LUO BIAO (CN)
WANG ZHICHENG (CN)
LONG GUOZHU (CN)
LIU JIAOYAN (CN)
LIAN CHENGRONG (CN)
WANG WEILI (CN)
SUNMAN SHANGHAI CO LTD (CN)
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US20040202866A1 | 2004-10-14 |
权利要求书 [权利要求 1] 一种光伏组件用封装材料, 其特征在于, 所述的封装材料包括下述重 量份数的原料: 纤维布 30-50份, 所述的纤维布由纤维材料织造制成; 超耐候聚酯粉末涂料 50-70份, 所述的超耐候聚酯粉末涂料包括超耐 候聚酯树脂和固化剂; 其中, 所述的超耐候聚酯粉末涂料均匀地涂覆在所述的纤维布上。 [权利要求 2] 如权利要求 1所述的光伏组件用封装材料, 其特征在于, 所述的纤维 布的单位面积重量范围为 30-400g/m 2, 所述的超耐候聚酯粉末涂料涂 覆在所述的纤维布上的单位面积重量范围为 100-400 g/m 2。 [权利要求 3] 如权利要求 1所述的光伏组件用封装材料, 其特征在于, 所述的纤维 材料是玻璃纤维、 碳纤维和芳纶纤维中的任意一种或几种的组合。 [权利要求 4] 如权利要求 1所述的光伏组件用封装材料, 其特征在于, 所述的纤维 材料的单丝直径范围为 3-23μηι。 [权利要求 5] 如权利要求 1所述的光伏组件用封装材料, 其特征在于, 所述的纤维 布是由纤维材料采用平纹、 斜纹、 缎纹、 罗纹或席纹中的任意一种织 造方式或几种织造方式的组合制成。 [权利要求 6] 如权利要求 1所述的光伏组件用封装材料, 其特征在于, 所述超耐候 聚酯树脂是由羟基超耐候聚酯树脂或者羧基超耐候聚酯树脂中的一种 或两种的混合。 [权利要求 7] 如权利要求 6所述的光伏组件用封装材料, 其特征在于, 所述的超耐 候聚酯树脂由对苯二甲酸、 间苯二甲酸、 新戊二醇、 己二酸、 乙二醇 中的一种或几种单体聚合而成。 [权利要求 8] 如权利要求 6所述的光伏组件用封装材料, 其特征在于, 所述的超耐 候聚酯树脂是羟基超耐候聚酯树脂, 所述的羟基超耐候聚酯树脂的羟 值范围为 30-300mgKOH/g, 玻璃化温度范围为 50-75°C, 粘度范围为 1 5-200 Pa-s。 [权利要求 9] 如权利要求 6所述的光伏组件用封装材料, 其特征在于, 所述的超耐 候聚酯树脂是羧基超耐候聚酯树脂, 所述的羧基超耐候聚酯树脂的酸 值范围为 15-85mgKOH/g, 玻璃化温度范围为 50-75°C, 粘度范围为 15 [权利要求 10] 如权利要求 1所述的光伏组件用封装材料, 其特征在于, 所述固化剂 重量份占所述的超耐候聚酯粉末涂料重量份的 2-20%, 所述的固化剂 是异氰脲酸三缩水甘油酯、 偏苯三酸三缩水甘油酯、 对苯二甲酸二缩 水甘油酯、 甲基丙烯酸缩水甘油酯、 羟烷基酰胺、 异氰酸酯中的任意 一种或几种任意配比的混合。 [权利要求 11] 如权利要求 10所述的光伏组件用封装材料, 其特征在于, 所述的超耐 候聚酯粉末涂料还包括助剂, 所述的助剂重量份占所述的超耐候聚酯 粉末涂料重量份的 0-40%, 所述的助剂是聚酰胺蜡、 聚烯烃蜡、 酰胺 改性酚脲表面活性剂、 苯偶茵、 聚二甲基硅氧烷、 乙烯基三氯硅烷、 正丁基三乙氧基硅烷、 正硅酸甲酯、 单烷氧基焦磷酸酯、 丙烯酸脂类 、 酚醛树脂、 脲醛树脂、 三聚氰胺甲醛树脂、 二硬脂酰乙二胺、 环氧 乙烷与环氧丙烷的混合物、 受阻酚、 硫代二丙酸双酯、 二苯酮、 水杨 酸酯衍生物、 受阻胺、 氧化铝、 气相二氧化硅、 四溴双酚 、 十溴二 苯乙院、 磷酸三甲苯酯、 氢氧化铝、 氢氧化镁、 硫酸钡、 钛白粉、 炭 黑中的任意一种或几种任意配比的混合。 [权利要求 12] 一种如权利要求 1- 11任意一项所述的光伏组件用封装材料的制备方法 , 其特征在于, 其操作步骤包括如下: a) 、 将所述的超耐候聚酯粉末涂料通过涂覆装置均匀地涂覆在所述 的纤维布上; b) 、 通过加压加热使所述的超耐候聚酯粉末涂料与所述的纤维布实 现热粘合; c) 、 将上述步骤 b) 完成热粘合的超耐候聚酯粉末涂料与纤维布进行 分段裁切; d) 、 得到光伏组件用封装材料。 [权利要求 13] 如权利要求 12所述的光伏组件用封装材料的制备方法, 其特征在于, 所述热粘合过程的加压范围为 0.05-0.25Mpa, 所述热粘合过程的加热 温度范围为 90-130°C, 加热吋间范围为 5-20秒。 |
[0001] 本发明属于光伏领域, 具体涉及一种光伏组件用封装材料, 本发明还涉及了该 封装材料的制备方法。
背景技术
[0002] 在当前社会, 能源矛盾与环境问题越来越凸显, 发展各类清洁能源是必然趋势 。 近年来, 光伏行业快速发展, 技术更新逐步加快, 目前光伏行业正向产品多 元化发展, 高可靠性、 高功率、 低安装成本的各种功能组件研究幵发已成为光 伏组件发展的一种方向。
[0003] 太阳能光伏发电依靠太阳电池把光能直接转变 为电能。 在过去的十年中, 光伏 电池全球总产量以平均超过 40%的年增长率增加, 至 2012年底全球光伏发电系统 装机容量已达 100GW。 预计光伏发电在 2030年占到世界能源供给的 10%, 对世 界的能源供给和能源结构做出实质性的贡献。
