CN104356849A - 一种太阳能电池背板涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池背板涂料及其制备方法，涂料包括以下组分：间苯二酚甲醛树脂，粘土粉，癸二酸铵，蜡石粉，硼硅玻璃粉，氧化铝，甲基磺酸酯，丙烯酸，硼酸乙酯，三乙胺，甲基丙烯酸甲酯，偶氮二甲基戊腈，氧化锌，水。制备方法为将间苯二酚甲醛树脂、粘土粉、蜡石粉、硼硅玻璃粉、氧化铝、甲基磺酸酯、硼酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、氧化锌和水加到研磨机中，研磨至混合液粒径为300μm以下然后转加入到反应釜中，在氨气氛围的条件下加入癸二酸铵和丙烯酸，加热反应后在真空条件下加入三乙胺和偶氮二甲基戊腈，真空加热反应得到太阳能电池背板涂料。本发明提供的涂料具有良好的附着力、快速固化能力、耐高温、耐水以及耐盐雾性能。

Description

一种太阳能电池背板涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池材料领域，具体涉及一种太阳能电池背板涂料及其制备方法。
背景技术
太阳能光伏发电技术日益成熟，据欧洲光伏产业协会EPIA预测，太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。太阳能电池背板是太阳能光伏电池结构中的重要组成部分，对太阳能光伏电池起着绝缘及保护作用。
目前市场上的太阳能电池背板种类繁多，设计年限一般为25年，有的为40年甚至更久。国际上的主流背板可以分为薄膜复合型和涂料复合型两种类型。目前整个全球市场的太阳能电池背板仍是以氟薄膜复合型太阳能电池背板为主，这也就造成了国内主要太阳能模组厂家使用的背板绝大部分依靠进口，造成市场价格高，技术为外国企业所垄断的现象。另外，随着环境要求的提高，太阳能电池背板的回收也受到了人们的重视，无氟太阳能电池背板的研究也日益活跃。
目前太阳能电池背板涂料也有相关应用，主要用于防护作用以及可以提高背板的反射率，但是现在用的涂料本身的物化性能欠佳，固化速度慢，同时耐高温/耐盐雾以及耐水性能较差，不能适应背板的长期自然环境中使用的要求，因此需要开发一种物化性能优异，同时能够与背板材料很好匹配的涂料。
发明内容
本发明的目的在于为了克服以上现有技术的不足而提供一种太阳能电池背板涂料及其制备方法，使得涂料具有良好的附着力、快速固化能力、耐高温、耐水以及耐盐雾性能。
本发明是通过以下技术手段实现的：
一种太阳能电池背板涂料，以重量组分计包括：间苯二酚甲醛树脂10-20份，粘土粉8-15份，癸二酸铵2-5份，蜡石粉5-10份，硼硅玻璃粉1-6份，氧化铝6-10份，甲基磺酸酯3-5份，丙烯酸3-8份，硼酸乙酯3-10份，三乙胺2-6份，甲基丙烯酸甲酯5-10份，偶氮二甲基戊腈2-6份，氧化锌1-4份，水20-30份。
所述的太阳能电池背板涂料，可以优选为以重量组分计包括：间苯二酚甲醛树脂15-18份，粘土粉10-12份，癸二酸铵3-5份，蜡石粉7-9份，硼硅玻璃粉3-5份，氧化铝7-9份，甲基磺酸酯4-5份，丙烯酸5-7份，硼酸乙酯6-9份，三乙胺3-5份，甲基丙烯酸甲酯7-10份，偶氮二甲基戊腈3-5份，氧化锌2-4份，水23-27份。
所述的太阳能电池背板涂料，氧化铝的粒径可以为100-200μm。
所述的太阳能电池背板涂料，氧化锌的粒径可以为100-200μm。
所述的太阳能电池背板涂料，硼硅玻璃粉的粒径可以为300-500nm。
以上任一项所述的太阳能电池背板涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照重量份称取各组分；
