CN107236335A

CN107236335A - 一种太阳能电板自清洁及其制备方法

Info

Publication number: CN107236335A
Application number: CN201710614051.7A
Authority: CN
Inventors: 白莉莉
Original assignee: Hefei Jiashi Cheng Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Hefei Jiashi Cheng Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2017-10-10

Abstract

本发明公开了一种太阳能电板自清洁涂料，按照重量份包括以下原料：钛溶胶5~17份、中性硅溶胶5~25份、环氧丙烯酸酯3~10份、1，6‑己二醇二丙烯酸酯4~9份、硅酸乙酯1~7份、脂肪酰二乙醇胺2~8份、磷酸三丁酯3~10份、乙酸乙酯1~8份、磷酸二甲酚酯2~9份、成膜助剂1~7份、填料3~10份、去离子水12~25份。该涂料以钛溶胶为主要原材料，采用溶胶‑凝胶法共水解形成纳米二氧化钛或二氧化硫溶胶，该溶胶涂覆在太阳能电板上，在常温下自然干燥后可以快速形成一层亲水性涂层，这种涂层在自然光照射下，可以将粘附在其上的油污分解为无机物，在雨水或人工冲洗下，将污染物冲洗掉，使太阳能电板或玻璃板清洁如新。

Description

一种太阳能电板自清洁及其制备方法

技术领域

本发明属于领域，具体涉及一种太阳能电板自清洁涂料及其制备方法。

背景技术

太阳能电池板表面容易出现积尘和其他污染物影响透光率现象，尤其在北方地区，影响发电效率平均达6％以上。并且灰尘难以清洗或需要频繁清洗，导致管理成本上升、工作难度加大、设计性能难以充分发挥、发电效率下降等实际问题。

目前市场上自洁涂料数不胜数，总体上可以分为3类：疏水自洁涂料、TiO2自洁涂料、亲水自洁涂料。疏水自洁涂料的设计思路是：使用该涂料后在玻璃或陶瓷表面会出现一种荷叶效应(也叫做疏水效应)，表现为水在物体表面呈水珠状，并向低处滑动，水珠会把灰尘等细小杂物裹走，从而达到清洁的效果。由于疏水产品一般为亲油的有机高分子材料，因静电吸附作用易粘灰，污染物沉积后难以用水冲洗干净，尤其不适于在北方雨水较少的地区使用。纳米TiO2自洁涂料实际使用效果良好，但对涂膜的破坏严重，难以修补，该产品也难以形成市场化的应用。亲水自洁涂料主要有两种：一是无机亲水自洁涂料，二是有机亲水自洁涂料。无机亲水自洁涂料是以纳米氧化物为主要原料，通过一种喷涂在玻璃表面的亲水涂层，在涂布面和脏污之间迅速形成一层亲水水膜，使脏污剥离涂布面，利用自然雨水的冲刷，使脏污随水膜在重力的作用下被冲洗下来，达到自洁的目的。这种涂料也容易吸附油性污染物，难以清洗，并且本身在玻璃上的附着力不好。有机亲水自洁涂料通过添加合适的亲水化剂可以使涂膜形成亲水化表面，赋予涂层自洁性，但形成的涂层接触角较大，自洁效果不是很明显。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种太阳能电板自清洁涂料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种太阳能电板自清洁涂料，按照重量份包括以下原料：钛溶胶5~17份、中性硅溶胶5~25份、环氧丙烯酸酯3~10份、1，6-己二醇二丙烯酸酯4~9份、硅酸乙酯1~7份、脂肪酰二乙醇胺2~8份、磷酸三丁酯3~10份、乙酸乙酯1~8份、磷酸二甲酚酯2~9份、成膜助剂1~7份、填料3~10份、去离子水12~25份。

进一步地，按照重量份包括以下原料：钛溶胶5份、中性硅溶胶5份、环氧丙烯酸酯3份、1，6-己二醇二丙烯酸酯4份、硅酸乙酯1份、脂肪酰二乙醇胺2份、磷酸三丁酯3份、乙酸乙酯1份、磷酸二甲酚酯2份、成膜助剂1份、填料3份、去离子水12份。

进一步地，所述钛溶胶的制备方法为：在25~40℃下，将无水乙醇用盐酸或冰醋酸调节至pH=2~5，搅拌10~20min，加入无水乙醇体积0.02~1%的乙酰丙酮，继续搅拌10~40min，再加入无水乙醇体积2~10%的钛酸丁酯，搅拌10~20min；然后再加入无水乙醇体积2~10%的水，搅拌20~50min，得到钛溶胶。

