一種防火防水光伏卷材的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種防火防水光伏卷材，為層狀結構，從下至上由防水卷材襯底和柔性光伏組件兩大部分組成，所述防水卷材襯底以高韌玻纖增強阻燃無紡布為胎基，胎基兩面刮涂阻燃聚合物改性水泥砂漿，所述太陽能光伏組件從下至上依次包括柔性薄膜光伏電池組件、膜層和涂料層。本實用新型所述阻燃光伏防水卷材鋪設施工方法簡單，可以通過具有防火功能的聚合物干粉砂漿粘結劑將防水卷材冷粘與建筑屋面，無需動火加熱、安全環(huán)保、操作簡單、綜合成本低，實現(xiàn)了集防水、防火、裝飾和光伏發(fā)電多功能為一體的光伏建筑一體化。
【專利說明】一種防火防水光伏卷材
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及建筑節(jié)能和光電建筑領域，具體涉及一種集防火、防水和光伏發(fā)電多種功能為一體的光伏防水卷材。
【背景技術】
[0002]建筑屋面是光伏發(fā)電在建筑上的首選位置，其光伏發(fā)電元件主要包括晶硅光伏電池板和非晶硅光伏薄膜電池卷材。晶硅光伏電池板安裝在建筑屋面上有兩種固定方式，一種是利用自重或增加壓重，直接安放在屋面上。由于荷載大，在輕型屋面和大跨度屋面上無法應用；另外在外露防水屋面上也不易應用，因為斜置的壓重電池板的分力會對屋面外露卷材產(chǎn)生正壓力，長期作用會破壞屋面防水層。另一種固定方式是固定件穿透屋面卷材防水層，和屋面結構層固定，這樣會破壞防水層，有滲透隱患，不符合防水的基本原則。以上兩種固定方法都有一個抗風揭的問題。非晶硅、銅銦鉀硒等柔性光伏薄膜電池卷材采用不銹鋼基板或高分子聚合物為基板，可在工程現(xiàn)場用特種膠粘合在普通金屬屋面板、TPO單層高分子防水卷材、改性浙青防水卷材表面。使電池組件通過與防水卷材復合，形成為既可防火、防水，又可光伏發(fā)電的光伏建筑一體化產(chǎn)品。但該技術在工程應用中還存在以下問題:一是現(xiàn)場濕作業(yè)受環(huán)境和人為影響因素大，材料浪費、人工成本高、易出現(xiàn)質量問題；二是目前TPO單層高分子防水卷材、改性浙青防水卷材等的價格昂貴、防火性差，難以滿足國家對屋面防水材料越發(fā)嚴格的防火安全要求。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型要解決的技術問題是提供一種防火防水光伏卷材，所述防火防水光伏卷材既可以作為防水卷材，又可以進行光伏發(fā)電，為符合光伏建筑一體化要求的功能性光伏建材部品。
[0004]一種防火防水光伏卷材，所述防火防水光伏卷材為層狀結構，從下至上由防水卷材襯底和柔性光伏組件兩大部分組成，所述防水卷材襯底以高韌玻纖增強阻燃無紡布為胎基，胎基兩面刮涂阻燃聚合物改性水泥砂漿，所述柔性光伏組件從下至上依次包括柔性薄膜光伏電池組件、膜層和涂料層。
[0005]本實用新型所述的防火防水光伏卷材，其中所述防水卷材襯底厚度為1.2?
