CN113736323B - 一种白色eva用光伏背板涂料组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种白色EVA用光伏背板涂料组合物及其制备方法，所述涂料组合物由主剂和固化剂组成，所述主剂包括如下重量份数的各组分：氟树脂100份，(甲基)丙烯酸树脂20‑60份，钛白粉80‑120份，分散剂0.8‑3.6份，催化剂0.1‑1份，溶剂120‑250份。本发明通过添加含长烷基链(18‑50碳)的羟基丙烯酸树脂，提高了与EVA的粘结强度，同时提高了对PET的附着强度，双向增强附着力，解决现有白色EVA用光伏背板涂料的缺陷。

Description

一种白色EVA用光伏背板涂料组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂层技术领域，涉及一种光伏背板涂料组合物，具体地说，涉及的是一种白色EVA用光伏背板涂料组合物及其制备方法。
背景技术
随着低碳生活理念不断深入人心，光伏产业作为清洁绿色能源产业迎来了快速发展。背板作为光伏组件最重要的封装材料对发电效率、使用寿命与制造成本有很大的影响，含氟涂层可以提高背板的耐候性，但是现有的含氟涂层存在着对PET的附着强度不足与对EVA粘结强度不足两方面问题，对背板的性能有很大的影响。
现有技术中，专利文献CN103805043A公开了一种氟碳双组分涂料及其应用，该氟碳双组分涂料由甲、乙两组份组成，其中甲组份由异氰酸酯固化剂50～70份，稀释剂A 30～50份组成；乙组份由以下组分组成氟碳树脂35～50份，多元醇树脂4～12份，附着力促进剂1～4份，稀释剂B 20～30份，无机填料20～35份，助剂0.505～3.05份组成。该氟碳双组分涂料中加入了聚酯多元醇与附着力促进剂，能够一定程度上提高其与基材之间的附着力，但整个体系的相容性不够理想，从而影响涂料的贮存稳定性；且加入的聚酯多元醇或附着力促进剂没有参与主体氟树脂固化的大分子网络结构，导致其耐老化，尤其耐湿热老化后的剥离性能表现不佳。
专利文献CN 106833164A中公开了一种氟树脂双组分涂料，由A组分和B组分组成，按重量份计，A组分的原料配方包括以下组分：氟树脂40-60份；钛白粉20-35份；稀释剂15-30份；聚氨酯丙烯酸酯3-6份；硅烷偶联剂0.5-2份；润湿分散剂0.5-2份；消泡剂0.1-0.5份；流平剂0.1-0.5份。虽然其与EVA初期剥离力大于50N/cm，但该双组分涂料的耐湿热性不佳。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明提供了提供一种白色EVA用光伏背板涂料组合物及其制备方法，制得的涂层提高了含氟涂层对PET的附着强度与对EVA粘结强度两方面的性能，双向增强附着力。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种白色EVA用光伏背板涂料组合物，包括主剂和固化剂，所述主剂包括如下重量份数的各组分：
Figure BDA0002514139800000021
需要说明的是，所述(甲基)丙烯酸树脂指的是丙烯酸树脂和/或甲基丙烯酸树脂。下述涉及类似的描述的含义均如此。
优选地，所述(甲基)丙烯酸树脂由长链(甲基)丙烯酸单体、短链(甲基)丙烯酸单体、含羟基(甲基)丙烯酸单体通过共聚得到；所得(甲基)丙烯酸树脂为含长烷基链(18-50碳)的(甲基)羟基丙烯酸树脂；
所述长链(甲基)丙烯酸单体、短链(甲基)丙烯酸单体、含羟基(甲基)丙烯酸单体的重量比为5-20:55-85:10-25；
优选地，所述(甲基)丙烯酸树脂为含长烷基链18-50碳的(甲基)丙烯酸单体；由市售长链脂肪醇酯化合成，或由端基双键聚乙烯通过硼氢化-氧化反应制得的长链醇，再经酯化反应得到。
所述短链(甲基)丙烯酸单体为1-8碳的(甲基)丙烯酸单体。
