一种环境友好的自清洁光伏玻璃涂料及其制备方法

本发明涉及涂料，特别是涉及一种环境友好的自清洁光伏玻璃涂料及其制备方法。

背景技术：

1、随着科技、产业的不断发展，世界能源结构向多元化、生态化、低碳化的方向转型，光伏行业正是新能源行业的重要组成部分。

2、在光伏发电系统中，光伏面板长期暴露于室外环境中，空气中的灰尘、污染物容易沉积于面板表面，造成遮盖、腐蚀等现象，影响光伏面板的透光性、稳定性，不仅损伤了面板，还降低了发电效率，导致运营成本大大增加。

3、为保证光伏面板的持久稳定运行，通常会在面板表面涂覆涂层，然而，现有涂层存在寿命短、附着力低、透光率低、发电负增益、自清洁能力差以及有机稀释剂对环境污染大等问题。现有的疏水型自清洁涂层对污染物具有一定防护、清理效果，然而该类涂层仍具有生产工艺复杂、成本较高的缺陷，因此难以满足实际应用的需求，无法得到大规模推广应用。

4、综上所述，有必要研发一种新的技术方案，以解决现有技术中存在的不足。

技术实现思路

1、基于此，本发明提供了一种环境友好的自清洁光伏玻璃涂料及其制备方法。本发明采用亲水性有机树脂、硅烷共聚物亲水改性剂、壳聚糖复配，同时采用聚醚多元醇改性二氧化硅作为填料，多种组分之间产生了良好的协同效应，在大大提高涂料亲水性能的同时，有效提升了组分间的相容性、交联密度，使产品具有更强的稳定性和自清洁效果。

2、本发明的一个目的在于，提供一种环境友好的自清洁光伏玻璃涂料，所述环境友好的自清洁光伏玻璃涂料包括如下质量份数的成分：

3、

4、

5、其中，

6、所述亲水改性剂为硅烷共聚物；

7、所述改性填料为聚醚多元醇改性二氧化硅。

8、进一步地，所述硅烷共聚物的单体原料选自硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯中的一种或多种。