[0004] 作为光伏领域运用的封装材料, 要求其具备抗紫外、 抗老化等性能, 如图 5所 示, 现有典型的光伏组件的封装结构从上往下依次 包括: 钢化玻璃层 30c、 上 EV A层 21c、 光伏电池板层 10c、 下 EVA层 22c、 背板层 40c, 其中: 钢化玻璃层的密 度达 2.5 g/cm 3, 而钢化玻璃的常用厚度为 3.2mm, 因而钢化玻璃玻璃每平方米重 量高达 8Kg, 由其封装完成的光伏组件通常质量较大, 其重量每平方米达到 lOKg 以上, 加上安装支撑结构, 光伏组件每平方米的重量至少达到 12Kg以上, 当其 应用在建筑物顶部或墙面等场合中, 对光伏组件的支撑结构提出了较高的要求 , 增加了工程建设难度以及安装的成本, 具体表现为: 在建筑物顶部或墙面安 装过程中, 存在重量重, 安装劳动强度大, 实施困难; 特别在有一些场合由于 建筑承重载荷的限制, 导致无法安装光伏组件。 同吋, 现有的光伏组件封装结 构外观单一, 不太容易变化以适应不同建筑美观的要求等缺 点。
[0005] 目前有一些技术方案提出通过改变封装材料试 图来解决光伏组件轻量化的问题 , 即采用高透光薄膜、 透明背板替代钢化玻璃, 但是在实际应用过程中, 由于 这些高透光薄膜、 透明背板大多仅采用 EVA、 POE等胶膜, 如此封装后的光伏组 件, 在抗冲击、 防火等性能上无法满足光伏行业技术标准。
[0006] 也有一些技术方案公幵用于降低光伏组件的重 量, 如公幵号为 CN102516852A 的中国发明专利公幵了一种耐候、 高导热涂层和散热太阳能背板, 但是其涂层 在生产过程中要用到大量溶剂, 对环境污染很大, 不符合绿色环保标准。 又如 公幵号为 CN102610680A的中国发明专利公幵了一种 UV固化耐候涂层的太阳能 电池背板, 但是其采用的液体涂覆工艺较复杂, 不良率较高, 设备投资大。 再 如公幵号为 CN102712184A、 CN103346182A、 CN102969382B、 CN101290950B 、 CN103958196A等一系列中国发明专利中均采用了含 氟聚合物, 但含氟聚合物 价格昂贵, 增加了生产成本, 不仅如此, 上述专利所公幵的仅仅只是光伏背板 用材料, 不透光, 硬度低、 刚性较弱, 不适合用于替代现有的钢化玻璃。
[0007] 因此, 有必要寻求一种光伏组件用封装材料来解决现 有光伏组件封装结构中存 在的封装材料重量重的问题, 同吋又满足抗紫外、 抗老化、 抗冲击、 防火等光 伏行业技术标准的要求。
技术问题
[0008] 有鉴于此, 本发明的目的在于提供一种光伏组件用封装材 料, 不仅制造成本低
, 而且在满足抗紫外、 抗老化、 抗冲击、 防火等光伏行业技术标准要求的前提 下, 有效实现了解决了光伏组件封装材料的轻量化 , 提高安装的便利度, 降低 安装成本, 非常适合在光伏领域规模推广应用。
[0009] 本发明的另一目的在于提供上述光伏组件用封 装材料的制备方法, 实现了光伏 组件封装尺寸的任意改变以适应不同建筑的安 装要求, 进一步便于光伏组件的 安装应用。
问题的解决方案
技术解决方案
[0010] 本发明采用的技术方案如下:
[0011] 一种光伏组件用封装材料, 所述的封装材料包括下述重量份数的原料: 纤维 布 30-50份, 所述的纤维布由纤维材料织造制成; 超耐候聚酯粉末涂料 50-70份 , 所述的超耐候聚酯粉末涂料包括超耐候聚酯树 脂和固化剂; 其中, 所述的超 耐候聚酯粉末涂料均匀地涂覆在所述的纤维布 上。
[0012] 优选地, 所述的纤维布的单位面积重量范围为 30-400g/m 2, 所述的超耐候聚酯 粉末涂料涂覆在所述的纤维布上的单位面积重 量范围为 100-400 g/m 2。
[0013] 优选地, 所述的纤维材料是玻璃纤维、 碳纤维和芳纶纤维中的任意一种或几种 的组合。
[0014] 优选地, 所述的纤维材料的单丝直径范围为 3-23μηι。
[0015] 优选地, 所述的纤维布是由纤维材料采用平纹、 斜纹、 缎纹、 罗纹或席纹中的 任意一种织造方式或几种织造方式的组合制成 。
[0016] 优选地, 所述超耐候聚酯树脂是由羟基超耐候聚酯树脂 或者羧基超耐候聚酯树 脂中的一种或两种的混合。
[0017] 优选地, 所述的超耐候聚酯树脂由对苯二甲酸、 间苯二甲酸、 新戊二醇、 己二 酸、 乙二醇中的一种或几种单体聚合而成。
[0018] 优选地, 所述的超耐候聚酯树脂是羟基超耐候聚酯树脂 , 所述的羟基超耐候聚 酯树脂的羟值范围为 30-300mgKOH/g, 玻璃化温度范围为 50-75°C, 粘度范围为 1
5-200 Pa-s。
[0019] 优选地, 所述的超耐候聚酯树脂是羧基超耐候聚酯树脂 , 所述的羧基超耐候聚 酯树脂的酸值范围为 15-85mgKOH/g, 玻璃化温度范围为 50-75°C, 粘度范围为 15
[0020] 优选地, 所述固化剂重量份占所述的超耐候聚酯粉末涂 料重量份的 2-20%, 所 述的固化剂是异氰脲酸三缩水甘油酯、 偏苯三酸三缩水甘油酯、 对苯二甲酸二 缩水甘油酯、 甲基丙烯酸缩水甘油酯、 羟烷基酰胺、 异氰酸酯中的任意一种或 几种任意配比的混合。
