一种高粘结性氟碳涂料及用图

一种高粘结性氟碳涂料及用图
【专利摘要】本发明公开了一种高粘结性氟碳涂料，作为太阳能电池背板的粘结层。所述氟碳涂料由甲、乙两组份组成混合而成，其中甲组份含有异氰酸酯固化剂作为交联剂；乙组份包括氟碳树脂、改性聚烯烃、经功能偶联剂改性的无机填料A。本发明中功能偶联剂处理的无机填料在粘结层与EVA界面处起到“桥梁”的作用，有效地提高了涂层与EVA之间的粘结力；同时粘结层引入的改性聚烯烃与电晕处理过的表面含有极性基团的聚酯支撑体显现出优异的密接性。本发明所制备的氟碳涂料粘结层能够同时兼顾与封装材料和聚酯支撑体的粘结性，与封装材料的剥离强度高，附着力好，且在湿热、光环境下具有粘结耐久性和优异耐候性，并可低成本制备。
【专利说明】
-种高粘结性氣碳涂料及用途
技术领域
[0001] 本发明设及一种涂料，尤其设及一种适用于制备涂覆型太阳能电池背板，用于改 善封装材料与背板之间的粘合性的氣碳涂料。
【背景技术】
[0002] 太阳能的应用主要是通过太阳能电池组件将其转换为电能加 W利用，发电时不排 出二氧化碳且环境负担小的发电方式，是绿色能源的代表。目前，常规太阳能电池组件中太 阳电池单元被夹在太阳光入射侧的正面玻璃与安置在相反侧(背面侧)的所谓的背板之间， 其中，在正面玻璃与太阳电池单元之间及太阳电池单元与背板之间，分别利用封装材料(通 常为乙締-乙酸乙締醋共聚物化VA)树脂)进行密封。为了达到太阳能电池组件25年的使用 寿命，重要的是保护太阳电池单元及密封材料不受风雨、湿气、高溫、沙尘等影响，因此要求 背板具有长期耐久性及其与EVA间具有高的密封性。
[0003] 聚醋膜W其优异的耐热性、机械特性及耐化学药品性，且在成本方面是有利的，通 常被选作背板的支撑体，然而由于聚醋支撑体与封装材料EVA的成分不同，因此难W将两者 直接粘结，需要通过中间粘结层将两者接合。封装材料和背板之间的粘合性包括聚醋支撑 体与粘结层之间的界面和粘结层与封装材料之间的界面运两个界面，因此保证组件密封性 需要同时提高运两个界面性能。目前背板的主流产品有复合型(ΤΡΤ、ΚΡΚ)及涂覆型，由于复 合型背板制造成本高，且氣膜作为粘结层除了与EVA的粘结性差外，还有通过胶水与聚醋支 撑体进行粘结经湿热处理后易出现老化剥离。
[0004] 专利CN105097971 A通过功能偶联剂的加入使氣碳树脂与封装材料中的EVA具有 良好的粘结性，此专利所述的氣碳涂料除了功能偶联剂外只有氣碳树脂与固化剂，不能够 保证内涂层的反射率，且经高溫高湿老化处理后的黄变较大、附着力差，同时其所述固化剂 含有芳香族异氯酸醋，进一步加大黄变，影响背板耐候性与外观。专利JP-A号2006-152013 和JP-A号2003-060218中所述的技术能够改善密封材料和背板之间的初始粘合性，但在相 对高溫高湿的环境中，耐久性差。专利CN 102792462 A使用聚締控、聚醋、丙締酸类聚合物 及聚氨醋作为粘合剂，添加无机细粒组成粘接层涂覆在聚醋支撑体表面，提高了背板与密 封材料在湿热环境中的耐久性，但是其所述的粘合剂耐候性不佳，老化后黄变严重，不能满 足背板在室外25年的使用寿命。专利CN 105102228 A通过在聚醋支撑体上设置层叠膜，所 述层叠膜为两层结构，第一层为乙締与（甲基)丙締酸醋及酸酢的共聚物的改性聚締控树 月旨，第二层为締控系树脂，有效的兼具了对EVA的粘结性与对聚醋支撑体的附着性，但是其 制作工艺复杂，要求高，所述层叠膜厚低至0.05μπι，工业化生产存在一定挑战。
[0005] 鉴于W上情况，提供一种与封装材料具有优良粘结性的同时，还具有与聚醋支撑 体附着性优良的粘结层变得重要，特别地，此粘结层不仅在常溫常压下是优异的，且在湿 热、光环境中具有粘结耐久性和优异耐候性，并可W低成本制备，对于太阳能电池组件的保 护尤为重要。

【发明内容】

[0006] 本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种高粘结性氣碳涂料。
[0007] 本发明的目的是通过W下技术方案来实现的：一种高粘结性氣碳涂料，其由甲、乙 两组份组成;所述甲组份为交联剂，包括40~65重量份的异氯酸醋固化剂与35~60重量份 的无水稀释剂A;所述乙组份含有35~50重量份的氣碳树脂，2~15重量份的改性聚締控，5 ~25重量份经功能偶联剂改性的无机填料A，15~35重量份的无水稀释剂B;使用时，将甲组 份和乙组份按甲组份中的异氯酸醋基与乙组份中的径基的物质的量之比为0.4~1.5混合， 即得高粘结性氣碳涂料。
[000引进一步地，所述乙组份还可包括0~15氣碳树脂、0.1~2重量份催化剂、0~20重量 份无机填料B、0~0.5重量份流平剂和0.2~2重量份润湿分散剂的一种或多种；
[0009] 所述催化剂为金属化合物催化剂；
