高水汽阻隔性pctfe涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了高水汽阻隔性PCTFE涂料及其制備方法。該涂料由以下重量份的原料制得：PCTFE50-60份、丙烯酸甲酯10-14份、甲基丙烯酸三氟乙酯13-17份、甲苯二異氰酸酯5-9份、丙烯酸羥乙酯7-11份、偶氮二異丁腈4-8份、三乙胺3-6份、烯酸4-8份、二丙二醇甲醚5-9份、流平劑2-5份、KH5502-5份、聚二甲基硅氧烷3-6份、聚3-甲基噻吩1-4份。本發(fā)明的涂料具有耐候性好、水汽阻隔性強(qiáng)、高附著力的特點(diǎn)，能夠形成與太陽能電池組件中的密封材、特別是EVA的密合性優(yōu)異。且本發(fā)明生產(chǎn)過程簡單，生產(chǎn)成本低廉，環(huán)保，易于運(yùn)輸和貯存，易于工業(yè)化生產(chǎn)，具有市場應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】高水汽阻隔性PCTFE涂料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高水汽阻隔性PCT陽涂料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著不可再生資源的逐步減少W及礦物類資源生產(chǎn)、使用中產(chǎn)生的各種污染問 趣，各國都在用政策的、法律的手段逐步加大對再生能源和清潔能源的開發(fā)利用，并努力提 高其在整個(gè)能源使用中的比例。在該些清潔和可再生能源中，太陽能是其中最重要的能源 之一。太陽能光伏發(fā)電越來越多的成為我們生活中的一部分，國家十二五計(jì)劃把2015年總 安裝量設(shè)定在15GW，該就預(yù)示了我們生活用電的一部分會在不久的將來悄然變?yōu)閬碜蕴?能發(fā)電。對于光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)來說，在不斷提高技術(shù)的同時(shí)，更要降低成本。目前太陽能設(shè)備 常用的是太陽能電池板，它是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的一個(gè)重要設(shè)備。太陽電池板主要包括 玻璃、EVA膠膜、邊框、背膜、接線盒、娃膠等，目前除背膜W外的其它材料均已在中國光伏 產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高度國產(chǎn)化，大大降低了太陽電池組件單位發(fā)電功率的制造成本。但是，背膜作為 一類重要的太陽電池組件封裝材料，其技術(shù)口檻要求相當(dāng)高，加之相關(guān)原材料長期受到國 外氣化工巨頭的專利技術(shù)制約，時(shí)至今日其國產(chǎn)化程度仍極低，造成現(xiàn)在國內(nèi)太陽電池組 件生產(chǎn)商所采用的背膜大多為國外進(jìn)口產(chǎn)品，價(jià)格較高且供貨期不能保證。因此，從降低太 陽電池組件單位發(fā)電功率的制造成本角度來講，背膜國產(chǎn)化是中國光伏企業(yè)的必然選擇。
[0003] 由于太舊能電池模組是放置在室外的電氣產(chǎn)品，因此背板除了具有保護(hù)功能W 夕F，還必須具備25年之久的可靠的絕緣性能、阻水性、耐老化性能。若太陽能背板阻隔水蒸 氣滲透的性能不良，則空氣中的濕氣（尤其是陰雨濕氣更大）會透過太陽能背板進(jìn)入到內(nèi) 偵水蒸氣的滲透會影響到EVA(己帰一醋酸己帰共聚物）的粘結(jié)性能，導(dǎo)致背板與EVA脫 離，進(jìn)而使更多濕氣直接接觸電池片而使電池片被氧化。