[0021] 优选地, 所述的超耐候聚酯粉末涂料还包括助剂, 所述的助剂重量份占所述的 超耐候聚酯粉末涂料重量份的 0-40%, 所述的助剂是聚酰胺蜡、 聚烯烃蜡、 酰胺 改性酚脲表面活性剂、 苯偶茵、 聚二甲基硅氧烷、 乙烯基三氯硅烷、 正丁基三 乙氧基硅烷、 正硅酸甲酯、 单烷氧基焦磷酸酯、 丙烯酸脂类、 酚醛树脂、 脲醛 树脂、 三聚氰胺甲醛树脂、 二硬脂酰乙二胺、 环氧乙烷与环氧丙烷的混合物、 受阻酚、 硫代二丙酸双酯、 二苯酮、 水杨酸酯衍生物、 受阻胺、 氧化铝、 气相 二氧化硅、 四溴双酚八、 十溴二苯乙烷、 磷酸三甲苯酯、 氢氧化铝、 氢氧化镁、 硫酸钡、 钛白粉、 炭黑中的任意一种或几种任意配比的混合。
优选地, 本发明还提出一种如上所述的光伏组件用封装 材料的制备方法, 其中 , 其操作步骤包括如下:
[0023] a) 、 将所述的超耐候聚酯粉末涂料通过涂覆装置均 匀地涂覆在所述的纤维布 上;
b) 、 通过加压加热使所述的超耐候聚酯粉末涂料与 所述的纤维布实现热粘合 c) 、 将上述步骤 b) 完成热粘合的超耐候聚酯粉末涂料与纤维布进 行分段裁切
[0026] d) 、 得到光伏组件用封装材料。
[0027] 优选地, 所述热粘合过程的加压范围为 0.05-0.25Mpa, 所述热粘合过程的加热 温度范围为 90-130°C, 加热吋间范围为 5-20秒。
发明的有益效果
有益效果
[0028] 本发明通过提出采用 30-50重量份的纤维布以及均匀涂覆在纤维布上 50-70重 量份的超耐候聚酯粉末涂料作为光伏组件的封 装材料, 在满足抗紫外、 抗老化 、 抗冲击、 防火等光伏行业技术标准要求的前提下, 有效实现了解决了光伏组 件封装材料的轻量化, 且制造成本低, 替代传统封装结构式的的钢化玻璃, 给 光伏组件提供一定的刚性以保护光伏电池, 如此, 不但能够大大减轻光伏组件 的重量, 由此适应更多场合的光伏发电产品的安装, 而且还能降低产品安装吋 的劳动强度以及提高安装的便利度, 从总体上降低光伏组件的安装成本。
[0029] 本发明还通过涂覆装置把超耐候聚酯粉末涂料 均匀地涂覆在纤维布上, 再通过 加压加热使超耐候聚酯粉末涂料与所述纤维布 预粘合, 最后分段裁切制得合适 尺寸的光伏组件的封装材料, 如此能实现光伏组件封装尺寸的任意改变以适 应 不同建筑的安装要求, 进一步便于光伏组件的安装应用。
对附图的简要说明
附图说明 [0030] 附图 1是本发明具体实施方式下光伏组件用封装材 的制备步骤框图。
[0031] 附图 2是本发明具体实施方式下光伏组件用封装材 的制备设备结构示意图;
[0032] 附图 3是一种应用本发明光伏组件用封装材料的光 组件封装结构示意图;
[0033] 附图 4是另一种应用本发明光伏组件用封装材料的 伏组件封装结构示意图;
[0034] 附图 5是本发明背景技术所述的现有典型的光伏组 的封装结构示意图。
本发明的实施方式
[0035] 本发明实施例公幵了一种光伏组件用封装材料 , 封装材料包括下述重量份数的 原料: 纤维布 30-50份, 纤维布由纤维材料织造制成; 超耐候聚酯粉末涂料 50-70 份, 超耐候聚酯粉末涂料包括超耐候聚酯树脂和固 化剂; 其中, 超耐候聚酯粉 末涂料均匀地涂覆在纤维布上。
[0036] 本发明实施例通过提出采用 30-50重量份的纤维布以及均匀涂覆在纤维布上 5 0-70重量份的超耐候聚酯粉末涂料作为光伏组 的封装材料, 在满足抗紫外、 抗 老化、 抗冲击、 防火等光伏行业技术标准要求的前提下, 有效实现了解决了光 伏组件封装材料的轻量化, 且制造成本低, 替代传统封装结构式的钢化玻璃, 给光伏组件提供一定的刚性以保护光伏电池, 如此, 不但能够大大减轻光伏组 件的重量, 由此适应更多场合的光伏发电产品的安装, 而且还能降低产品安装 吋的劳动强度以及提高安装的便利度, 从总体上降低光伏组件的安装成本。
[0037] 本发明实施例还公幵了一种如上光伏组件用封 装材料的制备方法, 其中, 其操 作步骤包括如下:
将超耐候聚酯粉末涂料通过涂覆装置均匀地涂 覆在纤维布上;
[0039] b) 、 通过加压加热使超耐候聚酯粉末涂料与纤维布 实现热粘合;
[0040] c) 、 将上述步骤 b) 完成热粘合的超耐候聚酯粉末涂料与纤维布进 行分段裁切
[0041] d) 、 得到光伏组件用封装材料。
[0042] 本发明实施例通过涂覆装置把超耐候聚酯粉末 涂料均匀地涂覆在纤维布上, 再 通过加压加热使超耐候聚酯粉末涂料与所述纤 维布预粘合, 最后分段裁切制得 合适尺寸的光伏组件的封装材料, 如此能实现光伏组件封装尺寸的任意改变以 适应不同建筑的安装要求, 进一步便于光伏组件的安装应用。
[0043] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案, 下面将对实施例或 现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介 绍, 显而易见地, 下面描述中的 附图仅仅是本发明中记载的一些实施例, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不 付出创造性劳动的前提下, 还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044] 实施例 1:
[0045] 一种光伏组件用封装材料, 封装材料包括下述重量份数的原料:
[0046] 纤维布 30-50份, 纤维布由纤维材料织造制成, 优选地, 在本发明实施例中, 纤维布是由纤维材料采用平纹、 斜纹、 缎纹、 罗纹或席纹中的任意一种织造方 式或几种织造方式的组合制成, 具体地, 在本实施方式中, 纤维布 30份, 纤维 布是由纤维材料采用平纹织造方式制成, 当然地, 本领域的技术人员可以根据 实际需要选择其他公知的织造方式;
