CN115806757A - 黑色高反射氟碳双组份涂料、制备及其在光伏板上的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及氟碳双组份涂料技术领域，特别涉及一种黑色高反射氟碳双组份涂料、制备及其在光伏板上的应用。按以下质量百分比计，由A组份和B组份组成，其中A组份为黑色涂料，B组份为异氰酸酯固化剂；A组份配比：FEVE氟碳树脂40‑45％；溶剂15‑20％；深绿色金属氧化物混相颜料30‑35％；高耐候性红色颜料2‑4％；偶联剂0.5‑1％；分散剂0.3‑0.5％；流平剂0.3‑0.5％；消泡剂0.2‑0.3％；防沉剂0.5‑1％；B组份配比：异氰酸酯固化剂55‑65％；溶剂35‑45％；催干剂0.02‑0.04％。在保持氟碳涂料颜色为黑色(380nm‑760nm可见光区域L，a，b值基本一致)的前提下，提高近红外区域(760nm‑1200nm)的反射率。2)解决有机黑色颜料渗色、迁移性问题。

Description

黑色高反射氟碳双组份涂料、制备及其在光伏板上的应用

技术领域

本发明涉及氟碳双组份涂料技术领域，特别涉及一种黑色高反射氟碳双组份涂料、制备及其在光伏板上的应用。

背景技术

光伏背板是太阳能电池组件中一个重要的组成部分，光伏背板与太阳能硅晶片通过EVA胶牢固粘结成一体，起到保护电池的作用，因此必须密封、绝缘、防水、耐老化，用来增强光伏组件的耐老化、耐腐蚀性能，延长光伏组件的使用寿命。

根据科学研究表明，太阳光辐射能量主要分布为紫外区域(波长＜380nm)占比约7％，可见光区域(波长380nm-760nm)占比约50％，红外区域(波长＞760nm)占比约43％，其中太阳光辐射能量密集区域为可见光区域和近红外区域(380nm-1200nm)，总能量密度占总太阳能辐射的90％以上，目前绝大多数的光伏背板颜色为纯白色，白色的光伏背板与黑色的太阳能硅晶片之间的颜色反差太大，容易反光造成光污染，不适合某些特定的场合，而使用黑色的光伏背板与全黑色光伏硅晶片和组件能达到最佳色彩描配，主要应用于屋顶和立面的分布式光伏***。

目前光伏背板上使用的黑色氟碳涂层主要使用铜铬黑、铁铬黑等无机金属混相颜料，具有优异的耐户外老化性能、耐光性、耐高温性、无渗色、无迁移性，但由于其黑色颜料固有的对太阳光高吸收低反射性，在太阳辐射强烈时容易引起背板升温剧烈而导致背板背面控制器中电子元器件的热失控风险。有人采用有机高反射黑色颜料P32黑色代替铜铬黑、铁铬黑颜料，此有机黑色颜料在近红外区域具有高反射性能，能有效降低黑色背板的温度，但其在户外耐老化性能测试中，发现颜料有渗色和迁移性，颜料迁移到和其粘结在一起的EVA胶中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种黑色高反射氟碳双组份涂料、制备及其在光伏板上的应用，1)在保持氟碳涂料颜色为黑色(380nm-760nm可见光区域L，a，b值基本一致)的前提下，提高近红外区域(760nm-1200nm)的反射率。2)解决有机黑色颜料渗色、迁移性问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种黑色高反射氟碳双组份涂料，按以下质量百分比计，由A组份和B组份组成，其中A组份为黑色涂料，B组份为异氰酸酯固化剂；

A组份配比：FEVE氟碳树脂40-45％；溶剂15-20％；深绿色金属氧化物混相颜料30-35％；高耐候性红色颜料2-4％；偶联剂0.5-1％；分散剂0.3-0.5％；流平剂0.3-0.5％；消泡剂0.2-0.3％；防沉剂0.5-1％；

B组份配比：异氰酸酯固化剂55-65％；溶剂35-45％；催干剂0.02-0.04％。

优选的，所述FEVE氟碳树脂为溶剂型聚醚型氟碳树脂，主要由三氟氯乙烯或四氟乙烯与其他乙烯基醚类单体共聚的无规共聚物，氟含量≥25％，固体含量≥50％，液体树脂羟基含量为25±3mgkoH/g，酸值1.5±0.5mgkoH/g。

优选的，所述溶剂为醋酸丁酯，丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯中一种或几种的混合物组合。

优选的，所述深绿色金属氧化物混相颜料为氧化钴、二氧化硅、氧化铝或氧化锌多种金属氧化物经过高温烧结固化反应而生成的具有环保无毒耐高温的高性能无机颜料。

优选的，所述高耐候性红色颜料为苝艳紫红、122喹吖啶酮红一种或二种的混合物。

优选的，所述偶联剂为有机硅烷类偶联剂，所述分散剂为多元羟酸聚合物与聚硅氧烷共聚物溶液，所述流平剂为丙烯酸酯类共聚物溶液，所述消泡剂为氟改性有机硅类共聚物溶液，所述防沉剂为聚酰胺蜡类防沉剂。

