在線(xiàn)涂布制備抗紫外聚酯薄膜的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種在線(xiàn)涂布制備抗紫外聚酯薄膜的方法，按質(zhì)量百分比，將50～60％的水性有機(jī)基礎(chǔ)樹(shù)脂緩慢加入到21～41.9％的去離子水中攪拌均勻，加入1～5％的水性抗紫外助劑緩慢攪拌，將0.1～1.0％的表面活性劑用剩余的去離子水稀釋后緩慢加入攪拌，最后加入2～5％的水溶性交聯(lián)劑攪拌制得固含量為20～40％水性涂布液；用涂布機(jī)將配制好的水性涂布液均勻涂覆在經(jīng)過(guò)3.0～3.5倍縱向拉伸后的膜片的一面或兩面；將涂布后的膜片進(jìn)行橫拉預(yù)熱后，再經(jīng)進(jìn)行橫向拉伸，烘干固化和熱定型處理，冷卻后牽引收卷，制得干膜涂層厚度在1～5μm的抗紫外聚酯薄膜。本發(fā)明具有良好的抗紫外性能及與氟涂層重涂或與EVA復(fù)合效果優(yōu)良。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
在線(xiàn)涂布制備抗紫外聚酯薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種在線(xiàn)涂布制備抗紫外聚酯薄膜的方法，屬于光伏用聚酯薄膜技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界能源短缺的矛盾日益突出以及低碳行業(yè)的興起，開(kāi)發(fā)新能源尤其是綠色 能源成為各國(guó)發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)的手段之一。太陽(yáng)能電池板主要由光伏玻璃、EVA、硅晶片、EVA 和背板構(gòu)成，硅晶片封裝于EVA膜內(nèi)，并通過(guò)背板起到絕緣、支撐和固定的作用，當(dāng)陽(yáng)光透過(guò) 上層玻璃及EVA膠膜，在硅晶片上將光能轉(zhuǎn)換成電能。聚酯薄膜具有水汽阻隔、電氣絕緣性、 尺寸穩(wěn)定性、易加工及耐候性等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在太陽(yáng)能背板中。但太陽(yáng)能電池是置于室 外，在惡劣的氣候環(huán)境中，易使背板脆化、破裂或與EAV膜分層，而失去保護(hù)作用，導(dǎo)致整個(gè) 電池組件的光電轉(zhuǎn)換效率下降。
[0003] 為提高太陽(yáng)能背板的耐候性及阻隔性，目前一種方法是在聚酯薄膜的一面或雙面 復(fù)合或涂覆具有功能性的氟材料，從而使背板具有乙烯~醋酸乙烯共聚物而具有良好的耐 候性及阻隔性，雖然復(fù)合氟材料性能穩(wěn)定持久的優(yōu)點(diǎn)，但也存在著價(jià)格較高的問(wèn)題。其次是 采用離線(xiàn)在聚酯薄膜進(jìn)行涂覆功能性的氟材料，涂覆的氟材料成本低于復(fù)合的覆膜成本， 用的以降低材料成本，一方面仍有部分廠家因無(wú)法承受氟材料的成本壓力，另一方面質(zhì)量 的穩(wěn)定性還無(wú)法保證。另一種方法是通過(guò)擠出的方式對(duì)聚酯薄膜表面進(jìn)行修飾、添加助劑 或其他改性的方法來(lái)改善聚酯膜的耐候性，以取代外層耐候氟材料的背板結(jié)構(gòu)，但由于此 類(lèi)方式會(huì)對(duì)聚酯薄膜的機(jī)械加工性能造成影響，不適用工業(yè)化產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種具有抗紫外性能要求，環(huán)保安全，生產(chǎn)成本低，與氟涂層 重涂或與EVA復(fù)合效果優(yōu)良，便于加工的在線(xiàn)涂布制備抗紫外聚酯薄膜的方法。
[0005] 本發(fā)明為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是：一種在線(xiàn)涂布制備抗紫外聚酯薄膜的方 法，其特征在于:按以下步驟進(jìn)行，
