CN112852194A - 一种硬化涂料、其制备方法和应用及太阳能电池背板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硬化涂料、其制备方法和应用及太阳能电池背板。为了解决现有太阳能电池背板表面硬度低而耐磨性能差等问题，本发明采用的技术方案是提供一种硬化涂料，按质量百分比计，所述硬化涂料包括以下原料组分：70％～90％的凝胶、5％～25％的多官能团丙烯酸单体和/或预聚物、0.1％～5％的固化剂；其中，所述凝胶中含有含钛化合物，所述多官能团丙烯酸单体和/或预聚物为至少含有3个丙烯酸酯基团的单体和/或预聚物。所述硬化涂料可用于太阳能电池背板表面形成可靠硬化涂层，提高太阳能电池背板的耐磨性能，耐紫外黄变性能、耐湿热老化性能等。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池组件技术领域，具体涉及一种硬化涂料、其制备方法和应用及太阳能电池背板。
背景技术
随着光伏行业的发展，双面组件的功率日渐增益，单双面电池成本趋近，双面组件成为当下最有前景的光伏电池封装方式。用于双面组件的透光材料目前有两种：玻璃和透明背板。
一般认为双玻组件的耐候性、寿命和发电效率都较好，特别是在高湿、盐雾和风沙等应用场合，具有特别的优势。但是，近年来双玻组件问题频出，例如脱层、碎裂、玻璃爆裂等问题，这是玻璃柔韧性不够带来的缺陷。鉴于玻璃本身的物性很难改变，一些企业趋于使用透明背板。透明背板的优点包括结构强度高、PID性能好、重量轻、可直接适配当前背板产线和安装方便等，但是其缺点也很明显，即透明背板的表面硬度不高，而光伏电站的建设地常常处于干燥风沙地域，在此应用场景下，透明背板的表面很容易被风沙磨花，透光率下降，进而发电效率降低，双面组件的高发电效率也就无从谈起。
目前市面上还没有表面硬度足够高而耐磨的透明背板，因此透明背板不耐风沙的问题急待解决。对于透明背板，提高薄膜表面硬度的最为可行的方法是在其表面涂覆一层硬化涂层作为保护层，最具挑战性的是该硬化涂层必须在保持附着力的同时满足对于背板的一切耐候性要求，同时还需具有较高的柔韧性，不会在收卷时发生开裂。目前市面上的硬化涂层可以分为三大类：1.聚氨酯，如3M公司的专利WO2018005833A2；2.多官能度丙烯酸如US15/843317；3.溶剂凝胶纳米涂层，如US4313979A；或其组合，如KR101422871B1、US4084021A等等，不再一一列举。然而聚氨酯及多官能度丙烯酸耐磨性不足，溶剂凝胶纳米涂层不具优异的粘合性，例如US4084021A需先改性基材表面，且溶剂凝胶纳米涂层的固化条件往往比较苛刻，常常需要高温烘烤，比如US4361598A通过不同气氛中在300-600℃完成纳米凝胶在玻璃上的固化，这样的条件不可能在透明背板上应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种固化速度快，耐磨性能好，耐湿热老化性能优，该硬化涂料可在太阳能电池背板表面形成可靠的硬化涂层。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明第一方面提供一种硬化涂料，按质量百分比计，所述硬化涂料包括以下原料组分：
凝胶 70％～90％，
多官能团丙烯酸单体和/或预聚物 5％～25％，
固化剂 0.1％～5％；
所述凝胶中含有含钛化合物，
所述多官能团丙烯酸单体和/或预聚物为至少含有3个丙烯酸酯基团的单体和/或预聚物。
优选地，按质量百分比计，所述硬化涂料包括以下原料组分：
凝胶 80％～90％，
多官能团丙烯酸单体 8％～18％，
固化剂 0.1％～2％。
进一步优选地，按质量百分比计，所述硬化涂料包括以下原料组分：
凝胶 85％～88％，
多官能团丙烯酸单体 11％～14％，
固化剂 0.5％～1％。
优选地，所述含钛化合物为三乙醇胺钛、钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、钛酸正丙酯中的一种或多种。