优选的，所述异氰酸固化剂为二异氰酸酯或多异氰酸酯的三聚体，所述催干剂为二月桂酸二丁基锡(T-12)。

本发明还提供了如下技术方案：一种黑色高反射氟碳双组份涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)涂料A组份制备：按A组份配方量准备原材料，将FEVE氟碳树脂加入容器，在转速为600r/min慢速搅拌的情况下分别加入防沉剂、消泡剂、分散剂、偶联剂、溶剂，分散均匀后再加入高耐候性红色颜料、深绿色金属氧化物混相颜料，搅拌混合均匀后用砂磨机研磨至细度≤10μm，出料作为A组份备用；

(2)涂料B组份制备：按B组份配方量准备原材料，在异氰酸酯固化剂中加入溶剂和催干剂，搅拌均匀后得涂料B组份备用。

本发明还提供了如下技术方案：一种黑色高反射氟碳双组份涂料在光伏板上的应用，该黑色光伏背板由所述黑色高反射氟碳双组份涂料涂覆在光伏背板基材两面而制成。

优选的，所述黑色光伏背板的制备包括如下步骤：

(1)准备所述黑色高反射氟碳双组份涂料A组份、B组份；

(2)光伏背板基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)；

(3)将A组份和B组份按质量比8～10:1混合均匀，然后刮涂在光伏背板基材上，通过60～150℃的温度梯度隧道烘箱强制干燥固化，经冷却后收卷；

(4)光伏背板基材一面涂覆完成后，按上述同样操作步骤再刮涂另外一面，完成后即得双面涂覆的黑色光伏背板。

本发明的黑色高反射氟碳涂层与现有的黑色涂层相比，在保留原有黑色涂层颜色外观、物理机械性能、环境适应性能的前提下，本发明具有如下有益效果：

(1)实现了黑色氟碳涂层在近红外波段(760nm-1200nm)的高反射率，近红外反射因素＞60，远超过现有涂层≤20的近红外反射因素，可以有效减少黑色涂层在太阳辐射下近红外波段的吸收率，降低表面温度。

(2)本发明的黑色高反射涂层和采用高反射有机黑色颜料的黑色涂层相比，近红外反射因数差距不大，但解决了该涂层经人工加速老化后涂层与EVA胶渗色、颜料迁移性问题。

附图说明

图1是本发明实施例1-3和对比例1-2的光谱反射曲线图；图中①表示实施例1、②表示实施例2、③表示实施例3、④表示对比例1、⑤表示对比例2。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例1：

本实施例提供一种黑色高反射氟碳双组份涂料，采用的原料及配方参见表1，其中FEVE氟碳树脂采用上海东氟化工科技有限公司JF-3X树脂；溶剂为醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯按1:1:3质量份混合物；深绿色金属氧化物混相颜料采用美国薛特的410深绿；红色高耐候性颜料采用科莱恩苝艳紫红L3920以及科莱恩122喹吖啶酮红；偶联剂为Kh550有机硅烷；分散剂为BYK公司BYK-P-104s；流平剂为BYK公司BYK358N；消泡剂为BYK公司BYK066N；异氰酸酯固化剂为科思创HDI三聚体N3390；催干剂为二月桂酸二丁基锡，供应商为江苏润丰合成科技有限公司；防沉剂为海名斯229聚酰胺蜡。

本实施例中，A组份的制备：按表1的配方准备原材料，将氟碳树脂加入容器，在慢速搅拌(600r/min)情况下分别加入防沉剂、消泡剂、流平剂、分散剂、偶联剂、溶剂，分散均匀后再加入高耐候性红色颜料、深绿色金属氧化物混相颜料，搅拌均匀后用砂磨机研磨至细度≤10μm，出料作为A组份备用。本实施例中B组份的制备：按表1的配方，在异氰酸酯固化剂N3390加入溶剂和催干剂，搅拌均匀后得涂料B组份备用。

本实施例中黑色光伏背板制备方法包括以下步骤：

(1)准备以上高反射氟碳双组份涂料A组份和B组份；

(2)背板基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)；

(3)将A组份和B组份按质量比10:1混合均匀，然后刮涂在背板基材上，控制湿膜厚度约10μm，干膜厚度约5μm，通过60℃～150℃的温度梯度隧道烘箱强制干燥固化，冷却后收卷。

光伏背板一面涂覆完成后，按上述同样操作步骤再刮涂另一面，完成后即得双面涂覆的黑色光伏背板。

实施例2：

本实施例提供一种黑色高反射氟碳双组份涂料，采用的原料及配方参见表1。深绿色金属氧化物混相颜料采用江阴爱帝达6214-3；红色耐候性颜料采用江阴爱帝达179紫红、爱帝达122-003紫红；

本实施例其他原材料和涂料的制备方法、黑色光伏背板制备方法同实施例1。

实施例3：

本实施例提供一种黑色高反射氟碳双组份涂料，采用的原料及配方参见表1。深绿色金属氧化物混相颜料采用上海言颂YS418；红色高耐候性颜料采用江阴爱帝达122-004紫红。

