CN108504224A - 一种光伏发电太阳能板用涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光伏发电太阳能板用涂料及其制备方法，包括以下重量份的原料：混合树脂50‑60份、反光添加物15‑25份、增效助剂8‑14份、纳米材料9‑15份、硅烷偶联剂4‑6份、石墨烯3‑5份、增强纤维7‑9份、抗老化剂3‑5份、稳定剂4‑8份、成膜剂3‑7份、有机溶剂20‑30份。本发明的涂料具有极好的反光性能，其粘结性、表面平整性较为优良，涂层耐候耐老化，膜面光滑细腻、抗渗性能较好，具有一定的自清洁性能，同时本发明的制备方法中原料易得，成本较低，工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

Description

一种光伏发电太阳能板用涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种光伏发电太阳能板用涂料及其制备方法。
背景技术
随着能源的日益枯竭以及环境的恶化，各国政府对节能减排的要求越来越高，人们迫切需求一种新能源能够替代石化燃料。太阳能是一种绿色无污染并且取之不尽的能源，并且相对其它能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用，因而在最近十年，太阳能产业成为了全球各国发展的重点。太阳能的利用主要是通过太阳能电池板将其转化成电能，然后将其转化为其它用途，如太阳能热水器、空调、路灯以及电动汽车等等。
反光散射涂料由于反射以及散射效果极佳，因此目前对于太阳能加工行业非常适合，尤其用在焊带、背板等材料上面。太阳能组件目前除了电池片自身吸收太阳光激发电子空穴对产生光生载流子外，光电转换效率的提升还要靠焊带、背板等来反光散射，而常规的背板、焊带的反光效果很差，几乎对太阳能组件效率提升无帮助。同时由于太阳能背板工作在室外，其需要要较好的耐候防护措施，延长涂层以及背板的工作寿命，因此有必要提供一种新的用于光伏组件的反光涂层来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种光伏发电太阳能板用涂料，该涂料具有极好的反光性能，其粘结性、表面平整性较为优良，涂层耐候耐老化，膜面光滑细腻、抗渗性能较好，具有一定的自清洁性能，同时本发明的制备方法中原料易得，成本较低，工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种光伏发电太阳能板用涂料，包括以下重量份的原料：
混合树脂50-60份、反光添加物15-25份、增效助剂8-14份、纳米材料9-15份、硅烷偶联剂4-6份、石墨烯3-5份、增强纤维7-9份、抗老化剂3-5份、稳定剂4-8份、成膜剂3-7份、有机溶剂20-30份。
优选地，所述光伏发电太阳能板用涂料包括以下重量份的原料：
混合树脂55份、反光添加物20份、增效助剂11份、纳米材料12份、硅烷偶联剂5份、石墨烯4份、增强纤维8份、抗老化剂4份、稳定剂6份、成膜剂5份、有机溶剂25份。
优选地，所述混合树脂为氨基树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂按照重量比2:1:3组成的混合物。
优选地，所述反光添加物为玻璃微珠、钛白粉、陶瓷微粉按照重量比3:1:1组成的混合物。
优选地，所述增效助剂为分散剂、抗氧剂、消泡剂、流平剂按照重量比2:2:0.5:1组成的混合物；所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂，所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯，所述消泡剂为碳酸钙盐，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷。
优选地，所述纳米材料为纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆按照重量比2:1:1组成的混合物，所述纳米材料颗粒比表面积为90-130m2/g，颗粒尺寸为30-80nm。
优选地所述增强纤维为玻璃纤维、碳化硅纤维、聚酯纤维按照重量比3:1:1组成的混合物。
优选地，所述抗老剂为三（2，4- 二叔丁基苯基）亚磷酸酯；
所述稳定剂为钙锌稳定剂；
所述成膜剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单丁酸酯；
所述有机溶剂为乙醇、乙烯乙二醇醚、正丁醇、丙二醇按照4:1:1:1组成的混合物。