优选地，所述多官能团丙烯酸单体为二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、乙氧基化三聚异氰酸酯三丙烯酸酯(A-9300)、季戊四醇四丙烯酸酯(TMMTA)中的一种或多种。
优选地，所述固化剂为热固化剂和/或光引发剂。
更优选地，所述固化剂为热固化剂。
优选地，所述多官能团丙烯酸预聚物为多官丙烯酸酯预聚物、聚氨酯改性丙烯酸脂、有机硅改性丙烯酸脂预聚物、聚酯改性丙烯酸脂、氟改性丙烯酸脂预聚物、环氧改性丙烯酸脂预聚物中的一种或多种。
优选地，所述热固化剂为过氧化异辛酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁氰、偶氮二异庚腈中的一种或多种。
优选地，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、(2、4、6)三甲基苯甲酰二苯基氧磷、二(2、4、6-三甲基苯基)苯基氧化磷中的一种或多种。
优选地，以所述凝胶的总质量为100％计，所述凝胶包括以下原料组分：
所述二氧化硅前驱体为正硅酸四乙酯、甲基三乙氧基硅氧烷、乙基三乙氧基硅氧烷、二甲基二乙氧基硅氧烷中的一种或几种中的一种或多种；
所述醇为异丙醇、乙醇、正丙醇中的一种或多种；
所述含不饱和烷基硅氧烷为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种；
所述酸为浓盐酸和/或冰醋酸。
本文中所述的浓盐酸为物质浓度为12mol/L的市售浓盐酸。
优选地，所述水为超纯水。
进一步优选地，以所述凝胶的总质量为100％计，所述凝胶包括以下原料组分：
根据一种实施方式，所述凝胶通过将所述二氧化硅前驱体、所述醇、所述含钛化合物、所述不饱和烷基硅氧烷、所述水及所述酸混合，搅拌反应至形成凝胶状产物。
更具体地，所述凝胶的制备方法具体如下
在氮气保护下，先向反应容器中加入所述二氧化硅前驱体、所述醇和部分所述水，滴加部分所述酸，搅拌至反应物清澈透明后继续搅拌反应2～5h；
再向反应容器中加入所述含钛化合物和部分所述水，滴加部分所述酸，搅拌反应2～5h；
再向反应容器中加入所述含不饱和烷基硅氧烷和剩余所述水，滴加剩余所述酸，搅拌反应2～5h得到所述凝胶。
更具体地，所述凝胶的制备方法中第一次投加所述水、第二次投加所述水、第三次投加所述水的质量比为28～35：0.5～2：1。
更具体地，所述凝胶的制备方法中第一次投加所述酸、第二次投加所述酸、第三次投加所述酸的质量比为20～30：0.5～2：1。
本发明中，制备的凝胶粒径为30～50nm，且需在一周内使用完毕。
本发明第二方面提供一种所述的硬化涂料的制备方法，将所述凝胶、所述多官能团丙烯酸单体和/或预聚物、所述固化剂混合形成所述硬化涂料。
根据一种实施方式，将所述凝胶和所述多官能团丙烯酸单体和/或预聚物混合至澄清后加入所述固化剂，搅拌均匀得到所述硬化涂料。
更具体地，所述硬化涂料的制备方法包括如下步骤，
A1、制备凝胶：
A11、用氮气置换排出空气，将二氧化硅前驱体、醇、水投入到反应容器中搅拌，滴加浓盐酸，待反应物清澈透明后继续搅拌2～5h；
A12、加入含钛化合物，将含钛化合物和水投入到反应釜中后滴加浓盐酸，继续搅拌2～5h；
A13、加入含不饱和烷基硅氧烷，将不饱和烷基硅氧烷和水投入到反应釜中后滴加浓盐酸，继续搅拌2～5h制得凝胶。
A2、将A1的凝胶加入多官能团丙烯酸单体和/或预聚物混合，搅拌并加入固化剂，搅拌均匀得到所述硬化涂料。
本发明第三方面提供一种所述的硬化涂料在太阳能电池背板中的应用。
本发明中的硬化涂料可使用在现有常用太阳能背板上。
本发明第四方面提供一种太阳能电池背板，所述太阳能电池背板表面设有所述硬化涂料形成的硬化涂层。
优选地，所述太阳能电池背板包括依次层叠设置的厚度为2～10μm的氟皮膜层、厚度为100～350μm的PET膜层、厚度为10～30μm的PVDF薄膜层或氟碳涂层、以及厚度为4～8μm的所述硬化涂层，所述氟皮膜层与太阳能电池相接触。
根据一种实施方式，所述太阳能电池背板包括依次层叠设置的厚度为2～10μm的氟皮膜层、厚度为100～350μm的PET膜层、厚度为15～30μm的PVDF薄膜层、以及厚度为4～8μm的所述硬化涂层。
