安装边31采用螺栓4 与光伏支架进行连接，螺栓4上的螺母5与型材安装边31之间安装有l形垫片或者u形垫片6，l形垫片或者u形垫片6的宽度大于螺孔直径；
[0112]
l形垫片或者u形垫片6的竖直边61与边框3的立边32连接，水平边62通过螺栓4和螺母5分别与型材安装边31和光伏支架连接。
[0113]
采用上述优选的方案，l形垫片或者u形垫片6长度大于10mm，厚度大于0.5mm。在安装螺栓4受力时，l形垫片或者u形垫片6会朝向型材安装边31移动，使型材安装边31的根部受力，由于有间隙或者有柔性垫片，l形垫片或者u形垫片6的竖直边61会被立边32 的连接孔约束，于是载荷会传递到边框3立边32上，避免型材安装边31的根部受力开裂。
[0114]
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，l形垫片或者u形垫片6的竖直边61与水平边62的转角距离型材安装边31的安装面有间隙或者安装有塑料或者橡胶垫片。
[0115]
采用上述优选的方案，效果更佳。
[0116]
为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，边框3上设有型腔33，型腔 33的平均壁厚小于2.5mm。
[0117]
采用上述优选的方案，这样制得的光伏组件系统重量小，成本低。优选地，型腔33的壁厚为1.2～2mm。
[0118]
为了更好地理解本实用新型实施例，下面公开以下具体实施例。
[0119]
具体示例一，图1示出一种光伏组件边框用拉挤复合材料型材1，其含有型材本体11，型材本体11含有空腔111，衬件13作为型材插接部插入空腔111内并且用粘接剂固定，同时，衬件13含有空腔131，空腔131内表面还具有凸起的圆点，衬件13外表面具有倒齿，在用定位工具将衬件13插入空腔111时，如果空腔111的壁厚有公差，定位工具将使衬件13的倒齿变形从而使衬件13在空腔111中的相对位置达到设计要求。
[0120]
光伏组件拼框时，将如图2所示的另一段拉挤复合材料型材1中的插接件2插入图1中的型材1的空腔111中的衬件13中的空腔131 中，由于衬件13定位准确，插接件2就能很顺利地插入，也能使两端拉挤复合材料1拼接缝整齐美观，不会引起插接件2与空腔111之间的过大应力而使型材本体11开裂。同时，衬件13的空腔131的内表面还具有凸起的圆点，当插接件2插入衬件13的空腔131时，空腔131内表面的凸起圆点使插接件2表面的倒刺变形，从而使插接件 2无法退出空腔131而实现两段拉挤复合材料之间准确、快速而牢固的拼接。
[0121]
图2中所示的插接件2的倒刺是在光伏组件框的内侧的，也可以设置于外侧或者双侧，插接件2上的倒刺也可以是具有同等功能的齿、凸起、凹陷或者缺口等等。可以看到，衬件13不但起到了连接型材1 定位补偿的功能，还起到了补强型材1端头的功能，因为拉挤复合材料型材1的端头最薄弱，最容易开裂，而承受的集中应力却最高。
[0122]
进一步地，如图9所示，该实施例中的光伏组件边框用拉挤复合材料型材1还具有型材安装边31、立边32和型腔33，型材安装边31 通过直径为8mm的螺栓4和螺母5与支架安装连接，在螺母5和安装边31之间设置了l形垫片或者u形垫片6，l形垫片或者u形垫片6的竖直边61与型材立边32用铆钉连接，l形垫片或者u形垫片 6的水平边62底部与型材安装边31
上表面之间具有1mm间隙，在光伏组件受反向风压时，光伏组件支架通过螺母5拉住边框用拉挤复合材料型材1，从而使型材安装边31受悬臂弯曲力，型材安装边31的根部的弯曲应力最大，而此处正好是拉挤复合材料型材1强度最低的部分之一，如果要保证光伏组件的使用安全，必须对此处加厚，从而提高了成本，如前，通过加入l形垫片或者u形垫片6，就可以使悬臂弯曲力转化为l形垫片或者u形垫片竖直边61通过铆钉对型材立边32的压缩应力和剪切应力，由于此处型材1的强度足够，因此安全系数大大提高，同时还不用增加型材1的壁厚，避免了成本上升，当采用0.5