[0010] 所述无机填料B为金红石型铁白粉；
[0011] 所述润湿分散剂由含酸性基团的共聚体溶液、多元胺的嵌段共聚物溶液、丙締酸 嵌段共聚物类、高度枝化结构聚醋类、径基官能团簇酸醋类中的一种或多种按任意配比混 合组成；
[0012] 所述无水稀释剂A、无水稀释剂B各自独立为下列一种或两种W上按任意配比的混 合:C7~CIO的芳香控、C3~C8的醋类化合物、C1~巧的醇类化合物、C2~C6的酬类化合物。
[0013] 进一步地，所述乙组份通过W下方法制备得到：称取无水稀释剂B倒入砂磨机中， 1500-350化pm转速下揽拌下向稀释剂B中依次加入氣碳树脂，改性聚締控，无机填料A，预分 散后，娠磨至颗粒细度《5微米;再加入聚醋树脂、润湿分散剂、催化剂、流平剂、无机填料B 中的一种或多种，机械混合均匀，加无水稀释剂B调整粘度至500~2000m化· S，过滤，存放 于干燥密封容器中待用。
[0014] 进一步地，所述甲组份中的异氯酸醋基(NC0)与乙组份中的径基(0H)的物质的量 之比优选为0.5~1.2,更优选为0.8~1.0。
[0015] 进一步地，所述异氯酸醋固化剂为脂肪族异氯酸醋;所述氣碳树脂由溶剂可溶型 的偏氣乙締型、Ξ氣氯乙締型、四氣乙締型氣碳树脂的一种或两种按任意配比混合组成， 氣碳树脂的径值为45~60mgK0H/g，酸值为2~12mgK0H/g，固含量>50 %，氣含量为20wt % ~30wt% ;
[0016] 进一步地，所述改性聚締控含量优选为氣碳树脂的5%~30%，更为优选为10%~ 25%，可W为接枝化聚締控、醋类改性聚締控、端径基聚締控，包括低密度聚乙締与丙締酸 醋与马来酸酢的Ξ元共聚物、乙締-(甲基)丙締酸醋-顺下締二酸酢共聚物、乙締-丙締-(甲 基)丙締酸醋-顺下締二酸酢共聚物、端径基聚下二締、氨化端径基聚下二締、马来酸酢接枝 聚下二締、马来酸酢接枝聚丙締、乙締-丙締-下締-(甲基)丙締酸醋-顺下締二酸酢共聚物， 其中最为优选为乙締-(甲基)丙締酸醋-顺下締二酸酢共聚物。
[0017]进一步地，所述无机填料A经功能偶联剂处理，无机填料A由二氧化娃、碳酸巧、碳 酸儀、氧化锋、氧化侣、滑石粉、蜡粉、高岭±、白刚玉、硫酸领、陶瓷微粉、炭黑中的一种或者 多种按任意配比混合组成;所述功能型偶联剂由铁酸醋偶联剂、侣酸醋偶联剂、氣硅烷改性 偶联剂、错酸醋偶联剂、侣-错酸醋偶联剂及侣-铁复合偶联剂中的一种或多种按任意配比 混合组成；
[0018] 进一步地，所述功能偶联剂处理具体为:首先将100重量份的无机填料A加入到30 ~80重量份的无水稀释剂A或B中，在30°C~50°C溫度下超声分散0.化~化，分散均匀后，再 加入0.1~10重量份的功能偶联剂，再在50°C~60°C下超声处理比~化，得到偶联剂处理的 无机填料A;功能偶联剂的用量优选0.3~5重量份。
[0019] -种上述高粘结性氣碳涂料在太阳能组件上的的用途，该用途具体为:将氣碳涂 料涂布聚醋支撑体上，制备高粘结性背板;再将高粘结性背板与封装材料进行层压;所述聚 醋支撑体的平均厚度为50~300μπι，簇基含量为0.5当量Λ至35当量Λ，为聚对苯二甲酸乙 二醇醋(PET)、聚糞二甲酸乙二醇醋(PEN)、聚对苯二甲酸下二醇醋(ΡΒΤ)、聚对苯二甲酸丙 二醇醋(PTT)构成的单层或多层薄膜;所述封装材料为乙締-乙酸乙締醋共聚物化VA)。
[0020] 进一步地，所述聚醋支撑体在涂覆氣碳涂料前进行表面处理，所述表面处理选自 电晕处理、火焰处理、低压等离子体处理、大气压等离子体处理、紫外线处理等;优选电晕处 理，所述电晕处理时间为0.5s~100s;所述涂布方式选自刷涂、浸涂、滚涂、喷涂;涂料厚度 为3~30皿，固化溫度为150°C~200°C，固化时间Imin至15min。
[0021] 本发明的有益效果是:本发明提供一种高粘结性氣碳涂料，作为太阳能电池板的 粘结层，粘结层中功能偶联剂处理的无机填料表面含有与氣碳树脂中活性官能团发生化学 反应的基团，同时可W与在层压过程中EVA产生的自由基反应形成化学键，在界面起到"桥 梁"的作用，有效的提高了涂层与EVA之间的粘结力，宏观上表现为高的剥离强度。同时PET 经处理后，表面含有大量的径基、簇基，固化过程中与甲组份中的交联剂反应，形成化学键 键接，提高粘结层与聚醋支撑体的粘附性，同时电晕处理过的表面含有极性基团的聚醋支 撑体与改性聚締控显现出优异的密接性，宏观表现为良好的附着力。本发明所制备的氣碳 涂料粘结层能够同时兼顾与封装材料和聚醋支撑体的粘结性，与封装材料的剥离强度高， 附着力高，且在湿热、光环境下具有粘结耐久性和优异耐候性，并可低成本制备。
【具体实施方式】
[0022] W下对本发明进行详细地说明，其中，本说明书中使用"~"表示的数值范围是指 包含"~"前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围，且只要没有特别指出，所出现的 "份"及"％"是W质量为基准。