根据另一种实施方式，所述太阳能电池背板包括依次层叠设置的厚度为2～10μm的氟皮膜层、厚度为100～350μm的PET膜层、厚度为10～20μm的氟碳涂层、以及厚度为4～8μm的所述硬化涂层。
优选地，所述硬化涂层的制备方法为将所述硬化涂料涂布在太阳能电池背板远离太阳能电池的一面，然后经热固化和/或光固化形成所述硬化涂层；所述硬化涂料的涂布量以固体分为4～15g/m2，优选为4～10g/m2。
优选地，所述热固化温度为90～150℃，进一步优选为120～150℃。
优选地，所述热固化时间为5～20min。
优选地，所述光固化采用紫外光，辐射能量为500～1200mJ/cm2，进一步优选为800～1000mJ/cm2。
本发明基于纳米凝胶技术，结合丙烯酸树脂，制备工艺简单，生产过程不需要加热，使用时固化温度为90～150℃且固化所需时间短，或者使用光固化进行固化，获得了具有极好的附着力和超强耐候性的可用于透明背板的硬化涂层。另外，通过在凝胶中加入含钛化合物，使硬化涂层同时具有阻隔UV的功能，长期使用不发生黄变，在QUV测试中可以达到Δb值<1(累计能量300kWh～600kWh)。
进一步地，通过对原料组分的整体优化，使硬化涂层还具有良好的柔韧性，内收卷直径1.5mm，外收卷直径3mm，不产生裂纹。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的硬化涂料制备工艺简单，固化速度快，交联密度高，能够在太阳能电池透明背板上形成可靠硬化涂层，提高太阳能电池背板的耐磨性能、耐紫外黄变性能、耐湿热老化性能等。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例一
首先，进行纳米凝胶的制备：
用氮气置换排出空气，将90kg正硅酸四乙酯、10kg异丙醇、30kg超纯水投入到反应釜中搅拌，滴加浓盐酸0.25kg，待反应物清澈透明后继续搅拌3小时；将5kg三乙醇胺钛(Tyzor TE)和1kg超纯水投入到反应釜中后滴加浓盐酸0.01kg，继续搅拌3小时；将5kgγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)和1kg超纯水投入到反应釜中后滴加浓盐酸0.01kg，继续搅拌3小时制得纳米凝胶。所得凝胶需在1周内使用完毕。
接着，将以上所制得的纳米凝胶100kg，混合15kg二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)高速搅拌混匀；完全溶解澄清后加入1kg固化剂过氧化二苯甲酰(BPO,Arkema Luperox A75)，搅拌混匀即得硬化涂料。
实施例二
首先，进行纳米凝胶的制备：
用氮气置换排出空气，将90kg正硅酸四乙酯、10kg异丙醇、30kg超纯水投入到反应釜中搅拌，滴加浓盐酸0.25kg，待反应物清澈透明后继续搅拌3小时；将5kg钛酸四丁酯(Tyzor TBT)和1kg超纯水投入到反应釜中后滴加浓盐酸0.01kg，继续搅拌3小时；将5kgγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)和1kg超纯水投入到反应釜中后滴加浓盐酸0.01kg，继续搅拌3小时制得纳米凝胶。所得凝胶需在1周内使用完毕。
接着，将以上所制得的纳米凝胶100kg，混合10kg二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)和5kg季戊四醇四丙烯酸酯(TMMTA)高速搅拌混匀；完全溶解澄清后加入1kg固化剂过氧化二苯甲酰(BPO,Arkema Luperox A75)，搅拌混匀即得硬化涂料。
实施例三
首先，进行纳米凝胶的制备：
用氮气置换排出空气，将90kg正硅酸四乙酯、10kg异丙醇、30kg超纯水投入到反应釜中搅拌，滴加浓盐酸0.25kg，待反应物清澈透明后继续搅拌3小时；将5kg三乙醇胺钛(Tyzor TE)和1kg超纯水投入到反应釜中后滴加浓盐酸0.01kg，继续搅拌3小时；将5kgγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)和1kg超纯水投入到反应釜中后滴加浓盐酸0.01kg，继续搅拌3小时制得纳米凝胶。所得凝胶需在1周内使用完毕。
