【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光伏玻璃涂层领域，具体涉及一种用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层。
技术介绍
1、随着新兴与传统光伏市场需求增大，全球光伏发电装机规模不断扩展，全球太阳能光伏发电市场呈现快速发展态势，产业效益成为了光伏产业当前最关注的问题之一。光伏产业效益增长的关键在于降本增效，增效的关键在于提高发电效率及光伏电站设备使用寿命。
2、在光伏发电系统中，太阳能发电板主要功能是将太阳能转换成电能，光伏玻璃表面的清洁度是影响发电效率的重要因素。在自然环境下，灰尘、污垢和其他污染物的累积会降低光伏玻璃的透光性，减少到达太阳能发电板的光量，从而减少光电转换效率。灰尘在光伏玻璃表面局部遮挡还会导致发电板局部温度升高，形成热斑，造成损坏。常规的清洁光伏发电板的方法有自然清洗，人工清洗和机械清洗等方法，这些方法又常因自然条件和清洗成本被限制。因此，在光伏玻璃表面制作具有易清洁甚至自洁功能、同时又具有增透效果的涂层，对于满足光伏产业的效益增长需求至关重要。
技术实现思路
1、针对光伏产业的效益增长需求，本专利技术提供了一种用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，该涂层为非溶剂类增透膜，对环境友好，具有超亲水性，水接触角在10°以下，同时具有优异的增透性、耐候性、耐磨性、抗静电性和易清洁的优点，适用于光伏发电组件玻璃。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，以纳米二氧化硅溶胶为主成
4、进一步地，原材料包括自洁剂；所述纳米二氧化硅溶胶为大粒径二氧化硅溶胶与小粒径二氧化硅溶胶、中粒径二氧化硅溶胶中的一种或两种混合；所述纳米二氧化硅溶胶的固体质量百分比包括29％～31％。
5、进一步地，原材料按重量份比包括：去离子水55～90份，所述纳米二氧化硅溶胶9～20份，硅烷偶联剂1～10份，自洁剂0.001～1份，表面活性剂0.01～1份，改性聚乙烯醇0.01～1份，水性丙烯酸树脂0.01～1份，抗静电剂0.001～1份，固化剂1～5份，流平剂1～5份，耐磨剂0.1～1份；所述自洁剂包括纳米二氧化钛；所述纳米二氧化钛包括锐钛型，所述纳米二氧化钛的粒径包括2～10纳米。
6、进一步地，按重量份比，所述纳米二氧化硅溶胶包括：小粒径二氧化硅溶胶4～10份、中粒径二氧化硅溶胶4～9份、大粒径二氧化硅溶胶1份；所述纳米二氧化钛的粒径包括2～3纳米。
7、更进一步地，按重量份比，所述纳米二氧化硅溶胶包括：小粒径二氧化硅溶胶5份、中粒径二氧化硅溶胶5份、大粒径二氧化硅溶胶1份。
8、进一步地，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(kh-560)、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(kh-570)中的一种或多种；所述表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种；所述改性聚乙烯醇包括树脂改性聚乙烯醇；所述水性丙烯酸树脂的树脂固含量包括42％；所述抗静电剂包括纳米氧化锡、纳米氧化锌、纳米氧化锑、纳米石墨烯中的一种或多种；所述固化剂包括硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾中的一种或多种；所述流平剂包括乙二醇丁醚、聚乙二醇二甲醚、乙醇中的一种或多种；所述耐磨剂包括纳米氧化铝或纳米氧化锆。
9、进一步地，所述纳米二氧化硅溶胶的固体为二氧化硅。
10、更优选地，所述纳米二氧化钛为亲水型。
11、更优选地，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)。
12、更优选地，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
13、更优选地，所述抗静电剂为纳米氧化锡。
14、进一步地，所述小粒径二氧化硅溶胶、所述中粒径二氧化硅溶胶或所述大粒径二氧化硅溶胶的制备方法包括：以正硅酸乙酯为硅源与无水乙醇混合，搅拌同时加热，缓慢滴加氨水稀释液，保持搅拌和加热得到；按重量份，正硅酸乙酯、无水乙醇和氨水稀释液的用量比包括45份：45份：5～15份；通过调整所述氨水稀释液的用量获得不同粒径的二氧化硅溶胶。