步骤二，将间苯二酚甲醛树脂、粘土粉、蜡石粉、硼硅玻璃粉、氧化铝、甲基磺酸酯、硼酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、氧化锌和水加入到研磨机中，研磨至混合液粒径为300μm以下，出料；
步骤三，将步骤二制备得到的混合液加入到反应釜中，在氨气氛围的条件下加热至70-80℃，在搅拌的状态下加入癸二酸铵和丙烯酸，搅拌反应40-50分钟，得到反应物一；
步骤四，将反应物一加热至50-60℃，在真空条件下加入三乙胺和偶氮二甲基戊腈，搅拌反应后得到太阳能电池背板涂料。
所述的太阳能电池背板涂料的制备方法，步骤三中搅拌反应的转速可以为80-100转/分钟。
所述的太阳能电池背板涂料的制备方法，步骤四中真空条件的真空度可以为0.02-0.06MPa。
所述的太阳能电池背板涂料的制备方法，步骤四中搅拌反应的条件可以为搅拌速度120-150转/分钟，搅拌时间150-180分钟。
本发明提供的太阳能电池背板涂料具有良好的各项性能，其中附着力达到了5.2MPa以上，完全干燥时间达到了78min以内，耐高温性达到了300℃不裂纹，不脱落，耐水性达到了72h无破坏，耐湿热性达到了800h以上，耐中性盐雾性能达到了1200h以上，击穿电压强度达到了25KV以上，具有良好的附着力、快速固化能力、耐高温、耐水以及耐盐雾性能。
具体实施方式
实施例1
一种太阳能电池背板涂料，以重量组分计包括：间苯二酚甲醛树脂10份，粘土粉8份，癸二酸铵2份，蜡石粉5份，硼硅玻璃粉1份，氧化铝6份，甲基磺酸酯3份，丙烯酸3份，硼酸乙酯3份，三乙胺2份，甲基丙烯酸甲酯5份，偶氮二甲基戊腈2份，氧化锌1份，水20份。
以上组分中，氧化铝的粒径为100μm，氧化锌的粒径为100μm，硼硅玻璃粉的粒径为300nm。
所述的太阳能电池背板涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照重量份称取各组分；
步骤二，将间苯二酚甲醛树脂、粘土粉、蜡石粉、硼硅玻璃粉、氧化铝、甲基磺酸酯、硼酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、氧化锌和水加入到研磨机中，研磨至混合液粒径为300μm以下，出料；
步骤三，将步骤二制备得到的混合液加入到反应釜中，在氨气氛围的条件下加热至70℃，在搅拌的状态下加入癸二酸铵和丙烯酸，搅拌反应40分钟，搅拌反应的转速为80转/分钟，得到反应物一；
步骤四，将反应物一加热至50℃，在真空度为0.02MPa的条件下加入三乙胺和偶氮二甲基戊腈，搅拌反应后得到太阳能电池背板涂料，其中搅拌反应的搅拌速度为120转/分钟，搅拌时间150分钟。
实施例2
一种太阳能电池背板涂料，以重量组分计包括：间苯二酚甲醛树脂15份，粘土粉10份，癸二酸铵3份，蜡石粉7份，硼硅玻璃粉3份，氧化铝7份，甲基磺酸酯4份，丙烯酸5份，硼酸乙酯6份，三乙胺3份，甲基丙烯酸甲酯7份，偶氮二甲基戊腈3份，氧化锌2份，水23份。
以上组分中，氧化铝的粒径为130μm，氧化锌的粒径为150μm，硼硅玻璃粉的粒径为380nm。
所述的太阳能电池背板涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照重量份称取各组分；
步骤二，将间苯二酚甲醛树脂、粘土粉、蜡石粉、硼硅玻璃粉、氧化铝、甲基磺酸酯、硼酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、氧化锌和水加入到研磨机中，研磨至混合液粒径为300μm以下，出料；
步骤三，将步骤二制备得到的混合液加入到反应釜中，在氨气氛围的条件下加热至73℃，在搅拌的状态下加入癸二酸铵和丙烯酸，搅拌反应42分钟，搅拌反应的转速为85转/分钟，得到反应物一；
