一种轻质阻燃光伏背板及其制备方法与流程

本发明属于光伏组件领域，特别涉及一种轻质阻燃光伏背板及其制备方法。

背景技术：

1、光伏背板是光伏组件的重要组成部分，它位于光伏组件的背面，对光伏组件起到保护和支撑的作用。然而，传统的光伏背板大多由聚合物材料制成，虽然具有良好的电气绝缘性和机械强度，但是在火灾等高温环境下，这些材料容易燃烧，导致光伏组件破坏，甚至可能引发火灾，对人身和财产安全构成威胁。

2、此外，随着光伏行业的快速发展，光伏组件的安装和使用环境越来越多样化，如屋顶、车棚、农舍等，这些环境的火灾风险较高，因此对光伏背板的阻燃性能要求也越来越高。然而现有阻燃光伏背板技术存在强度、防火效果、成本、生产周期等方面的问题。

3、cn110978674a使用热塑板和带空心格结构的阻燃层热压复合，加热热塑性聚合物，使其与阻燃层互相浸透实现压合为一体；该专利认为阻燃空心格可将燃烧火焰控制在阻燃空心格区域内，降低光伏阻燃复合板材的火焰蔓延指数。此方案实际应用时，表层热塑性聚合物同样会引起火焰蔓延，且空心格的纤维存在灯芯效应，将引起持续燃烧，此方案的阻燃防火效果不佳。实际应用时热压将导致阻燃空心格变形，无法保持空心状态；另外树脂过多则防火效果差，树脂过少则复合不了，强度很差。

4、cn103410279a使用柔性防水片材包纳米二氧化硅气凝胶毡芯材，作为柔性保温隔热基板。柔性防水片材为含高韧玻纤增强阻燃无纺布胎基的阻燃聚合物水泥砂浆层，三层结构固结为一体，厚度3-10mm。此方法阻燃效果很好，强度也较高，但是聚合物水泥砂浆层制备时间长达28天，且纳米二氧化硅气凝胶毡成本高，因此产品生产制造成本很高、制造周期长。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种轻质阻燃光伏背板及其制备方法，该光伏背板可达到建筑b级防火；相较于防火铝板等，具有绝缘性好的特点，局部放电电压高达2000v；同时还具有强度高、阻燃稳定的特点，具有良好的市场应用前景。

2、本发明提供了一种轻质阻燃光伏背板，所述背板为多层结构，芯层为改性阻燃聚苯板，上表层为具有导热防火性能的热固性或热塑性复合材料，下表层为热固性或热塑性复合材料，上下表层与芯层采用胶黏剂粘接。

3、优选的，所述改性阻燃聚苯板为粒度为0.1-5mm的聚苯乙烯颗粒，经过高温高压成型成板，再经过无机浆料渗透，得到a级防火的阻燃聚苯板。

4、更优选的，所述聚苯乙烯颗粒由普通聚苯乙烯发泡得到或由增韧改性的聚苯乙烯发泡得到；其中，增韧改性的聚苯乙烯按质量百分比，包括20％苯乙烯-丙烯酸酯无规共聚物，10％丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，5-10％聚乙烯，5％发泡助剂，55％-60％聚苯乙烯。

5、所述无机浆料为行业内常用的改性灌注浆料，所述高温高压成型成板工艺为行业内常用的发泡聚苯板生产工艺。

6、优选的，所述高温高压成型工艺参数为100-150℃，0.01-2mpa。

7、优选的，所述无机浆料按重量份数，其组成为：水40份，水玻璃80份，聚丙乳液2份，氢氧化镁10份，重晶石粉20份，粉煤灰10份。

8、优选的，所述聚苯乙烯颗粒粒度为0.1-5mm。

9、优选的，所述改性阻燃发泡聚苯板容重10-300kg/m3，优选100-200kg/m3。

10、优选的，所述具有导热防火性能的热固性或热塑性复合材料按重量份数，包括如下组分：导热防火填料15-20份，随机定向长纤维20-30份，热固性或热塑性树脂50-70份。

11、优选的，所述热固性或热塑性复合材料按重量份数，包括如下组分：随机定向长纤维30-50份，热固性或热塑性树脂50-70份。

12、优选的，所述随机定向长纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、尼龙、聚酰亚胺纤维中的一种或几种；所述热固性树脂为环氧树脂、不饱和聚酯、聚氨酯中的一种或几种；所述热塑性树脂为pa、pp、pet、pe中的一种或几种。