[0023] 本发明高粘结性氣碳涂料，由甲、乙两组份组成;所述甲组份为粘结层的交联剂， 由40~65重量份的异氯酸醋固化剂与35~60重量份的无水稀释剂A混合均匀制备而成，存 放于干燥密封容器中待用;所述乙组份至少含有35~50重量份的氣碳树脂，2~15重量份的 改性聚締控，5~25重量份功能偶联剂改性的无机填料A，15~35重量份的无水稀释剂B。
[0024] 为进一步提高粘结层的粘结性能，提高甲乙两组分的反应速率，增加涂层的遮盖 力及改善涂料的综合性能，根据需要所述乙组份还可包括0~15氣碳树脂、0.1~2重量份催 化剂、0~20重量份无机填料B、0~0.5重量份流平剂、0.2~2重量份润湿分散剂，特别的优 选为至少包含催化剂，润湿分散剂。
[0025] 所述乙组份的制备步骤为:称取15~35重量份无水稀释剂B倒入砂磨机中，低速揽 拌下向稀释剂B中依次加入35~50重量份氣碳树脂，2~15重量份的改性聚締控，0.2~2重 量份润湿分散剂，5~25重量份的无机填料A，预分散后，娠磨至颗粒细度《5微米，根据需要 涂料组合物中可W使用任选的添加剂，尽管不是必须的，运样的添加剂包括0.1~2重量份 催化剂、0~0.5重量份流平剂、0~15聚醋树脂、0~20重量份无机填料B，机械混合均匀，根 据需要加适量无水稀释剂A调整粘度至500~2000m化· S，过滤，制得甲组份，存放于干燥 密封容器中待用。
[0026] 所述高粘结性氣碳涂料是按照甲组份中的异氯酸醋基(NC0)与乙组份中的径基 (0H)的物质的量之比为0.4~1.5 (优选0.5~1.2，更优选0.8~1.0)，将甲组份和乙组份进 行配比，机械混合均匀，制得混合涂料，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀涂覆在聚醋 支撑体上，固化后得到所述高粘结性背板。
[0027] 所述甲组份中异氯酸醋基(NC0)的量可根据异氯酸醋固化剂的用量计算得到，异 氯酸醋固化剂固含量一般标示于商品包装上，或可自行检测。
[0028] 所述乙组份中径基(0H)的量可根据乙组份中含有的氣碳树脂中的径值计算得到， 氣碳树脂的径值同样为商品标识的参数，或可自行检测。
[0029] 所述异氯酸醋固化剂为不泛黄、保光泽的脂肪族异氯酸醋，优选异佛尔酬二异氯 酸醋（IPDI)S聚体、异佛尔酬二异氯酸醋（IPDI)加成物、六亚甲基二异氯酸醋化DI)缩二 脈、六亚甲基二异氯酸醋化DI)加成物的一种或两种W上的混合物。
[0030] 所述氣碳树脂为氣締控和烷基乙締基酸或烷基乙締基醋共聚而成的氣碳树脂 (FEVE)。适用本发明的氣碳树脂为溶剂可溶型偏氣乙締型、Ξ氣氯乙締型、四氣乙締型氣碳 树脂的一种或两种的混合物，优选的氣碳树脂的径值为45~60mgK0H/g，酸值为2~ 12m巧OH/g，固含量> 50 %，氣含量为20 %~30 %。
[0031] 所述改性聚締控可W为可W为接枝化聚締控、醋类改性聚締控、端径基聚締控，包 括包括低密度聚乙締与丙締酸醋与马来酸酢的Ξ元共聚物、乙締-(甲基)丙締酸醋-顺下締 二酸酢共聚物、乙締-丙締-(甲基)丙締酸醋-顺下締二酸酢共聚物、端径基聚下二締、氨化 端径基聚下二締、马来酸酢接枝聚下二締、马来酸酢接枝聚丙締、乙締-丙締-下締-(甲基） 丙締酸醋-顺下締二酸酢共聚物，其中最为优选为乙締-(甲基)丙締酸醋-顺下締二酸酢共 聚物，共聚物的形态可W为无轨共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物等的任一种，就容易获得 的方面而言，优选为无规共聚物、接枝共聚物。
[0032] 所述改性聚締控的含量优选为氣碳树脂的5%~30%，更为优选为10%~25%，含 量大于5%可W确保粘结层对于EVA的粘结性，若是含量小于30%，则可W获得作为目标耐 候性的提高效果。
[0033] 与乙组份进一步并用的是交联剂的催化剂，通过含有交联剂的催化剂，可促进主 体树脂与固化剂的反应，实现耐溶剂性的提高，而且，交联良好的进行，可进一步改善粘结 层的强度、尺寸稳定性，由此可改善粘结层的密接性。
[0034] 所述催化剂为金属化合物催化剂，具体的可W为下列中的一种或两种W上的混合 物:异辛酸锋、辛酸亚锡、二月桂酸二辛基锡、氧化单下基锡、单下基Ξ异辛酸锡、二月桂酸 二下基锡等。
[0035] 所述稀释剂A或稀释剂B可改进涂层附着力及最终涂层性能，适用本发明的稀释剂 A或稀释剂B各自独立为下列一种或两种W上的混合:C7~CIO的芳香控，C3~C8的醋类化合 物，C1~巧的醇类化合物，C2~C6的酬类化合物。进一步，所述稀释剂A或稀释剂B各自独立 为下列一种或两种W上的混合：甲苯、二甲苯、醋酸正下醋、丙二醇甲酸醋酸醋、乙酸乙醋、 乙酸下醋、乙二醇、甲醇、正下醇、下酬、甲乙酬、环己酬;更优选为下列一种或两种w上的混 合：甲苯、二甲苯、乙酸乙醋、乙酸下醋、丙二醇甲酸醋酸醋、下酬。
