光伏背板用的高耐磨透明涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种光伏背板用的高耐磨透明涂料，尤其涉及一种光伏背板用的高耐磨透明涂料及其制备方法。


背景技术：

2.双面发电已是公认的行业发展趋势，根据研究机构的预测，到2027年双面组件将占据超过40％的市场份额。传统的双面组件仍然采用双面玻璃作为主要封装材料。双玻组件不仅存在工艺难度大、良品率低等现象，还具有重量重、难安装、破损率高等问题，一定程度上限制了双玻组件的发展。透明背板组件也可以实现双面发电，而且其还具有重量轻，易于安装和运输，生产工艺兼容性高，制程良率高等特点，这使透明背板组件将成为双面发电的一个重要技术方向。相较于双玻组件等无机材料，透明背板作为有机材料，在沙漠，戈壁等风沙地区容易受到侵蚀，磨损，导致涂层厚度的减少，从而降低使用寿命。目前行业内的透明背板耐磨性能普遍较弱，因此，研发一种具有超高耐磨性的透明涂料用于透明背板，增加其在风沙地区的使用寿命是目前行业的一大难点。


技术实现要素：

3.本发明旨在解决上述缺陷，提供一种光伏背板用的高耐磨透明涂料及其制备方法。
4.为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种光伏背板用的高耐磨透明涂料及其制备方法该涂料包括以下质量分数的原料：主体树脂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
60
‑
100份附着力促进剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
10份流平剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.1
‑
1份分散剂
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0.3
‑
1份紫外助剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5‑
12份无机助剂
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10
‑
20份改性可膨胀微球
ꢀꢀꢀꢀ1‑
13份聚异氰酸酯固化剂
ꢀꢀ5‑
15份溶剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10
‑
50份。
5.根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述主体树脂包括feve氟树脂、etfe氟树脂、环氧树脂、聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂中的一种或多种组合。
6.根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述聚异氰酸酯固化剂包括hdi三聚体、tdi、mdi、h6xdi加成物、xdi加成物中的一种或多种组合。
7.根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述附着力促进剂包括改性聚酯树脂、改性羟基聚醚树脂、环氧磷酸酯、偶联剂中的一种或多种组合根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述流平剂包括丙烯酸流平剂、有机硅
流平剂以及氟碳类流平剂中的一种或多种组合；所述分散剂包括高分子型超分散剂、受控自由基型超分散剂、阴离子型分散剂、阳离子型分散剂、电中性型分散剂中的一种或多种组合。
8.根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述紫外助剂包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类中的一种或多种组合。
9.根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述无机助剂包括纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化钛、改性蜡粉中的一种或几种。
10.根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述改性可膨胀微球包含丙烯酸、甲基丙烯酸、偏氯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、n,n
‑
二甲基丙烯酰胺中的一种或多种组合。
11.根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种组合。
12.光伏背板用的高耐磨透明涂料的制备方法包括：s1、制备分散浆：将溶剂和分散剂混合并搅拌均匀，依次少量多次加入无机助剂、改性可膨胀微球；粉料加入过程中，搅拌机转速升高至2000
‑
3000转/min并保持30
‑
60min，使粉料分散均匀；s2、制备涂料半成品：将主体树脂、流平剂、pet附着力促进剂、紫外助剂混合并高速分散，再加入s1中制备的分散浆，高速分散60
‑
120min，即为涂料半成品；s3、涂料成品：向涂料半成品中加入聚异氰酸酯固化剂，搅拌均匀并调粘，即为涂料。
13.本发明的有益效果是：这种光伏背板用的高耐磨透明涂料在不改变光伏背板结构情况下，通过改性可膨胀微球的回弹和膨胀特性，增加了透明涂层的实际厚度，通过回弹使得应力释放，增强了耐磨性能以及降低了成本，同时也确保了耐候性能的不降低。
附图说明
