CN112961597A

CN112961597A - 一种光固化快速修补涂料及其应用

Info

Publication number: CN112961597A
Application number: CN202110171583.4A
Authority: CN
Inventors: 刘源; 夏修旸; 王向前; 陈洪野; 吴小平
Original assignee: Suzhou Cybrid Application Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Cybrid Application Technology Co ltd
Priority date: 2021-02-08
Filing date: 2021-02-08
Publication date: 2021-06-15

Abstract

本发明公开了一种光固化快速修补涂料及其应用。为了解决现有光固化修补涂料短时间内仅达到表干，形成的修补涂料层的硬度及性能不能满足太阳能电池组件使用需求，完全固化前需要静置很长一段时间的缺点，本发明的光固化快速修补涂料，按质量百分比计，所述光固化快速修补涂料包括30％～60％的光固化树脂、20％～45％的活性稀释剂、10％～25％的填料、1％～10％的光引发剂、1％～10％的助剂。本发明的光固化快速修补涂料，固化方法简单，短时间内即可完全固化形成硬度高、耐候性好的修补涂层，可以提高太阳能电池组件的修复效率，延长太阳能电池组件的使用寿命，具有应用价值，值得推广使用。

Description

一种光固化快速修补涂料及其应用

技术领域

本发明具体涉及一种光固化快速修补涂料及其应用。

背景技术

随着煤炭、石油等不可再生能源的日渐枯竭，人们对清洁能源的需求越来越大，太阳能作为一种清洁能源应用越来越广泛。然而随着电站的运营，太阳能电池背板、支架等金属结构件长期受到水汽、酸雨、盐雾、风沙、紫外线等各种不良环境的侵蚀，太阳能电池背板会产生破损，金属结构件会产生锈蚀。如何对这些不良缺陷进行修复，而不影响太阳能电池组件的使用寿命是当前急需解决的问题。

目前，对太阳能电池组件的修补方案，主要有两种，第一种是以压敏胶为黏合剂的修补背板，通过覆盖，粘贴在太阳能电池背板不良缺陷处，实现修复，该方案施工不便，成本较高，并且不适用于对金属结构件的维修；第二种是通过喷涂一层热固化的氟碳树脂涂层，涂覆于太阳能背板不良缺陷处，实现修复，该方案施工便捷，但喷涂的热固型涂料大多需要1-7天的干燥时间，期间该涂层容易受到二次破坏，产生缺陷，因此也并没有得到大量推广使用。

CN107779015A公开了一种光伏背板修补涂料及修补方法与应用，采用氟碳树脂、有机硅预聚体、环氧树脂，无机填料，助剂制备的修补涂料，需要用吹风机进行干燥60s，从其成分可以看出，该涂料是热固性涂料，吹风机干燥60s只是涂层表干，后续还需要常温干燥较长时间才能确保涂层充分固化，后续干燥过程中，易受到雨水，风沙等外部不良环境的侵蚀，造成涂层破坏，影响修复效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种极短时间内即可完全固化，且固化后的修补涂层硬度高、耐候性好的光固化快速修补涂料。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明第一方面提供一种光固化快速修补涂料，按质量百分比计，所述光固化快速修补涂料包括30％～60％的光固化树脂、20％～45％的活性稀释剂、10％～25％的填料、1％～10％的光引发剂、1％～10％的助剂。

具体地，所述光固化树脂选自丙烯酸树酯、聚氨酯改性丙烯酸树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、聚酯改性丙烯酸树脂、氟改性丙烯酸树脂、环氧改性丙烯酸树脂、醇酸树脂改性有机硅树脂、不饱和聚酯树脂中的一种或多种，具体地，所述活性稀释剂选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异葵酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸苯乙氧基酯、异冰片基丙烯酸酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、十三烷基丙烯酸酯、十八烷基丙烯酸酯、乙烯基吡咯烷酮、己二醇二丙烯酸酯、二缩丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季四戊醇三丙烯酸酯、二季四戊醇五丙烯酸酯、二季四戊醇六丙烯酸酯、乙烯基醚单体中的一种或多种。

优选地，按质量百分比计，所述光固化快速修补涂料由30％～60％的光固化树脂、20％～45％的活性稀释剂、10％～25％的填料、1％～10％的光引发剂、1％～10％的助剂组成。

进一步优选地，按质量百分比计，所述光固化快速修补涂料由40％～55％的光固化树脂、20％～35％的活性稀释剂、10％～25％的活性稀释剂、3％～7％的填料、3％～7％的光引发剂、以及1％～10％的助剂组成。