[0036] 所述润湿分散剂为含酸性基团的共聚体溶液、多元胺的嵌段共聚物溶液、丙締酸 嵌段共聚物类、高度枝化结构聚醋类、径基官能团簇酸醋类中的一种或两种W上混合物。
[0037] 所述流平剂为聚酸硅氧烷共聚物类、反应性聚酸改性氣硅氧烷类、聚酸改性聚有 机硅氧烷类、聚丙締酸醋类中的一种或两种混合物。
[0038] 进一步，所述粘结层包含至少一种功能偶联剂改性的无机填料A。
[0039] 所述无机填料A包括二氧化娃、碳酸巧、碳酸儀、氧化锋、氧化侣、滑石粉、蜡粉、高 岭±、白刚玉、硫酸领、陶瓷微粉、炭黑，此处选择炭黑作为无机填料，可使太阳能背板具有 隐蔽性，其中，从当暴露于热和潮湿气氛时的粘附性降低的角度考虑，优选滑石粉和蜡粉； 所述无机填料A的粒径为0.1~扣m，优选为0.5~3μπι，当粒径在此范围内，可W获得更满意 的易粘附性。
[0040] 所述无机填料A经功能偶联剂处理。
[0041] 所述功能型偶联剂为铁酸醋偶联剂、侣酸醋偶联剂、氣硅烷改性偶联剂、错酸醋偶 联剂、侣-错酸醋偶联剂及侣-铁复合偶联剂中的一种或几种。
[0042] 所述功能偶联剂处理无机填料A的方法为：首先将100重量份的无机填料A加入到 30~80重量份的无水稀释剂A或B中，在30°C~50°C溫度下超声分散0.化~化分散均匀后， 再缓慢加入0.1~10重量份的功能偶联剂，再在50°C~60°C下超声处理1~化，得到偶联剂 处理的无机填料A。
[0043] 所述功能型偶联剂占为无机填料重量份的0.1%~10%，优选0.3%~5%，若添加 量低于0.1 %，不能保证无机填料处理完全，起不到很好的粘结作用，若添加量大于10%，残 留的功能偶联剂将会减低粘结涂层与基材的附着力，表现在于EVA封装胶膜进行剥离实验 时粘结涂层残留在EVA封装胶膜上，在上述范围内的偶联剂用量，能显著提高氣碳树脂与 EVA封装胶膜之间的剥离力，无需对固化好的粘结层做后续处理，在保证高粘结性的前提 下，简化了制备工艺。
[0044] 基于粘结层乙组份的含量，所述无机填料A的含量在15~50%范围内，如果无机填 料的含量小于15%，则当暴漏于热和潮湿气氛中不能保持满意的粘附性，如果含量大于 50 %时，粘结层表面状态会变差，优选在20~40 %范围内。
[0045] 所述无机填料B为二氧化铁，二氧化铁的结晶系中有金红石型、锐铁矿型、板铁矿 型，基于粘结层反射率，长期高溫高湿实验及UV老化实验下的耐候性的要求，优选金红石型 铁白粉，同时可提高涂层对聚醋支持体的遮盖力并进一步改善与临界的其他层的密接性。
[0046] 所述甲组份中异氯酸醋基团与乙组份中径基的摩尔比为0.4~1.5，优选0.5~ 1.2,最优选0.8~1.0,若异氯酸醋基团和径基的摩尔比低于0.4,氣碳树脂中的径基反应不 完全，导致粘结涂层的交联密度低，粘结涂层的成膜性能较差，降低背板的耐湿热老化性 能;若异氯酸醋基团与径基的摩尔比高于1.5,则未反应的异氯酸醋会与空气中的水分发生 反应，导致粘结涂层固化交联密度高，粘结涂层较硬，导致粘结层在聚醋支撑体上的附着 力降低。
[0047] 本发明还设及氣碳涂料在光伏组件背板上的应用，具体的，氣碳涂料可W涂覆聚 醋支撑体上。
[004引所述聚醋支撑体可W是聚对苯二甲酸乙二醇醋（PET)、聚糞二甲酸乙二醇醋 (PEN)、聚对苯二甲酸下二醇醋(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇醋(PTT)等构成的单层或多层薄 膜，从热稳定性、成本等评价，优选聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)，根据用途不同可W选择不 同厚度不同颜色的聚醋支撑体;所述聚醋支撑体表面张力大于lOdyn/cm，簇基含量为0.5当 量/t至35当量/t。
[0049] 所述聚醋支撑体的平均厚度为50~300μπι，厚度大于50μπι，对于背板的机械强度、 绝缘性及耐高压性能方面是有利的，出于成本考虑厚度应小于300μπι，特别是聚醋支撑体具 有随着厚度增加而耐水解性会变差，从而耐久性在长期使用期间降低，因此聚醋支撑体的 平均膜厚优选为300ymW下。
[0050] 所述聚醋支撑体在涂覆前进行电晕处理、火焰处理、低压等离子体处理、大气压等 离子体处理或紫外线处理等表面处理，增加表面极性，电晕处理增加表面功能基团（-OH、- C00H)含量，经涂覆后，固化过程中与甲组份中的交联剂反应，形成化学键键接，提高粘结层 与聚醋支撑体的粘附性，同时电晕处理过的表面含有极性基团的聚醋支撑体与改性聚締控 显现出优异的密接性。
