CN105921385A - 在线涂布制备抗紫外聚酯薄膜的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在线涂布制备抗紫外聚酯薄膜的方法，按质量百分比，将50～60％的水性有机基础树脂缓慢加入到21～41.9％的去离子水中搅拌均匀，加入1～5％的水性抗紫外助剂缓慢搅拌，将0.1～1.0％的表面活性剂用剩余的去离子水稀释后缓慢加入搅拌，最后加入2～5％的水溶性交联剂搅拌制得固含量为20～40％水性涂布液；用涂布机将配制好的水性涂布液均匀涂覆在经过3.0～3.5倍纵向拉伸后的膜片的一面或两面；将涂布后的膜片进行横拉预热后，再经进行横向拉伸，烘干固化和热定型处理，冷却后牵引收卷，制得干膜涂层厚度在1～5μm的抗紫外聚酯薄膜。本发明具有良好的抗紫外性能及与氟涂层重涂或与EVA复合效果优良。

Description

在线涂布制备抗紫外聚酯薄膜的方法
技术领域
本发明涉及一种在线涂布制备抗紫外聚酯薄膜的方法，属于光伏用聚酯薄膜技术领域。
背景技术
随着世界能源短缺的矛盾日益突出以及低碳行业的兴起，开发新能源尤其是绿色能源成为各国发展本国经济的手段之一。太阳能电池板主要由光伏玻璃、EVA、硅晶片、EVA和背板构成，硅晶片封装于EVA膜内，并通过背板起到绝缘、支撑和固定的作用，当阳光透过上层玻璃及EVA胶膜，在硅晶片上将光能转换成电能。聚酯薄膜具有水汽阻隔、电气绝缘性、尺寸稳定性、易加工及耐候性等特点被广泛应用在太阳能背板中。但太阳能电池是置于室外，在恶劣的气候环境中，易使背板脆化、破裂或与EAV膜分层，而失去保护作用，导致整个电池组件的光电转换效率下降。
为提高太阳能背板的耐候性及阻隔性，目前一种方法是在聚酯薄膜的一面或双面复合或涂覆具有功能性的氟材料，从而使背板具有乙烯～醋酸乙烯共聚物而具有良好的耐候性及阻隔性，虽然复合氟材料性能稳定持久的优点，但也存在着价格较高的问题。其次是采用离线在聚酯薄膜进行涂覆功能性的氟材料，涂覆的氟材料成本低于复合的覆膜成本，用的以降低材料成本，一方面仍有部分厂家因无法承受氟材料的成本压力，另一方面质量的稳定性还无法保证。另一种方法是通过挤出的方式对聚酯薄膜表面进行修饰、添加助剂或其他改性的方法来改善聚酯膜的耐候性，以取代外层耐候氟材料的背板结构，但由于此类方式会对聚酯薄膜的机械加工性能造成影响，不适用工业化产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有抗紫外性能要求，环保安全，生产成本低，与氟涂层重涂或与EVA复合效果优良，便于加工的在线涂布制备抗紫外聚酯薄膜的方法。
本发明为达到上述目的的技术方案是：一种在线涂布制备抗紫外聚酯薄膜的方法，其特征在于：按以下步骤进行，
⑴、制备水性涂布液均按质量百分比，将50～60％的水性有机基础树脂缓慢加入到21～41.9％的纯水或去离子水中搅拌均匀，继续加入1～5％的水性抗紫外助剂缓慢搅拌25～40分钟后，将0.1～1.0％的表面活性剂用剩余的纯水或去离子水稀释后缓慢加入，继续搅拌25～40分钟，最后缓慢加入2～5％的水溶性交联剂搅拌50～70分钟后制得固含量为20～40％水性涂布液待用；
⑵、用涂布机将配制好的水性涂布液均匀涂覆在经过3.0～3.5倍纵向拉伸后的膜片的其中一个面或两个面；
⑶、将涂布后的膜片在90～130℃的温度下进行横拉预热后，再经100～150℃温度、3～5倍的横向拉伸倍率下进行横向拉伸，膜片经190～240℃的条件下进行烘干固化和热定型处理，最后经30～110℃温度下冷却后牵引收卷，制得干膜涂层厚度在1～5μm的抗紫外聚酯薄膜。
