一种太阳能电池组件塑料边框及其制备方法和应用与流程

本发明属于光伏组件，具体涉及一种太阳能电池组件塑料边框及其制备方法和应用。

背景技术：

1、太阳能电池技术作为清洁能源的代表，在能源行业的快速发展中占据了重要地位，太阳能电池组件作为太阳能电池的核心部件，其稳定性和耐久性直接影响了太阳能系统的性能和寿命。

2、目前，常用的太阳能电池组件边框为铝合金边框结构。cn219678392u公开了一种太阳能电池板铝合金边框结构组件，包括太阳能电池板，用于对太阳能电池板进行固定的铝合金边框，以及设置在铝合金边框四边的固定机构，固定机构包括开设在铝合金边框内侧的条形槽，开设在条形槽一侧的摆动槽，铰接在摆动槽侧壁的摆动板，安装在摆动板一侧的压紧柱，套设在铝合金边框外部的固定架，以及安装在固定架内侧用于对摆动板进行压紧的压紧机构。

3、但是，铝合金边框的重量较高且长期使用后容易产生腐蚀，进而会导致组件失效。塑料边框在太阳能电池组件中作为保护和支撑结构日渐广泛应用，太阳能电池组件的塑料边框通常由聚合物材料制成，具有轻质、耐腐蚀和成本低等优点。然而，长时间的紫外线辐射、温度变化、氧化等环境因素会导致塑料边框表面老化、开裂和变色。这不仅影响了太阳能电池组件的外观，还可能导致内部结构的损坏，降低组件的性能和寿命；目前，传统的表面涂层技术在一定程度上可以改善这些问题，但在长期使用中仍然存在耐久性不足、附着力差等问题。

4、因此，解决上述技术问题，急需开发一种具有出色耐候性、耐腐蚀性和耐湿热性的太阳能电池组件塑料边框。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种太阳能电池组件塑料边框及其制备方法和应用所述太阳能电池组件塑料边框包括塑料基材，所述塑料基体的外表面涂覆有水性防护涂层，所述太阳能电池组件塑料边框不仅具有重量轻、机械性能稳定、不会发生腐蚀导致组件失效，以及可以直接或间接的降低发电与维护成本的优势，还具有优异的耐紫外老化性和耐湿热性。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种太阳能电池组件塑料边框，其特征在于，所述太阳能电池组件塑料边框包括塑料基材，所述塑料基体的外表面涂覆有水性防护涂层；

4、所述水性防护涂层的制备原料包括a组分和b组分；

5、所述a组分按照重量份包括如下组分：

6、

7、所述b组分包括固化剂。

8、本发明提供的太阳能电池组件塑料边框包括塑料基材，所述塑料基体的外表面涂覆有水性防护涂层，相较于传统的铝合金边框，塑料边框具有重量轻、机械性能稳定，且不会发生腐蚀导致组件失效，以及可以直接或间接的降低发电与维护成本的优势，同时在其表面设置水性防护涂层，所述水性防护涂层的制备原料为双组份涂料，具体包括a组分和b组分，上述a组分和b组分进行搭配得到的水性防护涂料具有优异的耐紫外老化性能，将其涂覆在塑料基材表面，可以提高塑料基材在恶劣环境下的性能稳定性，保护塑料基材免受环境老化的破坏，延长塑料基材的使用年限，降低维护成本，保证电池组件的发电效率，减少对环境的不良影响。

9、其中，所述成膜树脂可以为45重量份、50重量份、55重量份、60重量份或65重量份等。

10、所述助剂可以为0.5重量份、2重量份、4重量份、6重量份、8重量份、10重量份、12重量份或14重量份等。

11、所述填料可以为2重量份、4重量份、6重量份、8重量份、10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份或24重量份等。

12、所述水可以为22重量份、24重量份、26重量份、28重量份、30重量份、32重量份、34重量份、36重量份或38重量份等。

13、优选地，所述成膜树脂包括水性羟基丙烯酸二级分散体、水溶性聚酯树脂、水性有机硅改性丙烯酸二级分散体、自交联水性聚氨酯二级分散体或水性pud分散体中的任意一种或至少两种的组合。

14、需要说明的是，当选择自交联水性聚氨酯二级分散体作为a组分的成膜树脂时，b组分的固化剂的用量可以为0。

15、优选地，所述助剂包括润湿分散剂、流平剂、消泡剂、基材润湿剂、uv助剂、成膜助剂、防霉剂或附着力促进剂中的任意一种或至少两种的组合。

16、优选地，所述a组分中润湿分散剂的含量为0.5～2重量份，例如0.7重量份、0.9重量份、1.1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.7重量份或1.9重量份等。

17、优选地，所述润湿分散剂包括改性聚丙烯酸酯和乙烯基共聚物的混合物、聚醚改性苯乙烯马来酸酐共聚物的水溶液或含酸性基团共聚物的烷羟基铵盐中的任意一种或至少两种的组合。

18、优选地，所述a组分中流平剂的含量为0.3～1重量份，例如0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份或0.9重量份等。

19、优选地，所述流平剂包括硅改性丙烯酸酯类化合物、聚醚改性聚二甲基硅氧烷或聚酯改性聚二甲基硅氧烷中的任意一种或至少两种的组合。

20、优选地，所述a组分中消泡剂的含量为0.3～0.9重量份，例如0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份或0.9重量份等。

