CN104151953B

CN104151953B - 一种耐候氟碳涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN104151953B
Application number: CN201410413032.4A
Authority: CN
Inventors: 李景菲; 林维红; 俞仁杰; 周光大; 林建华
Original assignee: Hangzhou First PV Material Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Forster applied materials Limited by Share Ltd
Priority date: 2014-08-20
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2034-08-20
Also published as: CN104151953A

Abstract

本发明公开一种耐候氟碳涂料及其制备方法。该涂料由甲、乙两组份组成，其中甲组份包括异氰酸酯固化剂和无水稀释剂A；乙组份包括氟碳树脂、饱和聚酯、含特性反应基团的低分子化合物、催化剂和无水稀释剂B。甲、乙两组份按NCO/OH物质的量之比为0.6~1.5：1.0进行混合得到所述氟碳涂料。本发明中饱和聚酯的引入使涂层具有一定的柔韧性，同时含特性反应基团的低分子化合物有效的提高涂层的交联密度，使涂层即硬又韧，从而使涂层具有强的耐候性及优异的耐磨性，可用于制备气候条件恶劣的环境下使用的涂覆型太阳能电池背板。

Description

一种耐候氟碳涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐候氟碳涂料及其制备方法，该耐候氟碳涂料适用于制备涂覆型太阳能电池背板，属于材料表面保护技术领域。

背景技术

目前，世界各国在经济发展中遭遇到的能源短缺、环境污染等问题日益突出，光伏发电作为绿色、环保的新能源，必将拥有广阔的发展前景。中国西北地区拥有丰富的太阳能资源，年辐射量最高可达7000MJ/m²，可以作为光伏发电的重要战略地区。然而西北地区气候环境较为恶劣，风沙大，太阳能电池组件若要满足25年以上的使用寿命，就要求太阳能电池背板，除了具有长期的耐候性外，还应具有一定的耐风沙冲击性能。目前，市场上背板产品主要有复合型与涂覆型，其中涂覆型背板以其较高的性价比优势，得到快速发展，基本可达到与复合型背板相同的耐湿热、干热及耐紫外老化的性能，然而其耐风沙冲击性能远不及复合型背板，耐磨性只有复合型背板的35%左右，背板外层涂层易受风沙冲击而脱层掉落，减弱了背板对电池组件的保护作用，降低其使用寿命和发电功率，从而限制了涂覆型背板在广阔的西北地区的应用。因此就光伏发电长远利益来看，制备具有强耐候性、高耐磨性，同时在耐水性、耐碱、耐溶剂等方面都表现出优异的涂覆型背板是太阳能电池背板行业迫切解决的技术课题。

专利CN101792639A公开了一种聚氨酯涂料，其主要是采用加入表面处理的纳米二氧化硅分散体或改性纳米疏水气相二氧化硅或其分散体、纳米二氧化钛的方法，使用三种树脂复配制备聚氨酯涂料，适用于高速列车、汽车大巴等。此专利中纳米无机填料只是填充在树脂基体中，两者相容性较差，且三种树脂不同比例的调配虽然在一定程度上提高涂层的耐候及耐磨性，但同时会降低漆膜的一些其他性能，如抗冲击、附着力等。专利CN103627268A公开了一种通过加入三氧化二铝与改性碳类填料来提高氟碳涂料的耐磨及导热性，此专利提供的氟碳涂料的耐磨性只有少部分提高，且存在组分间相容性差，同时可能出现无机填料沉降等问题。专利CN102664204A提供了一种新型结构的涂覆型太阳能电池背板，其氟树脂涂层中通过加入环氧树脂提高其耐磨性，环氧树脂与氟树脂较好的相容性使得涂层耐磨性得到大幅提高，然而由于它们的分子链靠物理力结合，强度不大，同时由于环氧树脂的加入，导致涂层黄变严重。

综合以上专利产品的缺陷，发明一种制备工艺简单，各组份间相容性好，且涂层内部通过强的化学键键接使各组份软、硬段有序结合，形成致密网络结构的氟碳涂层，同时通过调整其他成分配比以保证氟碳涂层耐水、耐碱、附着力其他方面的性能，对于扩展涂覆型背板的应用广度至关重要。

