CN110437722A - 一种聚氨酯修复液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚氨酯修复液，该聚氨酯修复液由质量比为100:5‑30的A组分和B组分组成；其中，A组分的各组分按质量份数主要包括：二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇75‑80份、含氟聚醚多元醇45‑50份、溶剂160‑180份、白色颜料8‑10份、耐磨颜料16‑20份、抗氧化剂1.5‑2份、异氰酸酯单体80‑100份、催化剂0.06‑0.08份；B组分的各组分按质量份数主要包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体25‑30份、甲苯二异氰酸酯三聚体15‑20份。优点：该修复液可以对PVDF具有很强的粘结性，彻底解决了现在太阳能光伏背板修复时拆卸和更换新的PVDF光伏背板造成的效率低、成本高的问题；此外聚氨酯修复液使用了含氟聚醚多元醇原料，使得该修复液具有耐磨、自清洁、防尘性能，对太阳能电池具有更好保护作用。

Description

一种聚氨酯修复液
技术领域
本发明涉及太阳能光伏背板修复技术，特别涉及一种聚氨酯修复液。
背景技术
自20世纪70年代全球爆发石油危机以来，太阳能光伏发电技术在西方发达国家引起了高度重视，各国政府从环境保护和能源可持续发展战略的角度出发，纷纷制定政策鼓励和支持太阳能光伏发电技术，光伏行业在全球迅速发展，2011年以后，中国在太阳能光伏应用领域开始发力，成为了驱动全球光伏应用增长的主要动力。截至2017年末我国累计太阳能电池容量占全球容量32.57％，位居全球第一。因此太阳能电池的防护工作非常重要，而其中太阳能光伏背板的防护是决定太阳能电池是否正常运行的最主要内容。
太阳能光伏背板位于太阳能电池板的背面，利用其绝缘和防水特性对电池片起保护和支撑作用。太阳能光伏背板材料通常为PVDF(聚偏氟乙烯)/PET(聚对苯二甲酸)/PVDF(聚偏氟乙烯)三层材料复合而成，该材料一般使用寿命在20年左右，但是在一些环境恶劣的地方，比如长期高温，长期紫外线、风沙大的情况下使用寿命会急剧下降，目前在西北等地该种太阳能光伏背板在短短10年时间就已经出现了大量裂纹，严重影响到了太阳能电池的寿命。
传统技术的太阳能光伏背板用的材料为PVDF(聚偏氟乙烯)复合板，该材料在经过长时间的阳光照射后出现开裂现象，造成太阳能光伏板性能下降，甚至出现短路，起火问题发生。目前行业内通用办法是彻底更换PVDF复合板，该种方法需要把太阳能电池整体拆卸，用外力把已经破损的太阳能光伏背板去除，然后再通过复合胶水将太阳能光伏背板和太阳能电池其他部件进行复合在一起，该种办法不仅仅浪费时间，而且成本高昂。一种经济高效且保证质量的修复方法迫在眉睫。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种聚氨酯修复液，有效的克服了现有技术的缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种聚氨酯修复液，由质量比为100:5-30的A组分和B组分组成；其中，A组分的各组分按质量份数主要包括：二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇75-80份、含氟聚醚多元醇45-50份、溶剂160-180份、白色颜料8-10份、耐磨颜料16-20份、抗氧化剂1.5-2份、异氰酸酯单体80-100份、催化剂0.06-0.08份；B组分的各组分按质量份数主要包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体25-30份、甲苯二异氰酸酯三聚体15-20份；
其中，六亚甲基二异氰酸酯三聚体分子式为
甲苯二异氰酸酯三聚体分子式为
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，上述二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇是由二氧化碳与环氧化合物经共聚反应制得，其中环氧化合物包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷、环氧丁烷和环氧环己烷中的一种或多种，且数均分子量为4500-8000，CO2含量为10％-30％。