‑
2.5mm厚和/或带有垂直于型材1长度方向的加强筋的镀锌钢或者铝合金加强片时，可以使光伏组件的反向抗风压性能提高30％以上。
[0123]
按照本案例的设计，可选地，采用聚氨酯树脂为基体材料，玻璃纤维单向纱为增强材料制造拉挤复合材料光伏边框，玻璃纤维单向纱在型材中的体积含量为60～65％，型材1的型腔33的平均壁厚为 1.2
‑
2mm，型材安装边31的平均壁厚为1.2
‑
2mm，优选地，型材1的增强纤维最外层覆盖有尼龙或者聚酯纤维制成的表面毡，克重为20～ 60g/m2，可选地，型材1表面采用空气喷涂水性聚氨酯
‑
丙烯酸酯涂料并加热固化形成有耐候涂层，优选地，在树脂中加入颜料或者色糊使型材1的切口颜色与表面涂层颜色接近，从而使型材1在装、运、安装、使用过程中在涂层磨损时型材1表面颜色仍然均匀。聚氨酯树脂包括但不限于科思创聚合物的baydur18bd157/desmodur1511l双组分聚氨酯树脂体系和相应的内脱模剂和色糊，玻璃纤维单向纱包括但不限于重庆国际复合材料有限公司的无碱无捻玻璃纤维直接纱 ecr469p
‑
4800tex。按照此具体实施方案制作的光伏组件边框，性能完全满足要求，可以采用现有的光伏组件拼框设备拼装，效率高、精度高，成本降低。同时，由于拉挤复合材料材料光伏边框绝缘性好，还可以提高光伏组件的漏电安全性和发电寿命。
[0124]
具体示例二，其他同具体示例一，区别在于，基体树脂改为含有甲基丙烯酸单体及其齐聚物的丙烯酸热塑性树脂，同时含有固化剂和内脱模剂。由于丙烯酸热塑性树脂耐候性好，可以不需要涂装，所以成本得以进一步降低。优选地，可以用抽涂的方法对型材1的外表面涂装透明的无溶剂丙烯酸酯涂料，采用光固化的方法固化涂层，这样，型材具备更好的耐候性，防刮擦，防止玻璃纤维外露扎手，而且施工工艺环保、高效、无原料浪费、低成本。
[0125]
同时，当型材1稍有弯曲时，可以通过将型材1加热至160～200℃对其矫直定型；进一步，对型材本体12用热风进行加热使之软化，然后将带倒齿的衬件13插入空腔111，再用带凸点的工具对型材本体 12施压使空腔111产生凸点，从而卡住衬件13，这样就免去了粘接衬件13的步骤，工艺更高效可靠，并且，即使型材1的型腔壁厚有些公差，由于型材本体12在加热软化下被衬件13插入，衬件容易定位准确，也不会对型材本体12产生内应力。优选地，衬件13用塑料挤出成型制造，插入型材本体12后用加热方式与型材本体12熔接成一体，这样既可以免除粘接步骤，又可以增强型材本体12；插接时，插接件2插入衬件13时，衬件13上的空腔131上的凸点变型卡住插接件2上的倒刺，从而卡牢插接件2；优选地，l形垫片或者u形垫片6用同样的树脂和正负45
°
玻璃纤维双轴向布采用拉挤工艺制作，采用加热的方式将l形垫片或者u形垫片6与型材竖直边和水平边焊接补强，这样的补强方式更加快捷可靠。本示例所用的热塑性丙烯酸树脂包括但不限于arkema公司的elium c595液态亚克力树脂和相应的过氧化物固化剂及内脱模剂。
[0126]
具体示例三，其他同具体示例二，区别在于，没有衬件13，在加热使作为型材插接部的型材本体12软化的条件下施加外力使插接件 2直接插入空腔111，然后用带凸点的工