[0化1] 所述电晕处理时间优选为0.5s~100s，更优选为1~50s，在处理时间不足0.5s的 情况下，存在接着性改良效果不充分的情况，相反若超过100s，则存在产生被处理膜变形或 者着色问题。
[0052]所述涂布方式采用公知的涂布方式，包括刷涂、浸涂、滚涂、喷涂等。当施涂和固化 时，典型的本发明的涂料组合物的厚度为3~30μπι，当粘结层的厚度大于3WI1时，粘结涂层可 充分获得耐久性、耐候性的提高，保证涂层反射率，及粘结层与聚醋支撑体和EVA的粘结性， 当粘结层的厚度小于30WI1时，可控制成本增加，抑制面状的劣化，保证粘附性，优选的膜厚 为5μηι~25μηι范围内。
[0化3]所述粘结层的固化条件为：固化溫度可调，一般150°C~200°C，并且优选160°C~ 190°C ;固化时间可变，典型地是Imin至15min，并优选2min至lOmin。
[0054] 本发明还包括所述高粘结性背板在太阳能组件上的应用，与封装材料进行层压而 成。
[0055] 所述封装材料为乙締 -乙酸乙締醋共聚物化VA)树脂。
[0056] W下结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围不限于运些 具体的实施方式和实施例的内容，且所述基材也不限于聚对苯二甲酸乙二醇醋。
[0化7]实施例1:
[0化引甲组份制备：将55g(155.81mmol NC0基团）异佛尔酬二异氯酸醋（IPDI)S聚体 Z4470BA(NC0含量为37.5%，德国拜耳)与20g无水二甲苯(杭州化学试剂有限公司）和25g无 水乙酸下醋(杭州化学试剂有限公司）混合均匀，过滤，制成甲组份，存放于干燥的密封罐中 待用。
[0059]乙组份制备:将15g下酬(杭州化学试剂有限公司)置于容器中，低速揽拌下依次加 入50g(49. Immo 1 0H基团）氣碳树脂ZHM-2 (东氣化工），2g改性聚締控CHEMIPEA化S (商品名， 由Mitsui化emicals，Inc.制造），0.65g润湿分散剂BYK-163(德国比克化学有限公司），15g 铁白粉(上海鸿运源化工有限公司）及5g铁酸醋偶联剂处理的碳酸巧(上海鸿运源化工有限 公司）预分散之后用砂磨机进行研磨，至颗粒细度《5微米，补加0.?流平剂BYK310(德国比 克化学有限公司），〇.lg催化剂异辛酸锋(泰兴市盛凌有限公司），混合均匀后，调整粘度，过 滤，制得乙组分颜浆，存放于干燥的密封罐中待用。
[0060] 一种太阳能电池背板用氣碳涂层制备:将甲、乙两组分按NC0/0H的摩尔比为1.2: 1.0进行混合，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀涂覆在已经清洁电晕的PET聚醋支撑 体上，在170°C固化5min，得到20皿厚粘结层太阳能组件用背板，记作S1。
[0061] 实施例2:
[0062] 甲组份制备：将50g( 233.5mmolNC0基团）六亚甲基二异氯酸醋Ξ聚体固化剂HT- 90BS(NC0含量为19.6%，万华化学集团股份有限公司）与20邑无水甲苯(杭州化学试剂有限 公司）和30g无水乙酸乙醋(杭州化学试剂有限公司）混合均匀，过滤，制成甲组份，存放于干 燥的密封罐中待用。
[0063] 乙组份制备：将lOg乙酸乙醋（杭州化学试剂有限公司）和25g丙二醇甲酸醋酸醋 (PMA)(昆山诚信化工)置于容器中，低速揽拌下依次加入35g(37.49mmol0H基团）氣碳树脂 GK570(日本大金），15g改性聚締控S-75N(由Mitsui化emicals，Inc.制造），3g氣碳树脂 DESM0P肥N1652(德国拜耳公司），1.2g润湿分散剂BYK-9010(德国比克化学有限公司），25g 氣硅烷偶联剂处理的BHS8860滑石粉(泉州旭丰粉体原料有限公司），预分散之后用砂磨机 进行研磨，至颗粒细度《5微米，补加0.地流平剂BYK310(德国比克化学有限公司），0.4始二 月桂酸二辛基锡催化剂（金田原料有限公司），混合均匀后，调整粘度，过滤，制得乙组分颜 浆，存放于干燥的密封罐中待用。
[0064] -种太阳能电池背板用氣碳涂层制备:将甲、乙两组分按NC0/0H的摩尔比为0.4: 1.0进行混合，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀涂覆在已经清洁电晕的PET聚醋支撑 体上，在145°C固化lOmin，得到10皿厚粘结层太阳能组件用背板，记作S2。
[00化]实施例3:
[0066] 甲组份制备：将40g(206.56mmol NC0基团）六亚甲基二异氯酸醋Ξ聚体固化剂 TKA100(旭化成化学株式会社)与20g无水二下酬(杭州化学试剂有限公司）和30g无水乙酸 下醋(杭州化学试剂有限公司）混合均匀，过滤，制成甲组份，存放于干燥的密封罐中待用。