进一步，上述含氟聚醚多元醇为两官能度羟基含氟聚醚多元醇，其分子结构式为HOCH2CF2O(CF2CF2O)p(CF2O)qCF2CH2OH，其中8≥p≥3，5≥q≥1。
进一步，上述溶剂为甲苯、乙酸乙酯、二甲苯、丙酮的一种或多种的混合物。
进一步，上述白色颜料为二氧化钛、碳酸钙、三氧化二铝的一种。
进一步,上述耐磨颜料为磷酸镐、氮化硅、纳米级三氧化二铝的一种。
进一步，上述异氰酸酯单体为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的一种或多种的混合物。
进一步，上述催化剂为有机锡、有机铋、有机锌的一种或多种的混合物。
进一步，上述A组分由以下工艺制得：S1、将二氧化碳基聚碳酸酯醚用溶剂溶解为液体，备用；S2、将配方量的含氟聚醚多元醇一次性加入反应釜中，并将反应釜升温至物料温度为60-62℃，然后将配方量的异氰酸酯单体一次性加入反应釜中，并控制物料反应温度在60-70℃之间，反应2-3h，得到物料Ⅰ；S3、将S1溶解好的二氧化碳基聚碳酸酯醚溶液在1-2h时间段内均匀滴加入已经反应2-3h的物料Ⅰ中，之后控制物料温度在60-70℃条件下，反应1-2h，得到物料Ⅱ；S4、将催化剂一次性加入已反应1-2h的物料Ⅱ中，并保持物料温度为60-70℃，继续反应2-3h，得到物料Ⅲ；S5、将配方量的耐磨颜料、白色填料、抗氧化剂一次性加入反应后的物料Ⅲ中，然后搅拌分散1-2h，通冷却水，使物料温度冷却至40℃后进行包装。
进一步，上述B组分由以下工艺制得：将六亚甲基二异氰酸酯三聚体和甲苯二异氰酸酯三聚体装入温度23-26℃、湿度小于40％条件下的密闭式分散机中，通氮气搅拌20-30min，进行分装。
本发明的有益效果是：该修复液可以对PVDF具有很强的粘结性，彻底解决了现在太阳能光伏背板修复时拆卸和更换新的PVDF光伏背板造成的效率低、成本高的问题；此外聚氨酯修复液使用了含氟聚醚多元醇原料，使得该修复液具有耐磨、自清洁、防尘性能，对太阳能电池具有更好保护作用。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例一：
A组分的各组分主要包括：二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇80份、含氟聚醚多元醇50份、溶剂180份、白色颜料10份、耐磨颜料20份、抗氧化剂2份、异氰酸酯单体100份、催化剂0.08份；B组分的各组分主要包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体30份、甲苯二异氰酸酯三聚体20份。
具体制备如下：
S1、将80份已脱水的二氧化碳基聚碳酸酯醚(数均分子量为6500，CO2含量为15％)加入反应瓶中，用180份乙酸乙酯溶解为液体，备用；
S2、将50份含氟聚醚多元醇HOCH2CF2O(CF2CF2O)3(CF2O)CF2CH2OH一次性加入反应釜中，并将反应釜升温至物料温度为60℃，然后将100份MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)一次性加入反应釜中，并控制物料反应温度在60-70℃之间，反应2h，得到物料Ⅰ；
S3、将S1溶解好的二氧化碳基聚碳酸酯醚溶液在1h时间段内均匀滴加入已经反应2h的物料Ⅰ中，之后控制物料温度在60℃条件下，反应1h，得到物料Ⅱ；
S4、将0.08份有机铋催化剂一次性加入已反应1-2h的物料Ⅱ中，并保持物料温度为70℃，继续反应2h，得到物料Ⅲ；
S5、将10份三氧化二铝、20份磷酸镐、2份抗氧化剂(选用巴斯夫生产的1010抗氧化剂)一次性加入反应后的物料Ⅲ中，然后搅拌分散1h，通冷却水，使物料温度冷却至40℃后出料，所得物料为A组份，A组份固含量为59.3％，A组份粘度为320cps。
向已经干燥恒重的100ml反应瓶中加入30份六亚甲基二异氰酸酯三聚体(优选为30份拜尔集团N3390固化剂)和20份甲苯二异氰酸酯三聚体(优选为L-75固化剂)，于温度23-26℃、湿度小于40％条件下的密闭式分散机中通氮气搅拌20-30min后，装入密闭的铝瓶中分装，所得物料为B组份；
将A组份与B组份按照质量比为100:10进行混合后涂覆在太阳能光伏背板上，涂覆厚度100um,涂覆后常温放置48h。所得涂覆材料硬度为30shore A，85℃温度及85％湿度环境下放置2000h无黄变，无脱落,百格测试为ISO 0等级；