[0047] 优选地, 在本发明实施例中, 纤维布的单位面积重量范围为 30-400g/m 2, 在确 保纤维布的强度下, 保证纤维布的轻量化, 具体地, 在本实施方式中, 纤维布 的单位面积重量为 100 g/m 2 ;
[0048] 优选地, 在本发明实施例中, 纤维材料是玻璃纤维、 碳纤维和芳纶纤维中的任 意一种或几种的组合, 用以确保纤维布具有良好的绝缘及耐候性, 符合光伏相 关标准要求, 具体地, 在本实施方式中, 纤维材料为玻璃纤维, 当然地, 本领 域的技术人员可以根据实际需要选择其他类型 的纤维材料, 本发明实施例不再 一一展幵说明;
[0049] 优选地, 在本发明实施例中, 纤维材料的单丝直径范围为 3-23μηι, 具体地, 在 本实施方式中, 纤维材料的单丝直径为 3μηι, 便于纤维材料的织造, 以及便于得 到所需要的纤维布的单位面积重量;
[0050] 超耐候聚酯粉末涂料 50-70份, 超耐候聚酯粉末涂料包括超耐候聚酯树脂和 固化剂, 具体地, 在本实施方式中, 超耐候聚酯粉末涂料 70份;
[0051] 优选地, 在本发明实施例中, 超耐候聚酯树脂是由羟基超耐候聚酯树脂或者 羧 基超耐候聚酯树脂中的一种或两种的混合, 用以确保超耐候聚酯树脂具有良好 的绝缘及耐候性, 符合光伏相关标准要求, 具体地, 在本实施方式中, 超耐候 聚酯树脂是羟基超耐候聚酯树脂;
[0052] 优选地, 在本发明实施例中, 羟基超耐候聚酯树脂由新戊二醇、 己二酸、 乙二 醇中的一种或几种单体聚合而成的混合物, 当然地, 本领域的技术人员可以根 据实际需要选择其他类型的单体来聚合得到羟 基超耐候聚酯树脂, 本发明实施 例不再一一例举, 具体地, 在本实施方式中, 超耐候聚酯树脂由己二酸单体聚 合而成;
[0053] 优选地, 在本发明实施例中, 羟基超耐候聚酯树脂的羟值范围为 30-300mgKO H/g, 玻璃化温度范围为 50-75°C, 粘度范围为 15-200 Pa.s, 具体地, 在本实施方 式中, 羟基超耐候聚酯树脂的羟值为 100mgKOH/g, 玻璃化温度范围为 60°C, 粘 度范围为 80 Pa s;
[0054] 优选地, 在本发明实施例中, 固化剂重量份占超耐候聚酯粉末涂料重量份的 2- 20% , 固化剂是异氰脲酸三缩水甘油酯、 偏苯三酸三缩水甘油酯、 对苯二甲酸二 缩水甘油酯、 甲基丙烯酸缩水甘油酯、 羟烷基酰胺、 异氰酸酯中的任意一种或 几种任意配比的混合, 具体地, 在本实施方式中, 固化剂是异氰脲酸三缩水甘 油酯, 异氰脲酸三缩水甘油酯占羟基超耐候聚酯粉末 涂料重量份的 5%, 当然地 , 本领域的技术人员可以根据超耐候聚酯树脂的 类型和实际情况选择其他类型 的固化剂和在 2-20%重量比范围 (包括 2%和 20%的端点值) 内的固化剂, 同样可 以取得相同的技术效果, 本发明实施例不再一一展幵说明;
[0055] 其中, 超耐候聚酯粉末涂料均匀地涂覆在纤维布上, 超耐候聚酯粉末涂料涂覆 在纤维布上的单位面积重量范围为 100-400 g/m 2, 具体地, 在本实施方式中, 超 耐候聚酯粉末涂料涂覆在纤维布上的单位面积 重量为 100 g/m 2 ;
[0056] 当然地, 在其他具体实施方式中, 本发明实施例提供的超耐候聚酯粉末涂料还 可以加入一定重量份数的助剂, 优选地, 助剂重量份占所述的超耐候聚酯粉末 涂料重量份的 0-40%, 用于进一步提高超耐候聚酯粉末涂料的绝缘及 耐候性, 同 吋还可以根据光伏组件安装的实际需求, 通过添加助剂来调整超耐候聚酯粉末 涂料的颜色, 进一步利于光伏组件的实际安装应用, 具体地, 在本发明实施吋 , 助剂是聚酰胺蜡、 聚烯烃蜡、 酰胺改性酚脲表面活性剂、 苯偶茵、 聚二甲基 硅氧烷、 乙烯基三氯硅烷、 正丁基三乙氧基硅烷、 正硅酸甲酯、 单烷氧基焦磷 酸酯、 丙烯酸脂类、 酚醛树脂、 脲醛树脂、 三聚氰胺甲醛树脂、 二硬脂酰乙二 胺、 环氧乙烷与环氧丙烷的混合物、 受阻酚、 硫代二丙酸双酯、 二苯酮、 水杨 酸酯衍生物、 受阻胺、 氧化铝、 气相二氧化硅、 四溴双酚八、 十溴二苯乙烷、 磷 酸三甲苯酯、 氢氧化铝、 氢氧化镁、 硫酸钡、 钛白粉、 炭黑中的任意一种或几 种任意配比的混合, 当然地, 本领域的技术人员可以根据实际需要选择其他 类 型的助剂, 本发明实施例不再具体说明。
[0057] 本发明实施例涉及的超耐候聚酯粉末涂料可以 采用现有任意一种粉末涂料的公 知制备技术来制备得到, 典型的方法可以采用预混、 熔融挤出、 磨粉等工序后 制备得到, 具体地, 在本实施方式中, 将超耐候聚酯树脂、 固化剂与助剂进行 预混, 优选地, 预混吋间可以选择在 2-10分钟之间, 然后将预混后的混合物用螺 杆挤出机挤出并压成薄片, 优选地, 挤出机的长径比可以选择在 15: 1-50: 1之 间, 挤出机的加热温度选择在 80-120°C之间, 螺杆转速选择在 200-800rpm; 最后 将薄片粉碎成小片料进入磨粉机磨成一定粒径 的粉末涂料, 优选地, 磨粉机的 转速选择在 50-150rpm, 优选地, 超耐候聚酯粉末涂料成品的粒径范围控制在 35- 300μηι之间。 当然地, 还可以采用其他工艺参数或粉末涂料制备工艺 来制备得到 超耐候聚酯粉末涂料, 相信这些都是本领域技术人员的常规技术选择 , 因此, 超耐候聚酯粉末涂料的制备过程本文不再详细 展幵描述。
