一種太陽能電池組件用阻燃背板的製作方法與工藝
2023-05-10 07:40:51
本發明涉及一種太陽能電池組件用阻燃背板。
背景技術：
作為傳統能源的綠色解決方案，光伏電池組件是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置。光伏組件通常安裝在戶外地點，諸如房頂、牆壁或其他支撐結構上。隨著人們安全意識的不斷增強，安裝在建築外部易失火的區域的光伏組件需要有阻燃性能。其中太陽能背板作為光伏組件的封裝材料處於最外層的位置，又是光伏組件主要的有機材料，因此阻燃型背板的開發尤為重要。現有的阻燃背板產品主要基於TPT覆膜類型背板的阻燃改性，現有技術公開號為CN201180060771通過對基體層改性，製成阻燃的結晶礦物質矽酸鹽薄片，達到阻燃效果，但其阻隔水汽性能較差，使用過程中易導致組件出現蝸牛紋，功率減小等問題。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有技術存在的不足之處，提供一種太陽能電池組件用阻燃背板，其具有較好的阻燃性，絕緣性和良好的阻隔性能，其製備方法工藝簡單，易於操作。一種太陽能電池組件用阻燃背板，由基底層、塗覆於基底層表面的耐候塗層和塗覆於基底層另一表面的粘結層組成；所述基底層的厚度為120-300μm，由100重量份的基底材料和0~100重量份的阻燃劑組成，所述基底材料選自聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚醯胺（PA）；所述耐候塗層厚度為10μm-60μm，由100重量份的含氟樹脂，10~30重量份的固化劑，0.5~2重量份的固化促進劑，10~100重量份的阻燃劑，0~40重量份的填料，1~8重量份的助劑，50~150重量份的溶劑組成；所述粘合層厚度為5μm-30μm，由100重量份的基體樹脂，5~25重量份的固化劑，0.5~2重量份的固化促進劑，0~100重量份的阻燃劑，0~40重量份的填料，1~8重量份的助劑，50~150重量份的溶劑組成。進一步地，所述含氟樹脂由偏氟乙烯（PVDF）、三氟乙烯-乙烯基醚共聚物、三氟乙烯-乙烯基酯共聚物、四氟乙烯-乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-乙烯基酯共聚物中的一種或多種按照任意配比混合組成。進一步地，所述基體樹脂由聚氨酯、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂中的一種或多種按照任意配比混合組成。進一步地，所述固化劑由異氰酸酯、氨基樹脂、封閉型異氰酸酯、嵌段異氰酸酯、三聚氰胺中的一種或多種按照任意配比混合組成。進一步地，所述的阻燃劑由雙酚A雙（磷酸二苯酯）(BDP)、甲基磷酸二甲酯（DMMP）、磷酸三(2,3-二氯丙基)酯(TDCPP)、三聚氰胺焦磷酸鹽(MPP)、三聚氰胺尿酸鹽（MCA）、聚磷酸銨（APP）、季戊四醇、四溴雙酚A、十溴二苯乙烷和十溴二苯醚、氫氧化鋁、氫氧化鎂、三氧化二銻中的一種或多種按照任意配比混合組成。進一步地，所述的填料由鈦白粉、炭黑、消光粉中的一種或多種按照任意配比混合組成。進一步地，所述的助劑由分散劑、流平劑、消泡劑、紫外線吸收劑、光穩定劑中的一種或多種按照任意配比混合組成。進一步地，所述溶劑由甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丁酮中的一種或多種按照任意配比混合組成。進一步地，所述固化促進劑為有機錫類固化促進劑。