2.0mm ;所述高韌玻纖增強阻燃無紡布用料采用安紡阻燃纖維或4080纖維。
[0006]本實用新型所述的防火防水光伏卷材，其中所述柔性薄膜光伏電池組件為非晶硅柔性太陽能薄膜電池、銅銦鉀硒薄膜太陽能電池、銻化鎘薄膜太陽能電池，染料敏化電池或有機薄膜電池。
[0007]本實用新型所述的防火防水光伏卷材，其中所述膜層為乙烯一四氟乙烯共聚物膜，厚度為25um ;所述涂料層為納米級有機硅改性丙烯酸涂料或納米級氟碳涂料，厚度為30 ?70umo
[0008]本實用新型所述的防火防水光伏卷材，還包括粘結所述防水卷材襯底和柔性薄膜光伏電池組件的粘結層，所述粘結層由西卡單組分高模量聚氨酯密封膠粘劑構成。
[0009]本實用新型所述的防火防水光伏卷材，其中所述柔性薄膜光伏電池組件連接有正負極導線，正負極導線采用封閉式雌雄快速接口與相鄰光伏防水卷材上的外部用電器相互配合連接，所述導線刷涂防水膠并設置防水膠條作為保護層。
[0010]本實用新型從以下兩個方面克服了現(xiàn)有光伏防水卷材屋面技術的缺陷:(1)同以往在施工現(xiàn)場，將柔性光伏組件粘貼在ΤΡ0、改性浙青防水卷材表面不同，本實用新型的創(chuàng)新方法為:在工廠內(nèi)，把柔性薄膜光伏電池組件、西卡單組分高模量聚氨酯密封膠粘劑、防水卷材襯底上下依次層疊，經(jīng)過機械輥壓和高壓釜處理，使阻燃防水卷材和非晶硅等柔性太陽能光伏薄膜電池組件緊密結合在一起。形成一種既可以作為屋面防水卷材，又可以進行光伏發(fā)電的光伏防水系統(tǒng)。此系統(tǒng)可以在建筑屋面上像傳統(tǒng)防水卷材一樣鋪設。即通過一次性施工就實現(xiàn)了防水、防火和光伏發(fā)電多項功能。減少了現(xiàn)場濕作業(yè)施工環(huán)節(jié)，降低了成本，提高了產(chǎn)品質量。最終實現(xiàn)真正意義上的光伏建筑一體化；(2)由于柔性襯底采用了阻燃型胎基和阻燃型聚合物改性水泥砂漿，使得柔性襯底具備了阻燃、防水雙重特性，克服了 TPO單層高分子防水卷材和浙青防水卷材等有機物易燃的缺陷，保證了光伏防水系統(tǒng)的整體安全性和光伏建筑一體化工程的安全、高效運行。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)與建筑屋面防水工程同步設計、同步施工、同步驗收、同步維護保養(yǎng)。最大限度地發(fā)揮了現(xiàn)代建材的多功能性，實現(xiàn)真正意義上的光伏建筑一體化。避免了安裝晶硅太陽能光伏電池玻璃板產(chǎn)生的破壞屋面防水層、增加建筑物荷載、抗風揭能力差、破壞建筑景觀等問題。
[0011]本實用新型采用了非晶硅等柔性薄膜太陽能光伏電池組件，該組件與傳統(tǒng)的晶體硅太陽能電池的最大區(qū)別之一就是可以利用不銹鋼或各種聚合物等質輕柔軟的材料作為太陽能電池的襯底，使之具有柔軟、輕薄和可繞曲等優(yōu)點；兼具防水、增強抗裂和光伏發(fā)電等多重使用功能，應用于新建和既有建筑節(jié)能改造的光電建筑，同時實現(xiàn)建筑屋面防水和自發(fā)自用所需電力。
[0012]該實用新型充分發(fā)揮了柔性防水卷材和柔性薄膜光伏電池組件所共有的輕質、柔韌性好、可繞折、加工性能好、靈活多變、易于安裝、壽命長、抗風揭能力強的優(yōu)點。將卷材防水和柔性電池組件結合在一起，既防水又可發(fā)電，其防風揭與防水卷材相同，在無需增加任何安裝設施的情況下，綜合解決了大跨度屋面、輕型屋面等各類屋面的防水，防火和光伏發(fā)電問題。
[0013]下面結合附圖對本實用新型所述的防火防水光伏卷材作進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型所述防火防水光伏卷材的結構示意圖；
[0015]圖2為圖1的K處的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0016]實施例1
