一種太陽能電池背板用耐刮擦涂層材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太陽能電池背板用耐刮擦涂層材料的制備方法，該方法以含氟甲基丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯酸酯、烯酸、環(huán)氧樹脂為原料，在引發(fā)劑作用下通過高分子溶液聚合方式進(jìn)行聚合反應(yīng)可得標(biāo)的產(chǎn)物，該方法所制備的含氟丙烯酸酯樹脂涂料具有耐刮擦、疏水性強(qiáng)、高附著力的特點(diǎn)。
【專利說明】一種太陽能電池背板用耐刮擦涂層材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能電池背板用耐刮擦涂層材料的制備方法，特別涉及一種含氟丙烯酸酯樹脂涂層材料，它具有耐刮擦、疏水性好、附著力強(qiáng)的特點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏電池背板常年與外部環(huán)境直接接觸，易與外物發(fā)生摩擦、腐蝕等而有所損壞，晶硅電池組件必須達(dá)到25年使用要求，為滿足電池組件的可靠性、穩(wěn)定性，這對背板的耐候性、濕熱老化性能、電氣絕緣性能有很嚴(yán)格的要求。氟碳涂料中的C一F鍵鍵能大、穩(wěn)定，其成膜后表面能低，耐候性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性優(yōu)異，而且具有獨(dú)特的低摩擦性。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，氟碳涂料被廣泛應(yīng)用于建筑、化工、電子器材、機(jī)械等行業(yè)，有"涂料之王''的美稱。
[0003]氟碳樹脂涂料在使用時(shí)，常因涂膜附著力或?qū)娱g結(jié)合力差，造成局部脫落甚至全部剝落的現(xiàn)象。且氟化丙烯酸酯類單體價(jià)格較高，大量使用必會(huì)提高涂料成本，從而失去市場競爭力。因而，開發(fā)新的低表面能耐刮擦涂層材料具有很重要的應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種具有耐刮擦、疏水性好、附著力強(qiáng)、成本低廉的含氟丙烯酸酯樹脂涂層材料的制備方法，主要包括如下步驟:
(1)將苯乙烯、丙烯酸酯、十一烯酸、引發(fā)劑和溶劑加入四口燒瓶中，攪拌加熱至80~89°C 并維持 IOmin ；
(2)在40min內(nèi)滴加由含氟甲基丙烯酸酯和環(huán)氧樹脂以及溶劑組成的混合物，然后保溫反應(yīng)2h ；
(3)補(bǔ)加引發(fā)劑，再保溫反應(yīng)3h后冷卻至室溫出料，得標(biāo)的產(chǎn)物；
以1OOg產(chǎn)品為基準(zhǔn)，上述各原料質(zhì)量分別為:含氟甲基丙烯酸酯 12~25g，苯乙烯6~IOg,丙烯酸酯20~35g,環(huán)氧樹脂2~5g, ^ 烯酸I~4g,引發(fā)劑I~2g,溶劑30~50go
[0005]含氟甲基丙烯酸酯中的含氟側(cè)鏈賦予了聚合物超低的表面能，使其具有良好的耐刮擦和疏水性；所述的含氟甲基丙烯酸酯為甲基丙烯酸十二氟庚酯與甲基丙烯酸四氟丙酯的混合物。
[0006]丙烯酸酯與含氟甲基丙烯酸酯的表面能差距較大，涂料在干燥固化時(shí)會(huì)發(fā)生自分層現(xiàn)象，從而既能保持良好的耐刮擦性，又能與基材表面很好的粘接起來；所述的丙烯酸酯為丙烯酸丁酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸-2-乙基己酯中的一種以上。
[0007]環(huán)氧樹脂的作用是賦予共聚樹脂活性較大的環(huán)氧基團(tuán)，提高氟碳樹脂層間結(jié)合力與對基材的附著力；所述的環(huán)氧樹脂選用低分子量雙酚A環(huán)氧樹脂。
[0008]烯酸的作用是在共聚樹脂中引入羧基，加強(qiáng)涂料的分散性，同時(shí)促進(jìn)交聯(lián)固化；所述的烯酸選自丙烯酸、甲基丙烯酸、十一烯酸中的一種。[0009]所述的溶劑選自二丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、甲苯、氯仿中的一種。
[0010]本發(fā)明中聚合物含氟側(cè)鏈向空氣中伸展，大大降低了聚合物的表面能，賦予聚合物良好的疏水性能，同時(shí)穩(wěn)定的碳氟鍵包覆著主鏈，對聚合物內(nèi)部形成很好的“屏障”作用，使得含氟聚合物具有良好的耐候性與耐刮擦性能。而引發(fā)劑的裂解產(chǎn)生自由基，奪取了環(huán)氧樹脂中的氫，形成環(huán)氧主鏈上的自由基，成為烯鍵聚合物共聚的引發(fā)點(diǎn)之一，將環(huán)氧樹脂引入到了含氟丙烯酸酯樹脂中，制備了附著力高的樹脂涂料。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1