步骤四，将反应物一加热至52℃，在真空度为0.03MPa的条件下加入三乙胺和偶氮二甲基戊腈，搅拌反应后得到太阳能电池背板涂料，其中搅拌反应的搅拌速度为128转/分钟，搅拌时间155分钟。
实施例3
一种太阳能电池背板涂料，以重量组分计包括：间苯二酚甲醛树脂17份，粘土粉11份，癸二酸铵4份，蜡石粉8份，硼硅玻璃粉4份，氧化铝8份，甲基磺酸酯5份，丙烯酸6份，硼酸乙酯8份，三乙胺4份，甲基丙烯酸甲酯8份，偶氮二甲基戊腈4份，氧化锌3份，水26份。
以上组分中，氧化铝的粒径为180μm，氧化锌的粒径为160μm，硼硅玻璃粉的粒径为360nm。
所述的太阳能电池背板涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照重量份称取各组分；
步骤二，将间苯二酚甲醛树脂、粘土粉、蜡石粉、硼硅玻璃粉、氧化铝、甲基磺酸酯、硼酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、氧化锌和水加入到研磨机中，研磨至混合液粒径为300μm以下，出料；
步骤三，将步骤二制备得到的混合液加入到反应釜中，在氨气氛围的条件下加热至78℃，在搅拌的状态下加入癸二酸铵和丙烯酸，搅拌反应46分钟，搅拌反应的转速为90转/分钟，得到反应物一；
步骤四，将反应物一加热至56℃，在真空度为0.04MPa的条件下加入三乙胺和偶氮二甲基戊腈，搅拌反应后得到太阳能电池背板涂料，其中搅拌反应的搅拌速度为135转/分钟，搅拌时间170分钟。
实施例4
一种太阳能电池背板涂料，以重量组分计包括：间苯二酚甲醛树脂18份，粘土粉12份，癸二酸铵5份，蜡石粉9份，硼硅玻璃粉5份，氧化铝9份，甲基磺酸酯5份，丙烯酸7份，硼酸乙酯9份，三乙胺5份，甲基丙烯酸甲酯10份，偶氮二甲基戊腈5份，氧化锌4份，水27份。
以上组分中，氧化铝的粒径为200μm，氧化锌的粒径为180μm，硼硅玻璃粉的粒径为400nm。
所述的太阳能电池背板涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照重量份称取各组分；
步骤二，将间苯二酚甲醛树脂、粘土粉、蜡石粉、硼硅玻璃粉、氧化铝、甲基磺酸酯、硼酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、氧化锌和水加入到研磨机中，研磨至混合液粒径为300μm以下，出料；
步骤三，将步骤二制备得到的混合液加入到反应釜中，在氨气氛围的条件下加热至80℃，在搅拌的状态下加入癸二酸铵和丙烯酸，搅拌反应40-50分钟，搅拌反应的转速为95转/分钟，得到反应物一；
步骤四，将反应物一加热至60℃，在真空度为0.05MPa的条件下加入三乙胺和偶氮二甲基戊腈，搅拌反应后得到太阳能电池背板涂料，其中搅拌反应的搅拌速度为140转/分钟，搅拌时间170分钟。
实施例5
一种太阳能电池背板涂料，以重量组分计包括：间苯二酚甲醛树脂20份，粘土粉15份，癸二酸铵5份，蜡石粉10份，硼硅玻璃粉6份，氧化铝10份，甲基磺酸酯5份，丙烯酸8份，硼酸乙酯10份，三乙胺6份，甲基丙烯酸甲酯10份，偶氮二甲基戊腈6份，氧化锌4份，水30份。
以上组分中，氧化铝的粒径为200μm，氧化锌的粒径为200μm，硼硅玻璃粉的粒径为500nm。
所述的太阳能电池背板涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照重量份称取各组分；
步骤二，将间苯二酚甲醛树脂、粘土粉、蜡石粉、硼硅玻璃粉、氧化铝、甲基磺酸酯、硼酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、氧化锌和水加入到研磨机中，研磨至混合液粒径为300μm以下，出料；
步骤三，将步骤二制备得到的混合液加入到反应釜中，在氨气氛围的条件下加热至80℃，在搅拌的状态下加入癸二酸铵和丙烯酸，搅拌反应50分钟，搅拌反应的转速为100转/分钟，得到反应物一；