13、优选的，所述胶黏剂为环氧沥青胶黏剂。

14、优选的，所述环氧沥青胶黏剂包括由沥青、环氧树脂、改性剂、增容剂、填料组成的a组分以及由环氧树脂固化剂组成的b组分。

15、更优选的，所述环氧沥青胶黏剂按重量份数，由以下组分组成：

16、

17、所述改性剂为聚乙烯醇缩醛类改性剂。

18、所述增容剂为环氧大豆油。

19、所述填料为石灰石粉。

20、优选的，所述轻质阻燃光伏背板总厚度为12-120mm，其中芯层厚度为10-100mm，上表层和下表层厚度为0.5-5mm。

21、本发明还提供了一种轻质阻燃光伏背板的制备方法，包括如下步骤：

22、(1)制备聚苯乙烯发泡颗粒，随后经过高温高压成型，最后经过无机浆料渗透，得到改性阻燃聚苯板，即芯层；

23、(2)将导热防火填料与热塑性树脂共混挤出得到改性热塑性树脂，或导热防火填料与热固性树脂共混得到改性热固性树脂；将切割的随机定向长纤维与改性热塑性树脂或改性热固性树脂一起喷撒和涂布后，升温并将树脂浸渍于随机定向长纤维，获得上表层复合材料；

24、(3)将切割的随机定向长纤维与热塑性树脂或热固性树脂一起喷撒和涂布后，升温并将树脂浸渍于随机定向长纤维，获得下表层复合材料；

25、(4)将芯层表面涂刷胶黏剂，贴上上表层复合材料和下表层复合材料，得到轻质阻燃光伏背板。

26、有益效果

27、(1)本发明中改性阻燃聚苯板的特点在于防火达到a级，质量极低，绝缘性能好，集防火绝缘为一体；

28、(2)本发明中采用导热防火填料作为上表层复合材料组分之一，进一步提高了光伏背板的防火性能、减少光伏电池的热破坏，提高组件寿命；

29、(3)本发明中环氧沥青胶黏剂与改性阻燃聚苯板粘接强度高、热膨胀系数匹配、耐候性可靠；

30、(4)本发明光伏背板的芯层达到建筑a级防火，总体可达到建筑b级防火；相较于防火铝板等，具有绝缘性好的特点，局部放电电压高达2000v；同时还具有强度高、阻燃稳定的特点，具有良好的市场应用前景。

技术特征：

1.一种轻质阻燃光伏背板，其特征在于：所述背板为多层结构，芯层为改性阻燃聚苯板，上表层为具有导热防火性能的热固性或热塑性复合材料，下表层为热固性或热塑性复合材料，上下表层与芯层采用胶黏剂粘接。

2.根据权利要求1所述的轻质阻燃光伏背板，其特征在于：所述改性阻燃聚苯板为粒度为0.1-5mm的聚苯乙烯颗粒，经过高温高压成型成板，再经过无机浆料渗透，得到a级防火的阻燃聚苯板。

3.根据权利要求2所述的轻质阻燃光伏背板，其特征在于：所述聚苯乙烯颗粒由普通聚苯乙烯发泡得到或由增韧改性的聚苯乙烯发泡得到；其中，增韧改性的聚苯乙烯按质量百分比，包括20％苯乙烯-丙烯酸酯无规共聚物，10％丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，5-10％聚乙烯，5％发泡助剂，55％-60％聚苯乙烯。

4.根据权利要求1所述的轻质阻燃光伏背板，其特征在于：所述具有导热防火性能的热固性或热塑性复合材料按重量份数，包括如下组分：导热防火填料15-20份，随机定向长纤维20-30份，热固性或热塑性树脂50-70份。

5.根据权利要求1所述的轻质阻燃光伏背板，其特征在于：所述热固性或热塑性复合材料按重量份数，包括如下组分：随机定向长纤维30-50份，热固性或热塑性树脂50-70份。

6.根据权利要求1所述的轻质阻燃光伏背板，其特征在于：所述胶黏剂为环氧沥青胶黏剂。

7.根据权利要求5或6所述的轻质阻燃光伏背板，其特征在于：所述随机定向长纤维为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、尼龙、聚酰亚胺纤维中的一种或几种；所述热固性树脂为环氧树脂、不饱和聚酯、聚氨酯中的一种或几种；所述热塑性树脂为pa、pp、pet、pe中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的轻质阻燃光伏背板，其特征在于：所述胶黏剂为环氧沥青胶黏剂。

9.根据权利要求8所述的轻质阻燃光伏背板，其特征在于：所述环氧沥青胶黏剂包括由沥青、环氧树脂、改性剂、增容剂、填料组成的a组分以及由环氧树脂固化剂组成的b组分。

10.一种轻质阻燃光伏背板的制备方法，包括如下步骤：

技术总结本发明涉及一种轻质阻燃光伏背板及其制备方法，其芯层为改性阻燃发泡聚苯板，上表层为具有导热防火性能的热固性或热塑性复合材料，下表层为热固性或热塑性复合材料，上下表层与芯层采用胶黏剂粘接。本发明光伏背板可达到建筑B级防火；相较于防火铝板等，具有绝缘性好的特点，局部放电电压高达2000V；同时还具有强度高、阻燃稳定的特点，具有良好的市场应用前景。技术研发人员：刘淑辉,华国飞,陈增军,何立春受保护的技术使用者：上海品诚晶曜光伏科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30