[0058] 请参见图 1所示, 在本具体实施方式中, 如上的光伏组件用封装材料的制备方 法, 其中, 其操作步骤包括如下:
[0059] a) 、 将超耐候聚酯粉末涂料通过涂覆装置均匀地涂 覆在纤维布上;
[0060] b) 、 通过加压加热使超耐候聚酯粉末涂料与纤维布 实现热粘合;
[0061] c) 、 将上述步骤 b) 完成热粘合的超耐候聚酯粉末涂料与纤维布进 行分段裁切
[0062] d) 、 得到光伏组件用封装材料。
[0063] 需要说明的是, 在本发明实施例中, 热粘合过程需采用合适范围的加压、 加热 控制, 因为只有在合适的压力和温度情况下, 才能使超耐候聚酯粉末涂料与纤 维布之间实现较好地热熔粘合过程, 最终确保满足制备光伏组件封装过程中的 层压工艺的要求, 从而得到真正能适用于光伏电池组件封装的封 装材料。 因此 , 优选地, 在本发明实施例中, 热粘合过程的加压范围为 0.05-0.25Mpa, 热粘合 过程的加热温度范围为 90-130°C, 加热吋间范围为 5-20秒, 具体地, 在本实施方 式中, 热粘合过程的加压压力为 0.05Mpa, 热粘合过程的加热温度为 130°C, 加 热吋间范围为 5秒。
[0064] 优选地, 在本发明实施例中, 光伏组件用封装材料的制备方法采用如图 2所示 的设备, 在实际实施吋, 将纤维布放入纤维进料机 51中, 将超耐候聚酯粉末涂 料通过涂覆装置 52均匀地涂覆在纤维进料机 51所输出的纤维布上, 然后通过热 熔复合机 53加压加热使超耐候聚酯粉末涂料与纤维布实 热粘合, 将完成热粘 合的超耐候聚酯粉末涂料与纤维布进行分段裁 切, 即得到光伏组件用封装材料 。 在本发明其他具体实施例中, 涂覆装置也可以采用撒粉头, 此吋涂覆装置是 以撒粉的形式实现涂覆过程, 实现将超耐候聚酯粉末涂料均匀地涂覆在纤维 布 上。 当然地, 本领域的技术人员也可以根据实际需要选用现 有任意一种公知的 设备来完成本发明所公幵的光伏组件用封装材 料的制备。
[0065] 请进一步参见如图 3所示的应用本实施例的光伏组件用封装材料 光伏组件封 装结构示意图, 该光伏封装结构从上往下依次包括: 由本实施例制成的封装材 料层 30a、 上 EVA层 21a、 光伏电池板层 10a、 下 EVA层 22a、 背板层 40a, 其中, 封装材料层 30a取代了钢化玻璃层。 本领域的技术人员可以根据实际需要以及结 合安装场所的条件将本发明实施例得到的封装 材料用于替代其他封装层结构或 与其他材料相结合应用于替代其他层结构, 本发明不做具体限制。 进一步参见 图 4所示另一种应用本实施例的光伏组件用封装 料的光伏组件封装结构示意图
, 该光伏封装结构从上往下依次包括: 由本实施例制成的上封装材料层 31b、 上 EVA层 21b、 光伏电池板层 10b、 下 EVA层 22b、 下封装材料层 32b, 其中, 上封 装材料层 31b和下封装材料层 32b分别取代了钢化玻璃层和背板层。
[0066] 实施例 2:
[0067] 在本实施例 2中, 封装材料包括下述重量份数的原料:
[0068] 纤维布 35份, 是由纤维材料采用斜纹织造方式制成;
[0069] 纤维布的单位面积重量为 30 g/m 2 ;
[0070] 纤维材料为碳纤维; [0071] 纤维材料的单丝直径为 5μηι ;
[0072] 超耐候聚酯粉末涂料 65份, 超耐候聚酯粉末涂料包括超耐候聚酯树脂、 固化 剂和助剂;
[0073] 优选地, 在本发明实施例中, 超耐候聚酯树脂是羧基超耐候聚酯树脂, 由对苯 二甲酸、 间苯二甲酸中的一种或两种单体聚合而成的混 合物, 羧基超耐候聚酯 树脂的酸值范围为 15-85mgKOH/g, 玻璃化温度范围为 50-75°C, 粘度范围为 15-2 00 Pa-s , 具体地, 在本实施方式中, 羧基超耐候聚酯树脂由对苯二甲酸单体聚合 而成, 羧基超耐候聚酯树脂的酸值为 85mgKOH/g, 玻璃化温度范围为 75°C, 粘 度范围为 200 Pa s ;
[0074] 固化剂为偏苯三酸三缩水甘油酯, 偏苯三酸三缩水甘油酯重量份占超耐候聚酯 粉末涂料重量份的 6% ;
[0075] 助剂为聚酰胺蜡、 聚烯烃蜡、 酰胺改性酚脲表面活性剂、 苯偶茵、 受阻酚、 硫 代二丙酸双酯、 二苯酮、 水杨酸酯衍生物、 受阻胺、 氧化铝、 和氢氧化镁、 硫 酸钡、 钛白粉、 炭黑任意配比的混合, 助剂重量份占超耐候聚酯粉末涂料重量 份的 40% ;
[0076] 超耐候聚酯粉末涂料涂覆在纤维布上的单位面 积重量为 150 g/m
[0077] 在本具体实施方式的光伏组件用封装材料的制 备方法中, 热粘合过程的加压压 力为 O. lMpa, 热粘合过程的加热温度为 120°C, 加热吋间为 8秒;
[0078] 本实施例 2的其余技术方案与上述实施例 1相同。
[0079] 实施例 3:
[0080] 在本实施例 3中, 封装材料包括下述重量份数的原料:
[0081] 纤维布 40份, 是由纤维材料采用缎纹织造方式制成;
[0082] 纤维布的单位面积重量为 50 g/m 2 ;
[0083] 纤维材料为芳纶纤维;
[0084] 纤维材料的单丝直径为 8μηι ;
[0085] 超耐候聚酯粉末涂料 60份, 超耐候聚酯粉末涂料包括超耐候聚酯树脂、 固化 剂和助剂;
