CN113683313B - 一种强附着型光伏组件背板玻璃反射膜的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种强附着型光伏组件背板玻璃反射膜的加工方法，涉及反射膜技术领域，本发明采用反射涂料在经清洁后的背板玻璃表面涂覆并固化形成反射膜，该反射膜不仅可以高效反射照射在背板玻璃上的太阳光线以进入电池片中，并且该反射膜的附着力强，能够牢稳地附着在背板玻璃上，很好地解决常规反射涂料因膜层脱落而影响反射效果的技术问题，可以将反射率提高到85％以上，从而实现太阳光线的高效利用。

Description

一种强附着型光伏组件背板玻璃反射膜的加工方法
技术领域：
本发明涉及反射膜技术领域，具体涉及一种强附着型光伏组件背板玻璃反射膜的加工方法。
背景技术：
背板玻璃主要用于双波组件，太阳光线透过背板玻璃进入组件电池片中，吸收光能转变为电能。然而进入组件内的太阳光线由于反射的作用，部分光线会透过背板玻璃到外部，降低了光能的利用。为了解决这一问题，人们在背板玻璃上涂覆一层高反射涂料，所形成的膜层可以使已进入组件内的太阳光线不会穿透背板玻璃而损失，而是利用反射膜使绝大部分光线进入电池片中，从而提高光伏组件的发电功率。
由于背板玻璃需要反射太阳光线，因此在背板玻璃上所形成的反射膜除了要对太阳光线具备优良的反射性能以外，还须要求反射膜的附着性好，可以经受太阳光线的侵蚀，否则出现膜层剥离问题后的背板玻璃对太阳光线的反射效果将会直线下降，从而无法发挥提高太阳光线利用率的作用。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种强附着型光伏组件背板玻璃反射膜的加工方法，采用反射涂料在背板玻璃表面形成反射膜，该反射膜不仅可以高效反射照射在背板玻璃上的太阳光线以进入电池片中，并且该反射膜能够牢稳地附着在背板玻璃上，保证背板玻璃长期使用下的反射效果。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种强附着型光伏组件背板玻璃反射膜的加工方法，包括以下加工步骤：
(1)背板玻璃的清洁：将背板玻璃置于清洗剂中进行超声波清洗，取出，并在100-120℃下烘干；
(2)反射涂料的制备：采用水性丙烯酸树脂、白色颜料、分散剂、消泡剂、流平剂、水配制反射涂料；
(3)反射膜的成型：将反射涂料喷涂均匀在背板玻璃的表面，再在80-120℃下烘干，然后在150-180℃下固化，得到反射膜；
(4)反射膜的附着强化处理：将表面形成反射膜的背板玻璃置于附着力促进剂中进行超声波处理，取出后在80-120℃下烘干，最后在180-210℃下固化。
所述清洗剂是由葡萄糖苷加水配成的质量浓度为1-10％的溶液。
本发明采用由单组分的清洗剂配制而成的清洗液，区别于多组分的清洗剂，配制简便，可以简化清洗所产生废水的组成，降低废水的处理难度；同时以水作为稀释剂，绿色环保，能够避免采用含有强酸或强碱组分的清洗液对玻璃造成腐蚀；并且利用该清洗剂可以高效清除背板玻璃上附着的油污和灰尘等杂质。
所述超声波的频率为10-100KHz，功率为50-1000W。
所述附着力促进剂为肌醇六(巯基丙酸酯)加水配成的质量浓度为5-30％的溶液。
本领域通常是将附着力促进剂作为组分添加到涂料中以提高涂料在玻璃上的附着力，但本发明是在膜层固化后采用附着力促进剂对背板玻璃进行处理，目的是利用附着力促进剂来填充反射膜与背板玻璃之间存在的间隙和微孔，避免这些间隙和微孔在太阳光线的长时间照射下促使反射膜与玻璃发生剥离甚至脱落，降低反射膜在玻璃上的附着力。附着力促进剂在80-120℃下烘干水分，在180-210℃下固化形成粘接料。
所述反射涂料的固含量为40-80％，细度小于10μm。
