CN109943203A - 光伏背板双组分修补涂层及其制备方法、使用方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于太阳能电池组件技术领域，具体涉及一种光伏背板用双组分修补涂层及其制备方法、使用方法和应用。其中本光伏背板双组分修补涂层包括：含氟活性单体、固化剂、基体树脂、填料和助剂；其中所述固化剂在促进剂作用下常温分解，以引发基体树脂和含氟活性单体聚合，即双组分无溶剂修补涂层在常温下固化成型。在涂层固化期间，不需要烘烤，无挥发性溶剂排放，节省了操作工序。具有适用范围广、操作简单、修补效果好的优点。

Description

光伏背板双组分修补涂层及其制备方法、使用方法和应用

技术领域

本发明涉及太阳能电池组件技术领域，具体涉及一种光伏背板双组分修补涂层及其制备方法、使用方法和应用。

背景技术

太阳能电站的光伏背板直接暴露于各种复杂气候环境中，随着时间的推移会出现破损和黄变等各种各样的情况，影响了太阳能电站的正常作业。针对上述问题，国内也出现了一些修补涂料对破损的光伏背板进行修补。如申请号为201711089908.4的专利中公开了一种光伏背板修补涂料及用其修补的方法和应用。在说明书中提及，通过含氟树脂、有机硅预聚体、环氧树脂、无机填料份、助剂、稀释剂和异氰酸酯固化剂等组分配比形成修补涂料，刷涂在光伏背板上。但是该方案的修补涂料需要烘烤固化，“使用修补工具蘸取已配好的修补涂料填充到缺陷处，然后使用70℃吹风机距离30cm烘烤60s，待表干后，使用2500目以上砂纸精细打磨平整，即得修补后的光伏背板”。因此，施工现场需要配备专门的烘干设备，施工条件受到极大的限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种光伏背板双组分修补涂层及其制备方法、使用方法和应用，以在常温下进行修补。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双组分无溶剂修补涂层，包括：含氟活性单体、固化剂、基体树脂、填料和助剂；其中所述固化剂适于在常温下分解，以引发基体树脂和含氟活性单体聚合，即双组分无溶剂修补涂层在常温下固化成型。

进一步，所述含氟活性单体包括甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酸六氟异丙酯中的一种或几种组合。

进一步，所述含氟活性单体中含有双键和耐候性含氟官能团。

进一步，所述基体树脂中的活性官能团为一个或多个双键。

进一步，所述固化剂包括有机过氧化物。

进一步，所述助剂包括促进剂、阻聚剂、分散剂、触变剂、偶联剂、消泡剂中的至少一种；其中所述促进剂包括有机金属类促进剂、胺类促进剂以及上述各促进剂的复配物等的一种或几种；所述阻聚剂包括对苯二酚、对苯醌、甲基氢醌、对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚、2，5-二叔丁基对苯二酚以及上述各阻聚剂的一种或几种。

进一步，所述含氟活性单体为10-100重量份；所述固化剂为1-10重量份；所述基体树脂为10-100重量份；所述填料为10-500重量份；以及所述助剂为0.1-10重量份。

又一方面，本发明还提供了一种如前所述的双组分无溶剂修补涂层的制备方法，所述固化剂与其他组分独立包装。

另一方面，本发明还提供了一种双组分无溶剂修补涂层的使用方法，包括：将基体树脂、助剂、填料研磨分散混合；加入含氟活性单体并搅拌均匀；加入固化剂并搅拌均匀；以及刷涂在光伏背板的表面破损处。

再一方面，本发明还提供了一种双组分无溶剂修补涂层的应用，所述双组分无溶剂修补涂层适用于修补光伏背板的表面破损。

本发明的有益效果是，本发明的双组分无溶剂修补涂层在组分中加入含氟活性单体，使固化剂在常温下引发基体树脂和含氟活性单体聚合，固化成型。在涂层固化期间，不需要烘烤，节省了操作工序。具有适用范围广、操作简单、修补效果好的优点。

具体实施方式

实施例1

本实施例1提供了一种双组分无溶剂修补涂层，包括：含氟活性单体、固化剂、基体树脂、填料和助剂；其中所述固化剂适于在常温下分解，以引发基体树脂和含氟活性单体聚合，即双组分无溶剂修补涂层在常温下固化成型。

