CN112778850A - 一种耐候性透明涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光伏背板用涂料技术领域,具体公开了一种耐候性透明涂料,包括以下质量份的组分:氟碳树脂20‑40份、环氧树脂0.1‑5份、无机填料0.5‑5份、固化剂5‑15份、紫外助剂1‑5份、其它助剂0.1‑3份、有机溶剂40‑70份;所述的环氧树脂不带苯环,环氧当量在100‑200g/eq;所述的无机填料包括粒径为2‑5μm的第一填料和粒径为5‑8μm的第二填料,所述第一填料和第二填料的质量比为(1‑5):(5‑1)。本发明涂料粘结性能可靠、透光率高、耐候性优异,且透明涂层硬度高,表现出较好的耐划伤性。
Description
技术领域
本发明属于光伏背板用涂料技术领域,具体涉及一种耐候性透明涂料。
背景技术
太阳能电池是一种只要有光照就能发生光生伏特效应,从而产生电流发电的绿色清洁能源技术。太阳光受到自然环境的影响,并不是一直处于最强状态,因此希望对太阳光进行充分利用,提高太阳能电池的发电效率,比如双面双玻组件就充分利用背面电池片接受光线提高光伏组件发电效率。而背面电池片要接受到足够多且强的太阳光线就需要配备透明的背板,透明背板除了常规的电气绝缘性、水汽阻隔性,对耐紫外性能和透光率要求也很高(紫外线会加速老化,导致背板耐候性差,透光率直接影响发电效率)。
目前我国制造光伏组件时多使用含氟聚合物背板,一种为涂胶复合式背板,在PET等聚酯薄膜两面复合氟膜,该类型背板需要在含氟膜与PET之间涂覆胶黏剂并采用固化工艺,含氟膜成本昂贵而且整个加工周期需几十小时;另一种为涂覆背板,在PET等聚酯薄膜两面涂覆氟树脂涂层,经干燥固化成膜,此法不仅省去胶粘层,也把固化时间缩短至几分钟,更为经济,因此,针对背板涂层性能提升的研究也越来越多。
对于涂覆型的透明背板来说,其涂层除了透光率、耐紫外性能要求外,还必须要有良好的粘接性,而现有技术很难达到质量要求,例如专利申请CN110922826A公开了一种高透明耐候涂料及太阳能电池背板,其采用的聚四氟乙烯微粉表面能低,所调配的涂层粘结性能可能会存在问题,而且采用亚微米的钛白粉作为紫外线屏蔽剂,这必然会存在背板的透明度下降影响透过率的问题,进而影响背板对光的吸收,导致发电效率下降。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种耐候性透明涂料,粘结性能可靠、透光率高、抗紫外性能优异、耐候性好。
为达到上述目的,本发明采用的具体技术方案如下:
一种耐候性透明涂料,包括以下质量份的组分:氟碳树脂20-40份、环氧树脂0.1-5份、无机填料0.5-5份、固化剂5-15份、紫外助剂1-5份、其它助剂0.1-3
份、有机溶剂40-70份。
优选的,所述环氧树脂为不带苯环的环氧树脂,选自脂环族环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、脂肪族环氧树脂、氢化双酚型液体环氧树脂中的一种或者多种,环氧当量在100-200 g/eq。环氧树脂不带苯环,耐紫外性好,不易黄变,其引入不会使涂层的耐紫外性和耐候性变差。
优选的,所述氟碳树脂是三氟氯乙烯或四氟乙烯与乙烯基醚或乙烯基酯单体的共聚物。
优选的,所述的无机填料为抗划粉、透明粉、硅微粉、玻璃粉、消光粉中的一种或者多种。无机填料可以为纳米二氧化钛、氧化铟锡、蒙脱土、透明粉、抗划粉、玻璃纤维粉、陶瓷微珠、碳化硅、硅微粉、白炭黑、玻璃粉、纳米氧化锌、纳米氧化铌、消光粉等,上述为优选方案,对背板力学性能的提高效果更佳。
优选的,所述的无机填料包括粒径为2-5μm的第一填料和粒径为5-8μm的第二填料,所述第一填料和第二填料的质量比为(1-5):(5-1)。所述第一填料和第二填料在具体的粉料品种选择上,可以相同,也可以不同;所述第一填料/第二填料可以是一种粉料,也可以是多种粉料混合。所述第一填料和第二填料的质量比超出(1-5):(5-1)这一范围,两种填料的匹配性变差,涂层中原料分布的均匀性也会变差,导致涂层质量下降。
进一步的,所述第一填料的粒径为2-4μm,所述第二填料的粒径为5.5-7.5μm。采用大粒径填料和小粒径填料混合的方式,可以有效提高涂料涂层的致密度,进而提高涂层的力学性能。
优选的,所述的固化剂为六亚甲基二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯预聚体、异佛尔酮二异氰酸酯-三羟甲基丙烷甲醇物、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯三聚体中的一种或者多种。
优选的,所述的紫外助剂包括紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂;所述的紫外吸收剂为二苯甲酮类和/或苯并三唑类。
进一步的,所述二苯甲酮类为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和/或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮,所述苯并三唑类为2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑;所述的受阻胺光稳定剂为双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、N-(乙氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲脒、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯中的一种或者多种。
优选的,所述的其它助剂为抗氧剂、流平剂、分散剂、催化剂、偶联剂中的一种或多种;其中,所述的分散剂为阴离子型分散剂和/或高分子型分散剂,所述的催化剂为有机锡类的催化剂。
