本发明属于光伏组件技术领域，具体涉及一种光伏背板用透明涂料和光伏背板。
背景技术：
近年来，在光伏领域，双玻组件由于其较高的发电效率越来越受到人们的关注。双玻组件由前板玻璃、封装胶膜、电池片层、封装胶膜和背板玻璃层叠构成，由于其双面均采用玻璃材料，因此在应用过程中总是存在或多或少的问题，例如组件整体重量过重、运输中组件损毁率高和安装难度大等，因此高分子材料的透明背板由此进入了人们的视野。
但是相较于玻璃，高分子透明背板的耐候性能、透明性差，在使用过程中易出现黄变、开裂等不良，且由于带有网格图案背板的使用，背板上所印刷的图案易在层压使用过程中出现图案偏移等不良。
cn105419617a公开了一种高阻隔性多层结构光伏背板，由上至下依次为耐候外层，第一阻隔涂层，第一基层，第二阻隔涂层，第二基层，第三阻隔涂层及内层，所述第一阻隔涂层，第二阻隔涂层及第三阻隔涂层均为双组份聚氨酯体系，所述内层为聚乙烯膜或聚酰胺膜，采用两层基层和三层阻隔涂层作为中间结构，阻隔涂层特有的阻水配方和光伏背板多层结构的梯度设计显著提高了背板的水汽阻隔性和绝缘性。
cn108520905a公开了一种新型复合结构无氟光伏背板，包括外层、中间层及内层，所述外层的为添加有tio2作为阻隔填料的双向拉伸的pet聚酯薄膜，所述中间层为聚氨酯树脂粘合剂，所述内层为pe薄膜。
此类光伏背板虽然通过采用耐候的外层材料提高了背板的耐候性能，但是由于其内层材料的表面能低，在制备光伏组件时必须通过电晕才能与eva等封装胶膜进行粘结。但是电晕后的背板在存放过程中表面能是在不断衰减的，层压后仍然容易造成背板与封装胶膜粘结力偏小，组件在后期使用过程中存在分层、起泡等不良的问题，且电晕工序繁琐，成本较高。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种光伏背板用透明涂料和光伏背板。该涂料固化后形成的涂层具有良好的耐候性、可见光透明性，无需电晕即可与光伏组件的封装胶膜牢固粘结，节省了工序步骤，降低了生产成本，同时避免了电晕后涂层表面能衰减的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种光伏背板用透明涂料，所述透明涂料包括固形成分和溶剂，所述固形成分包括如下重量百分比的组分：
含羟基的耐候树脂40-94％、无机填料0-50％和低聚物烷烃偶联剂0.3-5％和固化剂5-10％。
需要说明的是，本发明中所述固形成分是指透明涂料中除溶剂之外的成分。
本发明提供的透明涂料中含有低聚物烷烃偶联剂，其本身不与透明涂料中的含羟基的耐候树脂及固化剂反应，但在光伏组件的封装胶膜(通常为eva、poe等)与光伏背板热压贴合的过程中，低聚物烷烃偶联剂会在封装胶膜中的自由基引发剂的作用下，与封装胶膜材料发生交联反应，使得由该透明涂料形成的透明涂层无需电晕处理即可与封装胶膜良好粘结，节省了工艺步骤。
本发明中，所述含羟基的耐候树脂的重量百分比可以是40％、42％、45％、48％、50％、52％、55％、58％、60％、62％、65％、68％、70％、72％、75％、78％、80％、82％、85％、88％、90％、92％或95％等。
所述无机填料的重量百分比可以是0％、0.5％、1％、2％、5％、8％、10％、15％、20％、22％、25％、28％、30％、32％、35％、38％、40％、42％、45％、48％或50％等。
本发明中，若不添加无机填料，一方面会使成本增加，另一方面会使透明涂料的粘度较低，固化时间延长，不利于工业生产；若无机填料的添加量过多，则会导致涂料的透明度较低。因此，固形成分中无机填料的重量百分比更优选为15-40％。
所述低聚物烷烃偶联剂的重量百分比可以是0.3％、0.5％、0.6％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％或5％等。