发明内容

为了克服目前涂覆型背板在严酷环境下耐候性差的问题，本发明提供一种耐候氟碳涂料及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种耐候氟碳涂料，由甲、乙两组份组成：所述甲组份包括：

40~65重量份的脂肪族异氰酸酯固化剂；

35~60重量份的无水稀释剂A；

所述乙组份包括：

30~45重量份的FEVE氟碳树脂；

0~15重量份的醚化三聚氰胺树脂；

5~20重量份的含有端羟基的饱和聚酯；

2~8重量份的含特性反应基团的低分子化合物；

0.1~1.5重量份的金属化合物催化剂；

20~25重量份的无水稀释剂B；

0~25重量份的无机填料；

0.2~2重量份的润湿分散剂；

0~0.5重量份的流平剂；

所述含特性反应基团的低分子化合物由多元醇、脂环醇、芳醇、醇胺、二胺中的一种或多种按照任意配比组成；

所述金属化合物催化剂由异辛酸锌、辛酸亚锡、二月桂酸二辛基锡、氧化单丁基锡、单丁基三异辛酸锡、二月桂酸二丁基锡中的一种或多种按照任意配比组成；

所述稀释剂A或稀释剂B由C7~C10的芳香烃，C3~C8的酯类化合物，C1~C5的醇类化合物，C2~C6的酮类化合物中的一种或多种按照任意配比组成；

所述无机填料由钛白粉、炭黑、碳酸钙、纳米二氧化硅中的一种或多种按照任意配比组成；

所述润湿分散剂由含有酸性基团的共聚物类润湿分散剂、带颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚体类润湿分散剂、丙烯酸嵌段共聚物类润湿分散剂、高度枝化结构聚酯类润湿分散剂、羟基官能团羧酸酯类润湿分散剂中的一种或多种按照任意配比组成；

所述流平剂由聚醚硅氧烷共聚物类流平剂、反应性聚醚改性氟硅氧烷类流平剂、聚醚改性聚有机硅氧烷类流平剂、聚丙烯酸酯类流平剂中的一种或多种按照任意配比组成；

涂覆前，按照甲组分中异氰酸酯基（NCO）与乙组份中所含羟基(OH)的物质的量之比为0.6~1.5：1.0（优选0.8~1.2：1.0，更优选1.0~1.2：1，最优选1.0：1.0），将甲、乙两组份机械混合均匀。

进一步地，所述脂肪族异氰酸酯固化剂由异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）加成物、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）缩二脲、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）加成物中的一种或多种按照任意配比组成。

进一步地，所述FEVE氟碳树脂由偏氟乙烯型、三氟氯乙烯型、四氟乙烯型氟碳树脂中的一种或多种按照任意配比组成，作为优选，氟碳树脂的羟值为45~60mgKOH/g，酸值为2~12mgKOH/g，固含量≥50%，氟含量为20%~30%。

进一步地，所述醚化三聚氰胺树脂由正丁醚化三聚氰胺树脂、正丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂、异丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂中的一种或多种按照任意配比组成；作为优选，醚化三聚氰胺树脂的固含量为55~85%，酸值小于等于1mgKOH/g，粘度25℃为0.09~1.1Pa·s；

进一步地，所述稀释剂A或稀释剂B由甲苯、二甲苯、醋酸正丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇、甲醇、正丁醇、丁酮、甲乙酮、环己酮；更优选为甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丁酮中的一种或多种按照任意配比组成。

进一步地，含有端羟基的饱和聚酯的酸值低于6.1mgKOH/g，粘度在1.1~4.2Pa·s，固体份为58~80%。

进一步地，所述含特性反应基团的低分子化合物由三梨醇、乙二胺、二乙氨基乙醇、N，N-二羟基(二异丙基)苯胺、1,4-丁二醇、乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、1,4-环己二醇、氢化双酚A、新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二亚甲基苯基二醇、对苯二酚双-β-羟乙基醚、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺间苯二酚羟基醚二甘醇、氢醌一二(β一羟乙基)醚、2-咪唑烷酮、二乙基甲苯二胺、3,5-二甲硫基甲苯二胺、α-甘油烯丙基醚、缩水甘油烯丙基醚、过氧化二异丙苯中的一种或多种按照任意配比组成。

