光伏钢化玻璃用涂料、涂层及其制备方法与流程

本发明属于光伏涂料，具体涉及一种光伏钢化玻璃用涂料、涂层及其制备方法。

背景技术：

1、近几年，随着双面电池技术的日趋成熟，双面双玻组件应运而生。玻璃作为一种无机材料，水汽透过率为零，透光率优异，其自身在耐候的持久性上获得普遍认可，因此钢化玻璃成为了光伏组件配套使用的一种重要材料。为了实现双面电池组件发电效率的提升以及特殊外观需求，在玻璃上某些特殊位置印刷白色、黑色或其它颜色的涂层也就被开发了出来，这种印刷了涂层的玻璃称为网格玻璃。这里所述的网格即电池片与电池片之间以及电池片与铝边框之间的间隙在玻璃上所对应的区域。而在这些区域印刷涂料再进行烘烤后形成的玻璃即为网格玻璃。为了方便组件厂自动化生产，这些涂层印刷的宽度会比电池片所对应的区域宽出1-3mm。而其印刷涂层用的玻璃为正面压花玻璃或背面浮法玻璃。

2、目前市场上主流的网格玻璃所使用的涂料为镀釉涂料，涂料的主要成分为低熔点玻璃粉、颜填料、分散剂、溶剂以及少量树脂，涂料固化工艺为100-150℃*1-2min溶剂挥发以及600-700℃*2-3min玻璃粉熔融成釉，颜填料会被玻璃釉包裹，其它有机组分均会被热分解而挥发消失。这种涂料的固化过程也是玻璃同步进行钢化处理的过程，需经过急速升温和降温。因固化后的涂层和钢化玻璃的膨胀系数不一致，导致玻璃表面应力集中，再加上玻璃需要叠压放置运输，因此这种网格玻璃存在很高的碎片率。如今电池片的尺寸越做越大，玻璃的大小也在原有的基础上增加了20-40％，这就导致了玻璃在印刷镀釉涂料后的碎片率更高。现有网格玻璃的碎片率在0.3-0.8％，玻璃厂家苦不堪言。此外，这种网格玻璃上的镀釉涂层中使用了低熔点玻璃粉，低熔点玻璃粉为了降低熔点，需要玻璃高温混合时加入钠钾类的碱金属组分，这种钠钾类碱金属成分会在晶硅组件封装后长期使用时游离出来，产生pid失效，即电势诱导衰减，影响光伏组件的使用寿命。此外，传统的镀釉涂层在pct短期湿热老化和双85长期湿热老化后与胶膜的剥离强度衰减明显，水汽容易渗透进入组件内，导致组件漏电失效。

技术实现思路

1、本发明提供了一种光伏钢化玻璃用涂料、涂层及其制备方法，以解决传统镀釉网格玻璃附着力的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光伏钢化玻璃用涂料，包括以下质量份数的原材料：氟树脂：60-100份；颜填料：50-75份；分散剂：1-4份；改性聚合物：5-26份；流平剂：0.5-1.0份；抗氧剂：0.2-0.6份；封闭型氰酸酯固化剂：6-18份；催化剂：0.1-0.4份；溶剂：35-60份；其中所述改性聚合物是以端羟基聚丁二烯、甘油和马来酸酐为主链，分子链两端以n，n-(氨丙基三乙氧基)硅烷封端。

3、又一方面，本发明还提供了一种光伏钢化玻璃用涂料的制备方法，包括以下步骤：步骤s1，颜填料研磨：将溶剂和氟树脂混合并搅拌均匀，加入分散剂，500-1000转/min搅拌5-10min；将搅拌机转速升至1000-2000转，缓慢加入颜填料，搅拌30-60min，使颜填料分散均匀，即制得所需待研磨浆料；将待研磨浆料接入研磨机中，研磨机转速1000-1500转/min，锆珠粒径0.6-0.8mm，以5-10l/min的流量研磨2-4遍，测试浆料细度≤5-10μm即可，即制得所需颜填料浆料；步骤s2，涂料成品制备：将上述颜填料研磨浆料、剩余氟树脂、改性聚合物、流平剂、抗氧剂、封闭型固化剂、催化剂以及剩余溶剂混合并1000转/min高速分散10min，再将无需研磨的颜填料加入，2000转/min高速分散30-60min，过滤，分装，即为涂料成品。