作为本发明的优选技术方案，所述透明涂料形成的透明涂层在400-1100nm波段的透光率在90％以上。
优选地，所述含羟基的耐候树脂选自含羟基的氟碳树脂、含羟基的丙烯酸树脂和含羟基的脂环族聚酯树脂中的一种或至少两种的组合；优选为含羟基的氟碳树脂。
所述含羟基的氟碳树脂可以为氟乙烯单体与乙烯基醚的共聚物、氟乙烯单体与乙烯基酯的共聚物，和/或氟乙烯单体与乙烯基酯和乙烯基醚的共聚物。典型的含羟基的氟碳树脂有三爱富生产的zhm-2，zhm-3，zhm-70，hlr-2h等。
作为本发明的优选技术方案，所述无机填料选自二氧化钛、氧化锌、氧化铝、黏土、硅酸铝钾、玻璃微珠和二氧化硅中的一种或至少两种的组合；进一步优选选自氧化铝、玻璃微珠和二氧化硅中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述无机填料的粒径为0.2-5μm；例如可以是0.2μm、0.3μm、0.5μm、0.8μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm或5μm等。
优选地，所述低聚物烷烃偶联剂为含乙烯基的低聚物烷烃偶联剂。
低聚物烷烃偶联剂中的烷基链在自由基引发剂的作用下可以与eva、poe等封装胶膜发生交联反应；若低聚物烷烃偶联剂中含有乙烯基，则更有利于其与封装胶膜交联反应的进行。
优选地，所述低聚物烷烃偶联剂的数均分子量为800-6000；例如可以是800、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000、5500或6000等。
本发明中，若低聚物烷烃偶联剂的分子量过低，对透明涂层与封装胶膜间的粘结力的提升作用不明显；若其分子量过高，则会使其与透明涂层其他组分之间的相容性变差，影响透明涂层与封装胶膜间的粘结力。
优选地，所述固化剂为异氰酸酯或氨基树脂。
作为本发明的优选技术方案，所述固形成分还包括0.1-10％(例如可以是0.1％、0.2％、0.5％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.2％、2.5％、2.8％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或10％等)的紫外吸收剂和紫外稳定剂。
优选地，所述紫外吸收剂为有机紫外吸收剂和/或无机紫外吸收剂。
优选地，所述有机紫外吸收剂选自水杨酸酯类紫外吸收剂、苯酮类紫外吸收剂、苯并三唑类紫外吸收剂、取代丙烯腈类紫外吸收剂和三嗪类紫外吸收剂中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述无机紫外吸收剂选自纳米钛白粉、纳米硫酸钡、纳米氧化锌和纳米氧化铈中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述紫外稳定剂为受阻胺类紫外稳定剂。
典型紫外稳定剂和紫外吸收剂有巴斯夫uv571、tinuvin1600、tinuvin123、tinuvin400、tinuvin477等。本发明中紫外吸收剂和紫外稳定剂的添加使得透明涂层在厚度大于2μm时，在280-380nm波段具有80％以上的紫外阻隔率。
优选地，所述固形成分还包括0.1-5％(例如可以是0.1％、0.2％、0.5％、0.8％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％等)的加工助剂。
优选地，所述加工助剂包括分散剂、流平剂和消泡剂中的一种或至少两种的组合。典型的加工助剂有毕克助剂生产的byk110、byk163、byk310、byk610等。
作为本发明的优选技术方案，所述溶剂选自醋酸丁酯、甲苯、二甲苯、丁酮和异氟尔酮中的一种或至少两种的组合。
优选地，所述透明涂料的固含量为40-70％。
第二方面，本发明提供一种光伏背板，所述光伏背板包括透明基材层和设置在所述透明基材层上的透明涂层；