[0067] 乙组份制备:将2：3g二甲苯(杭州化学试剂有限公司）置于容器中，低速揽拌下依次 加入40g(46.4mmol 0H基团)氣碳树脂L101 (万博涂料化工有限公司），2g改性聚締控海特克 化itech)S3121(东邦化学制造），15g氣碳树脂DESM0P肥N2200B(德国拜耳公司），2g润湿分 散剂BYK-9010(德国比克化学有限公司），1始错酸醋偶联剂处理的蜡粉PTFE0101 (南京天诗 蜡粉），预分散之后用砂磨机进行研磨，至颗粒细度《5微米，补加0.22g聚酸改性聚有机娃 氧烧类流平剂505(深圳市惟博化工有限公司），0.8?辛酸亚锡催化剂（南通遐选化工有限 公司），混合均匀后，调整粘度，过滤，制得乙组分颜浆，存放于干燥的密封罐中待用。
[006引一种太阳能电池背板用氣碳涂层制备:将甲、乙两组分按NC0/0H的摩尔比为0.9: 1.0进行混合，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀涂覆在已经清洁电晕的PET聚醋支撑 体上，在155°C固化8min，得到15皿厚粘结层太阳能组件用背板，记作S3。
[0069] 实施例4:
[0070] 甲组份制备:将60g(228.6mmol NC0基团）六亚甲基二异氯酸醋加成物固化剂HXT (日本聚氨醋工业株式会社)与15g无水二甲苯(杭州化学试剂有限公司）和25g无水下酬(杭 州化学试剂有限公司)混合均匀，过滤，制成甲组份，存放于干燥的密封罐中待用。
[0071] 乙组份制备:将20g丙二醇甲酸醋酸醋(杭州化学试剂有限公司）置于容器中，低速 揽拌下依次加入45g(48.15mmol0H基团））氣碳树脂SW-5570(上海圣威贸易有限公司），12g 端径基聚下二締(杭州天元化研所），5g氣碳树脂DESM0P肥N1652(德国拜耳公司），0.2g润湿 分散剂BYK-163(德国比克化学有限公司），5g侣-错酸醋偶联剂处理的炭黑（东竞市巨泰化 工有限公司），预分散之后用砂磨机进行研磨，至颗粒细度《5微米，补加0.：3g流平剂BYK310 (德国比克化学有限公司），0.8?辛酸亚锡催化剂(南通遐选化工有限公司），混合均匀后， 调整粘度，过滤，制得乙组分颜浆，存放于干燥的密封罐中待用。
[0072] 一种太阳能电池背板用氣碳涂层制备:将甲、乙两组分按NC0/0H的摩尔比为1.0: 1.0进行混合，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀涂覆在已经清洁电晕的PET聚醋支撑 体上，在175°C固化3.5min，得到12皿厚粘结层太阳能组件用背板，记作S4。
[0073] 实施例5:
[0074] 甲组份制备：将50g(141.65mmol NC0基团）异佛尔酬二异氯酸醋（IPDI)S聚体 Z4470BA (NC0含量为37.5%，德国拜耳)与30g无水二甲苯(杭州化学试剂有限公司）和20g 无水乙酸下醋(杭州化学试剂有限公司）混合均匀，过滤，制成甲组份，存放于干燥的密封罐 中待用。
[0075] 乙组份制备:将20g乙酸乙醋(杭州化学试剂有限公司）置于容器中，低速揽拌下依 次加入40g(42.8mmol0H基团））氣碳树脂SW-5570(上海圣威贸易有限公司），8g改性聚締控 阿罗贝斯(Arrowbase)SE-1013N(尤尼吉卡制造），4g氣碳树脂DESM0P肥N1652(德国拜耳公 司），〇.59g润湿分散剂BYK-163(德国比克化学有限公司），9g侣-铁复合偶联剂处理的陶瓷 微粉(河南星宇陶瓷微粉有限公司），6g铁白粉R790(杜邦公司），预分散之后用砂磨机进行 研磨，至颗粒细度《5微米，补加 0.地流平剂BYK310(德国比克化学有限公司），1.2?单下基 Ξ异辛酸锡催化剂(南通遐选化工有限公司），混合均匀后，调整粘度，过滤，制得乙组分颜 浆，存放于干燥的密封罐中待用。
[0076] 一种太阳能电池背板用氣碳涂层制备:将甲、乙两组分按NC0/0H的摩尔比为1.5: 1.0进行混合，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀涂覆在已经清洁电晕的PET聚醋支撑 体上，在165°C固化4min，得到15皿厚粘结层太阳能组件用背板，记作S5。
[0077] 实施例6:
[007引甲组份制备:将65g(247.65mmol NC0基团）六亚甲基二异氯酸醋加成物固化剂HXT (日本聚氨醋工业株式会社)与15g无水二甲苯(杭州化学试剂有限公司）和20g无水下酬(杭 州化学试剂有限公司)混合均匀，过滤，制成甲组份，存放于干燥的密封罐中待用。
