一种水性减反射涂料组合物的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能电池制造技术领域，特别是涉及一种水性减反射涂料组合物的制备方法，其适用于在太阳能电池超白玻璃上镀减反膜。
【背景技术】
[0002]太阳能取之不尽、用之不竭，能缓解能源危机和减少环境污染，是理想的可再生能源。随着光伏发电效率的不断提高和太阳能板造价的降低，太阳能光伏发电的应用已十分普遍。目前，光伏发电技术中，太阳能电池转换效率损失的主要原因之一是入射光的反射损失，仅玻璃板表面的反射就会导致7?8%的损耗。因此，在太阳能电池超白玻璃上镀减反膜是提高太阳能电池转换效率的有效途径之一。
[0003]目前，由于溶胶凝胶法具有工艺简单、成本低、可在大尺寸的基底上镀膜等优点，太阳能电池减反膜的制备方法主要使用溶胶凝胶法。CN101531468公开了一种碱、酸催化法分别制备硅溶胶，配制镀膜液，在太阳能超白玻璃上镀减反膜的方法。CN101885586公开了一种碱催化制备硅溶胶，在太阳能玻璃上镀膜、钢化、疏水处理制得耐候减反射膜的方法。虽然上述方法可以得到减反射涂层，但具有大量的缺陷，如涂层容易吸水、耐候性差。CN101184815公开了一种包含中空二氧化硅的减反射涂料的方法，其中中空二氧化硅采用纳米ZnO分散液为模板获得。尽管这种方法获得的涂层具有稳定的机械性能，但这种方法需要单分散体系，难以工业化生产。CN101512387公开了一种含有核壳纳米粒子的涂料组合物，其核材料为阳离子稳定的二嵌段共聚物和三嵌段共聚物。此种方法可以获得机械性能稳定的涂层，并且重复性好，易规模化生产。但这种方法也存在问题，需要大量的强酸和大量的溶剂，在制备涂层的过程中，严重污染环境和腐蚀设备。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种水性减反射涂料组合物的制备方法，此减反射涂料镀膜后获得的涂层具有稳定的机械性能和优良的耐候性。
[0005]本发明的解决技术问题所采取的技术方案是，一种水性减反射涂料组合物的制备方法，其特征在于，所述水性减反射涂料组合物包含以下组份:
(a)核壳纳米粒子分散液，所述核壳纳米粒子分散液以阳离子聚氨酯为核材料，二氧化硅为壳材料，
(b)去离子水，
(C)助剂；
其制备过程包括下列步骤:
(1)在室温下，将去离子水、阳离子聚氨酯乳液加入烧瓶，搅拌；
(2)在Ih内，滴加正硅酸甲酯，滴加完毕后，在40°C继续反应30?60min；
(3)反应完毕后，降温，得到核壳纳米粒子分散液；
(4)向核壳纳米粒子分散液中加入去离子水和助剂，充分搅拌混合，得到减反射涂料组合物。
[0006]优选地，在步骤(I)和(2)中所述去离子水、阳离子聚氨酯乳液和正硅酸甲酯的质量比为100: 17?40: 28?80。
[0007]优选地，在步骤(4)中所述核壳纳米粒子分散液、去离子水和助剂以质量比为500: 1000 ?3000: 2 ?35。
[0008]优选地，所述核壳纳米粒子的粒径为10?lOOnm，更优选为30?60nm。研宄表明，如果纳米粒子的粒径小于10nm，减反膜增透低；纳米粒子的粒径大于lOOnm，涂层的机械性能差，耐候性差。
[0009]优选地，所述助剂为流平剂、消泡剂、润湿剂、耐磨剂和硅烷偶联剂中的一种或几种。
[0010]本发明的有益效果:
本发明减反射涂料组合物是一种水性的中性涂料组合物，具有环保、无污染的特点，镀膜后获得的涂层具有稳定的机械性能和优良的耐候性。
【具体实施方式】
[0011]下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。
[0012]实施例1:
将100质量份去离子水、20质量份阳离子聚氨酯乳液加入烧瓶，搅拌；在室温下，滴加40质量份正硅酸甲酯，Ih内滴加完毕后，升温至400C继续反应30min，冷却至室温。加入320质量份去离子水、0.48质量份流平剂(BNK-A900)、0.48质量份消泡剂(BNK-G303)、0.48质量份润湿剂(Surfynol-2502)，充分搅拌，即得到水性减反射涂料组合物。在太阳能玻璃上镀膜后，膜层硬度2H，增透率2.0%。