4、第三方面，本发明还提供了一种改性聚合物的制备方法，包括以下步骤：步骤s1，将丙二醇甲醚醋酸酯加入反应容器中，通入氮气，升温至70～125℃，加入甘油，持续搅拌分散，制得甘油溶液a；步骤s2，将马来酸酐使用丙二醇甲醚醋酸酯按照6:4重量比进行溶解，制得60％马来酸酐溶液b；步骤s3，将马来酸酐溶液b滴加入甘油溶液a中，70～125℃反应1-2h，制得甘油和马来酸酐的预聚物c；步骤s4，将端羟基聚丁二烯缓慢加至预聚物c中，持续通入氮气，搅拌，升温至120～180℃，反应2-6小时，直至无反应产物水流出，得到反应产物d；步骤s5，将n,n-(氨丙基三乙氧基)硅烷缓慢滴加入反应产物d中，持续通入氮气，保持温度80-140℃，反应2-4小时，直至无反应产物水流出再保温1-2小时，冷却，包装，即制得的最终产物为所述改性聚合物。

5、第四方面，本发明还提供了一种光伏钢化玻璃用涂层，包括：如前所述的光伏钢化玻璃用涂料。

6、第五方面，本发明还提供了一种如前所述的光伏钢化玻璃用涂层的制备方法，包括以下步骤：步骤s1，按需取用如前所述的涂料成品，300-500转/min搅拌5-10min并加入适量溶剂调至合适粘度；步骤s2，根据涂层膜厚需求，选择合适的丝网印刷网版，将涂料印刷至玻璃表面，采用滚轮传送的方式通过低中高温度段烘箱烘烤2-4min，涂料充分固化交联，样板冷却至60℃以下，电晕处理，即为光伏钢化玻璃用涂层。

7、本发明的有益效果是，本发明的光伏钢化玻璃用涂料、涂层及其制备方法具有如下优点：

8、(1)采用聚合物改性的方式，在传统热固型涂层的基础上，提高了热固型涂层与胶膜的剥离强度以及热固型涂层与玻璃的附着力，并且在短长期湿热老化后剥离强度有很好的保持力，优于传统的玻璃镀釉涂层；

9、(2)本发明降低了网格玻璃的碎片率，传统镀釉网格玻璃从生产运输至组件厂使用过程中的碎片率在0.3-0.8％，落球试验条件下则有6片碎1-2片的碎片率；而本发明的热固型涂层不涉及玻璃的钢化成型过程，仅需在100-240℃条件下固化交联，涂层不会在玻璃表面形成很大的集中应力，因此不会碎片；即使在更大尺寸的玻璃应用上也有极大的优势；

10、(3)本发明解决了了pid失效的问题，因镀釉涂层的低熔点玻璃粉中存在钠钾等碱金属成分，在长期湿热条件下，钠钾离子会迁移到晶硅电池片表面而导致电池片失效；而本发明使用的热固型涂层无碱金属成分，pid试验结果显示其无pid失效的问题。

11、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

12、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种光伏钢化玻璃用涂料，其特征在于，包括以下质量份数的原材料：

2.如权利要求1所述的光伏钢化玻璃用涂料，其特征在于，所述改性聚合物包括以下质量份数的各组分：

3.如权利要求1所述的光伏钢化玻璃用涂料，其特征在于，

4.如权利要求1所述的光伏钢化玻璃用涂料，其特征在于，

5.如权利要求1所述的光伏钢化玻璃用涂料，其特征在于，

6.一种如权利要求1所述光伏钢化玻璃用涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.一种如权利要求1所述的改性聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.如权利要求4所述的改性聚合物的制备方法，其特征在于，所述改性聚合物的化学反应式为：

9.一种光伏钢化玻璃用涂层，其特征在于，包括：

10.一种如权利要求9所述的光伏钢化玻璃用涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明属于光伏涂料技术领域，具体涉及一种光伏钢化玻璃用涂料、涂层及其制备方法，包括以下质量份数的原材料：氟树脂：60‑100份；颜填料：50‑75份；分散剂：1‑4份；改性聚合物：5‑26份；流平剂：0.5‑1.0份；抗氧剂：0.2‑0.6份；封闭型氰酸酯固化剂：6‑18份；催化剂：0.1‑0.4份；溶剂：35‑60份；其中所述改性聚合物是以端羟基聚丁二烯、甘油和马来酸酐为主链，分子链两端以N，N‑(氨丙基三乙氧基)硅烷封端；采用聚合物改性的方式，在传统热固型涂层的基础上，提高了热固型涂层与胶膜的剥离强度以及热固型涂层与玻璃的附着力，并且在短长期湿热老化后剥离强度有很好的保持力，优于传统的玻璃镀釉涂层。

技术研发人员：汤忠俊,张亮
受保护的技术使用者：常州威斯敦粘合材料有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13