[0079] 乙组份制备:将16乙酸乙醋（杭州化学试剂有限公司）与8g甲苯(杭州化学试剂有 限公司）置于容器中，低速揽拌下依次加入45g(48.21mmol0H基团）氣碳树脂GK570(日本大 金），8g改性聚締控阿罗贝斯（Arrowbase)SE-1013N(尤尼吉卡制造），12g氣碳树脂 DESM0P皿N2200B(德国拜耳公司），1.6始含酸性集团共聚物类分散剂BYK9076(德国毕克化 学公司），9g侣-铁复合偶联剂处理的二氧化娃（东竞市巨泰化工有限公司），9g铁白粉R793 (漂河兴茂铁业股份有限公司），预分散之后用砂磨机进行研磨，至颗粒细度《5微米，补加 0.22g流平剂BYK310(德国比克化学有限公司），0.1g二月桂酸二辛基锡催化剂(金田原料有 限公司），混合均匀后，调整粘度，过滤，制得乙组分颜浆，存放于干燥的密封罐中待用。
[0080] 一种太阳能电池背板用氣碳涂层制备:将甲、乙两组分按NC0/0H的摩尔比为0.9: 1.0进行混合，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀涂覆在已经清洁电晕的PET聚醋支撑 体上，在180°C固化2.5min，得到25皿厚粘结层太阳能组件用背板，记作S6。
[0081] 比较例1:
[0082] 甲组份制备:与实施例1相同；
[0083] 乙组份制备:与实施例1制作方法相同，制作原料不加入铁酸醋偶联剂处理的碳酸 巧；
[0084] -种太阳能电池背板用氣碳涂层制备:与实施例1相同，记作B1。
[0085] 比较例2:
[0086] 甲组份制备:与实施例4相同；
[0087] 乙组份制备:与实施例4制作方法相同，制作原料不加入端径基聚下二締；
[0088] -种太阳能电池背板用氣碳涂层制备:与实施例4相同，记作B2。
[0089] 比较例3:
[0090] 甲组份制备:与实施例5相同；
[0091] 乙组份制备：与实施例5制作方法相同，制作原料即不加入改性聚締控阿罗贝斯 (Arrowbase)SE-1013N，也不加入侣-铁复合偶联剂处理的陶瓷微粉；
[0092] -种太阳能电池背板用氣碳涂层制备:与实施例5相同，记作B3。
[0093] 对实施例1~6制得的高粘结性涂覆型背板W及比较例1~3制备的涂覆型背板进 行性能检测，评价结果列于表1。其中，剥离强度测试用组件，除了本发明提供的高粘结性涂 覆型背板外，还需用到其他材料，包含超白压花玻璃(南玻集团）、EVA胶膜F406、F806(杭州 福斯特光伏)进行复合层压。
[0094] 可用到的层压条件为：层压溫度140°C~165°C，抽真空2min~8min，层压时间为 8min~20min，制作组件;其中，为了方便对比测试，本发明使用相同的制备条件，具体为层 压溫度为150°C，抽真空3.5min，层压时间为lOmin。
[0095] 需要说明的是，通过上述实施例得到的涂料及涂覆型背板的各项相关性能指标是 经下述测试方法进行评价，。
[0096] 1、涂层硬度
[0097] 按照GB/T6739《涂膜硬度铅笔测定法》标准测试涂层的硬度:将铅笔W〇.5mm/s速 度在样品上水平移动3mm测定硬度，根据划痕，记录硬度数值。
[0098] 2、耐湿热老化性能
[0099] 按GB/T2423.3试验方法进行湿热老化试验。
[0100] 实验条件:+85 °C，相对湿度85 %。
[0101] 实验前后对试样附着力按照IS0-2409-2007标准进行测试;对试样黄变指数（Δ YI)按照国标GB2409-80《塑料黄色指数试验方法》进行测定。
[0102 ] 3、背板与EVA胶膜的剥离强度
[0103] 测试方法按照国家标准GB/T2790-1995《胶黏剂180°剥离强度实验方法晓性材料 对刚性材料》进行测试，记录剥离强度数值。
[0104] 表1:各实施例与比较例性能检测结果
[0105]
[0106] 比较表中数据可知，本发明所述的高粘结性氣碳涂料制备的涂覆型太阳能电池背 板，涂层硬度高，与封装材料的剥离强度高，经高溫高湿老化处理后2500h后仍保持80 % W 上的剥离强度，附着力在90%及W上，黄变指数（ΔΥΙ)在3W内。本发明所制备的氣碳涂料 粘结层能够同时兼顾与封装材料和聚醋支撑体的粘结性，且在湿热、光环境下具有粘结耐 久性和优异耐候性，并可低成本制备。
【主权项】