接着，将以上所制得的纳米凝胶100kg，混合10kg二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)和5kg乙氧基化三聚异氰酸酯三丙烯酸酯(A-9300)高速搅拌混匀；完全溶解澄清后加入1kg固化剂过氧化二苯甲酰(BPO,Arkema Luperox A75)，搅拌混匀即得硬化涂料。
实施例四
首先，进行纳米凝胶的制备：
用氮气置换排出空气，将90kg正硅酸四乙酯、10kg异丙醇、30kg超纯水投入到反应釜中搅拌，滴加浓盐酸0.25kg，待反应物清澈透明后继续搅拌3小时；将5kg三乙醇胺钛(Tyzor TE)和1kg超纯水投入到反应釜中后滴加浓盐酸0.01kg，继续搅拌3小时；将5kgγ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-571)和1kg超纯水投入到反应釜中后滴加浓盐酸0.01kg，继续搅拌3小时制得纳米凝胶。所得凝胶需在1周内使用完毕。
接着，将以上所制得的纳米凝胶100kg，混合15kg二甲氧基丙烯四丙烯酸酯(DTMPA)高速搅拌混匀；完全溶解澄清后加入1kg固化剂过氧化异辛酸叔丁酯(TBPEH,引发剂C67)，搅拌混匀即得硬化涂料。
实施例五
首先，进行纳米凝胶的制备：
用氮气置换排出空气，将90kg正硅酸四乙酯、10kg异丙醇、30kg超纯水投入到反应釜中搅拌，滴加浓盐酸0.25kg，待反应物清澈透明后继续搅拌3小时；将5kg三乙醇胺钛(Tyzor TE)和1kg超纯水投入到反应釜中后滴加浓盐酸0.01kg，继续搅拌3小时；将5kgγ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-571)和1kg超纯水投入到反应釜中后滴加浓盐酸0.01kg，继续搅拌3小时制得纳米凝胶。所得凝胶需在1周内使用完毕。
接着，将以上所制得的纳米凝胶100kg，混合15kg六官能度聚氨酯丙烯酸酯(DSMAgisyn230A2)高速搅拌混匀；完全溶解澄清后加入1kg固化剂过氧化异辛酸叔丁酯(TBPEH,引发剂C67)，搅拌混匀即得硬化涂料。
对比例一
首先，进行纳米凝胶的制备：
用氮气置换排出空气，将90kg正硅酸四乙酯、10kg异丙醇、30kg超纯水投入到反应釜中搅拌，滴加浓盐酸0.25kg，待反应物清澈透明后继续搅拌3小时；将5kgγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)和1kg超纯水投入到反应釜中后滴加浓盐酸0.01kg，继续搅拌3小时制得纳米凝胶。所得凝胶需在1周内使用完毕。
接着，将以上所制得的纳米凝胶100kg，混合15kg二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)高速搅拌混匀；完全溶解澄清后加入1kg固化剂过氧化二苯甲酰(BPO,Arkema Luperox A75)，搅拌混匀即得硬化涂料。
对比例二
首先，进行纳米凝胶的制备：
用氮气置换排出空气，将90kg正硅酸四乙酯、10kg异丙醇、30kg超纯水投入到反应釜中搅拌，滴加浓盐酸0.25kg，待反应物清澈透明后继续搅拌3小时；将5kg钛酸四丁酯(Tyzor TBT)和1kg超纯水投入到反应釜中后滴加浓盐酸0.01kg，继续搅拌3小时制得纳米凝胶。所得凝胶需在1周内使用完毕。
接着，将以上所制得的纳米凝胶100kg，混合10kg二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)和5kg季戊四醇四丙烯酸酯(TMMTA)高速搅拌混匀；完全溶解澄清后加入1kg固化剂过氧化二苯甲酰(BPO,Arkema Luperox A75)，搅拌混匀即得硬化涂料。
对比例三
首先，进行纳米凝胶的制备：