本发明还提供一种光伏发电太阳能板用涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将纳米材料、反光添加物和有机溶剂混合加入容器中，在温度为50-60℃下水浴搅拌10-20分钟，搅拌转速200-300r/min，得到混合液A；
步骤三，将硅烷偶联剂、石墨烯、增强纤维加入高速搅拌机中搅拌15-25分钟，搅拌转速250-350 r/min，得到混合物B；
步骤四，将混合树脂、增效助剂、抗老化剂、稳定剂在温度为180-200℃、搅拌转速为300-400 r/min下搅拌40-70分钟，再加入步骤二制备的混合液A ，在超声波为1-1.2kW，温度为150-160℃，转速为350-450r/min下搅拌1-3h，得到混合物C；
步骤五，将步骤四制备的混合物C、成膜剂和步骤二制备的混合物B在水浴温度为80-90℃条件下使用恒温磁力搅拌器混合，转速为400-500r/min，恒温搅拌20-30min，再加入均质机中，在转速为7000-8000r/min下均质8-10分钟，冷却制得发明的光伏发电太阳能板用涂料。
优选地，所述光伏发电太阳能板用涂料的制备步骤为：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将纳米材料、反光添加物和有机溶剂混合加入容器中，在温度为55℃下水浴搅拌15分钟，搅拌转速250r/min，得到混合液A；
步骤三，将硅烷偶联剂、石墨烯、增强纤维加入高速搅拌机中搅拌20分钟，搅拌转速300r/min，得到混合物B；
步骤四，将混合树脂、增效助剂、抗老化剂、稳定剂在温度为190℃、搅拌转速为350r/min下搅拌55分钟，再加入步骤二制备的混合液A ，在超声波为1.1kW，温度为155℃，转速为400r/min下搅拌2h，得到混合物C；
步骤五，将步骤四制备的混合物C、成膜剂和步骤二制备的混合物B在水浴温度为85℃条件下使用恒温磁力搅拌器混合，转速为450r/min，恒温搅拌25min，再加入均质机中，在转速为7500r/min下均质9分钟，冷却制得发明的光伏发电太阳能板用涂料。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种光伏发电太阳能板用涂料中添加的反光添加物，主要为玻璃微珠、钛白粉、陶瓷微粉，其使得涂料涂层具有良好的反光、散射的功能，其涂覆于光伏组件的背板及汇流条表面，可有效提高背板和汇流条的反光性能，有效提高太阳能转换的效率。
（2）本发明的一种光伏发电太阳能板用涂料采用了混合树脂，主要为氨基树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂，几者复合作用具有良好的柔韧性、耐低温性、耐水性、耐老化性、贮存稳定性等特点，使涂层的综合性能显著地提高。
（3）本发明的一种光伏发电太阳能板用涂料添加的纳米材料主要为纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆，一方面几者复合作用，有较好的防霉杀菌性能，可有效的抑制墙体霉菌的产生，起到防虫抑菌的效果；另一方面还有耐光照，防老化耐候的效果，也使得涂料具有一定的防尘功能。
（4）本发明的一种光伏发电太阳能板用涂料添加的抗老化剂、稳定剂能够有效提高涂料的耐候性能，添加的增强纤维使得涂层不易开裂，大大延长了涂层的使用寿命。
（5）本发明的一种光伏发电太阳能板用涂料添加的石墨烯具有较好的导热性能，可以防止涂层温度过高引起的老化，提高了涂料的耐温度冲击的性能。
（6）本发明的一种光伏发电太阳能板用涂料具有极好的反光性能，其粘结性、表面平整性较为优良，涂层耐候耐老化，膜面光滑细腻、抗渗性能较好，具有一定的自清洁性能，同时本发明的制备方法中原料易得，成本较低，工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种光伏发电太阳能板用涂料，包括以下重量份的原料：
混合树脂50份、反光添加物15份、增效助剂8份、纳米材料9份、硅烷偶联剂4份、石墨烯3份、增强纤维7份、抗老化剂3份、稳定剂4份、成膜剂3份、有机溶剂20份。
本实施例中的混合树脂为氨基树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂按照重量比2:1:3组成的混合物。
本实施例中的反光添加物为玻璃微珠、钛白粉、陶瓷微粉按照重量比3:1:1组成的混合物。
本实施例中的增效助剂为分散剂、抗氧剂、消泡剂、流平剂按照重量比2:2:0.5:1组成的混合物；所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂，所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯，所述消泡剂为碳酸钙盐，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷。
