一种EB固化涂料及其在光伏背板PET膜上的应用的制作方法

本发明属于高分子涂料，具体涉及一种eb固化涂料及其在光伏背板pet膜上的应用。

背景技术：

1、太阳能电池组件的主体结构由面板、胶、电池片、胶和背板层叠组成，背板是太阳电池组件中除电池片外最重要的结构，背板是直接与外部环境大面积接触的封装材料，对电池片起到支撑和保护的作用。一般太阳能电池组件的使用寿命都要求在25年以上，如此长时间的使用寿命要求对背板的质量提出了严格的限制，背板必须具有可靠的耐候性、水汽阻隔性及绝缘性；目前由聚对苯二甲酸二醇酯(pet)作为中间层制成的背板因其具有强度高、耐候性好、热稳定性强等优点成为现阶段市面上的主流光伏背板，但仍然存在水汽透过率高，耐水解、耐湿热性能差的缺点，在户外长期使用过程中，环境中的水汽和氧气会通过中间层pet薄膜的下表面保护层渗入到中间层，导致pet薄膜水解、劣化，最终与填充树脂脱离，失去对电池片的保护和支撑作用。

2、现有技术中有直接对中间层pet薄膜进行改性的方案：将pet树脂、pp树脂、pet功能母粒、相容剂和抗氧剂按比例混合均匀，加入到双螺杆挤出机中挤出铸片，然后对铸片进行静态双向拉伸得到新型的pet薄膜；该方案使中间层pet薄膜具有不错的耐候性和耐水解性能，但是pet树脂与pp树脂的相容性不好，虽然通过添加相容剂能够有一定的改善，但是仍然存在无法完全相容的问题，而且经过改性后的pet薄膜透明性降低，耐水解性能也不够优异，有进一步提升的空间。

3、现有技术中还有使用氟膜(pvdf)在中间层pet薄膜的单面或者两面进行复合或涂覆，使背板具有良好阻隔、耐候及绝缘性能，尤其是出色的耐水解性能，但是氟膜的制作过程复杂，价格昂贵，原材料被国外阿科玛、苏威等国际公司垄断，而有价格优势的国产氟膜存在晶点含量高，耐黄变差，批量差异大，稳定性差等诸多不足。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种eb固化涂料及其在光伏背板pet膜上的应用，以解决背景技术中的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种eb固化涂料，按重量份计包括以下原料：

4、聚碳改性的聚氨酯丙烯酸酯10-50份、聚丁二烯改性的聚氨酯丙烯酸酯10-50份、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯10份、己二醇二丙烯酸酯20份、紫外光吸收剂1份、润湿流平剂0.5份。

5、进一步地，所述聚碳改性的聚氨酯丙烯酸酯通过以下步骤制得：

6、步骤a1、向三口烧瓶中边搅拌边加入异氟尔酮二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯，混合均匀后边搅拌边滴加阻聚剂和有机铋催化剂，控制滴加时间为30min，同时将三口烧瓶加热升温至70℃，保温反应3.5h，检测nco含量达到理论值，得到聚氨酯预聚体；

7、反应过程如下：

8、

9、步骤a2、将预热后的聚碳酸亚己二酯二醇边搅拌边加入聚氨酯预聚体中，同时滴加有机铋催化剂，控制温度在68-72℃下反应3h，检测nco含量为0，得到聚碳改性的聚氨酯丙烯酸酯。

10、反应过程如下：

11、

12、进一步地，步骤a1中所述异氟尔酮二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1：1-1.5；所述阻聚剂用量为异氟尔酮二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯质量之和的0.08-0.1％，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚(mehq)；所述有机铋催化剂用量为异氟尔酮二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯质量之和的0.08-0.1％。

13、进一步地，步骤a2中所述聚碳酸亚己二酯二醇与聚氨酯预聚体的摩尔比为1-1.5:2；所述有机铋催化剂用量为聚碳酸亚己二酯二醇和聚氨酯预聚体质量之和的0.08-0.1％。

14、进一步地，所述聚丁二烯改性的聚氨酯丙烯酸酯通过以下步骤制得：

15、步骤b1、将端羟基聚顺丁二烯和聚醚二醇加入三口烧瓶中，真空脱水1h后加入异氟尔酮二异氰酸酯，搅拌升温至70℃并保温反应30min，然后加入螯合锡催化剂，升温至80℃，继续搅拌并保温反应1.5-2h，得到聚丁二烯改性的聚氨酯预聚体；

16、步骤b2、向聚丁二烯改性的聚氨酯预聚体中加入1,4丁二醇，保持80℃继续反应1h，然后加入丙烯酸羟乙酯和螯合锡催化剂，进行封端反应2h，得到聚丁二烯改性的聚氨酯丙烯酸酯。

17、进一步地，步骤b1中所述端羟基聚顺丁二烯、聚醚二醇和异氟尔酮二异氰酸酯的用量摩尔比为5-8:2-5:20；所述螯合锡催化剂的用量为端羟基聚顺丁二烯、聚醚二醇和异氟尔酮二异氰酸酯质量之和的0.08-0.1％。