用氮气置换排出空气，将90kg正硅酸四乙酯、10kg异丙醇、30kg超纯水投入到反应釜中搅拌，滴加浓盐酸0.25kg，待反应物清澈透明后继续搅拌3小时制得纳米凝胶。所得凝胶需在1周内使用完毕。
接着，将以上所制得的纳米凝胶100kg，混合10kg二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)和5kg乙氧基化三聚异氰酸酯三丙烯酸酯(NK ESTER A-9300-1CL)高速搅拌混匀；完全溶解澄清后加入1kg固化剂过氧化二苯甲酰(BPO,Arkema Luperox A75)，搅拌混匀即得硬化涂料。
对比例四
首先，进行纳米凝胶的制备：
用氮气置换排出空气，将90kg正硅酸四乙酯、10kg异丙醇、30kg超纯水投入到反应釜中搅拌，滴加浓盐酸0.25kg，待反应物清澈透明后继续搅拌3小时；将5kg三乙醇胺钛(Tyzor TE)和1kg超纯水投入到反应釜中后滴加浓盐酸0.01kg，继续搅拌3小时；将5kgγ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-571)和1kg超纯水投入到反应釜中后滴加浓盐酸0.01kg，继续搅拌3小时制得纳米凝胶。所得凝胶需在1周内使用完毕。
接着，将以上所制得的纳米凝胶100kg，混合14kg氧杂环乙烷二丙烯酸酯和1kg甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(2-HEMA)；完全溶解澄清后加入1kg固化剂过氧化异辛酸叔丁酯(TBPEH,引发剂C67)，搅拌混匀即得硬化涂料。
按硬化涂料的涂布量以固体分为6g/m2计，将实施例一至四和对比实例一至四通过网纹辊涂覆于电晕处理后的透明背板PVDF薄膜表面，在120-150℃下烘烤10min完成固化形成厚度约5μm的硬化涂层，该透明背板为KPf背板，其结构包括依次层叠设置的厚度为3μm的氟皮膜(Fluoroskin)层、厚度为288μm的透明PET膜层、厚度为22.5μm的透明PVDF膜层，使用时氟皮膜(Fluoroskin)层与太阳能电池相接触。
实施例六
基本同实施例一，区别在于固化剂为光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Darocur 1173)。
实施例七
基本同实施例二，区别在于固化剂为光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Darocur 1173)。
实施例八
基本同实施例三，区别在于固化剂为光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Darocur 1173)。
实施例九
基本同实施例四，区别在于固化剂为光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Darocur 1173)。
对比例五
基本同对比例一，区别在于固化剂为光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Darocur 1173)。
对比例六
基本同对比例二，区别在于固化剂为光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Darocur 1173)。
对比例七
基本同对比例三，区别在于固化剂为光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Darocur 1173)。
对比例八
基本同对比例四，区别在于固化剂为光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(Darocur 1173)。
按硬化涂料的涂布量以固体分为6g/m2计，将实施例六至九和对比实例五至八通过网纹辊涂覆于电晕处理后的透明背板PVDF薄膜表面，在80℃下干燥30s，然后进入UV固化机，经中压UV汞灯照射，辐射能量900mJ/cm2完成固化形成厚度约5μm的硬化涂层，使用的透明背板同上。