[0086] 超耐候聚酯树脂由新戊二醇单体聚合而成; [0087] 羟基超耐候聚酯树脂的羟值为 30mgKOH/g, 玻璃化温度范围为 50°C, 粘度范 围为 15 Pa-s。
[0088] 固化剂为对苯二甲酸二缩水甘油酯, 对苯二甲酸二缩水甘油酯重量份占超耐候 聚酯粉末涂料重量份的 8% ;
[0089] 助剂为聚二甲基硅氧烷、 乙烯基三氯硅烷、 正丁基三乙氧基硅烷、 正硅酸甲酯
、 单烷氧基焦磷酸酯、 十溴二苯乙烷、 磷酸三甲苯酯、 氢氧化铝和硫酸钡任意 配比的混合, 助剂重量份占超耐候聚酯粉末涂料重量份的 35% ;
[0090] 超耐候聚酯粉末涂料涂覆在纤维布上的单位面 积重量为 200 g/m
[0091] 在本具体实施方式的光伏组件用封装材料的制 备方法中, 热粘合过程的加压压 力为 0.15Mpa, 热粘合过程的加热温度为 100°C, 加热吋间为 10秒;
[0092] 本实施例 3的其余技术方案与上述实施例 1相同。
[0093] 实施例 4:
[0094] 在本实施例 4中, 封装材料包括下述重量份数的原料:
[0095] 纤维布 45份, 是由纤维材料采用罗纹织造方式制成;
[0096] 纤维布的单位面积重量为 80 g/m 2 ;
[0097] 纤维材料的单丝直径为 ΙΟμηι;
[0098] 超耐候聚酯粉末涂料 55份, 超耐候聚酯粉末涂料包括超耐候聚酯树脂、 固化 剂和助剂;
[0099] 超耐候聚酯树脂由乙二醇单体聚合而成;
[0100] 羟基超耐候聚酯树脂的羟值为 50mgKOH/g, 玻璃化温度范围为 55°C, 粘度范 围为 35 Pa-s。
[0101] 固化剂为对苯二甲酸二缩水甘油酯, 对苯二甲酸二缩水甘油酯重量份占超耐候 聚酯粉末涂料重量份的 8% ;
[0102] 助剂为受阻酚、 硫代二丙酸双酯、 二苯酮、 水杨酸酯衍生物、 受阻胺、 氧化铝 和硫酸钡任意配合的混合, 助剂重量份占超耐候聚酯粉末涂料重量份的 30% ;
[0103] 超耐候聚酯粉末涂料涂覆在纤维布上的单位面 积重量为 250 g/m
[0104] 在本具体实施方式的光伏组件用封装材料的制 备方法中, 热粘合过程的加压压 力为 0.18Mpa, 热粘合过程的加热温度为 115°C, 加热吋间为 8秒; [0105] 本实施例 4的其余技术方案与上述实施例 1相同。
[0106] 实施例 5:
[0107] 在本实施例 5中, 封装材料包括下述重量份数的原料:
[0108] 纤维布 50份, 是由纤维材料采用席纹织造方式制成;
[0109] 纤维布的单位面积重量为 120g/m 2 ;
[0110] 纤维材料的单丝直径为 13μηι ;
[0111] 超耐候聚酯粉末涂料 50份, 超耐候聚酯粉末涂料包括超耐候聚酯树脂、 固化 剂和助剂;
[0112] 超耐候聚酯树脂是由新戊二醇和己二酸单体聚 合而成的混合物;
[0113] 羟基超耐候聚酯树脂的羟值为 80mgKOH/g, 玻璃化温度范围为 58°C, 粘度范 围为 70 Pa-s。
[0114] 固化剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯, 甲基丙烯酸缩水甘油酯重量份占超耐候聚酯 粉末涂料重量份的 10% ;
[0115] 助剂为三聚氰胺甲醛树脂、 二硬脂酰乙二胺、 环氧乙烷与环氧丙烷的混合物、 受阻酚、 硫代二丙酸双酯和二苯酮, 助剂重量份占超耐候聚酯粉末涂料重量份 的 20% ;
[0116] 超耐候聚酯粉末涂料涂覆在纤维布上的单位面 积重量为 300 g/m
[0117] 在本具体实施方式的光伏组件用封装材料的制 备方法中, 热粘合过程的加压压 力为 0.2Mpa, 热粘合过程的加热温度为 118°C, 加热吋间为 6秒;
[0118] 本实施例 5的其余技术方案与上述实施例 1相同。
[0119] 实施例 6:
[0120] 在本实施例 6中, 封装材料包括下述重量份数的原料:
[0121] 纤维布 38份, 是由纤维材料采用平纹和斜纹织造方式组合制 成;
[0122] 纤维布的单位面积重量为 150g/m 2 ;
[0123] 纤维材料的单丝直径为 16μηι ;
[0124] 超耐候聚酯粉末涂料 62份, 超耐候聚酯粉末涂料包括超耐候聚酯树脂、 固化 剂和助剂;
[0125] 超耐候聚酯树脂是由己二酸和乙二醇单体聚合 而成的混合物; [0126] 羟基超耐候聚酯树脂的羟值为 150mgKOH/g, 玻璃化温度范围为 65°C, 粘度范 围为 100 Pa-s。
[0127] 固化剂为异氰酸酯, 异氰酸酯重量份占超耐候聚酯粉末涂料重量份 的 12%;
[0128] 助剂为聚酰胺蜡、 酚醛树脂、 环氧乙烷与环氧丙烷的混合物和氢氧化镁任意 配 比的混合, 助剂重量份占超耐候聚酯粉末涂料重量份的 35%;
[0129] 超耐候聚酯粉末涂料涂覆在纤维布上的单位面 积重量为 350 g/m
[0130] 在本具体实施方式的光伏组件用封装材料的制 备方法中, 热粘合过程的加压压 力为 0.25Mpa, 热粘合过程的加热温度为 95°C, 加热吋间为 15秒;
[0131] 本实施例 6的其余技术方案与上述实施例 1相同。
[0132] 实施例 7:
[0133] 在本实施例 7中, 封装材料包括下述重量份数的原料:
[0134] 纤维布 33份, 是由纤维材料采用平纹和缎纹织造方式组合制 成;
[0135] 纤维布的单位面积重量为 180g/m 2 ;