进一步的,所述的抗氧剂为四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4,4’-二异丙苯基二苯胺、β-十二烷基硫代丙酸季戊四醇酯中的一种或者多种;所述的流平剂为聚丙烯酸酯流平剂、氟碳改性聚丙烯酸酯流平剂、氟素表面活性剂、聚醚改性聚硅氧烷流平剂、反应型聚硅氧烷流平剂中的一种或者多种;所述的阴离子型分散剂为低分子量不饱和多元羧酸聚合物溶液和/或聚羧酸加成物;所述的高分子型分散剂为改性聚丙烯酸酯、含有亲颜填料基团的聚合物(如Disperby160、161、162)、含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物中的一种或多种;所述的偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯中的一种或者多种;所述的有机锡类的催化剂为二月桂酸二丁基锡。
优选的,所述的有机溶剂为乙醇、正丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯、二甲苯、丁酮中的一种或多种。
本发明的目的之二是提供上述耐候性透明涂料在制备光伏背板的用途。
具体应用方法如下:将耐候性透明涂料涂布在透明PET层两面,在100-200℃的烘道中固化0.5-5min得到透明涂层,与PET层一起构成光伏背板;所述的透明PET层厚度为100-300μm,所述的透明涂层厚度为0.5-30μm。进一步优选,所述的透明涂层厚度为8-22μm,如不区分内外层则两侧透明涂层厚度为10-20μm,如区分内外层则与封装胶膜贴合面的透明涂层厚度在8-15μm,在空气侧的透明涂层厚度在12-22μm,且内层厚度比外层厚度小。
本发明具有以下有益效果:
1、涂料配方中加入环氧树脂弥补氟碳树脂表面能低粘接性不强的缺陷,且优选为不带苯环的、环氧当量在100-200g/eq的环氧树脂,以使透明涂层的粘接性能达到最佳,同时确保环氧树脂的引入不会使涂层的耐紫外性和耐候性变差。
2、涂料配方中采用两种粒径范围的无机填料粉末混合使用,可以减少由于使用小粒径填料易团聚和大粒径填料架空造成的涂层空隙率增大的问题,而且两种粒径的填料按本发明的比例范围匹配使用使得涂层更加致密。此外,所选择的填料是化学惰性、高硬度的高透明粉末,强化了背板的硬度,对背板的耐磨性和抗划伤性有提高,且对透光率不会造成影响,甚至由于光线在填料中的折射能一定程度提高透光率,本发明背板透光率在88%以上。
3、光伏背板在户外使用过程中单靠氟碳树脂本身的耐候性不足以保证户外20-30年的使用,本发明选择有机紫外助剂进一步防止老化,保证透明背板在户外的长久使用,而且相比于无机紫外助剂可能存在的光屏蔽影响透光率,有机紫外助剂对背板的光吸收无负面作用,不会影响发电效率。
4、本发明透明背板的生产工艺简单,生产成本较低。
附图说明
图1:本发明各实施例和对比例的配方组成表。
图2:本发明各实施例和对比例所制得的背板的性能测试数据表。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
一种光固化透明涂料,包括以下质量份的组分:氟碳树脂30份、环氧树脂0.1份、无机填料3份、固化剂15份、紫外助剂2份、其它助剂1.8份、有机溶剂48.1份;其中:氟碳树脂为四氟乙烯与乙烯基酯单体的共聚物;环氧树脂为环氧当量168g/eq的氢化双酚A型环氧树脂;无机填料包括粒径2.8μm的抗划粉1份和粒径为6.8μm的透明粉2份;固化剂为六亚甲基二异氰酸酯三聚体;紫外助剂包括紫外吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮1份以及受阻胺光稳定剂优双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物1份;其他助剂包括抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.2份、反应型聚硅氧烷流平剂0.4份、分散剂含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物0.4份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.4份以及偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份;有机溶剂为二甲苯。
实施例2
一种光固化透明涂料,包括以下质量份的组分:氟碳树脂30份、环氧树脂1份、无机填料3.5份、固化剂12份、紫外助剂4份、其它助剂1.8份、有机溶剂47.7份;其中:氟碳树脂为四氟乙烯与乙烯基酯单体的共聚物;环氧树脂为环氧当量168g/eq的氢化双酚A型环氧树脂;无机填料包括粒径2.8μm的抗划粉1份和粒径为6μm的硅微粉2.5份;固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯三聚体;紫外助剂包括紫外吸收剂2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑2份以及受阻胺光稳定剂优双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物2份;其他助剂包括抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.2份、反应型聚硅氧烷流平剂0.4份、分散剂含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物0.4份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.4份以及偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份;有机溶剂为二甲苯。
实施例3