对各实施例和各对比实例KPf背板，以及未设置硬化涂层的KPf背板(以下简称空白样品)按照以下标准进行性能评估：
I、物性测试：
a)附着力测试(百格测试)：
按照ASTM D3359将涂覆面划格后，使用3M胶带与涂层面180°撕离，观察表面漆膜的完整性，重复3次。
b)表面硬度测试(划伤硬度)：
按照ASTM D3363以45°倾角，载荷1kg，使用6H到6B的铅笔在涂层表面画1/4英寸的笔记，观察涂层面是否有划痕，重复3次。
c)表面耐磨测试(钢丝绒法)：
参考ASTM F2496，钢丝绒为#0000，压力500g/cm2，行程3.3cm，速度80次/min，每隔200次使用放大镜观察表面外观是否有划痕，当出现划痕时停止，记录摩擦次数。
d)透光率和雾度：
按照ASTM D1003，测量涂层表面雾度，以及透光率(按照空白样品的初始透光率为100％计)。
e)柔韧性测试：
参考ASTM D552，测试方法B。将KPf背板氟皮膜层所在一面按在弯曲圆柱模具上(外收卷)，均匀用力将KPf背板沿磨具对折180°，由直径1/16英寸圆柱磨具开始测试，直至1英寸。同理，将KPf背板硬化涂层所在一面按在弯曲圆柱模具上(内收卷)，均匀用力将KPf背板沿磨具对折180°。观察与磨具相接触一面的漆膜表面外观，无裂纹视为通过。
II、耐候性测试：
f)UV老化测试：
按照ASTM G154，对硬化涂层表面和空白样品PVDF面进行UV老化测试，每次辐照能量为30kWh，检测经照射后和初始薄膜的Δb值(测试样品b值与空白样品b值的差值)，超过1停止测试，记录此时的辐照累计能量。
g)盐雾老化测试：
参考ASTM G85-A5的测试方法，将KPf背板裁剪为100mm×200mm的片，放入测试机中，每24小时取出观察，观察外观是否无粉化、不起泡，没有脱落为合格。记录不合格所需时间评价盐雾老化性能。
评价标准：
优：达到3000小时以上(包含)；
良：达到1500以上(包含)，未达3000小时；
差：未达到1500小时；
h)饱和湿热老化测试(PCT测试)：
按照GB/T-10586，将KPf背板裁切后放入PCT箱内，48h(121℃，100％RH，2个大气压)后取出，若外观无鼓包、无脱层，进行I项内的全部物性测试。
i)湿热老化测试(DH测试)：
按照GB/T-10586，将样品裁切后放入DH箱内，2000h(85℃，85RH)后取出，若外观无鼓包、无脱层，进行I项内的全部物性测试。
检测结果：
表1显示空白样品、实施例一至五和对比例一至四的初始物性测试，UV老化测试(测试f项)，以及盐雾老化测试(测试g项)：
表1
表2显示空白样品、实施例一至五和对比例一至四所有样品经过PCT48h(测试项目h)后，重新进行I项中所有物性测试的结果：
表2：
表3显示空白样品、实施例一至五和对比例一至四所有样品经过DH2000h(测试项目i)后，重新进行I项中所有物性测试结果：
表3：
表4显示空白样品、实施例六至九和对比例五至八的初始物性测试，UV老化测试(测试f项)，以及盐雾老化测试(测试g项)：
表4
表5显示空白样品、实施例六至九和对比例五至八所有样品经过PCT48h(测试项目h)后，重新进行I项中所有物性测试的结果：
表5：
表6显示空白样品、实施例六至九和对比例五至八所有样品经过DH2000h(测试项目i)后，重新进行I项中所有物性测试结果：
表6：
通过对比以上测试结果发现，本发明中的硬化涂层具有极好的附着力和超强耐候性，对紫外光阻隔效果好，因此长时间户外使用也不会发生黄变，具有较好的柔韧性，内收卷直径1.5mm，外收卷直径3mm，不产生裂纹。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种硬化涂料，其特征在于，按质量百分比计，所述硬化涂料包括以下原料组分：
凝胶 70％～90％，
多官能团丙烯酸单体和/或预聚物 5％～25％，
固化剂 0.1％～5％；
所述凝胶中含有含钛化合物，
所述多官能团丙烯酸单体和/或预聚物为至少含有3个丙烯酸酯基团的单体和/或预聚物。