具对插接部12施加外力使空腔111产生凸点从而卡牢插接件2，这样可以使拉挤复合材料型材1 拼接更加快捷。优选地，可以在型材本体12上预制凸点，在加热条件下使型材本体12软化然后用带凸点的工具对其施压形成带凸点的型材插接部12上的空腔111，然后在常温下使带倒刺的插接件2插入空腔111，空腔111上的凸点和/插接件2上的倒刺变形从而实现牢固的卡接。在光伏组件拼框时，加热设备为设置于光伏组件拼框机长边角部的热风吹风管，热风吹风管对准长边的角部加热使其软化，同时，设置于拼框机长边角部的气动压紧块在插接件2插入空腔111后对长边角部夹紧，气动压紧块上的凸点使长边角部的空腔111产生凸点从而卡牢插接件2。这样，对现有的光伏组件拼框机稍加改造就能实现机械化的拉挤复合材料光伏组件拼框。当采用在型材本体12上预制凸点的优选方案时，可以不用对光伏组件的拼框设备做任何修改就可以实现复合材料拉挤型材光伏组件框的拼框。
[0127]
具体示例四，其他同具体示例二，区别在于，在热塑性丙烯酸树脂内加入苯乙烯单体，用以调整丙烯酸树脂的折光系数，使丙烯酸树脂的折光系数与单向玻璃纤维纱的折光系数的差值为0.1以内，这样，不但降低了树脂粘度，提高了纤维浸润质量，还降低了树脂成本，最重要的，是使制造出的拉挤复合材料型材1具有较好的透光率，使型材1制造的光伏组件边框不会过多地遮挡光线照射光伏发电片，使光伏组件的发电效率得以提高。
[0128]
具体示例五，其他同具体示例一，区别在于，型材1的内外表面的增强材料为克重为130g/m2的玻璃纤维方格布，其体积占型材体积的5
‑
13％，其他增强材料为玻璃纤维单向纱，其体积占型材1的体积的55
‑
63％，这样的拉挤复合材料型材1制造的光伏边框具有良好的角部抗膨胀性能和反向抗风压性能，不用采用l形垫片或者u形垫片 6增强，可选地，仅在型材安装边31所在的底边和立边32的内外表面采用前述玻璃纤维方格布增强，其它部位采用单向玻璃纤维纱不变，既保证了型材1的轴向强度和模量，又对型材1进行了横向增强，可以免除加强片或l形垫片或者u形垫片6的使用，降低了成本。
[0129]
具体示例六，其他同具体示例一，区别在于，在型材1的安装边 31和竖直边32的交界处的纤维采用玻璃纤维膨胀纱增强，此处型材的厚度为1.5
‑
4mm，这样的型材1制成的光伏组件边框即使不用加强片或l形垫片或者u形垫片6增强，也能承受反向风压产生的弯曲力。
[0130]
以上具体示例只是本实用新型方案的具体示范，不作为本实用新型的全部限定，对以上具体示例交叉组合而形成的方案和受以上示例启发所作的非创造性解决方案仍然落在本实用新型保护范围内。
[0131]
另一方面，本实用新型还公开门窗幕墙系统，包括：由上述任一种复合材料拉挤型材制成的边框；或，通过上述任一种复合材料拉挤型材的拼接方法拼接而成的边框。
[0132]
作为优选的方案，插接件2为角码或者中挺连接件，角码或中挺连接件的全部或者一部分由与复合材料拉挤型材基体材料相同的塑料或其纤维增强材料制成，与型材插接部12插接后，对型材插接部 12的对应部分加热使其与插接件2焊接。
[0133]
采用上述优选的方案，效果更佳。
[0134]
作为优选的方案，对型材1的拼缝进行焊接或在拼缝的背面加上补强片进行焊接，补强片由与复合材料拉挤型材基体材料相同或者相似相容的塑料或其纤维增强材料制成。
[0135]
采用上述优选的方案，在拼接缝背面加上与复合材料拉挤型材1 的基体材料相同或者相似相容的塑料或其纤维增强材料制成的衬片补强焊接，实现平整的焊缝和牢固的连
接。
[0136]
作为优选的方案，插接件2上有倒刺或齿或者凸起或者凹陷或缺口，对型材插接部12的对应部分施加外力使之变形而与插接部进行卡接。
[0137]
采用上述优选的方案，效果更佳。
[0138]
作为优选的方案，插接部为衬管13，型材本体11的端部开设有窗口；
[0139]
角码或者中挺连接件插入衬管13后，用挤角机通过窗口挤压衬管使之变形而卡住角码或者中挺连接件13。