可选的，所述含氟活性单体为10-100重量份；所述固化剂为1-10重量份；所述基体树脂为10-100重量份；所述填料为10-500重量份；以及所述助剂为0.1-10重量份。本双组分无溶剂修补涂层无需烘烤固化，因此涂层中各组分浓度应当适宜，有利于涂层固化成型，否则会出现刷涂掉落或常温无法固化等现象。

可选的，所述基体树脂包括但不限于脂肪族聚酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸树脂等的一种或几种组合，对光伏背板(如PET基材)的粘接力强，内聚强度高，耐UV性能好。其中，所述基体树脂中含有一个或多个双键等活性官能团，以在固化剂的引发下与含氟活性单体聚合。

可选的，所述填料包括但不限于高反射金红石型钛白粉等。以白色和透明为主，保证修补位置的反射率与光伏背板保持一致或接近，避免修补位置影响光伏背板的正常使用，还具有耐候、耐磨、耐刮擦的效果。

本实施例1的双组分无溶剂修补涂层在组分中加入含氟活性单体，使固化剂在常温下引发基体树脂和含氟活性单体聚合，固化成型。在涂层固化期间，不需要烘烤，节省了操作工序。同时，本双组分无溶剂修补腻子涂层可以在室温下固化，对环境的温、湿度不敏感，不会限制其应用场所。

作为含氟活性单体的一种可选的实施方式。

进一步，所述含氟活性单体包括但不限于甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酸六氟异丙酯中的一种或几种组合。

可选的，所述含氟活性单体中含有双键和耐候性型含氟官能团等，以在固化剂的引发下与基体树脂聚合。

在背景技术的对比文件中，即请号为201711089908.4的专利方案中选用了5-30份由二甲苯、乙酸乙酯等溶剂组成的稀释剂来调节涂料粘度，这些稀释剂有大量VOC(挥发性有机化合物)排放，尤其在烘烤过程中VOC排放更严重，对施工人员和环境都不利。

本实施方式的含氟活性单体均采用含氟单体，可以提供超强的耐候性保护，同时含氟活性单体中的双键与基体树脂的双键发生自由基反应，因此调节粘度的同时不产生VOC，对环境危害小。

可选的，所述固化剂为有机过氧化物，在促进剂的作用下，常温快速固化，故适合在使用前加入使用。

作为助剂的一种可选的实施方式。

所述助剂包括促进剂、阻聚剂、分散剂、触变剂、偶联剂、消泡剂中的至少一种。

可选的，所述促进剂包括但不限于有机金属类促进剂(如环烷酸钴、异辛酸钴、异辛酸锌、异辛酸钾、异辛酸钙、环烷酸锰等)、胺类促进剂(如N,N-二甲基环己胺、二甲基苯胺、二乙基苯胺、二甲基对甲苯胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺等)以及上述各促进剂的复配物等的一种或几种，可以使固化剂在室温下发生分解。

可选的，所述阻聚剂包括但不限于对苯二酚、对苯醌、甲基氢醌、对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚、2，5-二叔丁基对苯二酚以及上述各阻聚剂等的一种或几种，可以调节涂层的操作时间。

可选的，所述分散剂包括但不限于BYK111，BYK110等，可以改善填料在基体树脂中的分散效果，提高涂层中各组分的均匀性。

可选的，所述消泡剂包括但不限于BYK019，BYK024,BYK065等，可以减少混合过程中气泡的影响，避免气泡影响涂层外观平整性和修补质量。

可选的，所述偶联剂包括但不限于硅氧烷类偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂以及上述各偶联剂的复配物等的一种或几种，可以有效提高填料与基体树脂的附着力，即双组分无溶剂修补涂层与光伏背板的粘附力。

其中，所述硅氧烷类偶联剂包括但不限于氨丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、巯丙基三甲(乙)氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷等的一种或几种。