一种光固化透明涂料,包括以下质量份的组分:氟碳树脂30份、环氧树脂2份、无机填料4份、固化剂10份、紫外助剂3份、其它助剂1.8份、有机溶剂49.2份;其中:氟碳树脂为四氟乙烯与乙烯基酯单体的共聚物;环氧树脂为环氧当量168g/eq的氢化双酚A型环氧树脂;无机填料包括粒径2.8μm的抗划粉3份和粒径为5.5μm的玻璃粉1份;固化剂包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体5份和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体5份;紫外助剂包括紫外吸收剂2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑1份以及受阻胺光稳定剂优双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物2份;其他助剂包括抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.2份、反应型聚硅氧烷流平剂0.4份、分散剂含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物0.4份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.4份以及偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份;有机溶剂为二甲苯。
实施例4
一种光固化透明涂料,包括以下质量份的组分:氟碳树脂30份、环氧树脂3份、无机填料4份、固化剂6份、紫外助剂3份、其它助剂1.8份、有机溶剂52.2份;其中:氟碳树脂为四氟乙烯与乙烯基酯单体的共聚物;环氧树脂为环氧当量168g/eq的氢化双酚A型环氧树脂;无机填料包括粒径2.8μm的抗划粉1份和粒径为7.5μm的消光粉3份;固化剂包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体3份和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体3份;紫外助剂包括紫外吸收剂2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑2份以及受阻胺光稳定剂优双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物1份;其他助剂包括抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.2份、反应型聚硅氧烷流平剂0.4份、分散剂含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物0.4份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.4份以及偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份;有机溶剂为二甲苯。
实施例5
一种光固化透明涂料,包括以下质量份的组分:氟碳树脂30份、环氧树脂4份、无机填料4份、固化剂5份、紫外助剂5份、其它助剂1.8份、有机溶剂50.2份;其中:氟碳树脂为四氟乙烯与乙烯基酯单体的共聚物;环氧树脂为环氧当量168g/eq的氢化双酚A型环氧树脂;无机填料包括粒径2.8μm的抗划粉1份和粒径为7.5μm的消光粉3份;固化剂为六亚甲基二异氰酸酯三聚体;紫外助剂包括紫外吸收剂2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑1份以及受阻胺光稳定剂优双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物4份;其他助剂包括抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.2份、反应型聚硅氧烷流平剂0.4份、分散剂含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物0.4份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.4份以及偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份;有机溶剂为二甲苯。
实施例6
一种光固化透明涂料,包括以下质量份的组分:氟碳树脂30份、环氧树脂5份、无机填料4份、固化剂7.5份、紫外助剂5份、其它助剂1.8份、有机溶剂46.7份;其中:氟碳树脂为四氟乙烯与乙烯基酯单体的共聚物;环氧树脂为环氧当量168g/eq的氢化双酚A型环氧树脂;无机填料包括粒径2.8μm的抗划粉1份和粒径为7.5μm的消光粉3份;固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯三聚体;紫外助剂包括紫外吸收剂2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑4份以及受阻胺光稳定剂优双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物1份;其他助剂包括抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.2份、反应型聚硅氧烷流平剂0.4份、分散剂含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物0.4份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.4份以及偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份;有机溶剂为二甲苯。
实施例7