优选地，所述短链(甲基)丙烯酸单体包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯，(甲基)丙烯酸己酯，(甲基)丙烯酸丁酯正辛酯，(甲基)丙烯酸异辛酯，(甲基)丙烯酸环己酯，(甲基)丙烯酸月桂酯，(甲基)丙烯酸异冰片酯中的一种或几种；
所述含羟基(甲基)丙烯酸单体包括(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯，(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯，(甲基)丙烯酸羟丁酯中的一种或几种。
优选地，所述氟树脂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚氟乙烯、聚六氟乙烯中的一种或几种；氟树脂中的不挥发组分含量为65±2％。
优选地，所述钛白粉粒径为100～1000nm，晶型为金红石型。
优选地，所述分散剂包括聚酯类分散剂、聚氨酯类分散剂、丙烯酸树脂类分散剂中的一种或几种。
优选地，所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、环己烷、二甲基甲酰胺、环己酮、丁酮中的一种或者几种。
优选地，所述固化剂包括异氰酸酯聚合体，所述固化剂的重量份数为10-20份。
本发明还提供了一种白色EVA用光伏背板涂料组合物的制备方法，包括以下步骤：
A、将主剂的各组分混合后，搅拌均匀，然后研磨、过滤，得主剂；
B、将主剂与固化剂按比例混合后，搅拌均匀，放置2-10min脱泡，即得涂层组合物。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过在含氟涂料中添加含长烷基链(18-50碳)的羟基丙烯酸树脂，可以使涂料中包含长烷基结构，可以与EVA交联，提高与EVA的粘结强度。
2、本发明采用的(甲基)丙烯酸树脂中包含的大量酯键可以提高含氟涂层对PET的附着强度。
3、本发明使用的丙烯酸树脂可以同时提高含氟涂层对PET的附着强度与对EVA粘结强度两方面的性能，使其层压固化后具有更高的剥离强度且涂层不易脱落。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
(甲基)丙烯酸树脂合成例
丙烯酸树脂合成例1-7分别按照表1所示配方，得到丙烯酸树脂1-7，合成方法如下：将单体混合形成混合单体，然后将50％的溶剂和部分混合单体投入反应釜内，通入氮气搅拌加热至100℃，滴加剩余的混合单体与溶剂，同时滴加引发剂，2小时内滴加完毕，120℃保温2小时。蒸干溶剂，冷却至室温，得到固体丙烯酸树脂1-7。
表1.(甲基)丙烯酸树脂合成实施例
Figure BDA0002514139800000041
其中长链丙烯酸混合物为碳数约为50的甲基丙烯酸酯类化合物，由数均分子量为690的端基双键聚乙烯通过硼氢化-氧化反应制得的长链醇，再经酯化反应得到。其合成方法为：将500g数均分子量为690的端基双键聚乙烯溶于四氢呋喃，在60℃下滴加500g硼烷四氢呋喃络合物，升温至80℃保温2小时，加入过量双氧水/氢氧化钠水溶液后搅拌30分钟，加入甲醇析出得到长链醇，将长链醇与过量甲基丙烯酸加入具有蒸馏装置的酯化反应釜，加入少量有机锡类催化剂，在150℃下进行酯化反应，得到长链丙烯酸混合物，产物通过核磁共振氢谱、GPC等方法表征分子结构与相对分子质量及分布，确定其为碳数约为50的甲基丙烯酸酯类化合物。
实施例1-11
实施例1-11提供了一种白色EVA用光伏背板涂层，制备方法如下：
1)主剂配制过程：将表2所述配方中主剂组分所有原料混合，高速搅拌1h至均匀，砂磨机2000r/min研磨30分钟，300目过滤除去杂质后封装保存。
2)背板制作过程：将配置好的主剂与固化剂按照表2中配比混合，高速搅拌15min至均匀，放置2-10min脱泡，制得混合液(即涂料组合物)；
3)取200μm厚度的白PET板进行电晕处理至其达因值大于50dyne/cm，在其表面涂覆配置好的混合液，再150℃下干燥1-2min，涂布干量约为8g/m2，即得背板涂层。
对比例1-3