此類產(chǎn)品使用年限一般按照25年 W上進(jìn)行設(shè)計(jì)，要確保產(chǎn)品達(dá)到如此長的使用期限，就需要嚴(yán)格控制各組件質(zhì)量，而該些組 件中太陽能電池背板的作用不容小廁，太陽能電池背板起著保護(hù)光伏組件中的電池片的作 用。作為太陽能發(fā)電的主要部件，光伏組件的質(zhì)量非常的重要，而光伏組件的壽命與其使用 的原料密切相關(guān)。在所有的原料中，塑料部件壽命是最短的。所W光伏組件中塑料部件的 壽命決定了光伏組件的壽命。在所有塑料部件中，背板無疑是最重要的。背板是所有封裝 材料中成本比重最大的部分，由于娃材料價(jià)格的迅速降低，其也成為組件成本重要構(gòu)成之 一。背板的成本由其所用的材料所決定，而不同材料的壽命是不同的，是否能滿足組件要 求的25年壽命也成為越來越多組件廠和發(fā)電用戶所關(guān)也的問題。如果背膜在耐老化、耐 絕緣、耐水氣等方面無法滿足太陽電池組件25年的環(huán)境考驗(yàn)，最終將導(dǎo)致太陽電池的可靠 性、穩(wěn)定性與耐久性無法得到保障，造成電池模塊脫落、電池片滑移、電池有效輸出功率降 低等不良，更危險(xiǎn)的是電池組件會在較低電壓和電流值的情況下出現(xiàn)電打弧現(xiàn)象，引起電 池組件燃燒并促發(fā)火災(zāi)，造成人員安全損害和財(cái)產(chǎn)損失。
[0004] 目前，主流的太陽電池背膜多為雙面含氣的復(fù)膠型背膜和涂覆型背膜。復(fù)膠型太 陽電池背膜（TPT、KPK等）多是W歐美一些氣化工企業(yè)開發(fā)的PVF或PVDF等氣膜通過膠 粘劑與PET基材粘結(jié)復(fù)合而成。復(fù)膠型背膜由于其內(nèi)部PET基材兩面存在膠粘劑，而膠 粘劑的質(zhì)量水準(zhǔn)不一，加之復(fù)合工藝良莽不齊，在電池組件戶外長期使用過程中復(fù)合型背 膜受濕度與溫度雙重因素的綜合影響，易發(fā)生粘結(jié)膠層水解等損害，最終導(dǎo)致氣膜（PVF或 PVDF等）與PET基材的層間剝離，難W滿足電池組件長期的可靠性要求。同時(shí)，由于制造 專利技術(shù)制約和氣膜表面的親水性改性處理技術(shù)等原因，目前PVF和PVDF等氣膜產(chǎn)品還 沒有在中國實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。因此，采用PVF或PVDF等氣膜開發(fā)生產(chǎn)雙面含氣太陽電池背膜的 中國企業(yè)長期受制于外國氣膜制造商，其背膜制造成本居高不下，且適用于氣膜與PET粘 結(jié)的高品質(zhì)膠粘劑多為國外極少數(shù)廠商技術(shù)壟斷，很難進(jìn)口。而國內(nèi)一些背膜生產(chǎn)企業(yè)只 能采用一些普通的聚氨醋、環(huán)氧或丙帰酸類膠粘劑，該些膠粘劑容易老化，在性能上無法滿 足25年的耐久性要求。
[0005] 而涂覆型背膜主要是使用氣涂料，氣涂料由于其優(yōu)異的性能在建筑、化學(xué)工業(yè)、電 器電子工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、航空航天產(chǎn)業(yè)、家庭用品的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為繼丙帰酸 涂料、聚氨醋涂料、有機(jī)娃涂料等高性能涂料之后，綜合性能最高的涂料品種。目前，應(yīng)用比 較廣泛的氣樹脂涂料主要有PVDF、PCTFE、PTFE H大類型，我國也是繼美國、日本之后第H 個(gè)擁有氣碳涂料合成技術(shù)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的國家。