14.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
15.图1是本发明制备方法流程图的结构示意图；图2是背板上透明涂层状态的结构示意图。
具体实施方式
16.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基本发明中的实施例，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。
17.本发明提供了一种光伏背板用的高耐磨透明涂料，包括以下质量份数的原料：主体树脂60
‑
100份；附着力促进剂5
‑
10份；流平剂0.1
‑
1份；分散剂0.3
‑
1份；紫外助剂5
‑
12份；无机助剂10
‑
20份；改性可膨胀微球1
‑
13份；聚异氰酸酯固化剂5
‑
15份；以及溶剂10
‑
50份。
18.可选的，所述涂料包括以下质量份数的原料：主体树脂80份；附着力促进剂8份；流平剂0.3份；分散剂0.5份；紫外助剂5份；无机助剂15份；聚异氰酸酯固化剂10份；以及溶剂35份。在本案中，所述涂料的原料含量单位如无特殊说明，均为质量份数。
19.可选的，所述主体树脂包括：feve氟树脂、etfe氟树脂、环氧树脂、聚酯树脂、羟基丙烯酸树脂中的一种或多种组合。主体树脂是涂料的主要成分，含有羟基（
‑
oh）基团，是涂层中的连续相，可以与固化剂，含有异氰酸根（
‑
nco）基团进行交联反应 ，形成网状结构 ，对涂层的物理及化学性能起主要作用。
20.可选的，所述聚异氰酸酯固化剂包括hdi三聚体、tdi，mdi，h6xdi加成物、xdi加成物中的一种或多种组合。聚异氰酸酯固化剂由于其具有nco基团，可与涂料中各组分(如主体树脂、附着力促进剂)的oh反应，使得涂料受热交联固化，形成网状结构。
21.可选的，所述附着力促进剂包括改性聚酯树脂、改性羟基聚醚树脂、环氧磷酸酯、偶联剂中的一种或多种组合。附着力促进剂为pet附着力促进剂，可以与pet基材之间形成稳定的化学键，使漆膜耐受湿热侵蚀而不易脱离基材。pet基材在等离子体处理后形成极性键羟基、羧基、酮基、醚基、碳酸基、酯基，附着力促进剂中的环氧基羟基、酯基、醚基等易与pet表面形成范德华力或化学键。
22.可选的，所述流平剂包括丙烯酸流平剂、有机硅流平剂及氟碳类流平剂中的一种或多种组合。流平剂能促使涂料在干燥过程中形成一个平整、均匀的涂层，改善涂料对基材的渗透性，减少涂刷时产生的外观瑕疵。
23.可选的，所述分散剂包括高分子型超分散剂、受控自由基型超分散剂、阴离子型分散剂、阳离子型分散剂、电中性型分散剂中的一种或多种组合。分散剂的活性基团一端能吸附在粉碎的纳米颗粒(如本案中的改性可膨胀微球和无机助剂)表面，另一端溶剂化形成吸附层，使纳米颗粒之间产生斥力，使得粒子稳定分散于涂料中，从而保证制成的涂料体系的储存稳定性。
24.可选的，所述紫外助剂包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类中的一种或多种组合。紫外助剂能够吸收紫外线，稳定产生的自由基防止涂层中的有机成分(如主体树脂、附着力促进剂等)被紫外线破坏降解。
25.可选的，所述无机助剂为纳米二氧化硅，纳米氧化锌，纳米氧化铝，纳米氧化钛，改性蜡粉一种或多种组合。无机助剂能够屏蔽紫外线，纳米微粒之间的尺寸与光波相当或更小，由于尺寸效应导致使导带及价带的间隔增加，故光吸收显著增强。
26.可选的，所述改性可膨胀微球包含丙烯酸，甲基丙烯酸，偏氯乙烯，丙烯腈，甲基丙烯腈，n，n
‑
二甲基丙烯酰胺中的一种或多种组合。改性可膨胀微球，通过表面接枝的基团与主体树脂相容，稳定分散在涂料中，在受到90
‑
170oc热固化时，体积膨胀至原来的3
‑
6倍，增加涂层的厚度；中空结构的回弹性，可以吸收撞击在涂层表面的外力，减少涂层的磨损。
27.可选的，所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种组合。溶剂能很好地将有机反应物溶解，形成均相体系，使反应顺利进行。
28.进一步，见图1，本发明还提供了一种涂料的制备方法，包括：制备分散浆，即将分散剂、无机助剂、改性可膨胀微球、溶剂分散均匀；将主体树脂、流平剂、附着力促进剂、紫外助剂混合分散；加入分散浆并高速分散，形成涂料半成品；向涂料半成品中加入聚异氰酸酯固化剂；以及搅拌均匀并调粘，得到所述外层透明涂料。
29.具体的，涂料的制备方法如下：(1)制备分散浆：将溶剂和分散剂混合并搅拌均匀，依次少量多次加入无机助剂、改性可膨胀微球；粉料加入过程中，搅拌机转速升高至2000
‑
3000转/min并保持30
‑
60min，
使粉料分散均匀。
30.(2)制备涂料半成品：将主体树脂、流平剂、pet附着力促进剂、紫外助剂混合并高速分散，再加入(1)中制备的分散浆，高速分散60
‑
120min，即为涂料半成品；(3)涂料成品：向涂料半成品中加入聚异氰酸酯固化剂，搅拌均匀并调粘，即为涂料。
31.进一步，见图2，本发明的涂料涂覆在基材上的结构示意图，包括：基材、基材表面的透明涂层。
32.可选的，所述基材例如但不限于pet，pet单涂品即为基材内侧已涂覆内层涂料的pet。
33.进一步，所述涂层适于通过如前所述的涂料涂覆形成；所述主体树脂与聚异氰酸酯固化剂受热交联固化，以形成网状结构；以及所述促进剂与基材、固化剂之间形成稳定的化学键。
34.实施例1实施例2
实施例3实施例4
实施例1,2,3搅拌转速2000转/min，搅拌时间60min；烘箱最高温度170℃，烘烤时间1.5min；pet表面达因值48。
35.pet单涂品耐磨性能测试以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。