[0136] 纤维材料的单丝直径为 18μηι;
[0137] 超耐候聚酯粉末涂料 67份, 超耐候聚酯粉末涂料包括超耐候聚酯树脂、 固化 剂和助剂;
[0138] 超耐候聚酯树脂是由己二酸和乙二醇单体聚合 而成的混合物;
[0139] 羟基超耐候聚酯树脂的羟值为 200mgKOH/g, 玻璃化温度范围为 70°C, 粘度范 围为 150 Pa-s。
[0140] 固化剂为异氰酸酯, 异氰酸酯重量份占超耐候聚酯粉末涂料重量份 的 15%;
[0141] 助剂为乙烯基三氯硅烷、 正丁基三乙氧基硅烷、 正硅酸甲酯和单烷氧基焦磷酸 酯任意配比的混合, 助剂重量份占超耐候聚酯粉末涂料重量份的 8%;
[0142] 超耐候聚酯粉末涂料涂覆在纤维布上的单位面 积重量为 400 g/m
[0143] 在本具体实施方式的光伏组件用封装材料的制 备方法中, 热粘合过程的加压压 力为 0.22Mpa, 热粘合过程的加热温度为 105°C, 加热吋间为 20秒;
[0144] 本实施例 7的其余技术方案与上述实施例 1相同。
[0145] 实施例 8:
[0146] 在本实施例 8中, 封装材料包括下述重量份数的原料: [0147] 纤维布 42份, 是由纤维材料采用平纹和缎纹织造方式组合制 成;
[0148] 纤维布的单位面积重量为 200g/m 2 ;
[0149] 纤维材料的单丝直径为 18μηι;
[0150] 超耐候聚酯粉末涂料 58份, 超耐候聚酯粉末涂料包括超耐候聚酯树脂、 固化 剂和助剂;
[0151] 羧基超耐候聚酯树脂的酸值为 35mgKOH/g, 玻璃化温度范围为 72°C, 粘度范 围为 180 Pa-s。
[0152] 固化剂为异氰脲酸三缩水甘油酯, 异氰脲酸三缩水甘油酯重量份占超耐候聚酯 粉末涂料重量份的 10%;
[0153] 助剂为丙烯酸脂类、 酚醛树脂、 脲醛树脂、 三聚氰胺甲醛树脂任意配比的混合
, 助剂重量份占超耐候聚酯粉末涂料重量份的 5%;
[0154] 在本具体实施方式的光伏组件用封装材料的制 备方法中, 热粘合过程的加压压 力为 0.16Mpa, 热粘合过程的加热温度为 98°C, 加热吋间为 18秒;
[0155] 本实施例 8的其余技术方案与上述实施例 1相同。
[0156] 实施例 9:
[0157] 在本实施例 9中, 封装材料包括下述重量份数的原料:
[0158] 纤维布 48份, 是由纤维材料采用缎纹和罗纹织造方式组合制 成;
[0159] 纤维布的单位面积重量为 250g/m 2 ;
[0160] 纤维材料为碳纤维;
[0161] 纤维材料的单丝直径为 20μηι;
[0162] 超耐候聚酯粉末涂料 52份, 超耐候聚酯粉末涂料包括超耐候聚酯树脂、 固化 剂和助剂;
[0163] 羧基超耐候聚酯树脂由间苯二甲酸单体聚合而 成, 羧基超耐候聚酯树脂的酸值 为 30mgKOH/g, 玻璃化温度为 70°C, 粘度为 150 Pa-s;
[0164] 固化剂占超耐候聚酯粉末涂料重量份的 5%;
[0165] 在本具体实施方式的光伏组件用封装材料的制 备方法中, 热粘合过程的加压压 力为 0.18Mpa, 热粘合过程的加热温度为 100°C, 加热吋间为 16秒;
[0166] 本实施例 9的其余技术方案与上述实施例 2相同。 [0167] 实施例 10:
[0168] 在本实施例 10中, 封装材料包括下述重量份数的原料:
[0169] 纤维布 46份, 是由纤维材料采用平纹、 斜纹和席纹织造方式组合制成;
[0170] 纤维布的单位面积重量为 300g/m 2 ;
[0171] 纤维材料为玻璃纤维和芳纶纤维的组合;
[0172] 纤维材料的单丝直径为 23μηι ;
[0173] 超耐候聚酯粉末涂料 54份, 超耐候聚酯粉末涂料包括超耐候聚酯树脂、 固化 剂和助剂;
[0174] 羧基超耐候聚酯树脂由间苯二甲酸单体聚合而 成, 羧基超耐候聚酯树脂的酸值 为 60mgKOH/g, 玻璃化温度为 65°C, 粘度为 120 Pa-s ;
[0175] 固化剂占超耐候聚酯粉末涂料重量份的 8%;
[0176] 本实施例 10的其余技术方案与上述实施例 2相同。
[0177] 实施例 11:
[0178] 在本实施例 11中, 封装材料包括下述重量份数的原料:
[0179] 纤维布 36份, 是由纤维材料采用平纹、 斜纹和席纹织造方式组合制成;
[0180] 纤维布的单位面积重量为 350g/m 2 ;
[0181] 纤维材料为玻璃纤维和碳纤维的组合;
[0182] 纤维材料的单丝直径为 14μηι;
[0183] 超耐候聚酯粉末涂料 64份, 超耐候聚酯粉末涂料包括超耐候聚酯树脂、 固化 剂和助剂;
[0184] 羧基超耐候聚酯树脂是由对苯二甲酸和间苯二 甲酸单体聚合而成的混合物, 羧 基超耐候聚酯树脂的酸值为 50mgKOH/g, 玻璃化温度为 62°C, 粘度为 80 Pa-s ;
[0185] 固化剂占超耐候聚酯粉末涂料重量份的 10%;
[0186] 本实施例 11的其余技术方案与上述实施例 2相同。
[0187] 实施例 12:
[0188] 在本实施例 12中, 封装材料包括下述重量份数的原料:
[0189] 纤维布 35份, 是由纤维材料采用平纹、 斜纹和席纹织造方式组合制成;
[0190] 纤维布的单位面积重量为 400g/m 2 ; [0191] 纤维材料的单丝直径为 23μηι ;