氣碳涂料被廣泛應(yīng)用于橋梁、大廈、鐵路、 通信設(shè)施的表面防護(hù)上，并經(jīng)受了 40年W上的戶外嚴(yán)酷考驗(yàn)，表現(xiàn)出極佳的耐候性能。因 此，將氣碳涂料應(yīng)用于太陽電池背膜的開發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)不使用膠粘劑并具有優(yōu)異長期耐候 性能的低成本高品質(zhì)涂覆型背膜產(chǎn)品是完全可行的，也是今后背膜材料發(fā)展和國產(chǎn)化的必 由之路。但是由于氣涂料是使用聚四氣己帰或聚偏氣己帰的微小顆粒和基礎(chǔ)樹脂一起分散 在溶劑中而形成。使用時(shí)將溶劑揮發(fā)，氣塑料顆粒和基礎(chǔ)樹脂固化在被保護(hù)物表面，基礎(chǔ)樹 脂可W交聯(lián)也可W不交聯(lián)。氣塑料本身W顆粒形式分散在基礎(chǔ)樹脂中，相互不接觸。水汽 或紫外線首先攻擊氣塑料顆粒間基礎(chǔ)樹脂，導(dǎo)致其很快降解。基礎(chǔ)樹脂為環(huán)氧樹脂、丙帰酸 醋樹脂或者是聚氨醋樹脂，其耐候性遠(yuǎn)差于氣塑料。其本身是極性樹脂，由于分子鏈較為復(fù) 雜而樹脂的結(jié)晶性低，所W其透水率也較高。水汽會通過涂層中的基礎(chǔ)樹脂和涂層中的細(xì) 小裂紋攻擊在下層的PET薄膜，而使PET很快降解開裂，而使該類背板在強(qiáng)濕熱老化時(shí)開裂 嚴(yán)重。例如：中國專利申請?zhí)朇N201310095115. 9與申請?zhí)朇N201310534583. 1，該兩件專 利都存在上述問題。鑒于上述缺陷，開發(fā)一種具有高水汽阻隔性能的低成本的氣涂料，是目 前背膜開發(fā)與技術(shù)發(fā)展的方向和趨勢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種高水汽阻隔性PCTFE涂料及其制備方法，該涂料在背 板的制備中避免使用膠粘劑、同時(shí)具有較高一體化程度和具有優(yōu)異長期耐候性能。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高水汽阻隔性PCT陽涂料，由W下重量份 的原料制得；PCT陽50-60份、丙帰酸甲醋10-14份、甲基丙帰酸H氣己醋13-17份、甲苯二 異氯酸醋5-9份、丙帰酸輕己醋7-11份、偶氮二異下膳4-8份、H己胺3-6份、帰酸4-8份、 二丙二醇甲離5-9份、流平劑2-5份、皿550 2-5份、聚二甲基娃氧焼3-6份、聚3-甲基喔 吩1-4份。
[0008] 優(yōu)選配方為由W下重量份的原料制得：由W下重量份的原料制得；PCTFE50份、丙 帰酸甲醋10份、甲基丙帰酸H氣己醋13份、甲苯二異氯酸醋5份、丙帰酸輕己醋7份、偶氮 二異下膳4份、H己胺3份、帰酸4份、二丙二醇甲離5份、流平劑2份、K冊50 2份、聚二甲 基娃氧焼3份、聚3-甲基喔吩1份。
[0009] 優(yōu)選配方為由W下重量份的原料制得；PCT陽60份、丙帰酸甲醋14份、甲基丙帰酸 立氣己醋17份、甲苯二異氯酸醋9份、丙帰酸輕己醋11份、偶氮二異了膳8份、立己胺6份、 帰酸8份、二丙二醇甲離9份、流平劑5份、皿550 5份、聚二甲基娃氧焼6份、聚3-甲基喔 吩4份。
[0010] 優(yōu)選配方為由W下重量份的原料制得；PCT陽53份、丙帰酸甲醋11份、甲基丙帰酸 H氣己醋14份、甲苯二異氯酸醋6份、丙帰酸輕己醋8份、偶氮二異下膳5份、H己胺4份、 帰酸5份、二丙二醇甲離6份、流平劑3份、皿550 3份、聚二甲基娃氧焼4份、聚3-甲基喔 吩2份。
[0011] 優(yōu)選配方為由W下重量份的原料制得；PCTFE57份、丙帰酸甲醋13份、甲基丙帰酸 H氣己醋16份、甲苯二異氯酸醋8份、丙帰酸輕己醋9份、偶氮二異下膳7份、H己胺5份、 帰酸6份、二丙二醇甲離7份、流平劑4份、皿550 4份、聚二甲基娃氧焼5份、聚3-甲基喔 吩3份。