15、进一步地，所述氨水稀释液中水和氨水的质量比包括10：1；加热的温度包括50℃，搅拌的速度包括600～800r/min，保持搅拌和加热的时间包括12小时；获取小粒径二氧化硅溶胶，正硅酸乙酯、无水乙醇和氨水稀释液的用量比按重量份包括45份：45份：5份；获取中粒径二氧化硅溶胶，正硅酸乙酯、无水乙醇和氨水稀释液的用量比按重量份包括45份：45份：10份；获取大粒径二氧化硅溶胶，正硅酸乙酯、无水乙醇和氨水稀释液的用量比按重量份包括45份：45份：15份。
16、相应地，本专利技术还提供一种上述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层的制备方法，包括如下步骤：
17、步骤一：将所述纳米二氧化硅溶胶加入去离子水中，搅拌10分钟使分散均匀；再加入硅烷偶联剂，常温搅拌2小时，得到溶液a；
18、步骤二：将纳米二氧化钛加入去离子水中，搅拌10分钟使分散均匀，得到溶液b；
19、步骤三：将耐磨剂加入去离子水中，搅拌10分钟使分散均匀，得到溶液c；
20、步骤四：所述溶液a在搅拌状态下加入所述溶液b，继续搅拌均匀10分钟，加入表面活性剂、改性聚乙烯醇、水性丙烯酸树脂、抗静电剂、固化剂、流平剂，再加入所述溶液c，充分搅拌均匀1小时，陈化24小时，得到溶液d；
21、步骤五：将所述溶液d涂布于光伏玻璃，常温下干燥得到所述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层；所述涂布的方式包括旋涂、浸涂、辊涂和喷涂中的任意一种。
22、进一步地，步骤一中加入硅烷偶联剂后搅拌的速度为800-1000r/min，步骤四中搅拌的速度为800-1000r/min，所述制备方法中其余搅拌的速度均为600-800r/min；步骤一、步骤二、步骤三、步骤四在常温下进行。
23、在不影响透光性的情况下，本专利技术较小粒径的纳米二氧化硅可填补较大粒径的纳米二氧化硅之间的缝隙，在固化剂和树脂的作用下使涂层颗粒和基材之间形成很好的结合力。本专利技术通过使用不同粒径大小的二氧化硅溶胶进行复配，得到比单一粒径的涂层更粗糙的表面，因此复配涂层的单位面积内表面羟基亲水基团更多；同时纳米二氧化硅具有极大的比表面积，这为水分子提供了更多的接触点，增加了与水分子相互作用的机会，从而使涂层具有极强的亲水性。
24、纳米二氧化硅折射率接近玻璃折射率，是常用的增透材料，但固体形式的纳米二氧化硅直接添加于水中容易出现分散不均，而使纳米粒子发生团聚，制备的涂层失去透光性。本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，其特征在于，以纳米二氧化硅溶胶为主成膜剂固化成膜；所述纳米二氧化硅溶胶包括小粒径二氧化硅溶胶、中粒径二氧化硅溶胶、大粒径二氧化硅溶胶中的多种；所述小粒径二氧化硅溶胶的二氧化硅粒径包括15～20纳米，所述中粒径二氧化硅溶胶的二氧化硅粒径包括30～40纳米，所述大粒径二氧化硅溶胶的二氧化硅粒径包括50～60纳米。
2.根据权利要求1所述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，其特征在于，原材料包括自洁剂；所述纳米二氧化硅溶胶为所述大粒径二氧化硅溶胶与所述小粒径二氧化硅溶胶、所述中粒径二氧化硅溶胶中的一种或两种混合；所述纳米二氧化硅溶胶的固体质量百分比包括29％～31％。
3.根据权利要求1所述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，其特征在于，原材料按重量份比包括：去离子水55～90份，所述纳米二氧化硅溶胶9～20份，硅烷偶联剂1～10份，自洁剂0.001～1份，表面活性剂0.01～1份，改性聚乙烯醇0.01～1份，水性丙烯酸树脂0.01～1份，抗静电剂0.001～1份，固化剂1～5份，流平剂1
4.根据权利要求3所述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，其特征在于，按重量份比，所述纳米二氧化硅溶胶包括：所述小粒径二氧化硅溶胶4～10份、所述中粒径二氧化硅溶胶4～9份、所述大粒径二氧化硅溶胶1份；所述纳米二氧化钛的粒径包括2～3纳米。
5.根据权利要求4所述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，其特征在于，按重量份比，所述纳米二氧化硅溶胶包括：所述小粒径二氧化硅溶胶5份、所述中粒径二氧化硅溶胶5份、所述大粒径二氧化硅溶胶1份。
