一种涂覆型水性双组分氟碳涂料及其制备和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及太阳能电池背膜制备技术领域，特别涉及一种水性双组分氟碳涂料， 及其制备和应用。
【背景技术】
[0002] 太阳能电池组件封装材料主要包括玻璃、EVA胶膜、边框、背板膜、接线盒、硅胶等， 而背板膜材料主要为聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)薄膜，其具有优良的电绝缘性和电性 能，虽有极佳的阻水和阻气性，但对湿老化和耐候的抵抗性较弱，所以通常复合耐候及阻水 性较佳的氟材料来做为保护。复合的工艺包括复胶型和涂覆型两类。复胶型太阳能背板背 膜（TPT、KPK等）以PVF或PVDF等氟材料通过胶粘剂与PET基材粘结复合而成。该类背 膜由于内部PET基材两面存在胶粘剂，而胶粘剂质量不一，加之复合工艺良莠不齐，在电池 组件长期户外使用过程中复合型背膜受湿度和温度的双重因素的影响，易发生胶粘剂层水 解，最终导致氟膜与PET基材层间剥离，难以满足电池组件长期的可靠要求。而涂覆型背板 膜采用氟碳涂料，直接涂覆于PET基材之上，形成氟碳涂层，大大改善了背膜生产的工艺和 经济性，且氟碳涂膜可直接与EVA贴合，必要时可于涂膜上施予电晕处理，即可提高贴合牢 度。因此，以氟碳涂膜尤其是水性氟碳涂膜取代PVF、PVDF等复合膜，应用于太阳能背板 上，可降低背板制造难度及材料成本，与传统复合型背板相比具有明显竞争优势，而且水 性氟碳涂料具有零VOC或低VOC的特点，是一种环境友好型涂料。
[0003] 申请号201210254023. 6和201210498153. 4的中国专利分别公开了两种环保型水 性氟涂料及太阳能电池背膜，该太阳能电池背膜包括基材和水性含氟涂层，该水性含氟涂 层是由水性氟树脂涂布液涂覆在基材表面经固化而得。但在两个专利中，为了提高含氟聚 合物层的硬度，选择外添加聚合物填料来增加硬度，存在聚合物填料在涂布液中的均匀分 散问题，进而影响体系的稳定性。再者，涂布液在基材上的固化温度为160°C?170°C X3? 5分钟，不符合PET材料耐受热150°C的承受条件（涂覆型背膜的一般生产厂家的生产工 艺：140°C?150°C X2?3分钟），且固化温度较高、固化时间较长，消耗更多的能耗，不利 于环保和节能。
[0004] 综上所述，本领域迫切需要一种分散均匀、固化条件温和，形成涂层硬度高的水性 氟碳涂料。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术存在的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种水性双组分氟碳 涂料。
[0006] 本发明的另一目的在于提供上述水性双组分氟碳涂料的制备方法。
[0007] 本发明的再一个目的在于提供上述水性双组分氟碳涂料的应用；所述水性双组分 氟碳涂料可涂覆于PET基材表面制备涂覆型PET膜，所述涂覆型PET膜可制备太阳能电池 背板膜。
[0008] 本发明的第一方面，提供了一种水性双组分氟碳涂料，所述涂料包括A组分和B组 分，其中，所述的A组分和B组分的质量比为12?25 :1 ;
[0009] 其中，所述的A组分包括以下组分：去离子水：10.0?18.0重量份，防沉剂：0. 1? 0. 4重量份，润湿分散剂：0. 5?2. 0重量份，消泡剂：0. 2?0. 3重量份，颜料：0?35. 0重 量份，水性氟碳树脂：50. 0?70. 0重量份，基材润湿剂：0. 3?0. 6重量份，流平剂：0. 3? 0. 6重量份，助溶剂：2. 5?4. 0重量份，催化剂：0. 1?0. 3重量份，消光粉：1. 0?2. 0重 量份，增稠剂：〇. 2?0. 6重量份；
[0010] 所述的B组分为聚异氰酸酯固化剂；优选地，所述的聚异氰酸酯固化剂包括：HDI : 60?85重量份，Iroi :0?25重量份，醚酯类溶剂：5?25重量份。
[0011] 在另一优选例中，所述的A组分中，物料的细度< 30 μ m。
[0012] 在另一优选例中，所述的聚异氰酸酯固化剂包括基于六亚甲基二异氰酸酯（HDI) 的亲水改性脂肪族聚异氰酸酯和基于异佛尔酮二异氰酸酯（iroi)的亲水改性脂肪族聚异 氰酸酯。
