一种玻纤浸润剂、轻质前板及轻质光伏组件的制作方法

本发明涉及太阳能光伏背板，具体涉及一种玻纤浸润剂、轻质前板及轻质光伏组件。

背景技术：

1、现有技术中，光伏轻质组件大多采用透明背板或高透明氟膜作为封装材料，存在强度低，难以满足组件的抗冲击（抗冰雹）要求，透明度偏低以及耐候性差等问题。

2、有些轻质组件厂商采用氟膜和玻纤预浸料组合作为前板封装材料，实现抗冲击性能提升，其增强材料多采用玻璃纤维布（简称玻璃纤维布）。如专利cn110832138a公开了光伏组件用复合封装材料及该复合封装材料的制备方法，采用热压工艺形成了玻纤树脂预浸复合材料，但这种现有技术多存在玻璃纤维布与树脂浸润差，玻纤纹理明显、外观差、透光率低、工艺复杂、成本高的问题。并且玻璃纤维布与聚合物的界面结合性能对复合材料抗冲击性能影响很大，主要取决于玻纤表面的物理化学结构和树脂基体相互间的匹配关系。

3、专利cn110818284a公开了一种玻璃纤维合股无捻粗纱浸润剂及制备方法、产品和应用，该浸润剂的固体质量占浸润剂总质量的6～14％；包含如下组分，各组分的固体质量占所述浸润剂固体质量的百分比表示如下：偶联剂6～20％，润滑剂5～12％，成膜剂65～80％，抗静电剂1～6％，ph值调节剂0.5～8％，其中成膜剂由环氧改性聚酯树脂乳液、水溶性环氧树脂、双酚a型环氧树脂乳液以及聚氨酯树脂乳液中的至少三种混合而成；采用该浸润剂涂覆生产的玻璃纤维纱，不但与目标树脂即聚酯树脂相容性好、浸透好，还能使制品的机械性能高，满足拉挤型材和缠绕压力容器的机械性能指标要求。但该发明中的原料，如偶联剂仍有待优化，从而进一步增加成膜剂和常规复合材料的兼容性，提高层间之间的粘结力。

4、根据材料相似相容原理，不同用途的玻纤一般需要专门的玻纤浸润剂，否则会影响玻纤在树脂的浸润效果及界面性能。在轻质光伏组件前板材料中，玻璃纤维布一般与基体树脂（丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂等组合物）搭配使用，但不同厂家的基体树脂配方千差万别，市售玻璃纤维布与基体树脂的相容性不佳，浸润效果差。急需一款光伏封装材料通用玻璃纤维布浸润剂，以满足多样化树脂对玻璃纤维布浸润性及界面结合力需求，在满足外观要求的同时，最大限度发挥玻璃纤维布抗冲击增强作用。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种玻纤浸润剂、轻质前板及轻质光伏组件，本发明中的玻璃纤维布采用浸润剂处理后，与现有轻质前板用树脂材料具有很好的体系相容性及兼容性。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明提供了一种浸润剂，包括固含物，所述固含物包括复合成膜剂、复合偶联剂、润滑剂、ph调节剂和抗静电剂；

4、所述复合偶联剂包括嵌段硅烷偶联剂和偶联剂a；所述偶联剂a包括γ－氨丙基三乙氧基硅烷、γ－甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷和γ－(2，3－环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的一种或多种；

5、所述复合成膜剂包括聚酯乳液、环氧改性聚酯乳液、环氧树脂乳液和聚酯聚氨酯乳液；

6、所述嵌段硅烷偶联剂由kh570硅烷偶联剂与乙烯基类长链单体为原料合成。

7、进一步地，所述聚酯乳液为双酚a型聚酯乳液，粘度700-3000mpa.s；所述环氧树脂乳液为双酚a型环氧树脂，环氧当量为220-280g/eq，分子量为500-1000；所述环氧树脂乳液的平均粒径为0.1-0.2μm；所述聚酯聚氨酯乳液的粘度为500-8000mpa.s，平均粒径为0.05-0.1μm。

8、进一步地，所述浸润剂的固含物占浸润剂总质量的5-7％，余量为水。

9、进一步地，所述乙烯基类长链单体包括甲基丙烯酸十四酯、甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十八酯、乙氧基丙烯酸十四酯、乙氧基丙烯酸十六酯中的一种或多种。

10、优选地，所述嵌段硅烷偶联剂的占比为偶联剂总质量的30-50%。

11、进一步地，所述聚酯乳液、环氧改性聚酯乳液、环氧树脂乳液、聚酯聚氨酯乳液的质量比为(0.1-0.3)：(0.1-0.3)：(0.3-0.4)：(0.1-0.2)。