所述透明涂层由第一方面所述的透明涂料固化后形成。
本发明对透明涂料固化的方法没有特殊限制，示例性的，可以将透明涂料先在150-160℃下干燥1-2min，达到表干，然后在70-80℃下固化30-40h，形成透明涂层。
作为本发明的优选技术方案，所述光伏背板包括透明基材层和设置在所述透明基材层两侧的透明涂层；
所述透明涂层由第一方面所述的透明涂料固化后形成。
作为本发明的优选技术方案，所述光伏背板包括依次层叠的透明含氟薄膜层、透明粘结层、透明基材层和透明涂层；
所述透明涂层由第一方面所述的透明涂料固化后形成。
优选地，所述透明含氟薄膜层的材料为聚氟烯烃。
优选地，所述聚氟烯烃为聚氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物或聚三氟氯乙烯。
优选地，所述透明含氟薄膜层的厚度为5-50μm，例如可以是5μm、6μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、25μm、8μm、30μm、32μm、35μm、38μm、40μm、42μm、45μm、48μm或50μm等；进一步优选为10-30μm。
优选地，所述透明粘结层的厚度为2-30μm，例如可以是2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、25μm、28μm或30μm等；进一步优选为2-10μm。
所述透明粘结层可以由透明的聚酯型胶水、聚丙烯酸胶水或聚氨酯胶水固化后的得到。例如上海维凯光电新材料生产的pa3019。
作为本发明的优选技术方案，所述透明基材层的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
优选地，所述透明基材层的厚度为50-400μm；例如可以是50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、180μm、200μm、220μm、250μm、280μm、300μm、320μm、350μm、380μm、400μm、420μm、450μm、480μm或500μm等。
典型的透明基材有四川东材科技的ds10c，ds10c-uv等。
优选地，所述透明涂层的厚度为2-30μm；例如可以是2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、8μm、10μm、12μm、15μm、18μm、20μm、22μm、25μm、28μm或30μm等。
光伏背板用于光伏组件中时，其一面靠近空气，一面与封装胶膜贴合。本发明提供的光伏背板若只有一侧设置有透明涂层，则其用于与封装胶膜贴合，厚度优选为2-10μm；若两侧均设置有透明涂层，则靠近空气一侧的透明涂层的厚度优选为10-20μm。
作为本发明的优选技术方案，所述光伏背板在400-1100nm波段的透光率在85％以上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的光伏背板用透明涂料固化后形成的透明涂层具有良好的耐候性、耐紫外老化性、耐湿热老化性、紫外线阻隔性和可见光透明性，无需电晕即可与光伏组件的封装胶膜牢固粘结，节省了工序步骤，降低了生产成本，同时避免了电晕后涂层表面能衰减的问题。该透明涂层与eva的粘结力达到100-120n/cm，pct老化24h后粘结力为60-75n/cm，初始和pct老化48h后的划格力均为0级，300kwh紫外照射后的黄变δb为1-2.8，在400-1100nm波段的透光率在94％以上；由其制备的光伏背板在400-1100nm波段具有85％以上的透光率，且具有结构简单，耐候性好，制作成本低，易于产品推广。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种光伏背板用透明涂料和光伏背板；