一种光固化透明涂料,包括以下质量份的组分:氟碳树脂30份、环氧树脂3份、无机填料4份、固化剂8份、紫外助剂3份、其它助剂1.8份、有机溶剂50.2份;其中:氟碳树脂为四氟乙烯与乙烯基酯单体的共聚物;环氧树脂为环氧当量168g/eq的氢化双酚A型环氧树脂;无机填料包括粒径2.8μm的抗划粉1份和粒径为7.5μm的消光粉3份;固化剂包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体4份和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体4份;紫外助剂包括紫外吸收剂2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑1.5份以及受阻胺光稳定剂优双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物1.5份;其他助剂包括抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.2份、反应型聚硅氧烷流平剂0.4份、分散剂含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物0.4份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.4份以及偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份;有机溶剂为二甲苯。
实施例8
一种光固化透明涂料,包括以下质量份的组分:氟碳树脂30份、环氧树脂3份、无机填料4份、固化剂8份、紫外助剂2份、其它助剂1.8份、有机溶剂51.2份;其中:氟碳树脂为四氟乙烯与乙烯基酯单体的共聚物;环氧树脂为环氧当量168g/eq的氢化双酚A型环氧树脂;无机填料包括粒径2.8μm的抗划粉1份和粒径为7.5μm的消光粉3份;固化剂包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体4份和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体4份;紫外助剂包括紫外吸收剂2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑0.5份以及受阻胺光稳定剂优双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物1.5份;其他助剂包括抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.2份、反应型聚硅氧烷流平剂0.4份、分散剂含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物0.4份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.4份以及偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份;有机溶剂为二甲苯。
实施例9
一种光固化透明涂料,包括以下质量份的组分:氟碳树脂30份、环氧树脂3份、无机填料4份、固化剂8份、紫外助剂4份、其它助剂1.8份、有机溶剂49.2份;其中:氟碳树脂为四氟乙烯与乙烯基酯单体的共聚物;环氧树脂为环氧当量168g/eq的氢化双酚A型环氧树脂;无机填料包括粒径2.8μm的抗划粉1份和粒径为7.5μm的消光粉3份;固化剂包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体3.5份和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体3.5份;紫外助剂包括紫外吸收剂2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑2份以及受阻胺光稳定剂优双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物2份;其他助剂包括抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.2份、反应型聚硅氧烷流平剂0.4份、分散剂含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物0.4份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.4份以及偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份;有机溶剂为二甲苯。
对比例1
本对比例与上述实施例相比,未添加环氧树脂,具体涂料配方如下(按质量份计):氟碳树脂30份、无机填料4份、固化剂7份、紫外助剂4份、其它助剂1.8份、有机溶剂53.2份;其中:氟碳树脂为四氟乙烯与乙烯基酯单体的共聚物;无机填料包括粒径2.8μm的抗划粉1份和粒径为7.5μm的消光粉3份;固化剂包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体3.5份和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体3.5份;紫外助剂包括紫外吸收剂2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑2份以及受阻胺光稳定剂优双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物2份;其他助剂包括抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.2份、反应型聚硅氧烷流平剂0.4份、分散剂含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物0.4份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.4份以及偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份;有机溶剂为二甲苯。