优选地，所述光固化树脂至少包括聚氨酯改性丙烯酸树脂、环氧改性丙烯酸树脂、以及聚酯改性丙烯酸树脂。

进一步优选地，所述聚氨酯改性丙烯酸树脂选自帝斯曼NeoRad U-25-20D和/或三本科技PUA2602。

进一步优选地，所述环氧改性丙烯酸树脂选自帝斯曼AgiSyn 1010和/或三本科技EA1208W。

进一步优选地，所述聚酯改性丙烯酸树脂选自帝斯曼AgiSyn 720和/或三本科技PEA3202。

进一步优选地，所述聚氨酯改性丙烯酸树脂、所述环氧改性丙烯酸树脂、所述聚酯改性丙烯酸树脂的质量比为1～6:1:1～4，更优选为3～5:1:2～3。

优选地，所述活性稀释剂至少包括甲基丙烯酸羟乙酯、己二醇二丙烯酸酯、以及三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

进一步优选地，所述甲基丙烯酸羟乙酯、所述己二醇二丙烯酸酯、所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的质量比为1:2～5:2～5。

进一步优选地，所述活性稀释剂由甲基丙烯酸羟乙酯、己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，以及选择性添加的季四戊醇三丙烯酸酯和/或二季四戊醇六丙烯酸酯组成。

优选地，所述光引发剂选自光引发剂-1173、光引发剂-184、光引发剂-819、光引发剂-907、光引发剂-1110、光引发剂-TPO中的一种或多种。

优选地，所述填料选自二氧化钛、氧化锌、碳酸钙、硫酸钡、云母、二氧化硅中的一种或多种。

优选地，所述助剂选自分散剂、润湿分散剂、流平剂、消泡剂、光稳定剂和防沉剂中的一种或多种。

具体地，所述分散剂选自丙烯酸酯高分子型分散剂、聚氨酯高分子型分散剂、聚酯高分子分散剂、可控自由基技术型分散剂中的一种或多种。

具体地，所述润是分散剂选自润湿分散剂德国毕克的BYK-163、德国巴斯夫的EfkaPU 4063、Efka PU 4061、Efka PU 4320中的一种或多种。

具体地，所述流平剂选自德国毕克的BYK-333、德国巴斯夫的Efka 3777、Efka3600中的一种或多种。

具体地，所述消泡剂选自德国毕克的BYK-067A、BYK-055、BYK-077中的一种或多种。

具体地，所述光稳定剂选自德国巴斯夫的Tinuvin 123、Tinuvin 292、Tinuvin400、中的一种或多种。

具体地，所述防沉剂选自德国毕克的BYK-410、BYK-411、BYK-420中的一种或多种。

本发明第二方面还提供一种所述的光固化快速修补涂料的制备方法，将所述光固化树脂、所述活性稀释剂、所述填料以及所述助剂混合反应1～4h，经磨砂机研磨，再加入所述光引发剂，混合均匀后即得所述光固化快速修补涂料。

本发明第三方面还提供一种所述的光固化快速修补涂料在太阳能电池组件的修补中的应用，所述光固化快速修补涂料用于修补太阳能电池组件的背板和/或金属结构件。

本发明第四方面提供一种太阳能电池组件的背板和/或金属结构件的快速修补方法，所述快速修补方法如下：

将所述的光固化快速修补涂料涂覆于背板和/或金属结构件的缺陷处，经UV固化，辐照能量为500～1500MJ/cm²。

根据具体实施方式，涂覆前先将太阳能电池背板或金属结构件的表面清理干净。

本发明提供的修补涂料可通过刮涂，喷涂，滚筒刷涂等涂布方式涂覆于太阳能电池背板和/或金属结构件的缺陷处。

本发明提供的修补涂料完全固化所需辐照能量最少为500MJ/cm²，，修补处涂料层即刻具有较高硬度，不需后期静置等待完全固化，实现对太阳能电池背板及金属结构件的快速修复，高效防止因背板及金属结构件的缺陷导致的太阳能电池组件使用问题，延长使用寿命。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的光固化快速修补涂料，固化方法简单，短时间内即可完全固化形成硬度高、耐候性好的修补涂层，可以提高太阳能电池组件的修复效率，延长太阳能电池组件的使用寿命，具有应用价值，值得推广使用。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列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，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