进一步地，所述环氧丙烯酸酯为双酚A型环氧丙烯酸酯。

进一步地，所述填料为碳酸钙、瓷土、云母粉或膨润土中的一种。

一种太阳能电板自清洁涂料的制备方法，主要包括以下步骤：

步骤1：将环氧丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、硅酸乙酯、脂肪酰二乙醇胺、磷酸三丁酯、乙酸乙酯、磷酸二甲酚酯、填料加至去离子水中，升温至70~90℃，搅拌均匀，冷却后，得到混合物；

步骤2：制备硅钛复合溶胶，将中性硅溶胶与钛溶胶混合，使体系中TiO2和SiO2质量比为0.2~1.5:1，搅拌60~90min，得到无色透明的硅钛复合溶胶；

步骤3：在真空条件下，将硅钛复合溶胶加至步骤1所得混合物中，边加边搅拌，在搅拌下于70~90℃保温1~3h，放冷后，再加入无水乙醇体积1～5%的成膜助剂，搅拌混合均匀后，即为太阳能电板自清洁涂料。

进一步地，所述步骤2中真空条件的真空度为0.02～0.08MPa。

进一步地，所述步骤3中的成膜助剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯中的一种或者多种。

本发明的有益效果在于：本发明提供一种太阳能电板自清洁涂料及其制备方法，制备方法，简单易行，该涂料以钛溶胶为主要原材料，钛酸丁酯作为母液，直接加入硅溶胶，采用溶胶-凝胶法共水解形成纳米二氧化钛或二氧化硫溶胶，该溶胶涂覆在太阳能电板上，在常温下自然干燥后可以快速形成一层亲水性涂层，这种涂层在自然光照射下，可以将粘附在其上的油污分解为无机物，在雨水或人工冲洗下，将污染物冲洗掉，使太阳能电板或玻璃板清洁如新，且可长期保持。该涂层有效的提高了太阳光的透过率，可以提高太阳能电板发电效率2.5%以上，使得太阳能电板具有较好的抗沾污性能和自清洁能力。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

实施例1

一种太阳能电板自清洁涂料，按照重量份包括以下原料：钛溶胶5份、中性硅溶胶5份、环氧丙烯酸酯3份、1，6-己二醇二丙烯酸酯4份、硅酸乙酯1份、脂肪酰二乙醇胺2份、磷酸三丁酯3份、乙酸乙酯1份、磷酸二甲酚酯2份、成膜助剂1份、填料3份、去离子水12份。

所述钛溶胶的制备方法为：在25℃下，将无水乙醇用盐酸或冰醋酸调节至pH=2，搅拌10min，加入无水乙醇体积0.02%的乙酰丙酮，继续搅拌10min，再加入无水乙醇体积2%的钛酸丁酯，搅拌10min；然后再加入无水乙醇体积2%的水，搅拌20min，得到钛溶胶。

所述环氧丙烯酸酯为双酚A型环氧丙烯酸酯。

所述填料为碳酸钙、瓷土、云母粉或膨润土中的一种。

步骤1：将环氧丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、硅酸乙酯、脂肪酰二乙醇胺、磷酸三丁酯、乙酸乙酯、磷酸二甲酚酯、填料加至去离子水中，升温至70℃，搅拌均匀，冷却后，得到混合物；

步骤2：制备硅钛复合溶胶，将中性硅溶胶与钛溶胶混合，使体系中TiO2和SiO2质量比为0.2:1，搅拌60min，得到无色透明的硅钛复合溶胶；

步骤3：在真空条件下，将硅钛复合溶胶加至步骤1所得混合物中，边加边搅拌，在搅拌下于70℃保温1h，放冷后，再加入无水乙醇体积1%的成膜助剂，搅拌混合均匀后，即为太阳能电板自清洁涂料。

所述步骤2中真空条件的真空度为0.02MPa。

所述步骤3中的成膜助剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯中的一种或者多种。

实施例2

一种太阳能电板自清洁涂料，按照重量份包括以下原料：钛溶胶10份、中性硅溶胶15份、环氧丙烯酸酯7份、1，6-己二醇二丙烯酸酯8份、硅酸乙酯4份、脂肪酰二乙醇胺5份、磷酸三丁酯7份、乙酸乙酯5份、磷酸二甲酚酯5份、成膜助剂4份、填料7份、去离子水18份。所述环氧丙烯酸酯为双酚A型环氧丙烯酸酯。