6.根据权利要求3所述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；所述表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种；所述改性聚乙烯醇包括树脂改性聚乙烯醇；所述水性丙烯酸树脂的树脂固含量包括42％；所述抗静电剂包括纳米氧化锡、纳米氧化锌、纳米氧化锑、纳米石墨烯中的一种或多种；所述固化剂包括硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾中的一种或多种；所述流平剂包括乙二醇丁醚、聚乙二醇二甲醚、乙醇中的一种或多种；所述耐磨剂包括纳米氧化铝或纳米氧化锆。
7.根据权利要求1～6任一所述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，其特征在于，所述小粒径二氧化硅溶胶、所述中粒径二氧化硅溶胶或所述大粒径二氧化硅溶胶的制备方法包括：以正硅酸乙酯为硅源与无水乙醇混合，搅拌同时加热，缓慢滴加氨水稀释液，保持搅拌和加热得到；按重量份，正硅酸乙酯、无水乙醇和氨水稀释液的用量比包括45份：45份：5～15份；通过调整所述氨水稀释液的用量获得不同粒径的二氧化硅溶胶。
8.根据权利要求7所述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，其特征在于，所述氨水稀释液中水和氨水的质量比包括10：1；加热的温度包括50℃，搅拌的速度包括600～800r/min，保持搅拌和加热的时间包括12小时；获取所述小粒径二氧化硅溶胶，正硅酸乙酯、无水乙醇和氨水稀释液的用量比按重量份包括45份：45份：5份；获取所述中粒径二氧化硅溶胶，正硅酸乙酯、无水乙醇和氨水稀释液的用量比按重量份包括45份：45份：10份；获取所述大粒径二氧化硅溶胶，正硅酸乙酯、无水乙醇和氨水稀释液的用量比按重量份包括45份：45份：15份。
9.一种如权利要求1所述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中加入硅烷偶联剂后搅拌的速度为800-1000r/min，步骤四中搅拌的速度为800-1000r/min，所述制备方法中其余搅拌的速度均为600-800r/min；步骤一、步骤二、步骤三、步骤四在常温下进行。
...【技术特征摘要】
1.一种用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，其特征在于，以纳米二氧化硅溶胶为主成膜剂固化成膜；所述纳米二氧化硅溶胶包括小粒径二氧化硅溶胶、中粒径二氧化硅溶胶、大粒径二氧化硅溶胶中的多种；所述小粒径二氧化硅溶胶的二氧化硅粒径包括15～20纳米，所述中粒径二氧化硅溶胶的二氧化硅粒径包括30～40纳米，所述大粒径二氧化硅溶胶的二氧化硅粒径包括50～60纳米。
2.根据权利要求1所述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，其特征在于，原材料包括自洁剂；所述纳米二氧化硅溶胶为所述大粒径二氧化硅溶胶与所述小粒径二氧化硅溶胶、所述中粒径二氧化硅溶胶中的一种或两种混合；所述纳米二氧化硅溶胶的固体质量百分比包括29％～31％。
3.根据权利要求1所述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，其特征在于，原材料按重量份比包括：去离子水55～90份，所述纳米二氧化硅溶胶9～20份，硅烷偶联剂1～10份，自洁剂0.001～1份，表面活性剂0.01～1份，改性聚乙烯醇0.01～1份，水性丙烯酸树脂0.01～1份，抗静电剂0.001～1份，固化剂1～5份，流平剂1～5份，耐磨剂0.1～1份；所述自洁剂包括纳米二氧化钛；所述纳米二氧化钛包括锐钛型，所述纳米二氧化钛的粒径包括2～10纳米。
4.根据权利要求3所述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，其特征在于，按重量份比，所述纳米二氧化硅溶胶包括：所述小粒径二氧化硅溶胶4～10份、所述中粒径二氧化硅溶胶4～9份、所述大粒径二氧化硅溶胶1份；所述纳米二氧化钛的粒径包括2～3纳米。
5.根据权利要求4所述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，其特征在于，按重量份比，所述纳米二氧化硅溶胶包括：所述小粒径二氧化硅溶胶5份、所述中粒径二氧化硅溶胶5份、所述大粒径二氧化硅溶胶1份。
6.根据权利要求3所述用于光伏玻璃常温固化的超亲水增透耐磨自洁涂层，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀东，刘宁华，刘明杰，胡艳婷，
申请(专利权)人：广州三孚新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。