其中六亚甲基二异氰酸酯三聚体分子式为
甲苯二异氰酸酯三聚体分子式为
实施例二：
A组分的各组分主要包括：二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇75份、含氟聚醚多元醇50份、溶剂160份、白色颜料8份、耐磨颜料16份、抗氧化剂1.5份、异氰酸酯单体90份、催化剂0.06份；B组分的各组分按重量百分比主要包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体30份、甲苯二异氰酸酯三聚体20份。
具体制备如下：
S1、将75份已脱水的二氧化碳基聚碳酸酯醚(数均分子量为5400，CO2含量为12％)加入反应瓶中，用160份乙酸乙酯溶解为液体，备用；
S2、将50份含氟聚醚多元醇HOCH2CF2O(CF2CF2O)3(CF2O)CF2CH2OH一次性加入反应釜中，并将反应釜升温至物料温度为60℃，然后将90份MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)一次性加入反应釜中，并控制物料反应温度在60-70℃之间，反应1h，得到物料Ⅰ；
S3、将S1溶解好的二氧化碳基聚碳酸酯醚溶液在1h时间段内均匀滴加入已经反应1h的物料Ⅰ中，之后控制物料温度在65℃条件下，反应1h，得到物料Ⅱ；
S4、将0.06份有机铋催化剂一次性加入已反应1h的物料Ⅱ中，并保持物料温度为70℃，继续反应2h，得到物料Ⅲ；
S5、将8份三氧化二铝、16份磷酸镐、1.5份抗氧化剂(选用巴斯夫生产的1010抗氧化剂)一次性加入反应后的物料Ⅲ中，然后搅拌分散1h，通冷却水，使物料温度冷却至40℃后出料，所得物料为A组份，A组份固含量为60％，A组份粘度为385cps。
向已经干燥恒重的100ml反应瓶中加入30份六亚甲基二异氰酸酯三聚体(优选为30份拜尔集团N3390固化剂)和20份甲苯二异氰酸酯三聚体(优选为L-75固化剂)，于温度23-26℃、湿度小于40％条件下的密闭式分散机中通氮气搅拌20-30min后，装入密闭的铝瓶中分装，所得物料为B组份；
将A组份与B组份按照质量比为100:10进行混合后涂覆在太阳能光伏背板上，涂覆厚度100um,涂覆后常温放置48h。所得涂覆材料硬度为27shore A，85℃温度及85％湿度环境下放置2000h无黄变，无脱落,百格测试为ISO 0等级。
其他同实施例一。
实施例三：
A组分的各组分主要包括：二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇75份、含氟聚醚多元醇50份、溶剂160份、白色颜料8份、耐磨颜料16份、抗氧化剂1.5份、异氰酸酯单体80份、催化剂0.06份；B组分的各组分按重量百分比主要包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体30份、甲苯二异氰酸酯三聚体20份。
具体制备如下：
S1、将75份已脱水的二氧化碳基聚碳酸酯醚(数均分子量为5400，CO2含量为12％)加入反应瓶中，用160份乙酸乙酯溶解为液体，备用；
S2、将50份含氟聚醚多元醇HOCH2CF2O(CF2CF2O)5(CF2O)CF2CH2OH一次性加入反应釜中，并将反应釜升温至物料温度为60℃，然后将80份MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)一次性加入反应釜中，并控制物料反应温度在60-70℃之间，反应1h，得到物料Ⅰ；
S3、将S1溶解好的二氧化碳基聚碳酸酯醚溶液在1h时间段内均匀滴加入已经反应1h的物料Ⅰ中，之后控制物料温度在70℃条件下，反应1h，得到物料Ⅱ；
S4、将0.06份有机铋催化剂一次性加入已反应1h的物料Ⅱ中，并保持物料温度为70℃，继续反应2h，得到物料Ⅲ；
S5、将8份三氧化二铝、16份磷酸镐、1.5份抗氧化剂(选用巴斯夫生产的1010抗氧化剂)一次性加入反应后的物料Ⅲ中，然后搅拌分散1h，通冷却水，使物料温度冷却至40℃后出料，所得物料为A组份，A组份固含量为60％，A组份粘度为385cps。
向已经干燥恒重的100ml反应瓶中加入30份六亚甲基二异氰酸酯三聚体(优选为30份拜尔集团N3390固化剂)和20份甲苯二异氰酸酯三聚体(优选为L-75固化剂)，于温度23-26℃、湿度小于40％条件下的密闭式分散机中通氮气搅拌20-30min后，装入密闭的铝瓶中分装，所得物料为B组份；