本發明的有益效果：1．本發明得到的阻燃背板有較好的阻燃性，絕緣性和良好的阻隔性能，其製備方法工藝簡單，易於操作。2.本發明採用了含氟塗層做耐候層，具有優異的耐候性能。粘結層可採用聚氨酯塗層、丙烯酸酯塗層、氟塗層中的一種，可有效控制背板成本。3.本發明的粘結層與EVA，PVB等具有良好的粘結性能。具體實施方式以下結合實例對本發明作進一步具體描述，需要說明的是，為便於對比實驗結果，以下實施例中的基材均採用PET。以下實施例僅為本發明的較佳實施例，並非用於現定本發明的保護範圍。凡是根據本發明內容所做的均等變化和修飾，均涵蓋在本發明的專利範圍內。實施例1：耐候層的塗覆配方如下（質量份數）：含氟樹脂GK570（日本大金塗料）100；固化劑N3390（德國拜爾）20;固化促進劑二月桂酸二丁基錫0.5；阻燃劑BDP（浙江萬盛）10;鈦白粉R996（上海躍江鈦白）35；消光粉C803(美國格雷斯)5；分散劑BYK108(德國畢克化學)1；溶劑乙酸乙酯100；粘結層的塗覆配方如下（質量份數）：丙烯酸樹脂LR7765（日本三菱）100;固化劑N3390（德國拜爾）25;固化促進劑二月桂酸二丁基錫1;鈦白粉R996(上海躍江鈦白)40；分散劑BYK108(德國畢克化學)1溶劑乙酸乙酯100。製作背板過程：在PET母料中加入質量分數為30%APP的阻燃劑，混合均勻，擠出並進行雙向拉伸，得到120μm厚的阻燃PET薄膜，並採用電暈設備電暈至50~60dyne/cm。先在PET基膜的表層按耐候層的塗覆配方進行塗覆，在120℃的熱風乾燥2~5min成膜，製成約30μm厚的耐候層，採用同樣的工藝，在基膜的另一側按粘結層的塗覆配方進行塗覆，在120℃的熱風乾燥2~5min成膜，製成約5μm厚的粘結層。按以上配方可得到白色阻燃背板。實施例2：耐候層的塗覆配方如下（質量份數）：含氟樹脂GK570（日本大金塗料）100；固化劑N3390（德國拜爾）10；固化促進劑二月桂酸二丁基錫0.5；炭黑5；氫氧化鋁/氫氧化鎂60/40；分散劑EFKA-4061(荷蘭埃夫卡)2.5；消泡劑BYK1790(德國畢克化學)0.5；溶劑丙二醇甲醚醋酸酯150；粘結層的塗覆配方如下（質量份數）：丙烯酸樹脂ACR6730（高明同德化工）100；固化劑N3390（德國拜爾）5；固化促進劑二月桂酸二丁基錫0.5；炭黑5；氫氧化鋁/氫氧化鎂60/40；分散劑EFKA-4061(荷蘭埃夫卡)2；消泡劑BYK1790(德國畢克化學)0.5；溶劑乙酸丁酯150。製作背板過程：在PET母料中加入質量分數為50%的氫氧化鋁阻燃劑，混合均勻，擠出並進行雙向拉伸，得到300μm厚的阻燃PET薄膜，並採用電暈設備電暈至50~60dyne/cm。先在PET基膜的表層按耐候層的塗覆配方進行塗覆，在120℃的熱風乾燥2~5min成膜，製成約10μm厚的耐候層，採用同樣的工藝，在基膜的另一側按粘結層的塗覆配方進行塗覆，在120℃的熱風乾燥2~5min成膜，製成約10μm厚的粘結層。按以上配方可得到黑色阻燃背板。實施例3：耐候層的塗覆配方如下（質量份數）：含氟樹脂WF-J313（無錫萬博塗料）100；固化劑N3390（德國拜耳）10；固化促進劑二月桂酸二丁基錫1.5；阻燃劑四溴雙酚A/三氧化二銻30/20；鈦白粉20；分散劑BYK161(德國畢克化學)3；溶劑二甲苯/丙二醇甲醚醋酸酯20/100。粘結層的塗覆配方如下（質量份數）：不飽和聚酯WF-P011（無錫萬博塗料）100；固化劑N3390（德國拜耳）10；固化促進劑二月桂酸二丁基錫0.5；鈦白粉20；分散劑BYK161(德國畢克化學)2.5；溶劑二甲苯80。