本实施例中的纳米材料为纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆按照重量比2:1:1组成的混合物，所述纳米材料颗粒比表面积为90-130m2/g，颗粒尺寸为30-80nm。
本实施例中的增强纤维为玻璃纤维、碳化硅纤维、聚酯纤维按照重量比3:1:1组成的混合物。
本实施例中的抗老剂为三（2，4- 二叔丁基苯基）亚磷酸酯；稳定剂为钙锌稳定剂；成膜剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单丁酸酯；有机溶剂为乙醇、乙烯乙二醇醚、正丁醇、丙二醇按照4:1:1:1组成的混合物。
本实施例的一种光伏发电太阳能板用涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将纳米材料、反光添加物和有机溶剂混合加入容器中，在温度为50℃下水浴搅拌10分钟，搅拌转速200r/min，得到混合液A；
步骤三，将硅烷偶联剂、石墨烯、增强纤维加入高速搅拌机中搅拌15分钟，搅拌转速250r/min，得到混合物B；
步骤四，将混合树脂、增效助剂、抗老化剂、稳定剂在温度为180℃、搅拌转速为300r/min下搅拌40分钟，再加入步骤二制备的混合液A ，在超声波为1kW，温度为150℃，转速为350r/min下搅拌1h，得到混合物C；
步骤五，将步骤四制备的混合物C、成膜剂和步骤二制备的混合物B在水浴温度为80℃条件下使用恒温磁力搅拌器混合，转速为400r/min，恒温搅拌20min，再加入均质机中，在转速为7000r/min下均质8分钟，冷却制得发明的光伏发电太阳能板用涂料。
实施例2.
本实施例的一种光伏发电太阳能板用涂料，包括以下重量份的原料：
混合树脂60份、反光添加物25份、增效助剂14份、纳米材料15份、硅烷偶联剂6份、石墨烯5份、增强纤维9份、抗老化剂5份、稳定剂8份、成膜剂7份、有机溶剂30份。
本实施例中的混合树脂为氨基树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂按照重量比2:1:3组成的混合物。
本实施例中的反光添加物为玻璃微珠、钛白粉、陶瓷微粉按照重量比3:1:1组成的混合物。
本实施例中的增效助剂为分散剂、抗氧剂、消泡剂、流平剂按照重量比2:2:0.5:1组成的混合物；所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂，所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯，所述消泡剂为碳酸钙盐，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷。
本实施例中的纳米材料为纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆按照重量比2:1:1组成的混合物，所述纳米材料颗粒比表面积为90-130m2/g，颗粒尺寸为30-80nm。
本实施例中的增强纤维为玻璃纤维、碳化硅纤维、聚酯纤维按照重量比3:1:1组成的混合物。
本实施例中的抗老剂为三（2，4- 二叔丁基苯基）亚磷酸酯；稳定剂为钙锌稳定剂；成膜剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单丁酸酯；有机溶剂为乙醇、乙烯乙二醇醚、正丁醇、丙二醇按照4:1:1:1组成的混合物。
本实施例的一种光伏发电太阳能板用涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将纳米材料、反光添加物和有机溶剂混合加入容器中，在温度为60℃下水浴搅拌20分钟，搅拌转速300r/min，得到混合液A；
步骤三，将硅烷偶联剂、石墨烯、增强纤维加入高速搅拌机中搅拌25分钟，搅拌转速350r/min，得到混合物B；
步骤四，将混合树脂、增效助剂、抗老化剂、稳定剂在温度为200℃、搅拌转速为400 r/min下搅拌70分钟，再加入步骤二制备的混合液A ，在超声波为1.2kW，温度为160℃，转速为450r/min下搅拌3h，得到混合物C；
步骤五，将步骤四制备的混合物C、成膜剂和步骤二制备的混合物B在水浴温度为90℃条件下使用恒温磁力搅拌器混合，转速为500r/min，恒温搅拌30min，再加入均质机中，在转速为8000r/min下均质10分钟，冷却制得发明的光伏发电太阳能板用涂料。
实施例3.
