CN115891329A - 一种玻璃纤维增强聚氨酯复合材料轻质化背板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玻璃纤维增强聚氨酯复合材料轻质化背板，包括聚氨酯树脂和玻璃纤维，所述玻璃纤维包括第一玻璃纤维毡层、玻璃纤维束层和第二玻璃纤维毡层，所述第一玻璃纤维毡层的底部设有玻璃纤维束层，所述玻璃纤维束层的底部设有第二玻璃纤维毡层。该背板利用三层玻璃纤维结构保证复合材料整体力学强度，避免纵向力学强度高，而横向力学性能不足的问题；玻璃纤维的预浸渍提高了纤维与树脂的界面结合强度，保证复合材料整体的力学强度；多异氰酸酯在与聚醚二醇和有机硅多元醇发生化学反应进行交联形成聚氨酯树脂时，会形成发泡，在外加压力作用下在复合材料中形成大量微孔，降低复合材料整体密度。

Description

一种玻璃纤维增强聚氨酯复合材料轻质化背板

技术领域

本发明涉及光伏组件背板领域，具体为一种玻璃纤维增强聚氨酯复合材料轻质化背板。

背景技术

目前光伏组件的背板材料一般用合金，但合金密度大不能满足轻质化要求，现有光伏组件背板多为合金材料，密度大，增加光伏组件整体重量，限制其在建筑物顶层的应用；传统的玻璃纤维复合材料以环氧树脂或酚醛树脂作为的树脂基体，虽然在一定程度上降低了密度，但还达不到轻质化的要求；因此需要在保证相应力学强度的同时，降低密度，保持一定的柔韧性，为此选用纤维树脂复合材料中的玻璃纤维增强聚氨酯复合材料作为替代。玻璃纤维相比于碳纤维成本低，不导电，而聚氨酯相比于传统的环氧或酚醛树脂，可设计性更强，可以做到硬发泡降低复合材料密度，实现轻质化。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种玻璃纤维增强聚氨酯复合材料轻质化背板，以解决上述背景技术提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种玻璃纤维增强聚氨酯复合材料轻质化背板，包括聚氨酯树脂和玻璃纤维，所述玻璃纤维包括第一玻璃纤维毡层、玻璃纤维束层和第二玻璃纤维毡层，所述第一玻璃纤维毡层的底部设有玻璃纤维束层，所述玻璃纤维束层的底部设有第二玻璃纤维毡层。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一玻璃纤维毡层、玻璃纤维束层和第二玻璃纤维毡层为叠加结构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述聚氨酯树脂的原材料为双组份，分别为黑料和白料，黑料为二（多）异氰酸酯混合物，属于固化剂，白料为聚醚二醇，分子量1000左右。

一种玻璃纤维增强聚氨酯复合材料轻质化背板的制备方法，具体步骤如下：

S1：将第一玻璃纤维毡层、玻璃纤维束层和第二玻璃纤维毡层在有机硅多元醇中浸渍，同时准备聚氨酯原材料黑料和白料，白料中加入所需添加剂；

S2：将浸渍好的三层玻璃纤维与计量好配比的黑料和白料混合物充分接触，同时加热加压，异氰酸酯基团与醇羟基（白料中的醇羟基+有机硅多元醇的醇羟基）发生化学反应发生交联，瞬时固化；

S3：在压力作用下成复合材料薄板，同时产生的微气泡促成聚氨酯硬发泡造就大量微孔，形成轻质化薄板；利用有机硅多元醇改善的玻璃纤维能够与聚氨酯树脂界面结合从而增强强度，力学性能得到保证的同时，使密度降低，实现轻质化。

本发明的有益效果是：

1：三层玻璃纤维结构保证复合材料整体力学强度，避免纵向力学强度高，而横向力学性能不足的问题；

2：玻璃纤维的预浸渍提高了纤维与树脂的界面结合强度，保证复合材料整体的力学强度；

3：多异氰酸酯在与聚醚二醇和有机硅多元醇发生化学反应进行交联形成聚氨酯树脂时，会形成发泡，在外加压力作用下在复合材料中形成大量微孔，降低复合材料整体密度。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图中：第一玻璃纤维毡层1、玻璃纤维束层2、第二玻璃纤维毡层3。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例：请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种玻璃纤维增强聚氨酯复合材料轻质化背板，包括聚氨酯树脂和玻璃纤维，玻璃纤维包括第一玻璃纤维毡层1、玻璃纤维束层3和第二玻璃纤维毡层3，第一玻璃纤维毡层1的底部设有玻璃纤维束层3，玻璃纤维束层3的底部设有第二玻璃纤维毡层3。