其中：所述的水性有机基础树脂为水性聚氨酯树脂、水性聚酯树脂或水性聚丙烯酸树脂中的其中一种或两种以上的混合物。
所述的水溶性交联剂为三聚氰胺树脂或封闭型聚异氰酸酯树脂的一种或两种的混合物。
所述的水性抗紫外助剂为紫外吸收剂、受阻胺光稳定剂或水性纳米TiO2分散液的一种或任意两种以上的混合物。
所述的表面活性剂为非离子型氟碳聚合物或聚醚改性硅氧烷中的其中一种或两种的混合物。
本发明采用上述技术方案后具有以下优点：
1、本发明采用了水性有机基础树脂、水性抗紫外助剂、表面活性剂以有水溶性交联剂和去离子水制成在线涂布液，通过水性有机基础树脂作为涂层主体，利用水性有机基础树脂含有大量的羟基、羧基、酯基等活性基团，在涂覆后与基膜中的羟基、羧基等发生化学反应使其与基膜具有良好的粘结力，使制得带有线涂布液能与聚酯薄膜较好的结合力，同时在后序层压工序中，通过交联反应后裸露在外的活性基团可以使膜层具有良好的反应极性，保证与重涂层或复合层的粘结力，通过使涂层对聚酯薄膜及EVA膜有着优异的附着力，使在线涂布具有较好的抗紫外性和较好的附着力。本发明采用了特定的配方体系，可根据不同等级抗紫外性能的要求，通过快速的调整涂布配方来及时应变。
2、本发明在线涂布制备抗紫外聚酯薄膜，与氟涂层重涂或与EVA复合效果优良，根据不同领域的电池耐候性要求，下游客户可以选择直接加工应用或经后道再次复合或涂覆后进行应用。
3、本发明的涂布液属于水性体系，不含或极少量含有机溶剂，在生产过程中不会因溶剂的挥发对环境产生影响，环保安全。
4、本发明通过在线涂覆的方式制备抗紫外聚酯薄膜，避免因在聚酯基膜中添加抗紫外助剂而导致功能化聚酯薄膜机械加工性能降低的弊端。
5、本发明在线涂布制备抗紫外聚酯薄膜，通过简便的生产工艺，赋予产品良好的抗紫外性能，降低了功能化聚酯薄膜的生产成本，提升了产品的市场竞争力。
具体实施方式
本发明在线涂布制备抗紫外聚酯薄膜的方法，按以下步骤进行。
⑴、制备水性涂布液。
按质量百分比，将50～60％的水性有机基础树脂缓慢加入到21～41.9％的纯水或去离子水或去离子中搅拌均匀，继续加入1～5％的水性抗紫外助剂缓慢搅拌25～40分钟后，将0.1～1.0％的表面活性剂用剩余的纯水或去离子水稀释后缓慢加入，继续搅拌25～40分钟，最后缓慢加入2～5％的水溶性交联剂搅拌50～70分钟后制得固含量为20～40％水性涂布液均待用。
本发明的水性有机基础树脂为水性聚氨酯树脂、水性聚酯树脂或水性聚丙烯酸树脂中的其中一种或两种以上的混合物。本发明水性有机基础树脂作为涂层主体，利用水性聚酯树脂与聚丙烯酸树脂中含有大量的羟基、羧基、酯基等活性基团，而水性聚氨酯树脂中除含有的羟基、氨基、氨基甲酸酯基外，还含有酰胺基、脲基等活性基团，将水性涂布液涂覆后与基膜中的羟基、羧基等发生化学反应，使涂层能与基膜具有良好的粘结力，通过交联反应后裸露在外的活性基团可以使膜层具有良好的反应极性，保证与重涂层或复合层的粘结力，通过使涂层对聚酯薄膜及EVA膜有着优异的附着力。本发明的水溶性交联剂为三聚氰胺树脂或封闭型聚异氰酸酯树脂的一种或两种的混合物，通过三聚氰胺树脂在适当的温度下与羟基、氨基甲酸酯基、脲基等发生交联反应，而封闭型聚异氰酸酯树脂加热解封后，可与羟基、羧基等交联固化，得到三维交联的涂膜，使涂层具有良好的热稳定性及耐水性，通过水溶性交联剂使水性涂布液具有很高的胶接强度和热稳定性。本发明水性抗紫外助剂为紫外吸收剂、受阻胺光稳定剂或水性纳米TiO2分散液中的一种或任意两种以上的混合物，通过水性抗紫外助剂起到抗紫外性能，而使聚酯薄膜具有优异的耐候性能。本发明的表面活性剂为非离子型氟碳聚合物或聚醚改性硅氧烷中的其中一种或两种的混合物，通过非离子型氟碳聚合物主要降低静态表面张力，聚醚改性硅氧烷表面活性剂在降低表面张力的同时具有优异的展布能力，当两者混合使用可以使涂布液具有极低的静态表面张力的同时，又能使涂布液在基膜上具有良好的展布能力。