所述水性丙烯酸树脂、白色颜料、分散剂、消泡剂、流平剂的质量比为5-20:10-40:0.5-5:0.25-2:0.25-2。
所述白色颜料为钛白粉、氧化锌中的至少一种。
本发明采用白色颜料作为着色剂，涂料固化以后形成白色膜层，发挥反射太阳光线的作用；并且白色颜料还作为填充剂，减少聚酰胺的用量，提高膜层的强度；同时纳米级的白色颜料的分散性好，具有着色能力和着色稳定性强的特点。
所述钛白粉为金红石型钛白粉。金红石型钛白粉的耐候性强，作为颜料使用时可以改善膜层的耐候性能。
所述分散剂为聚羧酸钠盐。
所述消泡剂为水性有机硅消泡剂、水性聚醚消泡剂中的至少一种。
所述流平剂为BYK型水性流平剂。
本发明的流平剂、消泡剂、分散剂均属于水性助剂，可以采用水作为稀释剂，因此不必另外加入增容剂来促进助剂与水和树脂的相容。其中，流平剂能够降低涂料的表面张力，促使涂料在干燥成膜过程中形成平整、光滑、均匀的反射膜；消泡剂能够防止泡沫形成，避免涂料因泡沫的存在而影响成膜效果；分散剂能够促进白色颜料在水中的均匀分散，形成着色均匀的反射膜。
所述清洗剂是由乙酰酪氨酸-O-巴豆酸甲酯加水配成的质量浓度为1-10％的溶液。
所述乙酰酪氨酸-O-巴豆酸甲酯是由N-乙酰-L-酪氨酸和溴代巴豆酸甲酯经偶联反应制成，反应方程式如下：
Figure BDA0003190061180000031
上述分子结构的乙酰酪氨酸-O-巴豆酸甲酯具有良好的亲水亲脂性，通过润湿、乳化、剥离作用来高效清除背板玻璃上附着的油污和灰尘等杂质，并且清洗效果远优于葡萄糖苷，同时乙酰酪氨酸-O-巴豆酸甲酯也属于绿色环保型清洗剂。
本发明利用N-乙酰-L-酪氨酸和溴代巴豆酸甲酯制备的乙酰酪氨酸-O-巴豆酸甲酯属于新型化合物，因此将该化合物作为背板玻璃清洗剂的应用以及起到高效清洗背板玻璃的作用是本领域的现有技术和公知常识无法给出的技术启示。
本发明的有益效果是：本发明采用反射涂料在经清洁后的背板玻璃表面涂覆并固化形成反射膜，该反射膜不仅可以高效反射照射在背板玻璃上的太阳光线以进入电池片中，并且该反射膜的附着力强，能够牢稳地附着在背板玻璃上，很好地解决常规反射涂料因膜层脱落而影响反射效果的技术问题，可以将反射率提高到85％以上，从而实现太阳光线的高效利用。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
下述实施例和对比例中的背板玻璃均购自焦作市巡返特种玻璃厂的同批同规格的背板玻璃。
下述实施例和对照例中所用流平剂购自广州伟伯科技有限公司的流平剂BYK-333；水性有机硅消泡剂购自烟台恒鑫化工科技有限公司
Figure BDA0003190061180000041
X-278水性有机硅消泡剂；水性聚醚消泡剂购自烟台恒鑫化工科技有限公司的
Figure BDA0003190061180000042
X-288聚醚消泡剂；聚羧酸钠盐分散剂购自南通永乐化工有限公司；金红石型钛白粉购自廊坊蓝科化工有限公司；氧化锌购自济南盛泰伟业技术有限公司；水性丙烯酸树脂购自德国巴斯夫水性丙烯酸树脂678。
下述实施例和对照例中所用乙酰酪氨酸-O-巴豆酸甲酯的制备：将0.1mol N-乙酰-L-酪氨酸溶于溶剂DMF中得到溶液I，并将0.1mol溴代巴豆酸甲酯溶于溶剂DMF中得到溶液II，再向溶液I中加入溶液II和0.105mol碳酸钾，加热至55℃保温反应6h，反应结束，蒸馏回收溶剂DMF，蒸馏残渣加水溶解，过滤，滤液浓缩除水，烘干得到乙酰酪氨酸-O-巴豆酸甲酯。1H NMR(DMSO-d6,400MHz)δ:12.88(s,1H),8.32(s,1H),6.99-6.80(m,5H),6.06(d,1H),4.72-4.68(m,3H),3.72(s,3H),2.87(d,2H),1.84(s,3H)；ESI-MS:m/z＝344.12[M+Na]+.