所述的耐候氟碳涂料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将40~65重量份的脂肪族异氰酸酯固化剂与35~60重量份的无水稀释剂A机械搅拌混合均匀，过滤，制得甲组份，存放于干燥密封容器中待用；

（2）在搅拌下向20~25重量份的稀释剂B中依次加入30~45重量份的氟碳树脂、5~20重量份的含有端羟基的饱和聚酯、2~8重量份的含特性反应基团的低分子化合物，0~15重量份的醚化三聚氰胺树脂，0.1~1.5重量份的金属化合物催化剂，0.2~2重量份的润湿分散剂，0~25重量份的无机填料，预分散之后用砂磨机进行研磨，至颗粒细度≤5微米，之后加入0~0.5重量份的流平剂，混合均匀后，过滤，制得乙组份，存放于干燥密封容器中待用；

（3）涂覆前，按照甲组份中的异氰酸酯基（NCO）与乙组份中所含羟基(OH)的物质的量之比为0.6~1.5：1.0（优选0.8~1.2：1.0，更优选1.0~1.2：1，最优选1.0：1.0），将甲组份和乙组份进行配比，机械混合均匀，制得混合涂料，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀涂覆在被黏接材料表面，涂层干膜厚度为10~30微米，固化温度为145℃~180℃，固化时间为3~10min。

所述的耐候氟碳涂料的应用，该应用为将耐候氟碳涂料涂覆在基材上，对基材进行保护；所述基材包括聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT），聚丙烯（PP）、三元乙丙橡胶（EPDM）、高密度聚乙烯（HDPE）一种或多种改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），新戊二醇、四氢呋喃聚醚、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)中一种或多种化学改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），纳米二氧化硅或纳米有机蒙脱土改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），钢化玻璃。

本发明的有益效果主要体现在：

本发明提供了一种制备工艺简单，各组分间相容性好，饱和聚酯的引入使涂层具有一定的柔韧性，同时低分子化合物的加入使分子链扩展，结构产生支化和交联，将软、硬链段相连接，有效的提高涂层的交联密度，使涂层即硬又韧，从而使涂层具有较高的硬度与优异的耐磨性，大大提高其耐风沙冲击性能，可用于制备气候条件恶劣的环境下使用的涂覆型太阳能电池背板。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围不限于这些具体的实施方式和实施例的内容，且所述基材也不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯。

实施例1：

甲组份制备：将55g（155.81mmolNCO基团）异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）三聚体Z4470BA（NCO含量为37.5%，德国拜耳）与20g无水二甲苯（杭州化学试剂有限公司）和25g无水乙酸丁酯（杭州化学试剂有限公司）混合均匀，过滤，制成甲组份，存放于干燥的密封罐中待用。NCO基团在甲组份中的质量摩尔浓度为1.56mol/g。

乙组份制备：将20g丁酮（杭州化学试剂有限公司）置于容器中，低速搅拌下依次加入40g(39.29mmolOH基团)氟碳树脂ZHM-2（东氟化工），8g饱和聚酯树脂168（6.2mmolOH基团，固含79%，纽佩斯树脂有限公司），6g1,4-丁二醇(132.16mmolOH基团，阿拉丁试剂)，1.15g单丁基三异辛酸锡催化剂(南通遐迩化工有限公司)，0.65g润湿分散剂BYK-163（德国比克化学有限公司），23g钛白粉（上海鸿运源化工有限公司），1g炭黑（东莞市巨泰化工有限公司），预分散之后用砂磨机进行研磨，至颗粒细度≤5微米，补加0.2g流平剂BYK310（德国比克化学有限公司），混合均匀后，过滤，制得乙组分颜浆，存放于干燥的密封罐中待用，OH基团在乙组分中的质量摩尔浓度为1.78mmol/g。

将甲、乙两组分按NCO/OH的摩尔比为1.2：1.0进行混合，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜材料表面，涂层干膜厚度为20微米，固化温度为170℃，固化时间为5min。