可选的，所述触变剂以气相二氧化硅为主，通过氢键作用可以实现无机械搅拌下的高粘度/施工操作时低粘度的效果，改善双组分无溶剂修补涂层的流挂性能。

综上所述，本双组分无溶剂修补涂层在组分中加入含氟活性单体，使固化剂在常温下引发基体树脂和含氟活性单体聚合，在常温下固化成型，对环境的温、湿度不敏感，不会限制其应用场所。采用含氟单体，可以提供超强的耐候性保护，通过双键与基体树脂的双键发生自由基反应，因此调节粘度的同时不产生VOC，环境友好。选用各种助剂可以进一步优化涂层的性能，如促进剂用来使引发剂室温分解，提高固化速率；阻聚剂调节涂层的操作时间；分散剂可以提高各组分的均匀性；消泡剂可以减少混合过程中气泡的影响；偶联剂可以提高涂层与光伏背板的粘附力；触变剂可以改善涂层的流挂性能等。因此，本双组分无溶剂修补涂层适于在常温下固化，具有温湿度不敏感、固化速度快、修补效果好的优点。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例2提供了一种双组分无溶剂修补涂层的制备方法，所述固化剂与其他组分独立包装。具体的，所述固化剂属于快速固化型，所以需要与其它组分独立包装。

关于双组分无溶剂修补涂层的组分含量及具体实施过程参见实施例1的相关论述，此处不再赘述。

实施例3

在实施例1的基础上，本实施例3提供了一种双组分无溶剂修补涂层的使用方法，包括如下步骤：步骤S1，将基体树脂、助剂、填料研磨分散混合；步骤S2，加入含氟活性单体并搅拌均匀；步骤S3，加入固化剂并搅拌均匀；以及步骤S4，刷涂在光伏背板的表面破损处。

具体的，所述固化剂属于快速固化型，所以适合在使用前加入使用。过早加入会导致双组分无溶剂修补涂层提前固化，无法正常使用。

关于双组分无溶剂修补涂层的组分含量及具体实施过程参见实施例1的相关论述，此处不再赘述。

实施例4

在实施例1的基础上，本实施例4提供了一种双组分无溶剂修补涂层的应用，所述双组分无溶剂修补涂层适用于修补光伏背板的表面破损。

关于双组分无溶剂修补涂层的组分含量及具体实施过程参见实施例1的相关论述，此处不再赘述。

实施例5

(1)取环氧丙烯酸树脂80重量份与钛白粉(杜邦R960)100重量份、分散剂0.5重量份、UV吸收剂(BASF Tinuvin479)0.3重量份、硅烷偶联剂(KH570)1重量份、气相二氧化硅5重量份、环烷酸钴0.1重量份、对苯二酚0.1重量份，室温下研磨搅拌分散均匀；再加入甲基丙烯酸六氟异丙酯20重量份、丙烯酸六氟丁酯5重量份、丙烯酸六氟异丙酯15重量份、甲基丙烯酸六氟丁酯10重量份，兑稀搅拌均匀。

(2)加入固化剂过氧化甲乙酮1重量份，室温下继续分散均匀形成修补涂层。

(3)用刷子将(2)中的修补涂层均匀刷涂于背板破损处，室温下放置2h，达到修复要求。

实施例6

(1)取脂肪族不饱和聚酯树脂25重量份、聚氨酯丙烯酸酯25重量份与钛白粉(杜邦R960)50重量份、分散剂0.1重量份、UV吸收剂(BASF Tinuvin479)0.2重量份、硅烷偶联剂(KH570)0.5重量份、气相二氧化硅0.3重量份、环烷酸钴0.1重量份、甲基氢醌0.1重量份，室温下研磨搅拌分散均匀；再加入甲基丙烯酸六氟异丙酯50重量份，兑稀搅拌均匀。

(2)加入过氧化甲乙酮1重量份，室温下继续分散均匀形成修补涂层。

(3)用刷子将(2)中的双组分无溶剂修补涂层均匀刷涂于背板破损处，室温下放置2h，达到修复要求。

实施例7

(1)取脂肪族不饱和聚酯树脂25重量份、聚氨酯丙烯酸酯25重量份、环氧丙烯酸树脂50重量份与钛白粉(杜邦R960)150重量份、分散剂0.5重量份、UV吸收剂(BASFTinuvin479)1重量份、硅烷偶联剂(KH570)0.5重量份、气相二氧化硅1重量份、环烷酸钴0.1重量份、对羟基苯甲醚1重量份、2-叔丁基对苯二酚1重量份，室温下研磨搅拌分散均匀；再加入甲基丙烯酸六氟异丙酯50重量份、丙烯酸六氟丁酯50重量份，兑稀搅拌均匀。