[0013] 在另一优选例中，所述的涂料为太阳能电池背膜用水性双组分氟碳涂料。
[0014] 在另一优选例中，所述的水性氟碳树脂是含氟聚合物与水性介质的混合物；优选 地，在所述的水性氟碳树脂中，所述的含氟聚合物与所述的水性介质的重量比为7 :3至3 : ?。
[0015] 在另一优选例中，所述的水性氟碳树脂为氟碳乳液，优选为选自下组的氟碳乳液： ETERFLON 4303系列产品（长兴化学工业）、ETERSOL 4312系列产品（长兴化学工业）。
[0016] 在另一优选例中，所述的含氟聚合物是由氟树脂与含双键的单体共聚合所得到的 聚合物；和/或所述的水性介质是水。
[0017] 在另一优选例中，所述的氟树脂选自下组：二氟乙烯/四氟乙烯/六氟丙烯共聚合 物、四氟乙烯/六氟丙烯共聚合物、三氟氯乙烯-烯烃共聚合物，或其组合。
[0018] 在另一优选例中，所述的三氟氯乙烯-烯烃共聚合物中的烯烃单体选自下组：乙 稀基醚单体、叔碳酸乙稀醋单体、醋酸乙稀醋单体，或其组合；优选地，所述的乙稀基醚单体 选自下组：乙基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、4-羟丁基乙烯基醚，或其组合。
[0019] 在另一优选例中，所述的含双键的单体选自下组：（甲基）丙烯酸系单体、第三碳 酸乙稀醋单体、醋酸乙稀醋单体、苯乙稀单体，或其组合。
[0020] 在另一优选例中，所述的（甲基）丙烯酸系单体选自下组：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙 烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯 酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、2-乙基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯，或 其组合。
[0021] 在另一优选例中，所述的水性氟碳树脂中，氟树脂如为二氟乙烯/四氟乙烯/六氟 丙烯共聚合物或四氟乙烯/六氟丙烯共聚合物，含双键的单体的重量比为30?95 %，较 佳为70?90 % ;氟树脂如为三氟氯乙烯-烯烃共聚物，含双键的单体的重量比为10?50 %，较佳为20?40 %，均以水性氟碳树脂的固成份总重量计。
[0022] 在另一优选例中，所述的聚异氰酸酯固化剂为脂肪族的聚异氰酸酯类固化剂；和 /或
[0023] 所述的醚酯类溶剂选自下组：丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、乙二醇丁醚醋 酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯，或其组合。
[0024] 在另一优选例中，所述的润湿分散剂选自下组：非离子型聚氨酯类分散剂、磷酸酯 铵盐类分散剂、聚乙二醇醚酯类分散剂，或其组合；和/或
[0025] 所述的防沉剂选自下组：改性聚脲类防沉剂、改性聚酰胺蜡类防沉剂、气相二氧化 硅类防沉剂，或其组合；和/或
[0026] 所述的消泡剂选自下组：含硅类消泡剂、分子类消泡剂，或其组合；和/或
[0027] 所述的颜料选自下组：金红石型钛白粉，或碳黑；和/或
[0028] 所述的基材润湿剂选自下组：聚醚硅氧烷共聚物类润湿剂、非离子型高效润湿剂， 或其组合；和/或
[0029] 所述的流平剂选自下组：氟改性表面活性剂类流平剂、丙烯酸类流平剂、聚醚改性 聚二甲基硅氧烷类流平剂，或其组合；和/或
[0030] 所述的助溶剂选自下组：丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋 酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇二醋酸酯、二异丁基酯、3-乙氧基丙酸乙酯、N-甲基吡 咯烷酮，或其组合；和/或
[0031] 所述的催化剂选自下组：有机锡类催化剂、有机铋类催化剂、有机锌类催化剂、混 合金属羧酸盐催化剂，或其组合；优选地，所述的混合金属羧酸盐催化剂包括由金属钴、锡、 铋、锂、锌、钙、铜、和/或钾组成的羧酸盐中的任意两种或两种以上的组合；和/或
[0032] 所述的消光