对比例1-3提供了一种白色EVA用光伏背板涂层，配方见表2，其制备方法与实施例1相同。
表2实施例及对比例配方和性能表
Figure BDA0002514139800000051
备注：表2中氟树脂为GK570，其不挥发组分含量为65wt％；采用的钛白粉为R902；采用的分散剂为BYK-2155；采用的催化剂为二月桂酸二丁基锡；采用的溶剂为乙酸乙酯；采用的固化剂为N3300。
性能测试结果：
1、剥离强度的评价方法：
将制得的背板通过白EVA层压复合在玻璃板上，抽真空时间4分钟，层压时间8分钟，按照GB/T2790进行剥离强度测试。
2、耐湿热性的评价方法：
在温度85℃±2℃，湿度(85±2)％RH的温湿度箱中加速老化，时间2000小时，观察其剥离力与附着力而变化。
将上述各实施例和对比例进行剥离强度测试和耐湿热性测试，结果如表3所示。
表3
Figure BDA0002514139800000061
由表3数据可知，相同的试验条件下，使用长链丙烯酸树脂的实施例具有更高的剥离强度，EVA粘结强度更高，且随着用量的增加，粘结强度也更高，双85湿热老化后也具有较好的性能。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种白色EVA用光伏背板涂料组合物，包括主剂和固化剂，其特征在于，所述主剂包括如下重量份数的各组分：
氟树脂 100份，
（甲基）丙烯酸树脂 20-60份，
钛白粉 80-120份，
分散剂 0.8-3.6份，
催化剂 0.1-1份，
溶剂 120-250份；
所述（甲基）丙烯酸树脂由长链（甲基）丙烯酸单体、短链（甲基）丙烯酸单体、含羟基（甲基）丙烯酸单体通过共聚得到；所得（甲基）丙烯酸树脂为含长烷基链（18-50碳）的（甲基）羟基丙烯酸树脂；
所述长链（甲基）丙烯酸单体、短链（甲基）丙烯酸单体、含羟基（甲基）丙烯酸单体的重量比为5-20:55-85:10-25；
所述氟树脂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚氟乙烯、聚六氟乙烯中的一种或几种；氟树脂中的不挥发组分含量为65±2%；
所述长链（甲基）丙烯酸单体为含长烷基链18-50碳的（甲基）丙烯酸单体；
所述短链（甲基）丙烯酸单体为1-8碳的（甲基）丙烯酸单体。
2.如权利要求1所述白色EVA用光伏背板涂料组合物，其特征在于，所述短链（甲基）丙烯酸单体包括（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸正丙酯、（甲基）丙烯酸异丙酯、（甲基）丙烯酸正丁酯、（甲基）丙烯酸仲丁酯、（甲基）丙烯酸异丁酯、（甲基）丙烯酸叔丁酯中的一种或几种；
所述含羟基（甲基）丙烯酸单体包括（甲基）丙烯酸-2-羟基乙酯，（甲基）丙烯酸-2-羟基丙酯，（甲基）丙烯酸羟丁酯中的一种或几种。
3.如权利要求1所述白色EVA用光伏背板涂料组合物，其特征在于，所述钛白粉粒径为100~1000nm。
4.如权利要求1所述白色EVA用光伏背板涂料组合物，其特征在于，所述分散剂包括聚酯类分散剂、聚氨酯类分散剂、丙烯酸树脂类分散剂中的一种或几种。
5.如权利要求1所述白色EVA用光伏背板涂料组合物，其特征在于，所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、环己烷、二甲基甲酰胺、环己酮、丁酮中的一种或者几种。
6.如权利要求1所述白色EVA用光伏背板涂料组合物，其特征在于，所述固化剂包括异氰酸酯聚合体，所述固化剂的重量份数为10-20份。
7.一种根据权利要求1所述的白色EVA用光伏背板涂料组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将主剂的各组分混合后，搅拌均匀，然后研磨、过滤，得主剂；
B、将主剂与固化剂按比例混合后，搅拌均匀，放置2-10min脱泡，即得涂料组合物。
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