(2)加入固化剂过氧化物2重量份，室温下继续分散均匀形成修补涂层。

(3)用刷子将(2)中的修补涂层均匀刷涂于背板破损处，室温下放置2h，达到修复要求。

实施例8

(1)取脂肪族不饱和聚酯树脂50重量份、与钛白粉(杜邦R960)50重量份、分散剂0.2重量份、UV吸收剂(BASF Tinuvin479)0.5重量份、硅烷偶联剂(KH570)0.3重量份、气相二氧化硅2.5重量份、环烷酸钴0.1重量份、对羟基苯甲醚1重量份，室温下研磨搅拌分散均匀；再加入甲基丙烯酸六氟异丙酯80重量份，兑稀搅拌均匀。

(2)加入过氧化物2重量份，室温下继续分散均匀形成修补涂层。

(3)用刷子将(2)中的修补涂层均匀刷涂于背板破损处，室温下放置2h，达到修复要求。

实施例9

本申请的双组分无溶剂修补涂层包含了多种实施方式，由于篇幅原因，只列举实施例5-8的实施方式。其余部分实施方式所用到的各组分含量如表1所示，具体操作过程参见实施例5的相关论述，在此不再赘述。

表1双组分无溶剂修补涂层的主要组分及用量

表1中各组分的单位均为重量份。

实施例10

以实施例5为例，将双组分无溶剂修补涂层均匀刷涂于光伏背板的破损处，室温下放置2h后进行检测，其检测结果如表2所示。PCT(pressure cooker test)外观检测、PCT黄变检测、紫外试验的检测结果均达到修补效果。因此，本双组分无溶剂修补涂层可以在常温下固化，满足对光伏背板的损伤修补，具有温湿度不敏感、固化速度快、节能高效环保的优点。

表2损伤位置修补后的检测结果

项目	单位	指标	测试结果
				PCT 48h外观	-	无开裂	OK
PCT 96h外观	-	无开裂粉化	OK
				PCT 96h黄变	Δb	≤3	0.5
UV300KW.H	Δb	≤3	1

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种双组分无溶剂修补涂层，其特征在于，包括：

含氟活性单体、固化剂、基体树脂、填料和助剂；其中

所述固化剂与促进剂作用后，适于在常温下分解，以引发基体树脂和含氟活性单体聚合，即

双组分无溶剂修补涂层在常温下固化成型。

2.根据权利要求1所述的双组分无溶剂修补涂层，其特征在于，

所述含氟活性单体包括甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸六氟异丙酯、甲基丙烯酸六氟异丙酯中的一种或几种组合。

3.根据权利要求1或2所述的双组分无溶剂修补涂层，其特征在于，

所述含氟活性单体中含有双键和耐候性型含氟官能团。

4.根据权利要求1所述的双组分无溶剂修补涂层，其特征在于，

所述基体树脂中的活性官能团为一个或多个双键。

5.根据权利要求1所述的双组分无溶剂修补涂层，其特征在于，

所述固化剂包括有机过氧化物。

6.根据权利要求1所述的双组分无溶剂修补涂层，其特征在于，

所述助剂包括促进剂、阻聚剂、分散剂、触变剂、偶联剂、消泡剂中的至少一种；其中

所述的促进剂包括有机金属类促进剂、胺类促进剂以及上述各促进剂的复配物等的一种或几种；

所述阻聚剂包括对苯二酚、对苯醌、甲基氢醌、对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚、2，5-二叔丁基对苯二酚以及上述各阻聚剂的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的双组分无溶剂修补涂层，其特征在于，

所述含氟活性单体为10-100重量份；

所述固化剂为1-10重量份；

所述基体树脂为10-100重量份；

所述填料为10-500重量份；以及

所述助剂为0.1-10重量份。

8.一种如权利要求1所述的双组分无溶剂修补涂层的制备方法，其特征在于，

所述固化剂与其他组分独立包装。

9.一种双组分无溶剂修补涂层的使用方法，其特征在于，包括：

将基体树脂、助剂、填料研磨分散混合；

加入含氟活性单体并搅拌均匀；

加入固化剂并搅拌均匀；以及

刷涂在光伏背板的表面破损处。

10.一种双组分无溶剂修补涂层的应用，其特征在于，

所述双组分无溶剂修补涂层适用于修补光伏背板的表面破损。