本实施例提供一种光固化快速修补涂料，按重量计，包含以下组分：

光固化快速修补涂料制备方法：

步骤一：将上述树脂，活性稀释剂，填料及助剂混合，先高速搅拌1～4h，再用砂磨机研磨1～4次得分散液。

步骤二：向步骤一制得的分散液中加入光引发剂，高速搅拌0.5-1h，得到分散均匀、细度合格的光固化快速修补涂料。

实施例2

光固化快速修补涂料制备方法同实施例1。

实施例3

光固化快速修补涂料制备方法同实施例1。

对比例1

如CN 109867996 A提供的光伏背板用单组分修补涂料，按重量计，包含以下组分：

对比例2

如CN 107779015 B实施例1提供的光伏背板用修补涂料，按重量计，包含以下组分：

表一是实施例1至3和对比例1至2的修补涂料的固化条件、基本性能和耐候性测试结果。

表一

测试方法及评价方法如下：

1.附着力测试(百格测试)：

按照ASTM D3359将涂覆面划格后，使用3M胶带与涂层面180°撕离，观察表面漆膜的完整性，重复3次。

2.表面硬度测试(划伤硬度)：

按照ASTM D3363以45°倾角，载荷1kg，使用6H到6B的铅笔在涂层表面画1/4英寸的笔记，观察涂层面是否有划痕，重复3次。

3.按照GB/T7921-2008，进行UV老化测试，记录UV辐照能量300KWh后，涂层b值的变化量。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种光固化快速修补涂料，其特征在于，按质量百分比计，所述光固化快速修补涂料包括30％～60％的光固化树脂、20％～45％的活性稀释剂、10％～25％的填料、1％～10％的光引发剂、1％～10％的助剂，

所述光固化树脂选自丙烯酸树酯、聚氨酯改性丙烯酸树脂、有机硅改性丙烯酸树脂、聚酯改性丙烯酸树脂、氟改性丙烯酸树脂、环氧改性丙烯酸树脂、醇酸树脂改性有机硅树脂、不饱和聚酯树脂中的一种或多种，

所述活性稀释剂选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异葵酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸苯乙氧基酯、异冰片基丙烯酸酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、十三烷基丙烯酸酯、十八烷基丙烯酸酯、乙烯基吡咯烷酮、己二醇二丙烯酸酯、二缩丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季四戊醇三丙烯酸酯、二季四戊醇五丙烯酸酯、二季四戊醇六丙烯酸酯、乙烯基醚单体中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的光固化快速修补涂料，其特征在于，按质量百分比计，所述光固化快速修补涂料由30％～60％的光固化树脂、20％～45％的活性稀释剂、10％～25％的填料、1％～10％的光引发剂、1％～10％的助剂组成。

3.根据权利要求1或2所述的光固化快速修补涂料，其特征在于，所述光固化树脂至少包括聚氨酯改性丙烯酸树脂、环氧改性丙烯酸树脂、以及聚酯改性丙烯酸酯树脂。

4.根据权利要求3所述的光固化快速修补涂料，其特征在于，所述聚氨酯改性丙烯酸树脂、所述环氧改性丙烯酸树脂、所述聚酯改性丙烯酸酯树脂的质量比为1～6:1:1～4。

5.根据权利要求1或2所述的光固化快速修补涂料，其特征在于，所述活性稀释剂至少包括甲基丙烯酸羟乙酯、己二醇二丙烯酸酯、以及三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。

6.根据权利要求1所述的光固化快速修补涂料，其特征在于，所述光引发剂选自光引发剂-1173、光引发剂-184、光引发剂-819、光引发剂-907、光引发剂-1110、光引发剂-TPO中的一种或多种，

所述填料选自二氧化钛、氧化锌、碳酸钙、硫酸钡、云母、二氧化硅中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的光固化快速修补涂料，其特征在于，所述助剂选自分散剂、润湿分散剂、流平剂、消泡剂、光稳定剂和防沉剂中的一种或多种。

8.一种如权利要求1至7中任一项所述的光固化快速修补涂料的制备方法，其特征在于，将所述光固化树脂、所述活性稀释剂、所述填料以及所述助剂混合反应1～4h，经磨砂机研磨，再加入所述光引发剂，混合均匀后即得所述光固化快速修补涂料。

9.一种如权利要求1至7中任一项所述的光固化快速修补涂料在太阳能电池组件的修补中的应用，其特征在于，所述光固化快速修补涂料用于修补太阳能电池组件的背板和/或金属结构件。

10.一种太阳能电池组件的背板和/或金属结构件的快速修补方法，其特征在于，所述快速修补方法如下：

将权利要求1至7中任一项所述的光固化快速修补涂料涂覆于背板和/或金属结构件的缺陷处，经UV固化，辐照能量为500～1500MJ/cm²。