所述透明涂料包括溶剂和分散在溶剂中的固形成分，透明涂料的固含量为60％；
其中，溶剂由醋酸丁酯和甲苯按质量比3:1组成，固形成分包括如下重量百分比的组分：含羟基的氟碳树脂(三爱富的zhm-3)65.5％、氧化铝(粒径0.5-2μm)18.7％、低聚物烷烃偶联剂(赢创德固赛的dynasylan6498)2.8％、异氰酸酯固化剂(烟台万华ht-100)8.1％、紫外吸收剂(巴斯夫tinuvin400)2.8％、紫外稳定剂(巴斯夫tinuvin123)0.7％、分散剂(毕克助剂的byk163)0.7％和消泡剂(毕克助剂的byk610)0.7％。
所述光伏背板包括透明基材层和设置在所述透明基材层一侧的透明涂层，该光伏背板的制备方法如下：
将本实施例提供的透明涂料涂布在透明pet基材(四川东材科技的ds10c-uv，厚度250μm)一侧，在150℃下干燥2min，达到表干，然后在80℃烘箱中固化36h，形成透明涂层(厚度5μm)，得到光伏背板。
实施例2
本实施例提供一种光伏背板用透明涂料和光伏背板，与实施例1的区别仅在于，透明涂层的厚度为10μm。
实施例3
本实施例提供一种光伏背板用透明涂料和光伏背板，与实施例1的区别仅在于，紫外线吸收剂为uv571。
实施例4
本实施例提供一种光伏背板用透明涂料和光伏背板，与实施例3的区别仅在于，透明涂层的厚度为10μm。
实施例5
本实施例提供一种光伏背板用透明涂料和光伏背板；
所述透明涂料包括溶剂和分散在溶剂中的固形成分，透明涂料的固含量为60％；
其中，溶剂由醋酸丁酯和甲苯按质量比3:1组成，固形成分包括如下重量百分比的组分：含羟基的氟碳树脂(三爱富的zhm-70)40％、氧化铝(粒径0.5-2μm)47％、低聚物烷烃偶联剂(赢创德固赛的dynasylan6498)2％、异氰酸酯固化剂(烟台万华ht-100)5％、紫外吸收剂(巴斯夫tinuvin477)2％、紫外稳定剂(巴斯夫tinuvin123)2％、分散剂(毕克助剂的byk163)1％和消泡剂(毕克助剂的byk610)0.5％。
所述光伏背板包括透明基材层和设置在所述透明基材层两侧的透明涂层，该光伏背板的制备方法如下：
将本实施例提供的透明涂料涂布在透明pet基材(四川东材科技的ds10c-uv，厚度250μm)两侧，在150℃下干燥2min，达到表干，然后在80℃烘箱中固化36h，其中一侧的透明涂层的厚度为5μm(作为与封装胶膜粘结的一侧)，另一侧的透明涂层的厚度为15μm(作为靠近空气的一侧)，得到光伏背板。
实施例6
本实施例提供一种光伏背板用透明涂料和光伏背板；
所述透明涂料包括溶剂和分散在溶剂中的固形成分，透明涂料的固含量为60％；
其中，溶剂由醋酸丁酯和甲苯按/质量比3:1组成，固形成分包括如下重量百分比的组分：含羟基的氟碳树脂(三爱富的zhm-70)55％、二氧化硅(粒径0.5-2μm)30％、低聚物烷烃偶联剂(赢创德固赛的dynasylan6498)3％、氨基树脂(allnex生产的cymelxw3106)6％、紫外吸收剂(巴斯夫tinuvin477)2％、紫外稳定剂(巴斯夫tinuvin123)2％、分散剂(毕克助剂的byk163)1％和消泡剂(毕克助剂的byk610)0.5％。
所述光伏背板包括依次层叠的透明含氟薄膜层、透明粘结层、透明基材层和透明涂层，该光伏背板的制备方法如下：
在透明pet基材(四川东材科技的ds10c-uv，厚度250μm)一侧涂布一层透明胶水作为透明粘结层(上海维凯光电新材料的pa3019，厚度5μm)，然后在透明胶水上贴合一层聚氟乙烯薄膜(厚度15μm)；胶水干燥后，在透明pet基材另一侧涂布一层本实施例提供的透明涂料，在150℃下干燥2min，达到表干，然后在80℃烘箱中固化36h，形成透明涂层(厚度5μm)，得到光伏背板。
实施例7
本实施例提供一种光伏背板用透明涂料和光伏背板，与实施例6的区别仅在于，透明涂料的固形成分包括如下重量百分比的组分：