本实施例其他原材料和涂料的制备方法、黑色光伏背板制备方法同实施例1。

对比例1：

本对比例提供一种黑色氟碳双组份涂料，采用的原料及配方参见表1。本对比例的颜料和实施例1、2、3不同，采用目前市场上常规的铁铬黑颜料。

本对比例其他原材料和涂料的制备方法、黑色光伏背板制备方法同实施例1。

对比例2：

本对比例提供一种黑色氟碳双组份涂料，采用的原料及配方参见表1。本对比例的颜料和案例1、2、3不同，采用有机黑色高反射P32黑色颜料。

本对比例其他原材料和涂料的制备方法同实施例1、黑色光伏背板制备中A组份：B组份为8:1，其他制备方法同实施例1。

表1：实施例1-3和对比例1-2的原料配方表

表2：实施例1-3和对比例1-2的黑色光伏背板进行相关项目的性能测试表

由上述实施例和对比例的测试数据表明，涂层颜色基本一致为黑色(L值的范围为26±1，a值的范围为0±1，b值的范围为0±1)，实施例1、2、3的近红外反射因素＞60，涂层不渗色、不迁移，达到本发明的目的。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种黑色高反射氟碳双组份涂料，其特征在于，按以下质量百分比计，由A组份和B组份组成，其中A组份为黑色涂料，B组份为异氰酸酯固化剂；

A组份配比：FEVE氟碳树脂40-45％；溶剂15-20％；深绿色金属氧化物混相颜料30-35％；高耐候性红色颜料2-4％；偶联剂0.5-1％；分散剂0.3-0.5％；流平剂0.3-0.5％；消泡剂0.2-0.3％；防沉剂0.5-1％；

B组份配比：异氰酸酯固化剂55-65％；溶剂35-45％；催干剂0.02-0.04％。

2.如权利要求1所述的一种黑色高反射氟碳双组份涂料，其特征在于，所述FEVE氟碳树脂为溶剂型聚醚型氟碳树脂，主要由三氟氯乙烯或四氟乙烯与其他乙烯基醚类单体共聚的无规共聚物，氟含量≥25％，固体含量≥50％，液体树脂羟基含量为25±3mgkoH/g，酸值1.5±0.5mgkoH/g。

3.如权利要求1所述的一种黑色高反射氟碳双组份涂料，其特征在于，所述溶剂为醋酸丁酯，丙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯中一种或几种的混合物组合。

4.如权利要求1所述的一种黑色高反射氟碳双组份涂料，其特征在于，所述深绿色金属氧化物混相颜料为氧化钴、二氧化硅、氧化铝或氧化锌多种金属氧化物经过高温烧结固化反应而生成的具有环保无毒耐高温的高性能无机颜料。

5.如权利要求1所述的一种黑色高反射氟碳双组份涂料，其特征在于，所述高耐候性红色颜料为苝艳紫红、122喹吖啶酮红一种或二种的混合物。

6.如权利要求1所述的一种黑色高反射氟碳双组份涂料，其特征在于，所述偶联剂为有机硅烷类偶联剂，所述分散剂为多元羟酸聚合物与聚硅氧烷共聚物溶液，所述流平剂为丙烯酸酯类共聚物溶液，所述消泡剂为氟改性有机硅类共聚物溶液，所述防沉剂为聚酰胺蜡类防沉剂。

7.如权利要求1所述的一种黑色高反射氟碳双组份涂料，其特征在于，所述异氰酸固化剂为二异氰酸酯或多异氰酸酯的三聚体，所述催干剂为二月桂酸二丁基锡(T-12)。

8.如权利要求1-7任一项所述的一种黑色高反射氟碳双组份涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)涂料A组份制备：按A组份配方量准备原材料，将FEVE氟碳树脂加入容器，在转速为600r/min慢速搅拌的情况下分别加入防沉剂、消泡剂、分散剂、偶联剂、溶剂，分散均匀后再加入高耐候性红色颜料、深绿色金属氧化物混相颜料，搅拌混合均匀后用砂磨机研磨至细度≤10μm，出料作为A组份备用；

(2)涂料B组份制备：按B组份配方量准备原材料，在异氰酸酯固化剂中加入溶剂和催干剂，搅拌均匀后得涂料B组份备用。

9.如权利要求1-7任一项所述的一种黑色高反射氟碳双组份涂料在光伏板上的应用，其特征在于，该黑色光伏背板由所述黑色高反射氟碳双组份涂料涂覆在光伏背板基材两面而制成。

10.如权利要求9所述的一种黑色高反射氟碳双组份涂料在光伏板上的应用，其特征在于，所述黑色光伏背板的制备包括如下步骤：

(1)准备所述黑色高反射氟碳双组份涂料A组份、B组份；

(2)光伏背板基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)；

(3)将A组份和B组份按质量比8～10:1混合均匀，然后刮涂在光伏背板基材上，通过60～150℃的温度梯度隧道烘箱强制干燥固化，经冷却后收卷；

(4)光伏背板基材一面涂覆完成后，按上述同样操作步骤再刮涂另外一面，完成后即得双面涂覆的黑色光伏背板。

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