[0006] ⑴、制備水性涂布液均按質(zhì)量百分比，將50~60 %的水性有機(jī)基礎(chǔ)樹(shù)脂緩慢加入 到21~41.9%的純水或去離子水中攪拌均勻，繼續(xù)加入1~5%的水性抗紫外助劑緩慢攪拌 25~40分鐘后，將0.1~1.0%的表面活性劑用剩余的純水或去離子水稀釋后緩慢加入，繼 續(xù)攪拌25~40分鐘，最后緩慢加入2~5%的水溶性交聯(lián)劑攪拌50~70分鐘后制得固含量為 20~40 %水性涂布液待用；
[0007] ⑵、用涂布機(jī)將配制好的水性涂布液均勻涂覆在經(jīng)過(guò)3.0~3.5倍縱向拉伸后的膜 片的其中一個(gè)面或兩個(gè)面；
[0008] ⑶、將涂布后的膜片在90~130°C的溫度下進(jìn)行橫拉預(yù)熱后，再經(jīng)100~150°C溫 度、3~5倍的橫向拉伸倍率下進(jìn)行橫向拉伸，膜片經(jīng)190~240°C的條件下進(jìn)行烘干固化和 熱定型處理，最后經(jīng)30~IHTC溫度下冷卻后牽引收卷，制得干膜涂層厚度在1~5μπι的抗紫 外聚酯薄膜。
[0009] 其中：所述的水性有機(jī)基礎(chǔ)樹(shù)脂為水性聚氨酯樹(shù)脂、水性聚酯樹(shù)脂或水性聚丙烯 酸樹(shù)脂中的其中一種或兩種以上的混合物。
[0010] 所述的水溶性交聯(lián)劑為三聚氰胺樹(shù)脂或封閉型聚異氰酸酯樹(shù)脂的一種或兩種的 混合物。
[0011] 所述的水性抗紫外助劑為紫外吸收劑、受阻胺光穩(wěn)定劑或水性納米TiO2分散液的 一種或任意兩種以上的混合物。
[0012] 所述的表面活性劑為非離子型氟碳聚合物或聚醚改性硅氧烷中的其中一種或兩 種的混合物。
[0013] 本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0014] 1、本發(fā)明采用了水性有機(jī)基礎(chǔ)樹(shù)脂、水性抗紫外助劑、表面活性劑以有水溶性交 聯(lián)劑和去離子水制成在線(xiàn)涂布液，通過(guò)水性有機(jī)基礎(chǔ)樹(shù)脂作為涂層主體，利用水性有機(jī)基 礎(chǔ)樹(shù)脂含有大量的羥基、羧基、酯基等活性基團(tuán)，在涂覆后與基膜中的羥基、羧基等發(fā)生化 學(xué)反應(yīng)使其與基膜具有良好的粘結(jié)力，使制得帶有線(xiàn)涂布液能與聚酯薄膜較好的結(jié)合力， 同時(shí)在后序?qū)訅汗ば蛑校ㄟ^(guò)交聯(lián)反應(yīng)后裸露在外的活性基團(tuán)可以使膜層具有良好的反應(yīng) 極性，保證與重涂層或復(fù)合層的粘結(jié)力，通過(guò)使涂層對(duì)聚酯薄膜及EVA膜有著優(yōu)異的附著 力，使在線(xiàn)涂布具有較好的抗紫外性和較好的附著力。本發(fā)明采用了特定的配方體系，可根 據(jù)不同等級(jí)抗紫外性能的要求，通過(guò)快速的調(diào)整涂布配方來(lái)及時(shí)應(yīng)變。
[0015] 2、本發(fā)明在線(xiàn)涂布制備抗紫外聚酯薄膜，與氟涂層重涂或與EVA復(fù)合效果優(yōu)良，根 據(jù)不同領(lǐng)域的電池耐候性要求，下游客戶(hù)可以選擇直接加工應(yīng)用或經(jīng)后道再次復(fù)合或涂覆 后進(jìn)行應(yīng)用。
[0016] 3、本發(fā)明的涂布液屬于水性體系，不含或極少量含有機(jī)溶劑，在生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì) 因溶劑的揮發(fā)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響，環(huán)保安全。
[0017] 4、本發(fā)明通過(guò)在線(xiàn)涂覆的方式制備抗紫外聚酯薄膜，避免因在聚酯基膜中添加抗 紫外助劑而導(dǎo)致功能化聚酯薄膜機(jī)械加工性能降低的弊端。