12、进一步地，所述环氧树脂乳液为双酚a型环氧树脂，分子量为500-1000；所述聚酯聚氨酯乳液的粘度为500-8000mpa.s，平均粒径为0.05-0.1μm。

13、进一步地，所述润滑剂包括peg400单油酸酯、peg600单油酸酯、peg200单月桂酸酯、peg600单硬脂酸酯和peg600月桂酸酯中的一种或多种。

14、进一步地，所述ph调节剂包括有机酸，所述有机酸包括醋酸、甲酸、琥珀酸和柠檬酸中的一种或多种。

15、进一步地，所述抗静电剂包括氯化铵、氯化锂和硝酸锂中的一种或多种。

16、进一步地，按重量百分含量计，所述浸润剂包括复合成膜剂55-80%、复合偶联剂5-18%、润滑剂10-27%、ph调节剂1-5%和抗静电剂30-50%。

17、优选地，按重量百分含量计，所述浸润剂包括复合成膜剂55-80%、复合偶联剂5-15%、润滑剂10-27%、ph调节剂1-5%和抗静电剂30-50%。

18、进一步优选地，按重量百分含量计，所述浸润剂包括复合成膜剂55%、复合偶联剂8%、润滑剂27%、ph调节剂5%和抗静电剂5%。

19、进一步地，本发明还提供了一种轻质前板，包括支撑基材和在支撑基材至少一侧形成的增强层，所述增强层包括上述的玻璃纤维布、浸润剂和树脂。

20、进一步地，所述玻璃纤维布的克重为50-700g/m2，所述玻璃纤维布的纤维材料的单丝直径为5-20μm。

21、进一步地，所述玻璃纤维布的克重为100-250g/m2。

22、进一步地，所述玻璃纤维布的组织结构为平纹、斜纹、缎纹、罗纹或席纹。

23、进一步地，所述增强层的颜色呈现为无色透明，在400-1100nm具有高透光型性；优选地，所述增强层中玻璃纤维浸润良好，无发白、气泡等不良现象。

24、进一步地，所述支撑基材包括聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚烯烃膜、聚碳酸酯膜、聚乙烯-丙烯酸酯膜、聚乙烯-甲基丙烯酸酯膜、聚氨酯膜、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物膜、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物膜、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物膜、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种。优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚烯烃膜、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种。

25、进一步地，所述树脂包括环氧树脂、饱和树脂、不饱和树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂中的一种或多种。

26、进一步地，所述树脂采用的涂覆方式包括浸涂、狭缝挤出、辊涂和凹版涂布中的任意一种。

27、进一步地，本发明提供了一种轻质光伏组件，包括轻质前板、第一胶膜层、电池片、第二胶膜层和轻质后板。

28、优选地，所述电池片为太阳能电池片。

29、在一些具体的实施方式中，轻质前板、第一胶膜层、太阳能电池片、第二胶膜层和轻质后板依次堆叠设置。

30、进一步地，所述树脂和玻璃纤维布的质量比为1:（4-5）。

31、进一步地，所述浸润剂的制备方法包括以下步骤：

32、浸润剂按照先加入复合成膜剂，分别依次加入ph调节剂，复合偶联剂，润滑剂，抗静电剂的顺序，边搅拌边加入混合均匀。

33、进一步地，所述轻质前板的制备方法包括以下步骤：

34、将浸润剂、树脂通过涂布的方式，均匀的涂布在玻璃纤维布的上面，经过一定温度固化，和支撑基材复合在一起。

35、进一步地，所述轻质光伏组件的制备方法包括以下步骤：

36、将轻质前板、第一层胶膜层、电池片、第二层胶膜层、轻质后板依次叠放好，通过高温层压机压合，压合温度为135℃-155℃。

37、本发明所取得的技术效果是：

38、（1）本发明轻质前板采用的玻纤纤维布，在制备时采用的浸润剂中含有复合成膜剂，与各种常用的树脂材料的兼容性优异，大幅提升树脂的润湿性及与玻璃纤维的界面结合力，保证轻质前板具有透光率高、外观优异无玻纤纹理、老化后不分层的特点，同时赋予材料具有高的强度。

39、（2）本发明轻质前板采用的玻璃纤维布，在制备时采用了含有嵌段共聚物的复合硅烷偶联剂，嵌段结构中kh570链段可与玻璃纤维形成化学键，丙烯酸长链单体与浸润树脂具有更好的物理缠结，具有较长的侧链可以起到一定的缓冲作用，从而可以提高前板及轻质组件的抗冲击性能和弯曲性能。

40、（3）本发明轻质前板可以采用湿法卷对卷制备，大幅拓宽现有浸润树脂原料的选择范围，使轻质组件结构设计、工艺选择及配方组合更佳灵活，前板性能改善空间更大，成本更低。