将A组份与B组份按照质量比为100:12进行混合后涂覆在太阳能光伏背板上，涂覆厚度100um,涂覆后常温放置48h。所得涂覆材料硬度为35shore A，85℃温度及85％湿度环境下放置2000h无黄变，无脱落,百格测试为ISO 0等级。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种聚氨酯修复液，其特征在于，由质量比为100:5-30的A组分和B组分组成；
其中，A组分的各组分按质量份数主要包括：二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇75-80份、含氟聚醚多元醇45-50份、溶剂160-180份、白色颜料8-10份、耐磨颜料16-20份、抗氧化剂1.5-2份、异氰酸酯单体80-100份、催化剂0.06-0.08份；
B组分的各组分按质量份数主要包括：六亚甲基二异氰酸酯三聚体25-30份、甲苯二异氰酸酯三聚体15-20份；
其中，六亚甲基二异氰酸酯三聚体分子式为甲苯二异氰酸酯三聚体分子式为
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯修复液，其特征在于：所述二氧化碳基聚碳酸酯醚多元醇是由二氧化碳与环氧化合物经共聚反应制得，其中环氧化合物包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧氯丙烷、环氧丁烷和环氧环己烷中的一种或多种，且数均分子量为4500-8000，CO2含量为10％-30％。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯修复液，其特征在于：所述含氟聚醚多元醇为两官能度羟基含氟聚醚多元醇，其分子结构式为HOCH2CF2O(CF2CF2O)p(CF2O)qCF2CH2OH，其中8≥p≥3，5≥q≥1。
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯修复液，其特征在于：所述溶剂为甲苯、乙酸乙酯、二甲苯、丙酮的一种或多种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯修复液，其特征在于：所述白色颜料为二氧化钛、碳酸钙、三氧化二铝的一种。
6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯修复液，其特征在于：所述耐磨颜料为磷酸镐、氮化硅、纳米级三氧化二铝的一种。
7.根据权利要求1所述的一种聚氨酯修复液，其特征在于：所述异氰酸酯单体为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的一种或多种的混合物。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种聚氨酯修复液，其特征在于：所述催化剂为有机锡、有机铋、有机锌的一种或多种的混合物。
9.根据权利要求1至8任一项所述的一种聚氨酯修复液，其特征在于，所述A组分由以下工艺制得：
S1、将二氧化碳基聚碳酸酯醚用溶剂溶解为液体，备用；
S2、将配方量的含氟聚醚多元醇一次性加入反应釜中，并将反应釜升温至物料温度为60-62℃，然后将配方量的异氰酸酯单体一次性加入反应釜中，并控制物料反应温度在60-70℃之间，反应2-3h，得到物料Ⅰ；
S3、将S1溶解好的二氧化碳基聚碳酸酯醚溶液在1-2h时间段内均匀滴加入已经反应2-3h的物料Ⅰ中，之后控制物料温度在60-70℃条件下，反应1-2h，得到物料Ⅱ；
S4、将催化剂一次性加入已反应1-2h的物料Ⅱ中，并保持物料温度为60-70℃，继续反应2-3h，得到物料Ⅲ；
S5、将配方量的耐磨颜料、白色填料、抗氧化剂一次性加入反应后的物料Ⅲ中，然后搅拌分散1-2h，通冷却水，使物料温度冷却至40℃后进行包装。
10.根据权利要求1至8任一项所述的一种聚氨酯修复液，其特征在于，所述B组分由以下工艺制得：将六亚甲基二异氰酸酯三聚体和甲苯二异氰酸酯三聚体装入温度23-26℃、湿度小于40％条件下的密闭式分散机中，通氮气搅拌20-30min，进行分装。
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