[0012] 所述帰酸為丙帰酸、甲基丙帰酸或^^一帰酸。
[0013] 所述所述流平劑為丙二醇甲離己酸醋。
[0014] 高水汽阻隔性PCT陽涂料的制備方法，包括W下步驟；按照重量份比稱取各原料， 加入反應(yīng)蓋中，開啟反應(yīng)蓋于80-88°C下攬拌2. 5-3小時(shí)，然后冷卻至室溫出料，得到的產(chǎn) 物。
[0015] 本發(fā)明具有W下有益效果；本發(fā)明的涂料具有耐候性好、水汽阻隔性強(qiáng)、高附著力 的特點(diǎn)，能夠形成與太陽能電池組件中的密封材、特別是EVA的密合性優(yōu)異。且本發(fā)明生產(chǎn) 過程簡單，生產(chǎn)成本低廉，環(huán)保，易于運(yùn)輸和膽存，易于工業(yè)化生產(chǎn)，具有市場應(yīng)用價(jià)值。

【具體實(shí)施方式】 [001引 實(shí)施例1 本實(shí)施例的高水汽阻隔性PCTFE涂料，由W下重量份的原料制得；PCTFE50份、丙帰酸 甲醋10份、甲基丙帰酸H氣己醋13份、甲苯二異氯酸醋5份、丙帰酸輕己醋7份、偶氮二異 了膳4份、H己胺3份、帰酸4份、二丙二醇甲離5份、流平劑2份、皿550 2份、聚二甲基娃 氧焼3份、聚3-甲基喔吩1份。
[0017] 所述帰酸為丙帰酸。
[0018] 所述所述流平劑為丙二醇甲離己酸醋。
[0019] 本實(shí)施例的高水汽阻隔性PCTFE涂料，包括W下步驟；按照重量份比稱取各原料， 加入反應(yīng)蓋中，開啟反應(yīng)蓋于88C下攬拌2. 5小時(shí)，然后冷卻至室溫出料，得到的產(chǎn)物。
[0020] 實(shí)施例2 本實(shí)施例的高水汽阻隔性PCTFE涂料，由W下重量份的原料制得；PCTFE60份、丙帰酸 甲醋14份、甲基丙帰酸H氣己醋17份、甲苯二異氯酸醋9份、丙帰酸輕己醋11份、偶氮二 異了膳8份、H己胺6份、帰酸8份、二丙二醇甲離9份、流平劑5份、皿550 5份、聚二甲基 娃氧焼6份、聚3-甲基喔吩4份。
[0021] 所述帰酸為甲基丙帰酸。
[0022] 所述所述流平劑為丙二醇甲離己酸醋。
[002引本實(shí)施例的高水汽阻隔性PCTFE涂料，包括W下步驟；按照重量份比稱取各原料， 加入反應(yīng)蓋中，開啟反應(yīng)蓋于88C下攬拌3小時(shí)，然后冷卻至室溫出料，得到的產(chǎn)物。
[0024] 實(shí)施例3 本實(shí)施例的高水汽阻隔性PCTFE涂料，由W下重量份的原料制得；PCTFE53份、丙帰酸 甲醋11份、甲基丙帰酸立氣己醋14份、甲苯二異氯酸醋6份、丙帰酸輕己醋8份、偶氮二異 了膳5份、H己胺4份、帰酸5份、二丙二醇甲離6份、流平劑3份、皿550 3份、聚二甲基娃 氧焼4份、聚3-甲基喔吩2份。
[00巧]所述帰酸為^^一帰酸。
[0026] 所述所述流平劑為丙二醇甲離己酸醋。
[0027] 本實(shí)施例的高水汽阻隔性PCT陽涂料，包括W下步驟；按照重量份比稱取各原料， 加入反應(yīng)蓋中，開啟反應(yīng)蓋于8(TC下攬拌2. 5小時(shí)，然后冷卻至室溫出料，得到的產(chǎn)物。
[0028] 實(shí)施例4 本實(shí)施例的高水汽阻隔性PCTFE涂料，由W下重量份的原料制得；PCTFE57份、丙帰酸 甲醋13份、甲基丙帰酸H氣己醋16份、甲苯二異氯酸醋8份、丙帰酸輕己醋9份、偶氮二異 了膳7份、H己胺5份、帰酸6份、二丙二醇甲離7份、流平劑4份、皿550 4份、聚二甲基娃 氧焼5份、聚3-甲基喔吩3份。
[0029] 所述帰酸為丙帰酸。
[0030] 所述所述流平劑為丙二醇甲離己酸醋。
[003。 本實(shí)施例的高水汽阻隔性PCTFE涂料，包括W下步驟；按照重量份比稱取各原料， 加入反應(yīng)蓋中，開啟反應(yīng)蓋于8(TC下攬拌3小時(shí)，然后冷卻至室溫出料，得到的產(chǎn)物。