9、进一步地，所述有机树脂选自亲水性氨基丙烯酸树脂、feve氟碳树脂中的一种或多种。

10、进一步地，所述助剂选自流平剂、消泡剂、紫外线吸收剂、分散剂、抗氧化剂、光引发剂、固化剂、抗静电剂中的一种或多种。

11、进一步地，所述壳聚糖为羟丙基壳聚糖。

12、本发明中的壳聚糖为生物基材料，具有绿色、天然、环境友好的特点，该成分还具有亲水性好、稳定性强的优点，对涂层吸收水份、生成水膜具有促进作用。

13、本发明中的二氧化钛具有良好的亲水性和稳定性，同时光催化活性强，能够通过阳光、紫外光照射，对附着于涂层表面的污染物进行分解、去除，从而实现自清洁的技术效果。

14、本发明的另一个目的在于，提供上述环境友好的自清洁光伏玻璃涂料的制备方法，所述环境友好的自清洁光伏玻璃涂料的制备方法，包括如下步骤：

15、s1、将二氧化硅和环氧基硅烷偶联剂共混，加热搅拌反应，得到中间产物，然后将所述中间产物、聚醚多元醇、催化剂共混，惰性气体氛围下加热反应，得到改性填料；

16、s2、将硅烷加入溶剂中，然后加入催化剂和水，搅拌加热反应后，经纯化得到亲水改性剂；

17、s3、将所述改性填料、亲水改性剂和其他成分共混、搅拌均匀，得到产物。

18、进一步地，步骤s1中，所述加热搅拌反应的温度为30-80℃，时间为3-6h。

19、进一步地，步骤s1中，所述加热反应的温度为80-100℃，时间为24-72h。

20、进一步地，步骤s1中，所述催化剂为碱催化剂。

21、进一步地，步骤s2中，所述搅拌加热反应的温度为50-70℃，时间为2-5h。

22、进一步地，步骤s2中，所述催化剂为酸催化剂。

23、进一步低，所述聚醚多元醇为聚醚330。

24、本发明具有以下有益效果：

25、本发明提供的环境友好的自清洁光伏玻璃涂料中不含丙酮等有机稀释剂，避免了对环境的污染，同时采用特定亲水有机树脂作为基体树脂，具有亲水性好的特点。本发明还对二氧化硅填料进行了改性，首先采用环氧基硅烷偶联剂进行处理得到中间产物，在二氧化硅表面引入环氧基，然后将中间产物与聚醚多元醇在碱催化下进行反应，从而将具有支化结构的烷氧基链段和大量羟基接枝于二氧化硅表面，不仅进一步提高了二氧化硅的亲水性，也增强了改性填料的分散性、稳定性。并且，本发明还对小分子硅烷进行缩聚反应得到亲水改性剂，从而增加了硅烷氧基的密度和含量，提高了亲水化功能，促进涂层吸收水分形成水膜，增强抗沾污、自清洁效果。

26、另外，本发明中的改性填料、亲水改性剂中含有大量羟基、醚键以及支化链段，与有机树脂、羟丙基壳聚糖等成分的相容性良好，且多种活性基团之间能够进行化学交联，还能产生分子间作用力，从而形成更加立体的三维网状结构，由此进一步改善了涂层的稳定性、耐候性，能够在多种条件下长期使用，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种环境友好的自清洁光伏玻璃涂料，其特征在于，所述环境友好的自清洁光伏玻璃涂料包括如下质量份数的成分：

2.根据权利要求1所述环境友好的自清洁光伏玻璃涂料，其特征在于，所述硅烷共聚物的单体原料选自硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯、硅酸丁酯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述环境友好的自清洁光伏玻璃涂料，其特征在于，所述有机树脂选自亲水性氨基丙烯酸树脂、feve氟碳树脂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述环境友好的自清洁光伏玻璃涂料，其特征在于，所述助剂选自流平剂、消泡剂、紫外线吸收剂、分散剂、抗氧化剂、光引发剂、固化剂、抗静电剂中的一种或多种。

5.权利要求1-4任一项所述环境友好的自清洁光伏玻璃涂料的制备方法，其特征在于，所述环境友好的自清洁光伏玻璃涂料的制备方法，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述环境友好的自清洁光伏玻璃涂料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述加热搅拌反应的温度为30-80℃，时间为3-6h。

7.根据权利要求5所述环境友好的自清洁光伏玻璃涂料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述加热反应的温度为80-100℃，时间为24-72h。

8.根据权利要求5所述环境友好的自清洁光伏玻璃涂料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述催化剂为碱催化剂。

9.根据权利要求5所述环境友好的自清洁光伏玻璃涂料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述搅拌加热反应的温度为50-70℃，时间为2-5h。

10.根据权利要求5所述环境友好的自清洁光伏玻璃涂料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述催化剂为酸催化剂。

技术总结本发明涉及一种环境友好的自清洁光伏玻璃涂料及其制备方法，所述环境友好的自清洁光伏玻璃涂料包括如下质量份数的成分：有机树脂30‑60份、亲水改性剂5‑10份、改性填料10‑15份、壳聚糖1‑10份、二氧化钛1‑10份、助剂1‑10份、溶剂50‑100份；其中，所述亲水改性剂为硅烷共聚物；所述改性填料为聚醚多元醇改性二氧化硅。本发明采用亲水性有机树脂、硅烷共聚物亲水改性剂复配，同时采用聚醚多元醇改性二氧化硅作为填料，多种组分之间产生了良好的协同效应，在大大提高涂料亲水性能的同时，有效提升了组分间的相容性、交联密度，使产品具有更强的稳定性和自清洁效果。技术研发人员：肖泽旋,曾创涛,郑舒敏,谷鑫,吴汶曦,贾涛,梁冬,钟裕,单韵仪,姚皓琳,陈焕平受保护的技术使用者：广东技术师范大学技术研发日：技术公布日：2024/6/20