[0018] 5、本發(fā)明在線(xiàn)涂布制備抗紫外聚酯薄膜，通過(guò)簡(jiǎn)便的生產(chǎn)工藝，賦予產(chǎn)品良好的 抗紫外性能，降低了功能化聚酯薄膜的生產(chǎn)成本，提升了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 本發(fā)明在線(xiàn)涂布制備抗紫外聚酯薄膜的方法，按以下步驟進(jìn)行。
[0020] ⑴、制備水性涂布液。
[0021] 按質(zhì)量百分比，將50~60%的水性有機(jī)基礎(chǔ)樹(shù)脂緩慢加入到21~41.9%的純水或 去離子水或去離子中攪拌均勻，繼續(xù)加入1~5 %的水性抗紫外助劑緩慢攪拌25~40分鐘 后，將0.1~1.0%的表面活性劑用剩余的純水或去離子水稀釋后緩慢加入，繼續(xù)攪拌25~ 40分鐘，最后緩慢加入2~5 %的水溶性交聯(lián)劑攪拌50~70分鐘后制得固含量為20~40 %水 性涂布液均待用。
[0022] 本發(fā)明的水性有機(jī)基礎(chǔ)樹(shù)脂為水性聚氨酯樹(shù)脂、水性聚酯樹(shù)脂或水性聚丙烯酸樹(shù) 脂中的其中一種或兩種以上的混合物。本發(fā)明水性有機(jī)基礎(chǔ)樹(shù)脂作為涂層主體，利用水性 聚酯樹(shù)脂與聚丙烯酸樹(shù)脂中含有大量的羥基、羧基、酯基等活性基團(tuán)，而水性聚氨酯樹(shù)脂中 除含有的羥基、氨基、氨基甲酸酯基外，還含有酰胺基、脲基等活性基團(tuán)，將水性涂布液涂覆 后與基膜中的羥基、羧基等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使涂層能與基膜具有良好的粘結(jié)力，通過(guò)交聯(lián)反 應(yīng)后裸露在外的活性基團(tuán)可以使膜層具有良好的反應(yīng)極性，保證與重涂層或復(fù)合層的粘結(jié) 力，通過(guò)使涂層對(duì)聚酯薄膜及EVA膜有著優(yōu)異的附著力。本發(fā)明的水溶性交聯(lián)劑為三聚氰胺 樹(shù)脂或封閉型聚異氰酸酯樹(shù)脂的一種或兩種的混合物，通過(guò)三聚氰胺樹(shù)脂在適當(dāng)?shù)臏囟认?與羥基、氨基甲酸酯基、脲基等發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，而封閉型聚異氰酸酯樹(shù)脂加熱解封后，可與 羥基、羧基等交聯(lián)固化，得到三維交聯(lián)的涂膜，使涂層具有良好的熱穩(wěn)定性及耐水性，通過(guò) 水溶性交聯(lián)劑使水性涂布液具有很高的膠接強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。本發(fā)明水性抗紫外助劑為紫 外吸收劑、受阻胺光穩(wěn)定劑或水性納米Ti02分散液中的一種或任意兩種以上的混合物，通 過(guò)水性抗紫外助劑起到抗紫外性能，而使聚酯薄膜具有優(yōu)異的耐候性能。本發(fā)明的表面活 性劑為非離子型氟碳聚合物或聚醚改性硅氧烷中的其中一種或兩種的混合物，通過(guò)非離子 型氟碳聚合物主要降低靜態(tài)表面張力，聚醚改性硅氧烷表面活性劑在降低表面張力的同時(shí) 具有優(yōu)異的展布能力，當(dāng)兩者混合使用可以使涂布液具有極低的靜態(tài)表面張力的同時(shí)，又 能使涂布液在基膜上具有良好的展布能力。
[0023] 本發(fā)明的水性涂布液的具體組分及質(zhì)量百分比見(jiàn)表1。
[0024] 表 1
[0025]
[0026] ⑵、用涂布機(jī)將配制好的水性涂布液均勻涂覆在經(jīng)過(guò)3.0~3.5倍縱向拉伸后的膜 片的其中一個(gè)面或兩個(gè)面，本發(fā)明將水性涂布液通過(guò)涂布機(jī)的扇形模頭噴涂在膜片，再用 擠壓式線(xiàn)棒進(jìn)行刮涂，將水性涂布液均勻涂覆在膜片上，通過(guò)擠壓式線(xiàn)棒對(duì)涂層進(jìn)行精確 計(jì)量，能到所需的濕膜厚度。
