CN105949998B - 用于太阳能背板高反射率的陶瓷涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于太阳能背板高反射率的陶瓷涂料及其制备方法；所述涂料包括如下重量含量的各组分：硅氧烷预聚体45‑55％，钛白粉25‑35％，分散剂0‑1％，触变剂2‑5％，流平剂0‑1％，铝银浆4‑8％，溶剂余量。与现有技术相比，本发明是在克服了现有技术偏见基础上实现的，在陶瓷涂料的现有技术中添加铝银浆仅仅是将铝银浆作为金属颜料来使用，是为了得到金属的颜色，而该发明中加入铝银浆是为了提高其反射率，铝银浆所起的作用完全不同，不是该领域技术人员众所周知的技术；实现了质的飞跃：太阳能背板反射率可达到90％以上，该效果在陶瓷反射率改善方面是极为罕见的，是本领域中现有技术目前难以达到的。

Description

用于太阳能背板高反射率的陶瓷涂料及其制备方法

技术领域

本发明提供一种用于太阳能背板高反射率的陶瓷涂料及其制备方法。

背景技术

太阳能是一种新型绿色无污染能源，而且取之不尽用之不竭。目前，太阳能的应用主要是利用太阳发电组件将太阳能转化为电能加以利用，太阳能发电组件主要由前板、封装材料、晶硅电池片、背板组成。太阳能背板位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护和支撑的作用。

目前通用的太阳能背板一般具有三层结构，即TPT结构或者TPE结构，外层保护层为含氟聚合物层，具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为双向拉伸聚酯薄膜层，具有良好的绝缘性能以及力学性能，内层为含氟聚合物层或聚乙烯和醋酸乙烯酯共聚物与封装材料EVA，具有良好的粘结性，各层之间均是通过溶剂型双组份聚氨酯粘合剂粘结而成，这种干式复合结构的最大缺点是生产过程中需要使用大量的有机溶剂，这些有机溶剂或多或少都会对操作工人以及环境造成一定的污染，另外这种复合结构在长期使用过程中聚氨酯胶层会出现降解导致层间分离和脱落，进而使太阳能电池组件失去保护而逐渐报废。

陶瓷涂料是近年来兴起的一种新型水性无机涂料，成膜后形成类似于玻璃和搪瓷的Si-O-Si结构，由于Si-O键的键能较高，所以耐候性非常好，长期光照不会发生降解而与基材分离或脱落的现象，而且陶瓷涂料成膜物质来源于天然石粉，生产过程中使用的溶剂绝大多数为去离子水，对操作工人和环境没有任何伤害和污染，取代现有太阳能背板涂料势在必行。

现有太阳能背板涂层的反射率不高，只有80％左右，为了更加有效的利用太阳能，有必要提高涂层的反射率。专利CN 105400350 A公开了一种水性金属漆及其制备方法，该发明专利在金属漆中加入铝银浆虽然可以提高该金属漆的反射率，但是水性金属漆与陶瓷涂料是两种完全不同的涂料品种，陶瓷涂料有其特殊性，pH值对其体系的稳定性起了很重要的作用，在陶瓷涂料中加入铝银浆来提高其反射率并不能简单的复制。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种用于太阳能背板高反射率的陶瓷涂料及其制备方法，以提高太阳能背板表面陶瓷涂层的反射率；本发明的另一个目的是更换现有太阳能背板的基材为普通玻璃，更换现有太阳能背板的涂层为陶瓷涂层，更有利于环境保护。

第一方面，本发明提供一种用于太阳能背板高反射率的陶瓷涂料，包括如下重量含量的各组分：

优选地，所述陶瓷涂料包括如下重量含量的各组分：

之所以对所述陶瓷材料进行优选，原因在：(1)硅烷预聚体与颜料浆部分的优化比例有益效果为：在保证遮盖力的情况下，涂料粘度略低，涂覆面积大，涂覆成本低；(2)触变剂和流平剂的添加量的优化比例有益效果为：既要有一定的流平时间，保证涂层表面平整，施工时又不易出现流挂现象。

优选地，所述硅氧烷预聚体的数均分子量为2000-20000。

优选地，所述分散剂包括用于水性体系的无机颜料分散剂，例如：烷醇基铵盐等。

优选地，所述触变剂包括用于水性体系的触变剂，例如：气相二氧化硅、有机膨润土中的一种或两种

优选地，所述流平剂包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基烷基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷中的一种或几种。