[0017]如圖1和圖2所示，一種防火防水光伏卷材，為層狀結構，由內(nèi)至外依次包括防水卷材襯底1、粘結層2、柔性薄膜光伏電池組件3、膜層4和涂料層5。所述防水卷材襯底以高韌玻纖增強阻燃無紡布為胎基，胎基兩面刮涂阻燃改性聚合物水泥砂漿；其中所述高韌玻纖增強阻燃無紡布用料采用安紡阻燃纖維(粘膠纖維)和4080纖維(低熔點纖維)，該纖維具有優(yōu)異的阻燃抗熔融作用，能有效形成阻燃防火墻。其中阻燃聚合物改性水泥砂漿層主要原料按重量的份數(shù)計為:普硅42.5水泥12?17份，石英砂40?45份，丙酸乳液18?23份，水17?25份，復合阻燃劑4?8份；其中所述的聚合物改性水泥砂漿層原料中的復合阻燃劑是由52#氯化石蠟、氫氧化鋁、氫氧化鎂和三氧化二銻混合而成，質量比為52#氯化石臘:氫氧化招:氫氧化鎂:三氧化二鋪=2:4:2:3。
[0018]所述防水卷材襯底I厚度為2.0mm ;所述柔性薄膜光伏電池組件3為非晶硅柔性太陽能薄膜電池；所述膜層4為乙烯一四氟乙烯共聚物膜(ETFE)，厚度為25um ;所述涂料層5為納米級有機硅改性丙烯酸涂料，厚度為30um ;所述防火防水光伏卷材還包括粘結層
2,由西卡單組分高模量聚氨酯密封膠粘劑Sikaflex-1lFC(Pro)構成,粘結所述防水卷材襯底I和柔性薄膜光伏電池組件3。
[0019]所述柔性薄膜光伏電池組件3連接有正負極導線，正負極導線采用封閉式雌雄快速接口，所述導線外面用防水膠為保護層，并采用防火防水膠條對導線進行保護。所述導線外面用防水膠為保護層，并采用防火防水膠條對導線進行保護；在工廠內(nèi)用西卡單組分高模量聚氨酯密封膠粘劑Sikaflex-1lFC(Pro)將柔性薄膜光伏電池組件3粘結到所述防水卷材襯底I表面，經(jīng)過輥壓和高壓釜處理，使各層組件緊密粘合，制成具有建筑屋面防水和光伏發(fā)電多種功能的光伏建材。
[0020]實施例2
[0021]一種防火防水光伏卷材，所述防水卷材襯底I厚度為1.2mm ;所述柔性薄膜光伏電池組件3為有機薄膜電池；所述涂料層5為納米級氟碳涂料，厚度為70um ;所述阻燃聚合物改性水泥砂漿由如下重量份的原料組成:普硅425水泥17份，石英砂38份，丙酸乳液23份，水15份，復合阻燃劑7份；其他同實施例1。
[0022]實施例3
[0023]一種防火防水光伏卷材，所述防水卷材襯底I厚度為1.8mm ;所述柔性薄膜光伏電池組件3為銅銦鉀硒薄膜太陽能電池；所述涂料層5為納米級有機硅改性丙烯酸涂料，厚度為50um ;所述阻燃聚合物改性水泥砂漿由如下重量份的原料組成:普硅42.5水泥18份，石英砂36份，丙酸乳液24份，水14份，復合阻燃劑7份；其他同實施例1。
[0024]實施例4
[0025]一種防火防水光伏卷材，所述防水卷材襯底I厚度為1.5mm ;所述柔性薄膜光伏電池組件3為染料敏化電池；所述涂料層5為納米級氟碳涂料，厚度為40um，所述阻燃聚合物改性水泥砂漿由如下重量份的原料組成:普硅42.5水泥14份，石英砂39份，丙酸乳液22份，水18份，復合阻燃劑7份；其他同實施例1。
[0026]實施例5
[0027]一種制備防火防水光伏卷材的方法，包括如下步驟:
[0028]( I)防水卷材襯底I的制備:將阻燃聚合物改性水泥砂漿均勻刮涂于高韌玻纖增強阻燃無紡布胎基的兩側，厚度控制在1.2mm?2.0mm，生產(chǎn)線自動烘干，待表面聚合物水泥砂漿達到初凝后，成卷存放。然后在5?38°C的自然條件下養(yǎng)護28天，待聚合物水泥砂漿強度達到要求后備用。
[0029](2)光伏電池組件3的制備:將表面用乙烯一四氟乙烯共聚物(ETFE)膜封裝的柔性薄膜光伏電池組件正面涂覆納米級有機硅丙烯酸涂料或納米級氟碳涂料，涂覆厚度為30?70um ;所述乙烯一四氟乙烯共聚物(ETFE)膜厚度為25um ;所述柔性薄膜光伏電池組件3為非晶硅柔性太陽能薄膜電池、銅銦鉀硒薄膜太陽能電池、銻化鎘薄膜太陽能電池，染料敏化電池或有機薄膜電池；
[0030](3)采用西卡單組分高模量聚氨酯密封膠粘劑將所述柔性薄膜電池組件底部粘結到所述防水卷材襯底的表面；
[0031](4)合并封裝:按照柔性薄膜光伏電池組件3、西卡單組分高模量聚氨酯密封膠粘齊U(粘結層2)、防水卷材襯底I的順序依次層疊，經(jīng)過輥壓和高壓釜處理，使各層組件緊密粘合，即得產(chǎn)品。
[0032]所述柔性薄膜光伏電池組件連接有正負極導線，正負極導線采用封閉式雌雄快速接口，所述導線外面用防水膠為保護層，并采用防火防水膠條對導線進行保護。