1. 一种高粘结性氟碳涂料，其特征在于，其由甲、乙两组份组成； 所述甲组份为交联剂，包括40~65重量份的异氰酸酯固化剂与35~60重量份的无水稀 释剂A; 所述乙组份含有35~50重量份的氟碳树脂，2~15重量份的改性聚烯烃，5~25重量份 经功能偶联剂改性的无机填料A，15~35重量份的无水稀释剂B; 使用时，将甲组份和乙组份按甲组份中的异氰酸酯基与乙组份中的羟基的物质的量之 比为0.4~1.5混合，即得高粘结性氟碳涂料。2. 如权利要求1所述的一种高粘结性氟碳涂料，其特征在于，所述乙组份还可包括0~ 15氟碳树脂、0.1~2重量份催化剂、0~20重量份无机填料B、0~0.5重量份流平剂和0.2~2 重量份润湿分散剂的一种或多种； 所述催化剂为金属化合物催化剂； 所述无机填料B为金红石型钛白粉； 所述润湿分散剂由含酸性基团的共聚体溶液、多元胺的嵌段共聚物溶液、丙烯酸嵌段 共聚物类、高度枝化结构聚酯类、羟基官能团羧酸酯类中的一种或多种按任意配比混合组 成； 所述无水稀释剂A、无水稀释剂B各自独立为下列一种或两种以上按任意配比的混合： C7~C10的芳香烃、C3~C8的酯类化合物、C1~C5的醇类化合物、C2~C6的酮类化合物。3. 如权利要求2所述的一种高粘结性氟碳涂料，其特征在于，所述乙组份通过以下方法 制备得到:称取无水稀释剂B倒入砂磨机中，1500-3500rpm转速下搅拌下向稀释剂B中依次 加入氟碳树脂，改性聚烯烃，无机填料A，预分散后，碾磨至颗粒细度< 5微米;再加入聚酯树 月旨、润湿分散剂、催化剂、流平剂、无机填料B中的一种或多种，机械混合均匀，加无水稀释剂 B调整粘度至500~2000m Pa · S，过滤，存放于干燥密封容器中待用。4. 如权利要求1所述的一种高粘结性氟碳涂料，其特征在于，所述甲组份中的异氰酸酯 基(NC0)与乙组份中的羟基(0H)的物质的量之比优选为0.5~1.2，更优选为0.8~1.0。5. 如权利要求1所述的一种高粘结性氟碳涂料，其特征在于，所述异氰酸酯固化剂为脂 肪族异氰酸酯;所述氟碳树脂由溶剂可溶型的偏氟乙烯型、三氟氯乙烯型、四氟乙烯型氟碳 树脂的一种或两种按任意配比混合组成，氟碳树脂的羟值为45~60mgK0H/g，酸值为2~ 12mgK0H/g，固含量彡50 %，氟含量为20wt %~30wt %。6. 如权利要求1~3所述的一种高粘结性氟碳涂料，其特征在于，所述改性聚烯烃含量 优选为氟碳树脂的5%~30%，更为优选为10%~25%，可以为接枝化聚烯烃、酯类改性聚 烯烃、端羟基聚烯烃，包括低密度聚乙烯与丙烯酸酯与马来酸酐的三元共聚物、乙烯-(甲 基)丙烯酸酯-顺丁烯二酸酐共聚物、乙烯-丙烯_(甲基)丙烯酸酯-顺丁烯二酸酐共聚物、端 羟基聚丁二烯、氢化端羟基聚丁二烯、马来酸酐接枝聚丁二烯、马来酸酐接枝聚丙烯、乙烯-丙烯-丁烯_(甲基）丙烯酸酯-顺丁烯二酸酐共聚物，其中最为优选为乙烯_(甲基）丙烯酸 酯-顺丁烯二酸酐共聚物。7. 如权利要求1~3所述的一种高粘结性氟碳涂料，其特征在于所述无机填料A经功能 偶联剂处理，所述无机填料A由二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、氧化锌、氧化铝、滑石粉、蜡粉、高 岭土、白刚玉、硫酸钡、陶瓷微粉、炭黑中的一种或者多种按任意配比混合组成； 所述功能型偶联剂由钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、氟硅烷改性偶联剂、锆酸酯偶联 剂、铝-锆酸酯偶联剂及铝-钛复合偶联剂中的一种或多种按任意配比混合组成。8. 如权利要求7所述的一种高粘结性氟碳涂料，其特征在于，所述功能偶联剂处理具体 为:首先将100重量份的无机填料A加入到30~80重量份的无水稀释剂A或B中，在30 °C~50 °(：温度下超声分散0.5h~3h，分散均匀后，再加入0.1~10重量份的功能偶联剂，再在50°C ~60°C下超声处理lh~3h，得到偶联剂处理的无机填料A;功能偶联剂的用量优选0.3~5重 量份。9. 一种权利要求1所述高粘结性氟碳涂料在太阳能组件上的的用途，其特征在于，该用 途具体为:将氟碳涂料涂布聚酯支撑体上，制备高粘结性背板;再将高粘结性背板与封装材 料进行层压； 所述聚酯支撑体的平均厚度为50~300μπι，羧基含量为0.5当量/t至35当量/t，为聚对 苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对 苯二甲酸丙二醇酯(PTT)构成的单层或多层薄膜； 所述封装材料为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)。10. 如权利要求1~9所述的一种高粘结性氟碳涂料，其特征在于，所述聚酯支撑体在涂 覆氟碳涂料前进行表面处理，所述表面处理选自电晕处理、火焰处理、低压等离子体处理、 大气压等离子体处理、紫外线处理等;优选电晕处理，所述电晕处理时间为〇. 5s~100s; 所述涂布方式选自刷涂、浸涂、滚涂、喷涂；涂料厚度为3~30μπι，固化温度为150°C~ 200°C，固化时间 lmin至 15min。
【文档编号】C09J11/04GK106010414SQ201610531615
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】李景菲, 林维红, 郑炯洲, 周光大, 林建华
【申请人】杭州福斯特光伏材料股份有限公司