实施例1
(1)背板玻璃的清洁：将背板玻璃置于清洗剂中进行超声波清洗30min，超声波的频率为40KHz，功率为100W，取出，并在110℃下烘干；清洗剂是由葡萄糖苷加水配成的质量浓度为5％的溶液。
(2)反射涂料的制备：采用15份水性丙烯酸树脂、28份金红石型钛白粉、1份聚羧酸钠盐分散剂、0.5份水性聚醚消泡剂、0.5份流平剂、水配制反射涂料，固含量为62％，研磨15h至细度小于10μm。
(3)反射膜的成型：将反射涂料喷涂均匀在背板玻璃的表面，再在110℃下烘干，然后在160℃下固化25min，得到反射膜。
(4)反射膜的附着强化处理：将表面形成反射膜的背板玻璃置于附着力促进剂中进行超声波处理，取出后在100℃下烘干，最后在180℃下固化20min；附着力促进剂为肌醇六(巯基丙酸酯)加水配成的质量浓度为20％的溶液。
实施例2
(1)背板玻璃的清洁：将背板玻璃置于清洗剂中进行超声波清洗15min，超声波的频率为40KHz，功率为300W，取出，并在100℃下烘干；清洗剂是由葡萄糖苷加水配成的质量浓度为8％的溶液。
(2)反射涂料的制备：采用18份水性丙烯酸树脂、32份氧化锌、1.5份聚羧酸钠盐分散剂、0.5份水性有机硅消泡剂、0.5份流平剂、水配制反射涂料，固含量为58％，研磨15h至细度小于10μm。
(3)反射膜的成型：将反射涂料喷涂均匀在背板玻璃的表面，再在100℃下烘干，然后在150℃下固化30min，得到反射膜。
(4)反射膜的附着强化处理：将表面形成反射膜的背板玻璃置于附着力促进剂中进行超声波处理，取出后在110℃下烘干，最后在190℃下固化15min；附着力促进剂为肌醇六(巯基丙酸酯)加水配成的质量浓度为15％的溶液。
实施例3(将实施例1中的清洗剂由葡萄糖苷替换为乙酰酪氨酸-O-巴豆酸甲酯)
(1)背板玻璃的清洁：将背板玻璃置于清洗剂中进行超声波清洗45min，超声波的频率为40KHz，功率为100W，取出，并在110℃下烘干；清洗剂是由乙酰酪氨酸-O-巴豆酸甲酯加水配成的质量浓度为5％的溶液。
(2)反射涂料的制备：采用15份水性丙烯酸树脂、28份金红石型钛白粉、1份聚羧酸钠盐分散剂、0.5份水性聚醚消泡剂、0.5份流平剂、水配制反射涂料，固含量为62％，研磨15h至细度小于10μm。
(3)反射膜的成型：将反射涂料喷涂均匀在背板玻璃的表面，再在110℃下烘干，然后在160℃下固化25min，得到反射膜。
(4)反射膜的附着强化处理：将表面形成反射膜的背板玻璃置于附着力促进剂中进行超声波处理，取出后在100℃下烘干，最后在180℃下固化20min；附着力促进剂为肌醇六(巯基丙酸酯)加水配成的质量浓度为20％的溶液。
实施例4(将实施例2中的清洗剂由葡萄糖苷替换为乙酰酪氨酸-O-巴豆酸甲酯)
(1)背板玻璃的清洁：将背板玻璃置于清洗剂中进行超声波清洗30min，超声波的频率为40KHz，功率为300W，取出，并在100℃下烘干；清洗剂是由乙酰酪氨酸-O-巴豆酸甲酯加水配成的质量浓度为8％的溶液。
(2)反射涂料的制备：采用18份水性丙烯酸树脂、32份氧化锌、1.5份聚羧酸钠盐分散剂、0.5份水性有机硅消泡剂、0.5份流平剂、水配制反射涂料，固含量为58％，研磨15h至细度小于10μm。
(3)反射膜的成型：将反射涂料喷涂均匀在背板玻璃的表面，再在100℃下烘干，然后在150℃下固化30min，得到反射膜。
(4)反射膜的附着强化处理：将表面形成反射膜的背板玻璃置于附着力促进剂中进行超声波处理，取出后在110℃下烘干，最后在190℃下固化15min；附着力促进剂为肌醇六(巯基丙酸酯)加水配成的质量浓度为15％的溶液。
对比例1(将实施例1中的清洗剂由葡萄糖苷替换为十六烷基三甲基溴化铵)
(1)背板玻璃的清洁：将背板玻璃置于清洗剂中进行超声波清洗30min，超声波的频率为40KHz，功率为100W，取出，并在110℃下烘干；清洗剂是由十六烷基三甲基溴化铵加水配成的质量浓度为5％的溶液。
(2)反射涂料的制备：采用15份水性丙烯酸树脂、28份金红石型钛白粉、1份聚羧酸钠盐分散剂、0.5份水性聚醚消泡剂、0.5份流平剂、水配制反射涂料，固含量为62％，研磨15h至细度小于10μm。
(3)反射膜的成型：将反射涂料喷涂均匀在背板玻璃的表面，再在110℃下烘干，然后在160℃下固化25min，得到反射膜。
(4)反射膜的附着强化处理：将表面形成反射膜的背板玻璃置于附着力促进剂中进行超声波处理，取出后在100℃下烘干，最后在180℃下固化20min；附着力促进剂为肌醇六(巯基丙酸酯)加水配成的质量浓度为20％的溶液。