实施例2：

甲组份制备：将50g(233.5mmolNCO基团)六亚甲基二异氰酸酯三聚体固化剂HT-90BS（NCO含量为19.6%，万华化学集团股份有限公司）与20g无水甲苯（杭州化学试剂有限公司）和30g无水乙酸乙酯（杭州化学试剂有限公司）混合均匀，过滤，制成甲组份，存放于干燥的密封罐中待用，NCO基团在甲组份中的质量摩尔浓度为2.335mmol/g。

乙组份制备：将25g无水二甲苯（杭州化学试剂有限公司）置于容器中，低速搅拌下依次加入30g(32.14mmolOH基团)氟碳树脂GK570（日本大金），10g饱和聚酯树脂1611（3.54mmolOH基团，固含70%，纽佩斯树脂有限公司），6g正丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂Rsimene750（固含80%，英士力），4.52g乙二醇(72.77mmolOH基团，阿拉丁试剂)，0.48g二月桂酸二辛基锡催化剂(金田原料有限公司)，2g润湿分散剂BYK-9010（德国比克化学有限公司），16g炭黑（东莞市巨泰化工有限公司），6g碳酸钙（上海鸿运源化工有限公司），预分散之后用砂磨机进行研磨，至颗粒细度≤5微米，混合均匀后，过滤，制得乙组分颜浆，存放于干燥的密封罐中待用；OH基团在乙组分中的质量摩尔浓度为1.08mmol/g。

将甲、乙两组分按NCO/OH的摩尔比为0.6：1.0进行混合，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀双面涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜材料表面，涂层干膜厚度为10微米，固化温度为145℃，固化时间为6min。

实施例3：

甲组份制备：将40g（206.56mmolNCO基团）六亚甲基二异氰酸酯三聚体固化剂TKA100（旭化成化学株式会社）与20g无水二丁酮（杭州化学试剂有限公司）和30g无水乙酸丁酯（杭州化学试剂有限公司）混合均匀，过滤，制成甲组份，存放于干燥的密封罐中待用，NCO基团在甲组份中的质量摩尔浓度为2.066mmol/g。

乙组份制备：将23g无水丁酮（杭州化学试剂有限公司）置于容器中，低速搅拌下依次加入40g(46.4mmolOH基团)氟碳树脂L101（万博涂料化工有限公司），5g饱和聚酯树脂1715（3.48mmolOH基团，固含71%，纽佩斯树脂有限公司），5g异丁醇醚化氨基树脂MaprenalMF590（固含55%，英士力），2g丙三醇(65.16mmolOH基团，阿拉丁试剂)，0.82g辛酸亚锡催化剂(南通遐迩化工有限公司)，0.96g含酸性集团共聚物类分散剂BYK9076（德国毕克化学公司），20g钛白粉（上海鸿运源化工有限公司），3g炭黑（东莞市巨泰化工有限公司），预分散之后用砂磨机进行研磨，至颗粒细度≤5微米，补加0.22g聚醚改性聚有机硅氧烷类流平剂505（深圳市惟博化工有限公司），混合均匀后，过滤，制得乙组分颜浆，存放于干燥的密封罐中待用，OH基团在乙组分中的质量摩尔浓度为1.15mmol/g。

将甲、乙两组分按NCO/OH的摩尔比为0.9：1.0进行混合，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀双面涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜材料表面，涂层干膜厚度为15微米，固化温度为155℃，固化时间为10min。

实施例4：

甲组份制备：将60g（228.6mmolNCO基团）六亚甲基二异氰酸酯加成物固化剂HXT（日本聚氨酯工业株式会社）与15g无水二甲苯（杭州化学试剂有限公司）和25g无水丁酮（杭州化学试剂有限公司）混合均匀，过滤，制成甲组份，存放于干燥的密封罐中待用，NCO基团在甲组份中的质量摩尔浓度为2.229mmol/g。