第一玻璃纤维毡层1、玻璃纤维束层3和第二玻璃纤维毡层3为叠加结构。

聚氨酯树脂的原材料为双组份，分别为黑料和白料，黑料为二多异氰酸酯混合物，属于固化剂，白料为聚醚二醇，分子量1000左右。

一种玻璃纤维增强聚氨酯复合材料轻质化背板的制备方法，具体步骤如下：

S1：将第一玻璃纤维毡层1、玻璃纤维束层3和第二玻璃纤维毡层3在有机硅多元醇中浸渍，同时准备聚氨酯原材料黑料和白料，白料中加入所需添加剂；

S2：将浸渍好的三层玻璃纤维与计量好配比的黑料和白料混合物充分接触，同时加热加压，异氰酸酯基团与醇羟基（白料中的醇羟基+有机硅多元醇的醇羟基）发生化学反应发生交联，瞬时固化；

S3：在压力作用下成复合材料薄板，同时产生的微气泡促成聚氨酯硬发泡造就大量微孔，形成轻质化薄板；利用有机硅多元醇改善的玻璃纤维能够与聚氨酯树脂界面结合从而增强强度，力学性能得到保证的同时，使密度降低，实现轻质化。

工作原理：一种玻璃纤维增强聚氨酯复合材料轻质化背板，在有机硅多元醇中浸渍好的三层玻璃纤维与聚氨酯树脂原材料充分接触，同时加热加压，异氰酸酯基团与醇羟基发生化学反应发生交联，瞬时固化成薄板，同时产生的微气泡促成聚氨酯形成硬发泡材料，所得玻璃纤维增强聚氨酯复合材料中存在大量微孔；有机硅多元醇改善的玻璃纤维能够与聚氨酯树脂界面结合强度增强，力学性能得到保证的同时，使密度降低，实现轻质化。

玻璃纤维采用EDR480-T910；

聚氨酯树脂选用的固化剂采用商品化的4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）及其异构体和同系物的多官能异氰酸酯的混合物，黑色液态，品牌为德士模都(DesmodurS)44V20LU7AA270659；和分子量1000左右的聚醚二醇（添加2%炭黑）；

固化方式：混合加热瞬时固化。

降低背板密度，提高玻璃纤维与聚氨酯树脂间的界面结合强度，保证背板力学强度，实现光伏组件整体的轻质化，拓宽使用范围。

上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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。

Claims (4)

1.一种玻璃纤维增强聚氨酯复合材料轻质化背板，包括聚氨酯树脂和玻璃纤维，其特征在于：所述玻璃纤维包括第一玻璃纤维毡层（1）、玻璃纤维束层（3）和第二玻璃纤维毡层（3），所述第一玻璃纤维毡层（1）的底部设有玻璃纤维束层（3），所述玻璃纤维束层（3）的底部设有第二玻璃纤维毡层（3）。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强聚氨酯复合材料轻质化背板，其特征在于：所述第一玻璃纤维毡层（1）、玻璃纤维束层（3）和第二玻璃纤维毡层（3）为叠加结构。

3.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强聚氨酯复合材料轻质化背板，其特征在于：所述聚氨酯树脂的原材料为双组份，分别为黑料和白料，黑料为二（多）异氰酸酯混合物，属于固化剂，白料为聚醚二醇，分子量1000左右。

4.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强聚氨酯复合材料轻质化背板的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

S1：将第一玻璃纤维毡层（1）、玻璃纤维束层（3）和第二玻璃纤维毡层（3）在有机硅多元醇中浸渍，同时准备聚氨酯原材料黑料和白料，白料中加入所需添加剂；

S2：将浸渍好的三层玻璃纤维与计量好配比的黑料和白料混合物充分接触，同时加热加压，异氰酸酯基团与醇羟基（白料中的醇羟基+有机硅多元醇的醇羟基）发生化学反应发生交联，瞬时固化；

S3：在压力作用下成复合材料薄板，同时产生的微气泡促成聚氨酯硬发泡造就大量微孔，形成轻质化薄板；利用有机硅多元醇改善的玻璃纤维能够与聚氨酯树脂界面结合从而增强强度，力学性能得到保证的同时，使密度降低，实现轻质化。

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