对比例2(将实施例1中的步骤(4)去除)
(1)背板玻璃的清洁：将背板玻璃置于清洗剂中进行超声波清洗45min，超声波的频率为40KHz，功率为100W，取出，并在110℃下烘干；清洗剂是由葡萄糖苷加水配成的质量浓度为5％的溶液。
(2)反射涂料的制备：采用15份水性丙烯酸树脂、28份金红石型钛白粉、1份聚羧酸钠盐分散剂、0.5份水性聚醚消泡剂、0.5份流平剂、水配制反射涂料，固含量为62％，研磨15h至细度小于10μm。
(3)反射膜的成型：将反射涂料喷涂均匀在背板玻璃的表面，再在110℃下烘干，然后在160℃下固化25min，得到反射膜。
分别取经上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、对比例1中步骤(1)清洁后的背板玻璃，背板玻璃面积均为80.26cm2，再将背板玻璃置于纯水中5min后取出，测量背板玻璃表面的水迹面积，并计算水迹含量，取五次试验的平均值，用以评估背板玻璃的清洁度，测试结果见表1。
水迹含量＝(水迹面积/玻璃面积)×100％。
表1背板玻璃的清洁度测试结果
水迹面积/cm<sup>2</sup> 水迹含量/％
实施例1 5.52 6.88
实施例2 5.13 6.39
实施例3 3.26 4.06
实施例4 2.97 3.70
对比例1 6.04 7.53
从表1中的数据可知，以乙酰酪氨酸-O-巴豆酸甲酯作为清洗剂可以取得优于葡萄糖苷和十六烷基三甲基溴化铵的清洗效果。
分别取上述实施例1、实施例2和对比例2制备的表面附有反射膜的背板玻璃，并按照标准GB/T 9286-1988测试反射膜的初始附着力，再按照标准GB/T1865-2009进行氙灯老化1000h，测试反射膜的老化后附着力，测试结果见表2。
表2反射膜的附着性能
Figure BDA0003190061180000071
Figure BDA0003190061180000081
从表2中的数据可知，实施例中采用的附着强化处理可以提高反射膜的附着力，耐候性好。
并且在380-1100nm下测试实施例1和实施例2制备的表面附有反射膜的背板玻璃对太阳光线的反射率，结果均在85％以上。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种强附着型光伏组件背板玻璃反射膜的加工方法，其特征在于：包括以下加工步骤：
(1) 背板玻璃的清洁：将背板玻璃置于清洗剂中进行超声波清洗，取出，并在100-120℃下烘干；
(2) 反射涂料的制备：采用水性丙烯酸树脂、白色颜料、分散剂、消泡剂、流平剂、水配制反射涂料；
(3) 反射膜的成型：将反射涂料喷涂均匀在背板玻璃的表面，再在80-120℃下烘干，然后在150-180℃下固化，得到反射膜；
(4) 反射膜的附着强化处理：将表面形成反射膜的背板玻璃置于附着力促进剂中进行超声波处理，取出后在80-120℃下烘干，最后在180-210℃下固化；
所述清洗剂是由葡萄糖苷加水配成的质量浓度为1-10%的溶液，或者是由乙酰酪氨酸-O-巴豆酸甲酯加水配成的质量浓度为1-10%的溶液；
所述附着力促进剂为肌醇六(巯基丙酸酯)加水配成的质量浓度为5-30%的溶液；
所述水性丙烯酸树脂、白色颜料、分散剂、消泡剂、流平剂的质量比为5-20 : 10-40 :0.5-5 : 0.25-2 : 0.25-2。
2.根据权利要求1所述的强附着型光伏组件背板玻璃反射膜的加工方法，其特征在于：所述超声波的频率为10-100KHz，功率为50-1000W。
3.根据权利要求1所述的强附着型光伏组件背板玻璃反射膜的加工方法，其特征在于：所述反射涂料的固含量为40-80%，细度小于10μm。
4.根据权利要求1所述的强附着型光伏组件背板玻璃反射膜的加工方法，其特征在于：所述白色颜料为钛白粉、氧化锌中的至少一种；所述钛白粉为金红石型钛白粉。
5.根据权利要求1所述的强附着型光伏组件背板玻璃反射膜的加工方法，其特征在于：所述分散剂为聚羧酸钠盐。
6.根据权利要求1所述的强附着型光伏组件背板玻璃反射膜的加工方法，其特征在于：所述消泡剂为水性有机硅消泡剂、水性聚醚消泡剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的强附着型光伏组件背板玻璃反射膜的加工方法，其特征在于：所述流平剂为BYK型水性流平剂。
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