[0033]所述防火防水光伏卷材安裝方法為:
[0034](I)基層處理為水泥砂漿找平層，要求堅實、平整、光澤、無起鼓現(xiàn)象?；鶎颖仨毟稍?。含水率要求在9%以下；
[0035](2)在干燥的基層上涂刷專用無機干粉砂漿粘結劑，要求涂刷均勻一次涂好；
[0036]安裝過程中使用的所述專用無機干粉砂漿粘結劑由如下重量份的物質組成:普硅425水泥32份，重鈣12份，40目石英砂55份，瓦克膠粉I份；
[0037](3)鋪粘防水卷材工藝:先將卷材按位放正后留出IOcm寬的搭茬，前面滾鋪，后面滾壓，要求鋪粘密實、平整，注意不要卷入空氣和異物，無皺折，無起鼓，接縫處應滿涂粘合齊IJ，干燥20min再用力壓滾，使其粘貼結實牢固；
[0038](4)每卷光伏防水卷材上的太陽能薄膜電池都有獨立的正負級電流引出導線和封閉式雌雄快速接口 ；電導線、快速接口及接線盒放置在位于延光伏防水卷材寬度方向一側的導線槽孔內(nèi)。在安裝時將每卷光伏防水卷材的電導線快速接口通過接線盒進行電路連接組合(串聯(lián)或并聯(lián)電路連接)，然后利用導線槽將電力輸出線引導連接至逆變器，將直流電轉變?yōu)榻涣麟?，?jīng)安裝在建筑屋物內(nèi)的配電箱送上電網(wǎng)(并網(wǎng)使用)或直接提供給建筑負載用電；封閉式雌雄快速接口與接線盒之間的連接為密封膠封接。整個線路槽用耐候性、絕緣性、密封性俱佳的硅膠進行填充密封，使之達到防水、防凍、防高溫的要求。
[0039]實施例6
[0040]安裝過程中使用的所述專用無機干粉砂漿粘結劑由如下重量份的物質組成:普硅42.5水泥37份，重鈣8份，70目石英砂51份，瓦克膠粉3份；其他同實施例5。
[0041]實施例7
[0042]安裝過程中使用的所述專用無機干粉砂漿粘結劑由如下重量份的物質組成:普硅42.5水泥35份，重鈣10份，50目石英砂50份，瓦克膠粉4份；其他同實施例5。
[0043]實施例8
[0044]安裝過程中使用的所述專用無機干粉砂漿粘結劑由如下重量份的物質組成:普硅
42.5水泥36份，重鈣9份，60目石英砂48份，瓦克膠粉5份；其他同實施例5。
[0045]以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護范圍。
【權利要求】
1.一種防火防水光伏卷材，其特征在于:所述防火防水光伏卷材為層狀結構，從下至上由防水卷材襯底和柔性光伏組件兩大部分組成，所述防水卷材襯底以高韌玻纖增強阻燃無紡布為胎基，胎基兩面刮涂阻燃聚合物改性水泥砂漿，所述柔性光伏組件從下至上依次包括柔性薄膜光伏電池組件、膜層和涂料層。
2.根據(jù)權利要求1所述的防火防水光伏卷材，其特征在于:所述防水卷材襯底厚度為1.2?2.0mm ;所述高韌玻纖增強阻燃無紡布用料采用安紡阻燃纖維或4080纖維。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的防火防水光伏卷材，其特征在于:所述柔性薄膜光伏電池組件為非晶硅柔性太陽能薄膜電池、銅銦鉀硒薄膜太陽能電池、銻化鎘薄膜太陽能電池，染料敏化電池或有機薄膜電池。
4.根據(jù)權利要求3所述的防火防水光伏卷材，其特征在于:所述膜層為乙烯一四氟乙烯共聚物膜，厚度為25um ;所述涂料層為納米級有機硅改性丙烯酸涂料或納米級氟碳涂料，厚度為30?70um。
5.根據(jù)權利要求4所述的防火防水光伏卷材，其特征在于:還包括粘結所述防水卷材襯底和柔性薄膜光伏電池組件的粘結層，所述粘結層由西卡單組分高模量聚氨酯密封膠粘劑構成。
6.根據(jù)權利要求5所述的防火防水光伏卷材，其特征在于:所述柔性薄膜光伏電池組件連接有正負極導線，正負極導線采用封閉式雌雄快速接口與相鄰光伏防水卷材上的外部用電器相互配合連接，所述導線刷涂防水膠并設置防水膠條作為保護層。
【文檔編號】E04D13/16GK203514665SQ201320513573
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權日:2013年8月22日
【發(fā)明者】李曉軍 申請人:煙臺斯坦普精工建設有限公司