[0013]实施例2:
将100质量份去离子水、25质量份阳离子聚氨酯乳液加入烧瓶，搅拌；在室温下，滴加75质量份正硅酸甲酯，Ih内滴加完毕后，升温至40°C继续反应60min，冷却至室温。加入800质量份去离子水、2.7质量份消泡剂(BNK-G303)、2.7质量份润湿剂(Surfynol-2502)、2.7质量份耐磨剂(^101^-87)，充分搅拌，即得到水性减反射涂料组合物。在太阳能玻璃上镀膜后，膜层硬度3H，增透率2.2%。
[0014]实施例3:
将100质量份去离子水、17质量份阳离子聚氨酯乳液加入烧瓶，滴加盐酸调节pH=4，搅拌；在室温下，滴加28质量份正硅酸甲酯，Ih内滴加完毕后，升温至40°C继续反应60min，冷却至室温。加入580质量份去离子水、0.725质量份消泡剂(BNK-G303)、0.725质量份润湿剂(Surfynol-2502)，充分搅拌，即得到水性减反射涂料组合物。在太阳能玻璃上镀膜后，膜层硬度2H，增透率2.0%。
[0015]实施例4:
将100质量份去离子水、40质量份阳离子聚氨酯乳液加入烧瓶，搅拌；在室温下，滴加80质量份正硅酸甲酯，Ih内滴加完毕后，升温至40 °C继续反应45min，冷却至室温。加入1320质量份去离子水、1.54质量份消泡剂(BNK-G303)、1.54质量份润湿剂(Surfynol-2502)、1.54质量份耐磨剂(silok-87)、1.54质量份硅烷偶联剂(KH570)，充分搅拌，即得到水性减反射涂料组合物。在太阳能玻璃上镀膜后，膜层硬度3H，增透率2.2%。
【主权项】
1.一种水性减反射涂料组合物的制备方法，其特征在于，所述水性减反射涂料组合物包含以下组份: (a)核壳纳米粒子分散液，所述核壳纳米粒子分散液以阳离子聚氨酯为核材料，二氧化硅为壳材料， (b)去离子水， (C)助剂； 其制备过程包括下列步骤: (1)在室温下，将去离子水、阳离子聚氨酯乳液加入烧瓶，搅拌； (2)在Ih内，滴加正硅酸甲酯，滴加完毕后，在40°C继续反应30?60min； (3)反应完毕后，降温，得到核壳纳米粒子分散液； (4)向核壳纳米粒子分散液中加入去离子水和助剂，充分搅拌混合，得到减反射涂料组合物。
2.根据权利要求1所述的水性减反射涂料组合物的制备方法，其特征在于，在步骤(I)和(2)中所述去离子水、阳离子聚氨酯乳液和正硅酸甲酯的质量比为100: 17?40: 28?80 ο
3.根据权利要求1所述的水性减反射涂料组合物的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中所述核壳纳米粒子分散液、去离子水和助剂的质量比为500: 1000?3000: 2?35。
4.根据权利要求1所述的水性减反射涂料组合物的制备方法，其特征在于，所述核壳纳米粒子的粒径为10?lOOnm，更优选为30?60nmo
5.根据权利要求1所述的水性减反射涂料组合物的制备方法，其特征在于，所述助剂为流平剂、消泡剂、润湿剂、耐磨剂和硅烷偶联剂中的一种或几种。
【专利摘要】本发明涉及一种水性减反射涂料组合物的制备方法，该组合物包含以下组份：（a）核壳纳米粒子分散液，（b）去离子水，（c）助剂；其制备过程包括下列步骤：（1）在室温下，将去离子水、阳离子聚氨酯乳液加入烧瓶，搅拌；（2）在1h内，滴加正硅酸甲酯，滴加完毕后，在40℃继续反应30～60min；（3）反应完毕后，降温，得到核壳纳米粒子分散液；（4）向核壳纳米粒子分散液中加入去离子水和助剂，充分搅拌混合，得到减反射涂料组合物。发明制备的减反射涂料组合物是一种水性的中性涂料组合物，具有环保、无污染的特点，镀膜后获得的涂层具有稳定的机械性能和优良的耐候性。
【IPC分类】C03C17-00
【公开号】CN104556725
【申请号】CN201510049033
【发明人】樊璠, 胡明, 刘勇, 张东旭, 孙涛
【申请人】嘉兴昊特新材料科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月30日