[0140]
采用上述优选的方案，门窗框的组角很准确、牢固、高效。更优选地，型材由连续纤维增强热塑性聚合物复合材料拉挤型材制造。
[0141]
为了更好地理解本实用新型实施例，下面公开以下具体实施例。
[0142]
具体示例七，如图3所示，拉挤复合材料型材1为门窗幕墙框材，型材1的制造采用具体示例一～六的任一方案或者它们的组合。型材本体12为位于型材1的端头，具有一个或者多个空腔111，带有空腔131的一个或者多个衬件13插于固定于空腔111内通过其外表面的凸起与空腔111的内表面进行紧密配合，型材本体12与衬件13配合的竖直边上开有窗口112，插接件2为带有倒刺的角码。
[0143]
如图4所示，在门窗幕墙组框时，角码2被插入图4所示的型材 1，然后角码2带着这段型材插入图3所示的型材1中的衬件13中的空腔131，从而实现拼框，然后，如图6和图7所示，采用通用的挤角机通过窗口112对衬件13进行挤压，使空腔131形成凸点卡住角码插接件2上的倒刺从而实现牢固的拼接。根据前述描述可知，衬件 13的位置可以通过其外表面凸起的变形而补偿型材本体12的空腔 111位置的公差，从而使角码插接件2插入衬件13的空腔131后两段型材1的接缝平整，通过挤角机的作用使角码插接件2连接牢固可以提高拼框效率和质量。而传统的复合材料门窗幕墙的拼框要依靠螺钉来固定角码插接件2，型材1需要承受螺钉的剪切应力，由于拉挤复合材料螺孔处的强度低，会导致螺钉松动，影响门窗幕墙的使用安全，加之螺钉紧固方式依靠人工，质量控制困难，效率低，尤其是当型材本体12的空腔121有公差和/或型材1直线度不好时，拼框接缝大，影响美观，甚至影响五金件装配，本实用新型完美地解决了这个困扰复合材料门窗幕墙领域已久的难题。
[0144]
具体示例八，其他同具体示例七，区别在于，采用具体示例二的热塑性丙烯酸树脂作为基体树脂，采用具体示例七的方案进行拼框，取消窗口112和衬件13，在对作为型材1的插接部的型材本体12进行热风加热使之软化的条件下对其进行挤压，使插接部12上的空腔 111产生凸起卡住插入其中的角码插接件2。
[0145]
具体示例九，其他同示例八，区别在于，用与基体树脂同样的材料制成的焊条焊接拼接缝，优选地，焊接后在打磨平整。
[0146]
具体示例十，其他同示例九，区别在于，在两段型材1的插接部端头分别焊接有与基体树脂同样材质的塑料片，用热板加热塑料片使之熔融后迅速插入插接件2并且使两段型材1的插接部12端头贴合焊接在一起。
[0147]
具体示例十一，其他同示例一～十，区别在于，复合材料拉挤型材1由玻璃纤维预浸带通过拉挤工艺制造而成，玻璃纤维预浸带为由体积比40～50％的连续纤维纱和体积比10～20％的短切纤维纱和基体树脂通过复合材料预浸料工艺制成的半固化复合材料半成品，或由前述纤维组合物和热塑性基体树脂制成的固化片材，将1.2～2.5mm 厚的前述预浸
带切成设计宽度在牵引并预成型为设计形状然后进入拉挤模具在基体材料固化温度以上固化成型为复合材料拉挤型材1；或，将1.2～2.5mm厚的前述热塑性复合材料片材切成设计宽度在加热条件下牵引并预成型为设计形状然后进入拉挤模具在基体材料熔融温度以上再次定形成为复合材料拉挤型材1；预浸带的基体树脂为热固性树脂或者热塑性树脂，优选地，基体树脂内含有内脱模剂；玻璃纤维纤维还包括有体积比为2～10％的玻璃纤维织物；优选地，玻璃纤维的外表面还包含有聚酯或者尼龙表面毡。
[0148]
这样的复合材料拉挤型材1具有更好的横向性能，可以免除衬件 13的使用和/或加强片，直接在型材本体11上制作插接部12，成本更低，制造工艺更简单高效。
[0149]
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。