[00礎(chǔ) 實(shí)施例5 將實(shí)施例1-4制得的涂料，按HG/T-3792-2005標(biāo)準(zhǔn)制樣并檢測性能，檢測結(jié)果如表1 所示。
[0033] 表1本發(fā)明實(shí)施例制得的涂料檢測結(jié)果_

【權(quán)利要求】
1. 高水汽阻隔性PCTFE涂料，其特征在于由以下重量份的原料制得：PCTFE50-60份、 丙烯酸甲酯10-14份、甲基丙烯酸三氟乙酯13-17份、甲苯二異氰酸酯5-9份、丙烯酸羥乙 酯7-11份、偶氮二異丁腈4-8份、三乙胺3-6份、烯酸4-8份、二丙二醇甲醚5-9份、流平劑 2-5份、KH550 2-5份、聚二甲基硅氧烷3-6份、聚3-甲基噻吩1-4份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高水汽阻隔性PCTFE涂料，其特征在于由以下重量份的原 料制得：PCTFE50份、丙烯酸甲酯10份、甲基丙烯酸三氟乙酯13份、甲苯二異氰酸酯5份、 丙烯酸羥乙酯7份、偶氮二異丁腈4份、三乙胺3份、烯酸4份、二丙二醇甲醚5份、流平劑 2份、KH550 2份、聚二甲基硅氧烷3份、聚3-甲基噻吩1份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高水汽阻隔性PCTFE涂料，其特征在于由以下重量份的原 料制得：PCTFE60份、丙烯酸甲酯14份、甲基丙烯酸三氟乙酯17份、甲苯二異氰酸酯9份、 丙烯酸羥乙酯11份、偶氮二異丁腈8份、三乙胺6份、烯酸8份、二丙二醇甲醚9份、流平劑 5份、KH550 5份、聚二甲基硅氧烷6份、聚3-甲基噻吩4份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高水汽阻隔性PCTFE涂料，其特征在于由以下重量份的原 料制得：PCTFE53份、丙烯酸甲酯11份、甲基丙烯酸三氟乙酯14份、甲苯二異氰酸酯6份、 丙烯酸羥乙酯8份、偶氮二異丁腈5份、三乙胺4份、烯酸5份、二丙二醇甲醚6份、流平劑 3份、KH550 3份、聚二甲基硅氧烷4份、聚3-甲基噻吩2份。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高水汽阻隔性PCTFE涂料，其特征在于由以下重量份的原 料制得：PCTFE57份、丙烯酸甲酯13份、甲基丙烯酸三氟乙酯16份、甲苯二異氰酸酯8份、 丙烯酸羥乙酯9份、偶氮二異丁腈7份、三乙胺5份、烯酸6份、二丙二醇甲醚7份、流平劑 4份、KH550 4份、聚二甲基硅氧烷5份、聚3-甲基噻吩3份。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高水汽阻隔性PCTFE涂料，其特征在于所述烯酸為丙烯酸、 甲基丙烯酸或十一烯酸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高水汽阻隔性PCTFE涂料，其特征在于所述所述流平劑為 丙二醇甲醚乙酸酯。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1 _7中任一項(xiàng)所述的高水汽阻隔性PCTFE涂料的制備方法，其特征 在于包括以下步驟：按照重量份比稱取各原料，加入反應(yīng)釜中，開啟反應(yīng)釜于80-88°C下攪 拌2. 5-3小時(shí)，然后冷卻至室溫出料，得到的產(chǎn)物。
【文檔編號】C08F220/64GK104356842SQ201410644343
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】黃新東, 劉天人 申請人:無錫中潔能源技術(shù)有限公司