含羟基的氟碳树脂(三爱富的zhm-70)83.7％、低聚物烷烃偶联剂(创赢创德固赛的dynasylan6498)0.3％、氨基树脂(allnex生产的cymelxw3106)10％、紫外吸收剂(巴斯夫tinuvin477)2％、紫外稳定剂(巴斯夫tinuvin123)2％、分散剂(毕克助剂的byk163)1％和消泡剂(毕克助剂的byk610)1％。
实施例8
本实施例提供一种光伏背板用透明涂料和光伏背板，与实施例6的区别仅在于，透明涂料的固形成分包括如下重量百分比的组分：
含羟基的氟碳树脂(三爱富的zhm-70)56％、二氧化硅(粒径0.5-5μm)25％、低聚物烷烃偶联剂(创赢创德固赛的dynasylan6498)5％、氨基树脂(allnex生产的cymelxw3106)8％、紫外吸收剂(巴斯夫tinuvin477)2％、紫外稳定剂(巴斯夫tinuvin123)2％、分散剂(毕克助剂的byk163)1％和消泡剂(毕克助剂的byk610)1％。
实施例9
本实施例提供一种光伏背板用透明涂料和光伏背板，与实施例6的区别仅在于，透明涂料的固形成分包括如下重量百分比的组分：
含羟基的氟碳树脂(三爱富的zhm-70)46％、二氧化硅(粒径0.5-5μm)40％、低聚物烷烃偶联剂(创赢创德固赛的dynasylan6498)2％、氨基树脂(allnex生产的cymelxw3106)6％、紫外吸收剂(巴斯夫tinuvin477)2％、紫外稳定剂(巴斯夫tinuvin123)2％、分散剂(毕克助剂的byk163)1％和消泡剂(毕克助剂的byk610)1％。
对比例1
提供一种光伏背板用透明涂料和光伏背板，与实施例6的区别仅在于，透明涂料中不含低聚物烷烃偶联剂。
对比例2
提供一种光伏背板用透明涂料和光伏背板，与实施例6的区别仅在于，将低聚物烷烃偶联剂替换为乙烯基三甲氧基硅烷。
性能测试：
对上述实施例1-9和对比例1-2提供的光伏背板及其透明涂层在400-1100nm波段的透光率进行测定；
将上述实施例1-9和对比例1-2提供的光伏背板的透明涂层面与eva封装胶膜(杭州福斯特光伏科技有限公司tf8)贴合，在145℃下抽真空5min，热压10min，使二者发生粘合，对透明涂层与eva封装胶膜间的粘结力进行测试；pct(测试条件121℃，2atm，100％湿度)老化24h，再次测定粘结力；pct老化48h后再次测定划格力等级；
用300kwh紫外光照射光伏背板，测定紫外光照射前后靠近eva侧的透明涂层的黄变δb。
上述性能的测试标准/方法如下：
透光率：用紫外光分光光度计测定；
δb：按照gb/t3979-2008和gb/t7921-2008的方法进行测定；
粘结力：按照gb/t928-1998色漆和清漆漆膜的划格试验方法进行测定；
0级：切割边缘完全平滑，无一格脱落；
1级：在切口交叉处有少许涂层脱落，但交叉切割面积受影响不能明显大于5％；
2级：在切口交叉处和/或沿切口边缘有涂层脱落，受影响的交叉切割面积明显大于5％，但不能明显大于15％；
3级：涂层沿切割边缘部分或全部以打碎片脱落，和/或在格子不同部位上部分或全部剥落，受影响的交叉切割面积明显大于15％，但不能明显大于35％；
4级：涂层沿切割边缘打碎片剥落，和/或一些方格部分或全部脱落，受影响的交叉切割面积明显大于35％，但不能明显大于65％；
5级：剥落的程度超过4级。
上述性能测试的结果如下表1所示：
表1
由表1的性能数据可以看出，本发明提供的透明涂料固化后形成的透明涂层具有较高的透光率、粘结性能和耐老化性，无需电晕即可与eva封装胶膜牢固粘结。当透明涂料中不含低聚物烷烃偶联剂或使用小分子的硅烷偶联剂时，得到的透明涂层与eva的粘结力较低，容易使光伏组件在使用过程中发生分层。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。