对比例2
本对比例与上述实施例相比,未添加无机填料,具体涂料配方如下(按质量份计):氟碳树脂30份、环氧树脂3份、固化剂7份、紫外助剂4份、其它助剂1.8份、有机溶剂54.2份;其中:氟碳树脂为四氟乙烯与乙烯基酯单体的共聚物;环氧树脂为环氧当量168g/eq的氢化双酚A型环氧树脂;固化剂包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体3.5份和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体3.5份;紫外助剂包括紫外吸收剂2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑2份以及受阻胺光稳定剂优双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物2份;其他助剂包括抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.2份、反应型聚硅氧烷流平剂0.4份、分散剂含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物0.4份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.4份以及偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份;有机溶剂为二甲苯。
对比例3
本对比例与上述实施例相比,未添加紫外助剂,具体涂料配方如下(按质量份计):氟碳树脂30份、环氧树脂3份、无机填料4份、固化剂7份、其它助剂1.8份、有机溶剂54.2份;其中:氟碳树脂为四氟乙烯与乙烯基酯单体的共聚物;环氧树脂为环氧当量168g/eq的氢化双酚A型环氧树脂;无机填料包括粒径2.8μm的抗划粉1份和粒径为7.5μm的消光粉3份;固化剂包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体3.5份和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体3.5份;其他助剂包括抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.2份、反应型聚硅氧烷流平剂0.4份、分散剂含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物0.4份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.4份以及偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份;有机溶剂为二甲苯。
对比例4
本对比例与上述实施例相比,未添加环氧树脂和紫外助剂,具体涂料配方如下(按质量份计):氟碳树脂30份、无机填料4份、固化剂7份、其它助剂1.8份、有机溶剂57.2份;其中:氟碳树脂为四氟乙烯与乙烯基酯单体的共聚物;无机填料包括粒径2.8μm的抗划粉1份和粒径为7.5μm的消光粉3份;固化剂包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体3.5份和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体3.5份;其他助剂包括抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.2份、反应型聚硅氧烷流平剂0.4份、分散剂含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物0.4份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.4份以及偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份;有机溶剂为二甲苯。
对比例5
本对比例与上述实施例相比,添加单一2-5μm粒径无机填料,具体涂料配方如下(按质量份计):氟碳树脂30份、环氧树脂3份、无机填料4份、固化剂7份、紫外助剂4份、其它助剂1.8份、有机溶剂54.2份;其中:氟碳树脂为四氟乙烯与乙烯基酯单体的共聚物;环氧树脂为环氧当量168g/eq的氢化双酚A型环氧树脂;无机填料包括粒径2.8μm的抗划粉4份;固化剂包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体3.5份和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体3.5份;紫外助剂包括紫外吸收剂2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑2份以及受阻胺光稳定剂优双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物2份;其他助剂包括抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.2份、反应型聚硅氧烷流平剂0.4份、分散剂含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物0.4份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.4份以及偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份;有机溶剂为二甲苯。
对比例6