本实施例的一种光伏发电太阳能板用涂料，包括以下重量份的原料：
混合树脂55份、反光添加物20份、增效助剂11份、纳米材料12份、硅烷偶联剂5份、石墨烯4份、增强纤维8份、抗老化剂4份、稳定剂6份、成膜剂5份、有机溶剂25份。
本实施例中的混合树脂为氨基树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂按照重量比2:1:3组成的混合物。
本实施例中的反光添加物为玻璃微珠、钛白粉、陶瓷微粉按照重量比3:1:1组成的混合物。
本实施例中的增效助剂为分散剂、抗氧剂、消泡剂、流平剂按照重量比2:2:0.5:1组成的混合物；所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂，所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯，所述消泡剂为碳酸钙盐，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷。
本实施例中的纳米材料为纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆按照重量比2:1:1组成的混合物，所述纳米材料颗粒比表面积为90-130m2/g，颗粒尺寸为30-80nm。
本实施例中的增强纤维为玻璃纤维、碳化硅纤维、聚酯纤维按照重量比3:1:1组成的混合物。
本实施例中的抗老剂为三（2，4- 二叔丁基苯基）亚磷酸酯；稳定剂为钙锌稳定剂；成膜剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单丁酸酯；有机溶剂为乙醇、乙烯乙二醇醚、正丁醇、丙二醇按照4:1:1:1组成的混合物。
本实施例的一种光伏发电太阳能板用涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将纳米材料、反光添加物和有机溶剂混合加入容器中，在温度为55℃下水浴搅拌15分钟，搅拌转速250r/min，得到混合液A；
步骤三，将硅烷偶联剂、石墨烯、增强纤维加入高速搅拌机中搅拌20分钟，搅拌转速300r/min，得到混合物B；
步骤四，将混合树脂、增效助剂、抗老化剂、稳定剂在温度为190℃、搅拌转速为350r/min下搅拌55分钟，再加入步骤二制备的混合液A ，在超声波为1.1kW，温度为155℃，转速为400r/min下搅拌2h，得到混合物C；
步骤五，将步骤四制备的混合物C、成膜剂和步骤二制备的混合物B在水浴温度为85℃条件下使用恒温磁力搅拌器混合，转速为450r/min，恒温搅拌25min，再加入均质机中，在转速为7500r/min下均质9分钟，冷却制得发明的光伏发电太阳能板用涂料。
本发明的一种光伏发电太阳能板用涂料具有极好的反光性能，其粘结性、表面平整性较为优良，涂层耐候耐老化，膜面光滑细腻、抗渗性能较好，具有一定的自清洁性能，同时本发明的制备方法中原料易得，成本较低，工艺简明，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种光伏发电太阳能板用涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
混合树脂50-60份、反光添加物15-25份、增效助剂8-14份、纳米材料9-15份、硅烷偶联剂4-6份、石墨烯3-5份、增强纤维7-9份、抗老化剂3-5份、稳定剂4-8份、成膜剂3-7份、有机溶剂20-30份。
2.根据权利要求1所述的一种光伏发电太阳能板用涂料，其特征在于，所述光伏发电太阳能板用涂料包括以下重量份的原料：
混合树脂55份、反光添加物20份、增效助剂11份、纳米材料12份、硅烷偶联剂5份、石墨烯4份、增强纤维8份、抗老化剂4份、稳定剂6份、成膜剂5份、有机溶剂25份。