18、进一步地，步骤b2中所述聚丁二烯改性的聚氨酯预聚体、1.4丁二醇和丙烯酸羟乙酯的摩尔比为2：1-2：4；所述螯合锡催化剂的用量为聚丁二烯改性的聚氨酯预聚体、1.4丁二醇和丙烯酸羟乙酯质量之和的0.08-0.1％。

19、进一步地，所述紫外光吸收剂为羟基苯基三嗪(hpt)；所述润湿流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。

20、进一步地，所述eb固化涂料的制备方法为：

21、将聚碳改性的聚氨酯丙烯酸酯、聚丁二烯改性的聚氨酯丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、紫外光吸收剂、润湿流平剂按配方比例依次称取，然后加入分散机中，在转速为500-1000r/min下分散5min，即可得到eb固化涂料。

22、一种eb固化涂料在光伏背板pet膜上的应用，包括如下步骤：

23、将eb固化涂料用30um的线棒涂覆在电晕处理后的pet膜上，然后通过电子束固化设备进行固化，形成涂层即可得到光伏背板pet膜。

24、进一步地，所述固化的电压为180-200kve，固化剂量为30-40kgy。

25、有益效果：

26、本发明先用丙烯酸羟乙酯与异氟尔酮二异氰酸酯进行亲核加成反应，得到聚氨酯预聚体，然后再与聚碳酸亚己二酯二醇进行亲核加成，得到了聚碳改性的聚氨酯丙烯酸酯，使得聚碳改性的聚氨酯丙烯酸酯具有优异的硬度、抗水解性、热稳定性、耐候性和抗化学品性能；

27、本发明再用端羟基聚顺丁二烯和聚醚二醇共混后与异氟尔酮二异氰酸酯反应，得到聚丁二烯改性的聚氨酯预聚体，然后再用1,4丁二醇扩链，用丙烯酸羟乙酯进行封端，得到了聚丁二烯改性的聚氨酯丙烯酸酯，使得聚丁二烯改性聚氨酯丙烯酸酯具有很好的透明性、耐黄变性能和耐低温性能；

28、本发明将聚碳改性的聚氨酯丙烯酸酯、聚丁二烯改性的聚氨酯丙烯酸酯和环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯配合使用，各方面性能相互协同促进，可以得到性能相当优异的eb固化涂料，而且成本较低具有价格优势；将eb固化涂料涂覆在电晕处理后的pet膜上，经过电子束固化设备固化后，得到了光伏背板pet薄膜，可以替代氟膜的使用，提高了光伏背板pet薄膜的可靠性。

技术特征：

1.一种eb固化涂料，其特征在于，按重量份计，包括以下原料：

2.根据权利要求1所述的一种eb固化涂料，其特征在于，所述聚碳改性的聚氨酯丙烯酸酯通过以下步骤制得：

3.根据权利要求2所述的一种eb固化涂料，其特征在于，所述异氟尔酮二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯的摩尔比为1：1-1.5。

4.根据权利要求2所述的一种eb固化涂料，其特征在于，所述聚碳酸亚己二酯二醇与聚氨酯预聚体的摩尔比为1-1.5:2。

5.根据权利要求1所述的一种eb固化涂料，其特征在于，所述聚丁二烯改性的聚氨酯丙烯酸酯通过以下步骤制得：

6.根据权利要求5所述的一种eb固化涂料，其特征在于，所述端羟基聚顺丁二烯、聚醚二醇和异氟尔酮二异氰酸酯的用量摩尔比为5-8:2-5:20。

7.根据权利要求5所述的一种eb固化涂料，其特征在于，所述聚丁二烯改性的聚氨酯预聚体、1.4丁二醇和丙烯酸羟乙酯的摩尔比为2：1-2：4。

8.根据权利要求1所述的一种eb固化涂料，其特征在于，所述紫外光吸收剂为羟基苯基三嗪；所述润湿流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种eb固化涂料在光伏背板pet膜上的应用，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种eb固化涂料在光伏背板pet膜上的应用，其特征在于，所述固化的电压为180-200kve，固化剂量为30-40kgy。

技术总结本发明公开了一种EB固化涂料及其在光伏背板PET膜上的应用，属于高分子涂料技术领域，按重量份计包括以下原料：聚碳改性的聚氨酯丙烯酸酯10‑50份、聚丁二烯改性的聚氨酯丙烯酸酯10‑50份、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯10份、己二醇二丙烯酸酯20份、紫外光吸收剂1份、润湿流平剂0.5份；将EB固化涂料涂覆在电晕处理后的PET膜上，通过EB固化后形成涂层，得到光伏背板PET膜；本发明将聚碳改性的聚氨酯丙烯酸酯、聚丁二烯改性的聚氨酯丙烯酸酯和环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯配合使用，各方面性能相互协同促进，得到性能相当优异的EB固化涂料，应用于PET膜上后，提高了光伏背板PET薄膜的可靠性。技术研发人员：吕彬,张叶红,李德明受保护的技术使用者：黄山尚傅科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15