本对比例与上述实施例相比,添加单一5-8μm无机填料,具体涂料配方如下(按质量份计):氟碳树脂30份、环氧树脂3份、无机填料4份、固化剂7份、紫外助剂4份、其它助剂1.8份、有机溶剂54.2份;其中:氟碳树脂为四氟乙烯与乙烯基酯单体的共聚物;环氧树脂为环氧当量168g/eq的氢化双酚A型环氧树脂;无机填料包括粒径为7.5μm的消光粉4份;固化剂包括六亚甲基二异氰酸酯三聚体3.5份和异佛尔酮二异氰酸酯三聚体3.5份;紫外助剂包括紫外吸收剂2-(2'-羟基-3',5'-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑2份以及受阻胺光稳定剂优双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸酯/单(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯复配物2份;其他助剂包括抗氧剂四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯0.2份、反应型聚硅氧烷流平剂0.4份、分散剂含有酸性亲颜填料基团的嵌段共聚物0.4份、催化剂二月桂酸二丁基锡0.4份以及偶联剂3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份;有机溶剂为二甲苯。
实施例1-9和对比例1-6的涂料配方汇总如图1所示,将实施例1-9和对比例1-6的涂料分别用来制作背板,具体方法如下:准备好厚度为250μm的透明PET材料,然后将实施例1-9以及对比例1-6混合调配好的透明涂料涂布在透明PET层两面,形成透明涂层(内外透明涂层的厚度如图1所示),经过100、150、180、120℃的多节烘道固化3min得到透明光伏背板。
对上述制得的透明光伏背板进行性能测试,测试方法和结果如下:
①测试方法
透光率:参照ASTM D1003《透明塑料透光率和雾度试验方法》
硬度测试:参照GB/T 6739-2006《色漆和清漆铅笔法测试漆膜硬度》。
黄变指数:参照GB/T 2409《塑料黄色指数试验方法》
与EVA间剥离强度:参照GB/T 2790《胶粘剂180剥离强度试验方法绕性材料对刚性材料》
附着力:参照GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的划格测试》
UV试验:参照标准GB/T 31034《晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》
②测试结果
各实施例和对比例所制得的光伏背板的性能测试数据如图2所示,由图2可知,添加有环氧树脂的透明涂料在剥离强度方面表现优异,而无环氧树脂添加的透明涂料附着力表现差,粘性差;未添加无机填料会使固化后的透明涂层硬度表现稍差;而单独添加单一粒径的无机填料整体效果会比添加两种粒径的无机填料的稍差,全部添加小粒径填料会使得透明涂层更细腻,填料本身的硬度特性较难体现出来,而全部添加大粒径填料会使得涂膜表面粗糙度增加,致密性稍差,从而透光率稍差;未添加紫外助剂会使透明背板的耐候性不足,在户外使用较长时间后会出现变黄的现象;未添加环氧树脂和紫外助剂,在透明背板的粘接性能和耐候性方面表现都更差。
本具体实施方式仅仅是对本发明的解释,并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读了本发明的说明书之后所做的任何改变,只要在本发明权利要求书的范围内,都将受到专利法的保护。
Claims (11)
1.一种耐候性透明涂料,其特征在于:包括以下质量份的组分:氟碳树脂20-40份、环氧树脂0.1-5份、无机填料0.5-5份、固化剂5-15份、紫外助剂1-5份、其它助剂0.1-3份、有机溶剂40-70份。
2.根据权利要求1所述的耐候性透明涂料,其特征在于:所述环氧树脂为不含苯环的环氧树脂,选自脂环族环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、脂肪族环氧树脂、氢化双酚型液体环氧树脂中的一种或者多种,环氧当量在100-200g/eq。
3.根据权利要求1所述的耐候性透明涂料,其特征在于:所述氟碳树脂是三氟氯乙烯或四氟乙烯与乙烯基醚或乙烯基酯单体的共聚物。
4.根据权利要求1所述的耐候性透明涂料,其特征在于:所述的无机填料为抗划粉、透明粉、硅微粉、玻璃粉、消光粉中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的耐候性透明涂料,其特征在于:所述的无机填料包括粒径为2-5μm的第一填料和粒径为5-8μm的第二填料,所述第一填料和第二填料的质量比为(1-5):(5-1)。
6.根据权利要求5所述的耐候性透明涂料,其特征在于:所述第一填料的粒径为2-4μm,所述第二填料的粒径为5.5-7.5μm。
7.根据权利要求1所述的耐候性透明涂料,其特征在于:所述的固化剂为六亚甲基二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯预聚体、异佛尔酮二异氰酸酯-三羟甲基丙烷甲醇物、4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯三聚体中的一种或者多种。
8.根据权利要求1所述的耐候性透明涂料,其特征在于:所述的紫外助剂包括紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂;所述的紫外吸收剂为二苯甲酮类和/或苯并三唑类。
9.根据权利要求1所述的耐候性透明涂料,其特征在于:所述的其它助剂为抗氧剂、流平剂、分散剂、催化剂、偶联剂中的一种或多种;其中,所述的分散剂为阴离子型分散剂和/或高分子型分散剂,所述的催化剂为有机锡类催化剂。
10.根据权利要求1所述的耐候性透明涂料,其特征在于:所述的有机溶剂为乙醇、正丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯、二甲苯、丁酮中的一种或多种。
11.权利要求1-10任一所述的耐候性透明涂料在制备光伏背板的用途。
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