將苯乙烯20g、丙烯酸丁酯18g、丙烯酸羥丙酯25g、十一烯酸Sg、過氧化苯甲酰3g和30g甲苯溶劑配成的混合溶液加入帶攪拌器、溫度計(jì)、回流管的四口燒瓶中，常壓下攪拌并升溫至82°C，然后勻速滴加由甲基丙烯酸十二氟庚酯30g、甲基丙烯酸四氟丙酯20g、低分子量雙酌.A環(huán)氧樹脂IOg和甲本35g配成的混合溶液，40min加完，加料完保溫反應(yīng)2h后補(bǔ)加Ig過氧化苯甲酰，再保溫反應(yīng)3h，停止反應(yīng)，冷卻至室溫出料，即得產(chǎn)品Pl。
[0012]實(shí)施例2
將苯乙烯16g、丙烯酸丁酯Hg、丙烯酸羥丙酯16g、丙烯酸-2-乙基己酯10g、丙烯酸5g、過氧化苯甲酰3g和40g甲苯配成的混合溶液加入帶攪拌器、溫度計(jì)、回流管的四口燒瓶中，常壓下攪拌并升溫至85°C，然后勻速滴加由甲基丙烯酸十二氟庚酯25g、甲基丙烯酸四氟丙酯12g、低分子量雙酹A環(huán)氧樹脂8g和50g甲苯配成的混合溶液，40min加完,加料完保溫反應(yīng)2h后補(bǔ)加Ig過氧化苯 甲酰，再保溫反應(yīng)3h，停止反應(yīng)，冷卻至室溫出料，即得產(chǎn)品P2。
[0013]實(shí)施例3
將苯乙烯12g、丙烯酸-2-乙基己酯20g、丙烯酸羥丙酯22g、甲基丙烯酸6g、偶氮二異丁腈2g和45g丙二醇丙醚配成的混合溶液加入帶攪拌器、溫度計(jì)、回流管的四口燒瓶中，常壓下攪拌并升溫至80°C，然后勻速滴加甲基丙烯酸十二氟庚酯20g、甲基丙烯酸四氟丙酯16g、低分子量雙酚A環(huán)氧樹脂6g和50g丙二醇丙醚配成的混合溶液，40min加完，加料完保溫反應(yīng)2h后補(bǔ)加Ig偶氮二異丁腈，再保溫反應(yīng)3h，停止反應(yīng)，冷卻至室溫出料，即得產(chǎn)品P3。
[0014]實(shí)施例4
將苯乙烯16g、丙烯酸丁酯20g、丙烯酸-2-乙基己酯28g、丙烯酸羥丙酯22g、甲基丙烯酸4g、偶氮二異丁腈1.5g和50g丙二醇丙醚配成的混合溶液加入帶攪拌器、溫度計(jì)、回流管的四口燒瓶中，常壓下攪拌并升溫至80°C，然后勻速滴加甲基丙烯酸十二氟庚酯16g、甲基丙烯酸四氟丙酯8g、低分子量雙酹A環(huán)氧樹脂4g和30g丙二醇丙醚配成的混合溶液,40min加完，加料完保溫反應(yīng)2h后補(bǔ)加0.5g偶氮二異丁腈，再保溫反應(yīng)3h，停止反應(yīng)，冷卻至室溫出料，即得產(chǎn)品P4。
[0015]將實(shí)施例1-4的含氟丙烯酸酯樹脂按比例分別加入異氰酸酯固化劑，配制成氟碳樹脂清漆涂料，按HG/T-3792-2005標(biāo)準(zhǔn)制樣并檢測性能。
[0016]檢測結(jié)果如表1所示
表1氟碳樹脂清漆涂料檢測結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能電池背板用耐刮擦涂層材料的制備方法，其特征包括如下步驟: (1)將苯乙烯、丙烯酸酯、烯酸、引發(fā)劑和溶劑加入四口燒瓶中，攪拌加熱至80~89°C并維持IOmin ； (2)在40min內(nèi)滴加由含氟甲基丙烯酸酯和環(huán)氧樹脂以及溶劑組成的混合物，然后保溫反應(yīng)2h ； (3)補(bǔ)加引發(fā)劑，再保溫反應(yīng)3h后冷卻至室溫出料，得標(biāo)的產(chǎn)物； 所述的含氟甲基丙烯酸酯為甲基丙烯酸十二氟庚酯和甲基丙烯酸四氟丙酯的混合物； 所述的丙烯酸酯為丙烯酸丁酯、丙烯酸羥丙酯和丙烯酸-2-乙基己酯中的一種以上； 所述烯酸選自丙烯酸、甲基丙烯酸、十一烯酸中的一種； 以IOOg產(chǎn)品為基準(zhǔn)，上述各原料質(zhì)量分別為:含氟甲基丙烯酸酯 12~25g，苯乙烯6~10g，丙烯酸酯20~35g，環(huán)氧樹脂2~5g，烯酸I~4g，引發(fā)劑I~2g，溶劑30~50g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈和過氧化苯甲酰中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的溶劑選自二丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、甲苯和氯仿中的一種。.
【文檔編號】C08F8/00GK103467651SQ201310465167
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】曾作祥, 劉燕武, 李哲龍, 朱萬育, 沈艷 申請人:昆山天洋熱熔膠有限公司, 華東理工大學(xué), 上海天洋熱熔膠有限公司