本发明的水性涂布液的具体组分及质量百分比见表1。
表1
⑵、用涂布机将配制好的水性涂布液均匀涂覆在经过3.0～3.5倍纵向拉伸后的膜片的其中一个面或两个面，本发明将水性涂布液通过涂布机的扇形模头喷涂在膜片，再用挤压式线棒进行刮涂，将水性涂布液均匀涂覆在膜片上，通过挤压式线棒对涂层进行精确计量，能到所需的湿膜厚度。
⑶、将涂布后的膜片在90～130℃的温度下进行横拉预热后，再经100～150℃温度、3～5倍的横向拉伸倍率下进行横向拉伸，膜片经190～240℃的条件下进行烘干固化和热定型处理，最后经30～110℃温度下冷却后牵引收卷，制得干膜涂层厚度在1～5μm的抗紫外聚酯薄膜。
对本发明上述各实施例制得的抗紫外聚酯薄膜与EVA胶膜进行层压及与氟涂液重涂后的重涂附着性能进行了测试，具体见表2所示。
其中抗紫外性能采用GB/T 31034～2014的测试，满足要求Δb≤3，产品外观不分层、不起泡、无裂纹，表面和胶层无显著发粘来进行等级判定；重涂附着性能的测试采用百格测试法，测试涂层与抗紫外聚酯薄膜间的附着性；复合效果的测试是采用GB/T 2790方法，测试复合膜与抗紫外聚酯薄膜间的180度平均剥离力；重涂效果的测试是采用百格测试法测试涂层间的附着性。
表2
本发明在线涂布制备抗紫外聚酯薄膜，具有良好的抗紫外性能及与氟涂层重涂或与EVA复合效果优良。

Claims (5)

1.一种在线涂布制备抗紫外聚酯薄膜的方法，其特征在于：按以下步骤进行，
⑴、制备水性涂布液均按质量百分比，将50～60％的水性有机基础树脂缓慢加入到21～41.9％的纯水或去离子水中搅拌均匀，继续加入1～5％的水性抗紫外助剂缓慢搅拌25～40分钟后，将0.1～1.0％的表面活性剂用剩余的纯水或去离子水稀释后缓慢加入，继续搅拌25～40分钟，最后缓慢加入2～5％的水溶性交联剂搅拌50～70分钟后制得固含量为20～40％水性涂布液待用；
⑵、用涂布机将配制好的水性涂布液均匀涂覆在经过3.0～3.5倍纵向拉伸后的膜片的其中一个面或两个面；
⑶、将涂布后的膜片在90～130℃的温度下进行横拉预热后，再经100～150℃温度、3～5倍的横向拉伸倍率下进行横向拉伸，膜片经190～240℃的条件下进行烘干固化和热定型处理，最后经30～110℃温度下冷却后牵引收卷，制得干膜涂层厚度在1～5μm的抗紫外聚酯薄膜。
2.根据权利要求1所述的在线涂布制备抗紫外聚酯薄膜的方法，其特征在于：所述的水性有机基础树脂为水性聚氨酯树脂、水性聚酯树脂或水性聚丙烯酸树脂中的其中一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的在线涂布制备抗紫外聚酯薄膜的方法，其特征在于：所述的水溶性交联剂为三聚氰胺树脂或封闭型聚异氰酸酯树脂的一种或两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的在线涂布制备抗紫外聚酯薄膜的方法，其特征在于：所述的水性抗紫外助剂为紫外吸收剂、受阻胺光稳定剂或水性纳米TiO2分散液的一种或任意两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的在线涂布制备抗紫外聚酯薄膜的方法，其特征在于：所述的表面活性剂为非离子型氟碳聚合物或聚醚改性硅氧烷中的其中一种或两种的混合物。
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