所述钛溶胶的制备方法为：在30℃下，将无水乙醇用盐酸或冰醋酸调节至pH=3，搅拌15min，加入无水乙醇体积0.06%的乙酰丙酮，继续搅拌30min，再加入无水乙醇体积6%的钛酸丁酯，搅拌15min；然后再加入无水乙醇体积6%的水，搅拌30min，得到钛溶胶。

所述填料为碳酸钙、瓷土、云母粉或膨润土中的一种。

步骤1：将环氧丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、硅酸乙酯、脂肪酰二乙醇胺、磷酸三丁酯、乙酸乙酯、磷酸二甲酚酯、填料加至去离子水中，升温至80℃，搅拌均匀，冷却后，得到混合物；

步骤2：制备硅钛复合溶胶，将中性硅溶胶与钛溶胶混合，使体系中TiO2和SiO2质量比为0.8:1，搅拌80min，得到无色透明的硅钛复合溶胶；

步骤3：在真空条件下，将硅钛复合溶胶加至步骤1所得混合物A中，边加边搅拌，在搅拌下于80℃保温2h，放冷后，再加入无水乙醇体积3%的成膜助剂，搅拌混合均匀后，即为太阳能电板自清洁涂料。

所述步骤2中真空条件的真空度为0.06MPa。

实施例3

一种太阳能电板自清洁涂料，按照重量份包括以下原料：钛溶胶17份、中性硅溶胶25份、环氧丙烯酸酯10份、1，6-己二醇二丙烯酸酯9份、硅酸乙酯7份、脂肪酰二乙醇胺8份、磷酸三丁酯10份、乙酸乙酯8份、磷酸二甲酚酯9份、成膜助剂7份、填料10份、去离子水25份。所述环氧丙烯酸酯为双酚A型环氧丙烯酸酯。

所述钛溶胶的制备方法为：在40℃下，将无水乙醇用盐酸或冰醋酸调节至pH=5，搅拌20min，加入无水乙醇体积1%的乙酰丙酮，继续搅拌40min，再加入无水乙醇体积10%的钛酸丁酯，搅拌20min；然后再加入无水乙醇体积10%的水，搅拌50min，得到钛溶胶。

所述填料为碳酸钙、瓷土、云母粉或膨润土中的一种。

步骤2：制备硅钛复合溶胶，将中性硅溶胶与钛溶胶混合，使体系中TiO2和SiO2质量比为1.5:1，搅拌90min，得到无色透明的硅钛复合溶胶；

步骤3：在真空条件下，将硅钛复合溶胶加至步骤1所得混合物A中，边加边搅拌，在搅拌下于90℃保温3h，放冷后，再加入无水乙醇体积5%的成膜助剂，搅拌混合均匀后，即为太阳能电板自清洁涂料。

所述步骤2中真空条件的真空度为0.08MPa。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种太阳能电板自清洁涂料，其特征在于，按照重量份包括以下原料：钛溶胶5~17份、中性硅溶胶5~25份、环氧丙烯酸酯3~10份、1，6-己二醇二丙烯酸酯4~9份、硅酸乙酯1~7份、脂肪酰二乙醇胺2~8份、磷酸三丁酯3~10份、乙酸乙酯1~8份、磷酸二甲酚酯2~9份、成膜助剂1~7份、填料3~10份、去离子水12~25份。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能电板自清洁涂料，其特征在于，钛溶胶5份、中性硅溶胶5份、环氧丙烯酸酯3份、1，6-己二醇二丙烯酸酯4份、硅酸乙酯1份、脂肪酰二乙醇胺2份、磷酸三丁酯3份、乙酸乙酯1份、磷酸二甲酚酯2份、成膜助剂1份、填料3份、去离子水12份。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能电板自清洁涂料，其特征在于，所述钛溶胶的制备方法为：在25~40℃下，将无水乙醇用盐酸或冰醋酸调节至pH=2~5，搅拌10~20min，加入无水乙醇体积0.02~1%的乙酰丙酮，继续搅拌10~40min，再加入无水乙醇体积2~10%的钛酸丁酯，搅拌10~20min；然后再加入无水乙醇体积2~10%的水，搅拌20~50min，得到钛溶胶。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能电板自清洁涂料，其特征在于，所述环氧丙烯酸酯为双酚A型环氧丙烯酸酯。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能电板自清洁涂料，其特征在于，所述填料为碳酸钙、瓷土、云母粉或膨润土中的一种。

6.一种制备权利要求1~5中任一项所述的太阳能电板自清洁涂料的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种太阳能电板自清洁涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中真空条件的真空度为0.02～0.08MPa。

8.根据权利要求6所述的一种太阳能电板自清洁涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中的成膜助剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯中的一种或者多种。