乙组份制备：将20g丙二醇甲醚醋酸酯（杭州化学试剂有限公司）置于容器中，低速搅拌下依次加入35g(37.45mmolOH基团))氟碳树脂SW-5570（上海圣威贸易有限公司），20g饱和聚酯树脂166SS-10（15.5mmolOH基团，固含79%，纽佩斯树脂有限公司），15g丁醚化三聚氰胺树脂Rsimene5901（固含80%，英士力），8g聚乙烯醇(42.67mmolOH基团，阿拉丁试剂)，1.5g异辛酸锌催化剂(南通遐迩化工有限公司)，0.2g润湿分散剂BYK-163（德国比克化学有限公司），预分散之后用砂磨机进行研磨，至颗粒细度≤5微米，补加0.3g流平剂BYK310（德国比克化学有限公司），混合均匀后，调整粘度，过滤，制得乙组份颜浆，存放于干燥的密封罐中待用，OH基团在乙组分中的质量摩尔浓度为0.96mmol/g。

将甲、乙两组份按NCO/OH的摩尔比为1.0：1.0进行混合，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀双面涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜材料表面，涂层干膜厚度为20微米，固化温度为175℃，固化时间为8min。

实施例5：

甲组份制备：将50g（141.65mmolNCO基团）异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）三聚体Z4470BA（NCO含量为37.5%，德国拜耳）与30g无水二甲苯（杭州化学试剂有限公司）和20g无水乙酸丁酯（杭州化学试剂有限公司）混合均匀，过滤，制成甲组份，存放于干燥的密封罐中待用，NCO基团在甲组份中的质量摩尔浓度为1.417mmol/g。

乙组份制备：将20g丙二醇甲醚醋酸酯（杭州化学试剂有限公司）置于容器中，低速搅拌下依次加入40g(42.8mmolOH基团))氟碳树脂SW-5570（上海圣威贸易有限公司），15g饱和聚酯树脂1715（10.44mmolOH基团，固含71%，纽佩斯树脂有限公司），8g丁醚化三聚氰胺树脂Rsimene5901（固含80%，英士力），5g3,5-二甲硫基甲苯二胺(阿拉丁试剂)，1.22g单丁基三异辛酸锡催化剂(南通遐迩化工有限公司)，0.59g润湿分散剂BYK-163（德国比克化学有限公司），10g钛白粉（上海鸿运源化工有限公司），预分散之后用砂磨机进行研磨，至颗粒细度≤5微米，补加0.19g流平剂BYK310（德国比克化学有限公司），混合均匀后，过滤，制得乙组份颜浆，存放于干燥的密封罐中待用，OH基团在乙组分中的质量摩尔浓度为0.53mmol/g。

将甲、乙两组份按NCO/OH的摩尔比为1.5：1.0进行混合，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀双面涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜材料表面，涂层干膜厚度为15微米，固化温度为155℃，固化时间为5min。

实施例6：

甲组份制备：将65g（247.65mmolNCO基团）六亚甲基二异氰酸酯加成物固化剂HXT（日本聚氨酯工业株式会社）与15g无水二甲苯（杭州化学试剂有限公司）和20g无水丁酮（杭州化学试剂有限公司）混合均匀，过滤，制成甲组份，存放于干燥的密封罐中待用，NCO基团在甲组份中的质量摩尔浓度为2.48mmol/g。

乙组份制备：将16g乙酸乙酯（杭州化学试剂有限公司）与8g甲苯（杭州化学试剂有限公司）置于容器中，低速搅拌下依次加入45g(48.21mmolOH基团)氟碳树脂GK570（日本大金），12g饱和聚酯树脂168（9.3mmolOH基团，固含79%，纽佩斯树脂有限公司），2g正丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂MaprenalVMF3611（固含70%，英士力），3g缩水甘油烯丙基醚聚乙烯醇(26.67mmolOH基团，阿拉丁试剂)，0.1g二月桂酸二辛基锡催化剂(金田原料有限公司)，1.68g含酸性集团共聚物类分散剂BYK9076（德国毕克化学公司），9g钛白粉（上海鸿运源化工有限公司），3g纳米二氧化硅（东莞市巨泰化工有限公司），预分散之后用砂磨机进行研磨，至颗粒细度≤5微米，补加0.22g流平剂BYK310（德国比克化学有限公司），混合均匀后，过滤，制得乙组份颜浆，存放于干燥的密封罐中待用，OH基团在乙组份中的质量摩尔浓度为0.84mmol/g。