21、优选地，所述消泡剂包括非离子型消泡剂、有机分子消泡剂、含疏水粒子的聚烯烃溶液、改性聚硅氧烷或聚醚化合物中的任意一种或至少两种的组合。

22、优选地，所述a组分中基材润湿剂的含量为0.2～0.8重量份，例如0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份或0.8重量份等。

23、优选地，所述基材润湿剂包括硅氧烷类表面活性剂。

24、优选地，所述a组分中uv助剂的含量为1～3.5重量份，例如1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份、2.8重量份、3重量份、3.2重量份或3.4重量份等。

25、优选地，所述uv助剂包括双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-癸二酸脂/甲基-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸脂复配物、6,7-亚甲基双(2-甲基-4h,3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或癸二酸双-2,2,6,6-4-甲基-哌啶醇酯中的任意一种或至少两种的组合。

26、优选地，所述a组分中成膜助剂的含量为1～3重量份，例如1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份或2.8重量份等。

27、优选地，所述成膜助剂包括二甲基乙酰胺、醇酯十二、丙二醇二醋酸酯或丙二醇苯醚(pph)中的任意一种或至少两种的组合。

28、优选地，所述a组分中防霉剂的含量为0.2～0.7重量份，例如0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份或0.6重量份等。

29、优选地，所述防霉剂包括异噻唑啉酮类化合物、苯并咪唑类化合物、取代芳烃类化合物或三嗪类化合物中的任意一种或至少两种的组合。

30、优选地，所述a组分中附着力促进剂的含量为0.5～1.5重量份，例如0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份、1重量份、1.2重量份或1.4重量份等。

31、优选地，所述附着力促进剂包括3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、1,2-双(三甲氧基硅基)乙烷或3-脲基丙基三乙氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。

32、优选地，所述填料包括颜填料和/或消光填料。

33、优选地，所述a组分中颜填料的含量为8～20重量份，例如10重量份、12重量份、14重量份、16重量份或18重量份等。

34、优选地，所述颜填料包括钛白粉、炭黑、酞青蓝或沉淀硫酸钡中的任意一种或至少两种的组合。

35、优选地，所述a组分中消光填料的含量为1～5重量份，例如1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份或4.5重量份等。

36、优选地，所述消光填料包括凝胶法二氧化硅消光粉和/或未经处理的气相二氧化硅消光粉。

37、优选地，所述b组分中固化剂的含量为0～30重量份且不等于0，例如2重量份、4重量份、6重量份、8重量份、10重量份、12重量份、14重量份、16重量份、18重量份、20重量份、22重量份、24重量份、26重量份或28重量份等。

38、优选地，所述固化剂包括开放型聚醚改性hdi类固化剂、磺酸盐改性hdi类固化剂或ipdi类固化剂中的任意一种或至少两种的组合。

39、优选地，所述b组分还包括除水剂和/或稀释剂。

40、优选地，所述除水剂包括原甲酸三甲酯。

41、优选地，所述稀释剂包括丙二醇二醋酸酯。

42、优选地，所述塑料基材为玻璃纤维增强的聚氨酯塑料基材。

43、优选地，所述水性防护涂层的厚度为50～60μm，例如52μm、54μm、56μm或58μm等。

44、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述太阳能电池组件塑料边框的制备方法，所述制备包括如下步骤：

45、(1)将成膜树脂、助剂和填料进行混合，得到a组分；将固化剂和任选地原甲酸三甲酯进行混合，得到b组分；

46、(2)将a组分和b组分进行混合，涂覆到塑料基材上，固化，得到所述太阳能电池组件塑料边框。

47、优选地，所述步骤(2)具体包括：将a组分和b组分进行混合，第一次涂覆在塑料基材上，第一次固化，第二次涂覆在塑料基材上，第二次固化，得到所述太阳能电池组件塑料边框；

48、优选地，所述第一次固化和第二次固化的方法具体为：在室温下闪干5～15min(例如6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min或14min等)，再在70～90℃(例如72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃或88℃等)下烘烤1～3min(例如1.2min、1.4min、1.6min、1.8min、2min、2.2min、2.4min、2.6min或2.8min等)，完成固化。

49、第三方面，本发明提供一种太阳能电池组件，所述太阳能电池组件包括如第一方面所述的太阳能电池组件塑料边框。

50、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

51、本发明提供的太阳能电池组件塑料边框包括塑料基材和涂覆在所述塑料基材表面的水性防护涂料，所述水性防护涂料包括a组分和b组分，所述a组分包括特定份数的成膜树脂、助剂、填料和水，所述b组分包括固化剂；选择上述塑料基材作为天阳能组件边框，相较于传统的铝合金边框，塑料边框重量轻、机械性能稳定、且不会发生腐蚀导致组件失效，可以直接或间接的降低发电与维护成本，同时，上述本发明的水性聚氨酯防护涂料，生产工艺简单，流程少，而且有优异耐紫外老化性能，与塑料边框有优异的粘结力。涂料水性化，voc低，绿色环保，应用前景广阔塑料边框经过水性防护，表现出优异耐紫外老化性能，水性聚氨酯涂层可保护塑料组件免受环境老化的破坏，延长塑料组件的使用年限，降低成本，保证电池组件的发电效率。