优选地，所述溶剂包括水，醇类溶剂，或水与醇类溶剂的混合物。

进一步优选地，所述醇类溶剂为乙醇、异丙醇中的一种或两种。

优选地，所述铝银浆为水性浮型铝银浆。

进一步优选地，所述铝银浆的粒径为5-15nm。粒径过大，涂层表面不光滑，粗糙度增加，影响反射率的提高。

由于铝片表面光洁平整，且浮于涂料表面，可以明显提高陶瓷涂层的反射率。实验结果表明该发明的太阳能背板反射率可达到90％以上。

第二方面，本发明提供一种所述陶瓷涂料的制备方法，包括如下步骤：

将所述溶剂、钛白粉、分散剂混合，球磨，得浆料；

将所述浆料与所述硅氧烷预聚体混合后，加入所述触变剂、流平剂、铝银浆混合，即得陶瓷涂料。

优选地，所述球磨的时间为1-2小时。球磨时间过长，影响生产效率；球磨时间过短，颜填料研磨的细度达不到要求，一会影响涂层的细腻程度，二会影响颜料的遮盖力。

优选地，所述球磨采用锆珠；所述球磨的设备采用研磨机。

进一步优选地，所述锆珠的粒径为1.5-3mm。

本发明方法获得的浆料或者陶瓷涂料均为白色。

第三方面，本发明提供一种基于所述陶瓷涂料的太阳能背板，所述太阳能背板上涂覆8-20μm厚的所述陶瓷涂料。

优选地，所述太阳能背板的基板为普通玻璃。

第四方面，本发明提供一种所述太阳能背板的制备方法，具体为：采用滚涂、空气喷涂或者静电喷涂的方法将所述陶瓷涂料涂覆在太阳能背板基板上，固化、冷却，即可。

优选地，所述基板为普通玻璃。

优选地，所述固化的条件为：650-750℃、2-3分钟。

优选地，所述冷却具体指采用风冷。

由于该涂层为Si-O-Si结构，耐温性好，在玻璃表面涂覆陶瓷涂层后，放入650-750℃高温炉中固化2-3分钟后，涂层即可牢固附着，然后迅速冷却，即可制成带陶瓷涂层的钢化玻璃，使陶瓷涂层的固化和玻璃的钢化同时完成。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1、本发明是在克服了现有技术偏见基础上实现的：在陶瓷涂料的现有技术中添加铝银浆仅仅是将铝银浆作为金属颜料来使用，是为了得到金属的颜色，而该发明中加入铝银浆是为了提高其反射率，铝银浆所起的作用完全不同，不是该领域技术人员众所周知的技术。

2、本发明在提高反射率方面，实现了质的飞跃：现有太阳能背板的反射率约为70-80％，该发明加入浮型铝银浆，可以明显提高陶瓷涂层的反射率；实验结果表明该发明的太阳能背板反射率可达到90％以上，该效果在陶瓷反射率改善方面是极为罕见的，是本领域技术目前难以达到的。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1-3

实施例1-3提供了用于太阳能背板的陶瓷涂料，包括的组分及相应含量如下表1所示：

将所述溶剂、钛白粉、分散剂混合，球磨，得浆料；将所述浆料与所述硅氧烷预聚体混合后，加入所述触变剂、流平剂、铝银浆混合，即得陶瓷涂料。

其中，所述球磨的时间为1-2小时；所述球磨采用锆珠；所述球磨的设备采用研磨机；所述锆珠的粒径为1.5-3mm。

本发明方法获得的浆料或者陶瓷涂料均为白色。

实施例4-6

实施例4-6采用上述实施例1制备得到的陶瓷涂料制备太阳能背板，制备参数及太阳能背板性能如下表2所示：

表2

上述陶瓷涂料的太阳能背板的制备方法，具体为：采用滚涂的方法将所述陶瓷涂料涂覆在太阳能背板基板上，固化、冷却，即可；

其中，所述基板为玻璃；所述固化的条件为：650-750℃、2-3分钟；所述冷却具体指采用风冷。

对比例1-4

本对比例1-4是实施例1的对比例，对比之处见表3：

表3

对比例5-8

本对比例5-8是实施例4的对比例，对比之处见表4：

表4

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种陶瓷涂料的太阳能背板的制备方法，其特征在于，所述太阳能背板上涂覆8～20μm厚的用于太阳能背板高反射率的陶瓷涂料，具体为：采用滚涂、空气喷涂或者静电喷涂的方法将8～20μm厚的陶瓷涂料涂覆在太阳能背板基板上，固化、冷却，即可；所述基板为普通玻璃；

所述固化的条件为：650～750℃、2～3分钟；

所述用于太阳能背板高反射率的陶瓷涂料，包括如下重量含量的各组分：

2.根据权利要求1所述的陶瓷涂料的太阳能背板的制备方法，其特征在于，所述硅氧烷预聚体的数均分子量为2000～20000；

所述分散剂包括用于水性体系的无机颜料分散剂。

3.根据权利要求1所述的陶瓷涂料的太阳能背板的制备方法，其特征在于，所述触变剂包括用于水性体系的触变剂；

所述流平剂包括聚二甲基硅氧烷、有机改性聚硅氧烷中的一种或几种；

所述溶剂包括水，醇类溶剂，或水与醇类溶剂的混合物。

4.根据权利要求1所述的陶瓷涂料的太阳能背板的制备方法，其特征在于，所述铝银浆为水性浮型铝银浆。

5.根据权利要求1～4任一项所述的陶瓷涂料的太阳能背板的制备方法，其特征在于，所述陶瓷涂料的制备方法包括如下步骤：

将所述溶剂、钛白粉、分散剂混合，球磨，得浆料；

将所述浆料与所述硅氧烷预聚体混合后，加入所述触变剂、流平剂、铝银浆混合，即得陶瓷涂料。

6.根据权利要求5所述的陶瓷涂料的太阳能背板的制备方法，其特征在于，所述球磨的时间为1-2小时。