将甲、乙两组份按NCO/OH的摩尔比为0.9：1.0进行混合，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀双面涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜材料表面，涂层干膜厚度为25微米，固化温度为180℃，固化时间为3min。

比较例1：

市场上购得TPT型背板（韩国），结构为Tedlar+PET+Tedlar，氟膜厚度为25微米。

比较例2：

市场上购得涂覆型背板（国内），结构为氟碳涂层+PET+氟碳涂层，氟碳涂层厚度15微米。

对实施例1~6涂覆型背板以及比较例1、2的材料进行性能检测，需要说明的是，通过上述实施例得到的涂料及涂覆型背板的各项相关性能指标是经下述测试方法进行评价，评价结果列于表1。

1.涂层硬度

按照GB/T6739《涂膜硬度铅笔测定法》标准测试涂层的硬度：将铅笔以0.5mm/s速度在样品上水平移动3mm测定硬度，根据划痕，记录硬度数值。

2.测试方法参照标准GB/T23988《涂料耐磨性测定落砂法》：将标准砂从914mm高度落到45°角的样品上，根据磨损区域，计算落砂量。

3.耐湿热老化性能

按GB/T2423.3试验方法进行湿热老化试验。

实验条件：+85℃，相对湿度85%。

实验前后对试样附着力按照ISO-2409-2007标准进行测试；对试样黄变指数（△YI）按照国标GB2409-80《塑料黄色指数试验方法》进行测定。

表1各实施例与比较例性能检测结果

性能参数	外观	硬度	耐磨性（L/μm）	恒定湿热老化试2500h黄变指数（ΔYI）	恒定湿热老化试3000h外观
						实施例1	白色	3H	6.6	3.2	无开裂、无气泡、无粉化
实施例2	黑色	4H	7.2	4.1	无开裂、无气泡、无粉化
						实施例3	白色	5H	8.4	3.7	无开裂、无气泡、无粉化
实施例4	透明	3H	7.3	4.3	无开裂、无气泡、无粉化
						实施例5	白色	4H	8.0	4.8	无开裂、无气泡、无粉化
实施例6	白色	4H	7.8	3.9	无开裂、无气泡、无粉化
						比较例1	白色	3H	7.9	4.5	无开裂、无气泡、无粉化
比较例2	白色	2H	3.1	5.6	无开裂、无气泡、无粉化

比较表中数据可知，本发明所述的氟碳涂料制备的涂覆型太阳能电池背板，涂层硬度高，耐候性强，相对于其他涂覆型太阳能电池背板，落砂耐磨性显著提高，部分涂层可达到与复膜型背板相同的耐磨性。本发明提供的氟碳涂料制备工艺简单，各组分间相容性好，耐候耐磨性高，是一种用于制备气候条件恶劣的环境下使用的涂覆型太阳能电池背板的优良氟碳涂料。

Claims

1.一种耐候氟碳涂料，其特征在于，由甲、乙两组份组成：

所述甲组份包括：

40～65重量份的脂肪族异氰酸酯固化剂；

35～60重量份的无水稀释剂A；

所述乙组份包括：

30～45重量份的FEVE氟碳树脂；

0～15重量份的醚化三聚氰胺树脂；

5～20重量份的含有端羟基的饱和聚酯；

2～8重量份的含特性反应基团的低分子化合物；

0.1～1.5重量份的金属化合物催化剂；

20～25重量份的无水稀释剂B；

0～25重量份的无机填料；

0.2～2重量份的润湿分散剂；

0～0.5重量份的流平剂；

所述稀释剂A或稀释剂B由C7～C10的芳香烃，C3～C8的酯类化合物，C1～C5的醇类化合物，C2～C6的酮类化合物中的一种或多种按照任意配比组成；

所述润湿分散剂由含有酸性基团的共聚物类润湿分散剂、带颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚体类润湿分散剂、高度枝化结构聚酯类润湿分散剂中的一种或多种按照任意配比组成；