2.根据权利要求1所述的硬化涂料，其特征在于，所述含钛化合物为三乙醇胺钛、钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、或钛酸正丙酯中的一种或多种；
所述多官能团丙烯酸单体为二季戊四醇六丙烯酸酯、乙氧基化三聚异氰酸酯三丙烯酸酯或季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种，
所述多官能团丙烯酸预聚物为多官丙烯酸酯预聚物、聚氨酯改性丙烯酸脂、有机硅改性丙烯酸脂预聚物、聚酯改性丙烯酸脂、氟改性丙烯酸脂预聚物、环氧改性丙烯酸脂预聚物中的一种或多种；
所述固化剂为热固化剂和/或光引发剂，
所述热固化剂为过氧化异辛酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁氰、偶氮二异庚腈中的一种或多种，
所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、(2、4、6)三甲基苯甲酰二苯基氧磷、二(2、4、6-三甲基苯基)苯基氧化磷中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的硬化涂料，其特征在于，以所述凝胶的总质量为100％计，所述凝胶包括以下原料组分：
所述二氧化硅前驱体为正硅酸四乙酯、甲基三乙氧基硅氧烷、乙基三乙氧基硅氧烷、二甲基二乙氧基硅氧烷中的一种或几种；
所述醇为异丙醇、乙醇、正丙醇中的一种或几种；
所述不饱和烷基硅氧烷为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种；
所述酸为浓盐酸和/或冰醋酸。
4.根据权利要求3所述的硬化涂料，其特征在于，所述凝胶通过将所述二氧化硅前驱体、所述醇、所述含钛化合物、所述不饱和烷基硅氧烷、所述水及所述酸混合，搅拌反应至形成凝胶状产物。
5.根据权利要求4所述的硬化涂料，其特征在于，所述凝胶的制备方法具体如下：
在氮气保护下，先向反应容器中加入所述二氧化硅前驱体、所述醇和部分所述水，滴加部分所述酸，搅拌至反应物清澈透明后继续搅拌反应2～5h；再向反应容器中加入所述含钛化合物和部分所述水，滴加部分所述酸，搅拌反应2～5h；再向反应容器中加入所述不饱和烷基硅氧烷和剩余所述水，滴加剩余所述酸，搅拌反应2～5h得到所述凝胶。
6.根据权利要求5所述的硬化涂料，其特征在于，所述凝胶的制备方法中，第一次投加的所述水、第二次投加的所述水及第三次投加的所述水的质量比为28～35：0.5～2：1；所述凝胶的制备方法中，第一次投加的所述酸、第二次投加的所述酸及第三次投加的所述酸的质量比为20～30：0.5～2：1。
7.一种如权利要求1至6中任一项所述的硬化涂料的制备方法，其特征在于，将所述凝胶、所述多官能团丙烯酸单体和/或预聚物和所述固化剂混合形成所述硬化涂料。
8.一种如权利要求1至6中任一项所述的硬化涂料在太阳能电池背板中的应用。
9.一种太阳能电池背板，其特征在于，所述太阳能电池背板表面设有由权利要求1至6中任一项所述的硬化涂料形成的硬化涂层。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述太阳能电池背板包括依次层叠设置的厚度为2～10μm的氟皮膜层、厚度为100～350μm的PET膜层、厚度为10～30μm的PVDF薄膜层或氟碳涂层、以及厚度为4～8μm的所述硬化涂层，所述氟皮膜层与太阳能电池相接触。
11.根据权利要求9或10所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述硬化涂层的制备方法为将所述硬化涂料涂布在太阳能电池背板远离太阳能电池的一面，然后经热固化和/或光固化形成所述硬化涂层；所述硬化涂料的涂布量以固体份为4～15g/m2计；所述热固化温度为90～150℃，所述热固化时间为5～20min；所述烘烤时间为20～40s；所述光固化采用紫外光，辐射能量为500～1200mJ/cm2。
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