3.根据权利要求1或2所述的一种光伏发电太阳能板用涂料，其特征在于，所述混合树脂为氨基树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂按照重量比2:1:3组成的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的一种光伏发电太阳能板用涂料，其特征在于，所述反光添加物为玻璃微珠、钛白粉、陶瓷微粉按照重量比3:1:1组成的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的一种光伏发电太阳能板用涂料，其特征在于，所述增效助剂为分散剂、抗氧剂、消泡剂、流平剂按照重量比2:2:0.5:1组成的混合物；所述分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂，所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯，所述消泡剂为碳酸钙盐，所述流平剂为烷基改性有机硅氧烷。
6.根据权利要求1或2所述的一种光伏发电太阳能板用涂料，其特征在于，所述纳米材料为纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆按照重量比2:1:1组成的混合物，所述纳米材料颗粒比表面积为90-130m2/g，颗粒尺寸为30-80nm。
7.根据权利要求1或2所述的一种光伏发电太阳能板用涂料，其特征在于，所述增强纤维为玻璃纤维、碳化硅纤维、聚酯纤维按照重量比3:1:1组成的混合物。
8.根据权利要求1或2所述的一种光伏发电太阳能板用涂料，其特征在于，所述抗老剂为三（2，4- 二叔丁基苯基）亚磷酸酯；
所述稳定剂为钙锌稳定剂；
所述成膜剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单丁酸酯；
所述有机溶剂为乙醇、乙烯乙二醇醚、正丁醇、丙二醇按照4:1:1:1组成的混合物。
9.一种制备如权利要求1或2所述的光伏发电太阳能板用涂料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将纳米材料、反光添加物和有机溶剂混合加入容器中，在温度为50-60℃下水浴搅拌10-20分钟，搅拌转速200-300r/min，得到混合液A；
步骤三，将硅烷偶联剂、石墨烯、增强纤维加入高速搅拌机中搅拌15-25分钟，搅拌转速250-350 r/min，得到混合物B；
步骤四，将混合树脂、增效助剂、抗老化剂、稳定剂在温度为180-200℃、搅拌转速为300-400 r/min下搅拌40-70分钟，再加入步骤二制备的混合液A ，在超声波为1-1.2kW，温度为150-160℃，转速为350-450r/min下搅拌1-3h，得到混合物C；
步骤五，将步骤四制备的混合物C、成膜剂和步骤二制备的混合物B在水浴温度为80-90℃条件下使用恒温磁力搅拌器混合，转速为400-500r/min，恒温搅拌20-30min，再加入均质机中，在转速为7000-8000r/min下均质8-10分钟，冷却制得发明的光伏发电太阳能板用涂料。
10.根据权利要求9所述的一种光伏发电太阳能板用涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤为：
步骤一，按要求称量准备各组分原料；
步骤二，将纳米材料、反光添加物和有机溶剂混合加入容器中，在温度为55℃下水浴搅拌15分钟，搅拌转速250r/min，得到混合液A；
步骤三，将硅烷偶联剂、石墨烯、增强纤维加入高速搅拌机中搅拌20分钟，搅拌转速300r/min，得到混合物B；
步骤四，将混合树脂、增效助剂、抗老化剂、稳定剂在温度为190℃、搅拌转速为350r/min下搅拌55分钟，再加入步骤二制备的混合液A ，在超声波为1.1kW，温度为155℃，转速为400r/min下搅拌2h，得到混合物C；
步骤五，将步骤四制备的混合物C、成膜剂和步骤二制备的混合物B在水浴温度为85℃条件下使用恒温磁力搅拌器混合，转速为450r/min，恒温搅拌25min，再加入均质机中，在转速为7500r/min下均质9分钟，冷却制得发明的光伏发电太阳能板用涂料。
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