所述流平剂由聚醚硅氧烷共聚物类流平剂、反应性聚醚改性氟硅氧烷类流平剂、聚丙烯酸酯类流平剂中的一种或多种按照任意配比组成；

涂覆前，按照甲组分中异氰酸酯基与乙组份中所含羟基的物质的量之比为0.6～1.5：1.0，将甲、乙两组份机械混合均匀。

2.根据权利要求1所述的耐候氟碳涂料，其特征在于，所述脂肪族异氰酸酯固化剂由异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯加成物、六亚甲基二异氰酸酯缩二脲、六亚甲基二异氰酸酯加成物中的一种或多种按照任意配比组成。

3.根据权利要求1所述的耐候氟碳涂料，其特征在于，所述FEVE氟碳树脂由偏氟乙烯型、三氟氯乙烯型、四氟乙烯型氟碳树脂中的一种或多种按照任意配比组成，氟碳树脂的羟值为45～60mgKOH/g，酸值为2～12mgKOH/g，固含量≥50％，氟含量为20％～30％。

4.根据权利要求1所述的耐候氟碳涂料，其特征在于，所述醚化三聚氰胺树脂由正丁醚化三聚氰胺树脂、异丁醇醚化三聚氰胺甲醛树脂中的一种或多种按照任意配比组成；醚化三聚氰胺树脂的固含量为55～85％，酸值小于等于1mgKOH/g，在25℃下的粘度为0.09～1.1Pa·s。

5.根据权利要求1所述的耐候氟碳涂料，其特征在于，所述稀释剂A或稀释剂B由甲苯、二甲苯、醋酸正丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇、甲醇、正丁醇、丁酮、甲乙酮、环己酮中的一种或多种按照任意配比组成。

6.根据权利要求1所述的耐候氟碳涂料，其特征在于，含有端羟基的饱和聚酯的酸值低于6.1mgKOH/g，粘度在1.1～4.2Pa·s，固体份为58～80％。

7.根据权利要求1所述的耐候氟碳涂料，其特征在于，所述含特性反应基团的低分子化合物由三梨醇、乙二胺、二乙氨基乙醇、N，N-二羟基(二异丙基)苯胺、1,4-丁二醇、乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、1,4-环己二醇、氢化双酚A、新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二亚甲基苯基二醇、对苯二酚双(β-羟乙基)醚、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、间苯二酚、氢醌一二(β-羟乙基)醚、2-咪唑烷酮、二乙基甲苯二胺、3,5-二甲硫基甲苯二胺、α-甘油烯丙基醚、缩水甘油烯丙基醚、过氧化二异丙苯中的一种或多种按照任意配比组成。

8.一种权利要求1所述的耐候氟碳涂料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将40～65重量份的脂肪族异氰酸酯固化剂与35～60重量份的无水稀释剂A机械搅拌混合均匀，过滤，制得甲组份，存放于干燥密封容器中待用；

(2)在搅拌下向20～25重量份的稀释剂B中依次加入30～45重量份的氟碳树脂、5～20重量份的含有端羟基的饱和聚酯、2～8重量份的含特性反应基团的低分子化合物，0～15重量份的醚化三聚氰胺树脂，0.1～1.5重量份的金属化合物催化剂，0.2～2重量份的润湿分散剂，0～25重量份的无机填料，预分散之后用砂磨机进行研磨，至颗粒细度≤5微米，之后加入0～0.5重量份的流平剂，混合均匀后，过滤，制得乙组份，存放于干燥密封容器中待用；

(3)涂覆前，按照甲组份中的异氰酸酯基与乙组份中所含羟基的物质的量之比为0.6～1.5：1.0，将甲组份和乙组份进行配比，机械混合均匀，制得混合涂料，均匀涂覆在被黏接材料表面，涂层干膜厚度为10～30微米，固化温度为145℃～180℃，固化时间为3～10min。

9.一种权利要求1所述的耐候氟碳涂料的应用，其特征在于，该应用为将耐候氟碳涂料涂覆在基材上，对基材进行保护；所述基材包括聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚丙烯、三元乙丙橡胶、高密度聚乙烯中一种或多种改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯，新戊二醇、四氢呋喃聚醚、聚萘二甲酸乙二醇酯中一种或多种化学改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯，纳米二氧化硅或纳米有机蒙脱土改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯，钢化玻璃。