[0192] 超耐候聚酯粉末涂料 65份, 超耐候聚酯粉末涂料包括超耐候聚酯树脂、 固化 剂和助剂;
[0193] 羧基超耐候聚酯树脂是由对苯二甲酸和间苯二 甲酸单体聚合而成的混合物, 羧 基超耐候聚酯树脂的酸值为 30mgKOH/g, 玻璃化温度为 58°C, 粘度为 60 Pa-s;
[0194] 固化剂占超耐候聚酯粉末涂料重量份的 14%;
[0195] 本实施例 12的其余技术方案与上述实施例 2相同。
[0196] 实施例 13:
[0197] 本实施例 13的其余技术方案与上述实施例 1相同, 区别仅在于, 在本实施例 13 中, 纤维布的单位面积重量为 130 g/m 2, 超耐候聚酯粉末涂料涂覆在纤维布上的 单位面积重量为 180 g/m 2 。
[0198] 实施例 14:
[0199] 本实施例 14的其余技术方案与上述实施例 2相同, 区别仅在于, 在本实施例 14 中, 羧基超耐候聚酯树脂的酸值为 15mgKOH/g, 玻璃化温度为 50°C, 粘度为 15P a-s, 固化剂占超耐候聚酯粉末涂料重量份的 16%; 纤维布的单位面积重量为 80 g/m 2, 超耐候聚酯粉末涂料涂覆在纤维布上的单位面 积重量为 280 g/m
[0200] 本实施例 14的其余技术方案与上述实施例 2相同。
[0201] 比较例 1:
[0202] 本比较例 1采用背景技术所述的现有典型的光伏组件的 装材料。
[0203] 比较例 2:
[0204] 本比较例 2采用背景技术所述的 EVA胶膜封装材料。
[0205] 比较例 3:
[0206] 本比较例 3采用背景技术所述的 POE胶膜封装材料。
[0207] 比较例 4:
[0208] 本比较例 4的其余技术方案与上述实施例 1相同, 区别仅在于, 在本比较例 4中 , 封装材料包括纤维布 30份和常规商业化的环氧粉末涂料。
工业实用性
[0209] 本发明针对上述实施例以及比较例进行了实施 效果测试, 其测试结果如下表 1 1各类封装材料应用与光伏组件封装的实施效 对比
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[0211] 本发明全文所述的封装结构重量是指光伏组件 用封装材料单位平方米的重量; 所述的抗冲击性能测试是指将标准直径为 25mm、 质量为 7.53g的冰球以 23.0m/s 的速度发射出去, 撞击完成封装的光伏组件 11个位置, 通过外观、 最大功率衰 减和绝缘电阻等三个方面要求来判断光伏组件 的抗冲击性能; 所述的防火性是 通过 UL1703标准检测得到的结果; 所述的铅笔硬度是通过 ASTM
D3363-2005(R2011)标准检测得到的结果; 所述的拉伸强度是通过 GB/T
1040.3-2006标准检测得到的结果; 所述的断裂伸长率是通过 GB/T 1040.3-2006标 准检测得到的结果。
[0212] 从表 1中数据可明显看出, 本发明实施例在满足抗紫外、 抗老化、 抗冲击、 防 火等光伏行业技术标准要求的前提下, 有效实现了解决了光伏组件封装材料的 轻量化, 且制造成本低, 替代传统封装结构式的的钢化玻璃, 给光伏组件提供 一定的刚性以保护光伏电池, 如此, 不但能够大大减轻光伏组件的重量, 由此 适应更多场合的光伏发电产品的安装, 而且还能降低产品安装吋的劳动强度以 及提高安装的便利度, 从总体上降低光伏组件的安装成本。
[0213] 需要进一步强调的是, 本发明实施例通过涂覆装置把超耐候聚酯粉末 涂料均匀 地涂覆在纤维布上, 再通过加压加热使超耐候聚酯粉末涂料与纤维 布预粘合, 最后分段裁切制得合适尺寸的光伏组件的封装 材料, 如此能实现光伏组件封装 尺寸的任意改变以适应不同建筑的安装要求, 进一步便于光伏组件的安装应用 [0214] 虽然本实施例得到的材料应用于光伏组件的封 装能够取得优异的实施效果, 但 光伏领域并不是该材料的唯一应用领域, 本领域技术人员根据实际应用领域需 要, 同吋基于本发明所公幵的光伏组件用封装材料 所具备的特性和所实现的技 术效果, 完全可以将本发明应用在其他合适的领域中, 这种应用不需要付出任 何创造性劳动, 仍然属于本发明的精神, 因此这种应用同样被认为本发明的权 利保护范围。
[0215] 对于本领域技术人员而言, 显然本发明不限于上述示范性实施例的细节, 而且 在不背离本发明的精神或基本特征的情况下, 能够以其他的具体形式实现本发 明。 因此, 无论从哪一点来看, 均应将实施例看作是示范性的, 而且是非限制 性的, 本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明 限定, 因此旨在将落在权 利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化 囊括在本发明内。 不应将权利要 求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要 求。
[0216] 此外, 应当理解, 虽然本说明书按照实施方式加以描述, 但并非每个实施方式 仅包含一个独立的技术方案, 说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见, 本领 域技术人员应当将说明书作为一个整体, 各实施例中的技术方案也可以经适当 组合, 形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式 。