[0027] ⑶、將涂布后的膜片在90~130°C的溫度下進(jìn)行橫拉預(yù)熱后，再經(jīng)100~150°C溫 度、3~5倍的橫向拉伸倍率下進(jìn)行橫向拉伸，膜片經(jīng)190~240°C的條件下進(jìn)行烘干固化和 熱定型處理，最后經(jīng)30~110°C溫度下冷卻后牽引收卷，制得干膜涂層厚度在1~5μπι的抗紫 外聚酯薄膜。
[0028]對(duì)本發(fā)明上述各實(shí)施例制得的抗紫外聚酯薄膜與EVA膠膜進(jìn)行層壓及與氟涂液重 涂后的重涂附著性能進(jìn)行了測(cè)試，具體見(jiàn)表2所示。
[0029]其中抗紫外性能采用GB/T 31034~2014的測(cè)試，滿(mǎn)足要求Ab彡3,產(chǎn)品外觀不分 層、不起泡、無(wú)裂紋，表面和膠層無(wú)顯著發(fā)粘來(lái)進(jìn)行等級(jí)判定;重涂附著性能的測(cè)試采用百 格測(cè)試法，測(cè)試涂層與抗紫外聚酯薄膜間的附著性;復(fù)合效果的測(cè)試是采用GB/T 2790方 法，測(cè)試復(fù)合膜與抗紫外聚酯薄膜間的180度平均剝離力;重涂效果的測(cè)試是采用百格測(cè)試 法測(cè)試涂層間的附著性。
[0030] 表 2
[0031]
[0032] 本發(fā)明在線(xiàn)涂布制備抗紫外聚酯薄膜，具有良好的抗紫外性能及與氟涂層重涂或 與EVA復(fù)合效果優(yōu)良。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種在線(xiàn)涂布制備抗紫外聚酯薄膜的方法，其特征在于:按以下步驟進(jìn)行， ⑴、制備水性涂布液均按質(zhì)量百分比，將50~60 %的水性有機(jī)基礎(chǔ)樹(shù)脂緩慢加入到21 ~41.9%的純水或去離子水中攪拌均勻，繼續(xù)加入1~5%的水性抗紫外助劑緩慢攪拌25~ 40分鐘后，將0.1~1.0%的表面活性劑用剩余的純水或去離子水稀釋后緩慢加入，繼續(xù)攪 拌25~40分鐘，最后緩慢加入2~5 %的水溶性交聯(lián)劑攪拌50~70分鐘后制得固含量為20~ 40 %水性涂布液待用； ⑵、用涂布機(jī)將配制好的水性涂布液均勻涂覆在經(jīng)過(guò)3.0~3.5倍縱向拉伸后的膜片的 其中一個(gè)面或兩個(gè)面； (3)、將涂布后的膜片在90~130°C的溫度下進(jìn)行橫拉預(yù)熱后，再經(jīng)100~150°C溫度、3~ 5倍的橫向拉伸倍率下進(jìn)行橫向拉伸，膜片經(jīng)190~240°C的條件下進(jìn)行烘干固化和熱定型 處理，最后經(jīng)30~IHTC溫度下冷卻后牽引收卷，制得干膜涂層厚度在1~5μπι的抗紫外聚酯 薄膜。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)涂布制備抗紫外聚酯薄膜的方法，其特征在于:所述的水 性有機(jī)基礎(chǔ)樹(shù)脂為水性聚氨酯樹(shù)脂、水性聚酯樹(shù)脂或水性聚丙烯酸樹(shù)脂中的其中一種或兩 種以上的混合物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)涂布制備抗紫外聚酯薄膜的方法，其特征在于:所述的水 溶性交聯(lián)劑為三聚氰胺樹(shù)脂或封閉型聚異氰酸酯樹(shù)脂的一種或兩種的混合物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)涂布制備抗紫外聚酯薄膜的方法，其特征在于:所述的水 性抗紫外助劑為紫外吸收劑、受阻胺光穩(wěn)定劑或水性納米TiO 2分散液的一種或任意兩種以 上的混合物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)涂布制備抗紫外聚酯薄膜的方法，其特征在于:所述的表 面活性劑為非離子型氟碳聚合物或聚醚改性硅氧烷中的其中一種或兩種的混合物。
【文檔編號(hào)】B05D3/00GK105921385SQ201610327490
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】秦志鳳, 朱斌, 劉全, 夏毅
【申請(qǐng)人】江蘇裕興薄膜科技股份有限公司