步骤四，将反应物一加热至60℃，在真空度为0.06MPa的条件下加入三乙胺和偶氮二甲基戊腈，搅拌反应后得到太阳能电池背板涂料，其中搅拌反应的搅拌速度为150转/分钟，搅拌时间180分钟。
对以上实施例制备得到的太阳能电池背板涂料进行性能测试，其中涂料涂膜厚度为50-60μm，结果如下：
从以上试验结果可以看出，本发明提供的太阳能电池背板涂料具有良好的各项性能，其中附着力达到了5.2MPa以上，完全干燥时间达到了78min以内，耐高温性达到了300℃不裂纹，不脱落，耐水性达到了72h无破坏，耐湿热性达到了800h以上，耐中性盐雾性能达到了1200h以上，击穿电压强度达到了25KV以上，具有良好的附着力、快速固化能力、耐高温、耐水以及耐盐雾性能。

Claims (9)

1.一种太阳能电池背板涂料，其特征在于，以重量组分计包括：间苯二酚甲醛树脂10-20份，粘土粉8-15份，癸二酸铵2-5份，蜡石粉5-10份，硼硅玻璃粉1-6份，氧化铝6-10份，甲基磺酸酯3-5份，丙烯酸3-8份，硼酸乙酯3-10份，三乙胺2-6份，甲基丙烯酸甲酯5-10份，偶氮二甲基戊腈2-6份，氧化锌1-4份，水20-30份。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池背板涂料，其特征在于，以重量组分计包括：间苯二酚甲醛树脂15-18份，粘土粉10-12份，癸二酸铵3-5份，蜡石粉7-9份，硼硅玻璃粉3-5份，氧化铝7-9份，甲基磺酸酯4-5份，丙烯酸5-7份，硼酸乙酯6-9份，三乙胺3-5份，甲基丙烯酸甲酯7-10份，偶氮二甲基戊腈3-5份，氧化锌2-4份，水23-27份。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池背板涂料，其特征在于，氧化铝的粒径为100-200μm。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池背板涂料，其特征在于，氧化锌的粒径为100-200μm。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池背板涂料，其特征在于，硼硅玻璃粉的粒径为300-500nm。
6.权利要求1-5任一项所述的太阳能电池背板涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按照重量份称取各组分；
步骤二，将间苯二酚甲醛树脂、粘土粉、蜡石粉、硼硅玻璃粉、氧化铝、甲基磺酸酯、硼酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、氧化锌和水加入到研磨机中，研磨至混合液粒径为300μm以下，出料；
步骤三，将步骤二制备得到的混合液加入到反应釜中，在氨气氛围的条件下加热至70-80℃，在搅拌的状态下加入癸二酸铵和丙烯酸，搅拌反应40-50分钟，得到反应物一；
步骤四，将反应物一加热至50-60℃，在真空条件下加入三乙胺和偶氮二甲基戊腈，搅拌反应后得到太阳能电池背板涂料。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池背板涂料的制备方法，其特征在于，步骤三中搅拌反应的转速为80-100转/分钟。
8.根据权利要求6所述的太阳能电池背板涂料的制备方法，其特征在于，步骤四中真空条件的真空度为0.02-0.06MPa。
9.根据权利要求6所述的太阳能电池背板涂料的制备方法，其特征在于，步骤四中搅拌反应的条件为搅拌速度120-150转/分钟，搅拌时间150-180分钟。
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