製作背板過程將PET母料擠出並進行雙向拉伸，得到180μm厚的PET薄膜，採用電暈設備電暈至50~60dyne/cm。先在PET基膜的表層按耐候層的塗覆配方進行塗覆，在120℃的熱風乾燥2~5min成膜，製成約60μm厚的耐候層，採用同樣的工藝，在基膜的另一側按粘結層的塗覆配方進行塗覆，在120℃的熱風乾燥2~5min成膜，製成約15μm厚的粘結層。以上配方可得到白色阻燃背板。實施例4：耐候層的塗覆配方如下（質量份數）：含氟樹脂GK570（日本大金塗料）100；固化劑DesmodurZ4470（德國拜耳）30；固化促進劑二月桂酸二丁基錫2；阻燃劑FR-530(淳安助劑廠)40；UV吸收劑/光穩定劑UV-196/UV-2924/4；溶劑丙二醇甲醚醋酸酯50;粘結層的塗覆配方如下（質量份數）：丙烯酸樹脂LR7765（日本三菱）100；固化劑DesmodurZ4470（德國拜耳）20；固化促進劑二月桂酸二丁基錫2；阻燃劑BDP30;UV吸收劑/光穩定劑UV-196/UV-2924/4；溶劑丙二醇醚醋酸酯50。製作背板過程：將PET母料擠出並進行雙向拉伸，得到180μm厚的PET薄膜，並採用電暈設備電暈至50~60dyne/cm。先在PET基膜的表層按耐候層的塗覆配方進行塗覆，在120℃的熱風乾燥2~5min成膜，製成約40μm厚的耐候層，採用同樣的工藝，在基膜的另一側按粘結層的塗覆配方進行塗覆，在120℃的熱風乾燥2~5min成膜，製成約30μm厚的粘結層。以上配方可得到透明阻燃背板。對比例：對比例1：耐候層的塗覆配方如下（質量份數）：含氟樹脂WF-J313（無錫萬博塗料）100；固化劑N3390（德國拜耳）10；固化促進劑二月桂酸二丁基錫1.5；鈦白粉20；分散劑BYK161(德國畢克化學)2；溶劑二甲苯/丙二醇甲醚醋酸酯20/100。粘結層的塗覆配方如下（質量份數）：不飽和聚酯WF-P011（無錫萬博塗料）100；固化劑N3390（德國拜耳）10；固化促進劑二月桂酸二丁基錫0.5；鈦白粉20；分散劑BYK161(德國畢克化學)2.5；溶劑二甲苯80。製作背板過程：將PET母料擠出並進行雙向拉伸，得到180μm厚的PET薄膜，採用電暈設備電暈至50~60dyne/cm。先在PET基膜的表層按耐候層的塗覆配方進行塗覆，在120℃的熱風乾燥2~5min成膜，製成約60μm厚的耐候層，採用同樣的工藝，在基膜的另一側按粘結層的塗覆配方進行塗覆，在120℃的熱風乾燥2~5min成膜，製成約15μm厚的粘結層。以上配方可得到白色阻燃背板。對比例2：市場購得背板TFB-30。性能測試：垂直燃燒：按ANSI/UL94-2009標準，採用水平垂直燃燒測定儀測定。氧指數：按照GB/T2406-2009標準，採用氧指數測定儀測定。火焰蔓延指數：按ASTME162標準，採用輻射板火焰蔓延測試儀測定。黃變指數：按GB2409-80進行檢測。與EVA的剝離強度：按GB/T2790進行剝離強度測試。溼熱實驗：按IEC61215-2005的規定進行，在85℃±2℃，溼度（85±5）％RH的溫溼度箱中進行加速老化。記錄樣品經老化1000h後的黃變指數（△YI）和剝離強度。通過上述實施例得到的阻燃背板，經上述測試方法進行評價，其評價結果下表所示：表1從測試數據表1可以看出，本發明提供的太陽能阻燃背板具有較好的阻燃性能，實施例1~4的阻燃性能明顯優於對比例1和2。且具有很好的粘結性和耐候性。粘結層與EVA，PVB等具有良好的粘結性能。此外，實施例1~4也具有優異的耐候性能。