一种光伏TPO防水卷材及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种光伏TPO防水卷材，为层状结构，自下而上依次包括氟碳膜层、胶粘剂层、TPO防水卷材层、柔性薄膜光伏电池矩阵串层。本发明专利技术还公开了一种制备光伏TPO防水卷材的方法，包括以下步骤：(1)氟碳膜层的制备；(2)TPO防水卷材层的制备；(3)氟碳膜层与TPO防水卷材层的复合；(4)合并封装：氟碳膜/TPO防水卷材层与柔性薄膜光伏电池矩阵串层通过热风焊接牢固地结合在一起。本发明专利技术的光伏TPO防水卷材安装快捷方便，不需要搭设支架、不影响建筑的美观，一体化施工，整体性好，形成真正的光伏建筑一体化太阳能屋面系统。一体化太阳能屋面系统。一体化太阳能屋面系统。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏TPO防水卷材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光伏建筑一体化应用领域和防水卷材
，具体涉及一种光伏TPO防水卷材及其制备方法。

技术介绍

[0002]根据中国建筑节能协会数据显示，我国建筑全过程能耗占全国能源消费总量的46.5％，我国建筑全过程碳排放总量占全国碳排放总量的51.3％。正是由于建筑全过程巨大的碳排放量，降低建筑碳排放将成为实现“碳达峰、碳中和”目标的重要一环。工业建筑作为建筑物的能耗大户，屋面大部分处于闲置状态，且屋面建筑出屋面的遮挡物少，平整度高，可利用面积大，是屋面分布式光伏电站安装的绝佳场所。通过改变建筑物能源结构，提高清洁能源使用比例，让建筑物实现主动减排。分布式屋面光伏电站提高了建筑物与周围环境的协调性，但同样也对建筑屋面的安全性和可靠性提出了更高的要求。
[0003]TPO单层屋面防水卷材具有长久的使用寿命和优异的防水性能等特点，能为工业建筑屋面提供持久安全的保护，也是屋面分布式光伏电站的优选。目前屋面分布式光伏电站(BIPV)主要采取安装晶硅光伏电池板的形式，有三种固定方式：其一是利用自重直接安放在屋面上，优势是安装便捷，缺点是荷载大、金属屋面上无法应用，通常应用于混凝土屋面；其二是通过光伏基座预制件将光伏组件焊接在防水层上，防水层不会被破坏，确保了整体防水效果，但缺点也明显：防水层材料必须是可焊接的TPO防水卷材，尤其是基座在防水层上的抗拉拔力会随着TPO卷材的自然老化而逐渐降低，难易为光伏组件提供足够的抗风揭性能保障；其三是采用固定件或者光伏基座与屋面固定，优点是光伏组件固定牢固，不易被大风掀翻，金属屋面上通常采用这种固定方式，这样必须穿透防水层而导致屋面防水层破坏，屋面发生渗漏风险增大。在屋面上安装分布式光伏电站，无论采用以上哪种固定方式，均存在安装过程非常繁琐的问题，包括隔气层、保温层、防水层铺设、机械固定、光伏基座安装、光伏支架安装和光伏组件等现场安装过程。随着分布式光伏与TPO单层屋面系统相结合的推广越来越多，光伏组件在屋面的安装方式也愈发重要，但以上三种安装方式存在诸多的问题，亟需改善分布式光伏与建筑屋面的结合方式。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有的分布式光伏与建筑屋面的结合方式存在的问题，提供了一种光伏TPO防水卷材及其制备方法，以实现以下专利技术目的：
[0005](1)本专利技术提供的光伏TPO防水卷材兼有光伏发电和单层屋面防水卷材的功能特点；
[0006](2)本专利技术提供的光伏TPO防水卷材施工方便，一次施工即可同时完成屋面防水层和光伏组件施工；
[0007](3)本专利技术提供的光伏TPO防水卷材轻薄、可绕曲变形，能满足非平面屋面的安装；
[0008](4)本专利技术提供的光伏TPO防水卷材具有优异的耐久性和可靠性。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案来实现：
[0010]一种光伏TPO防水卷材及其制备方法，所述的光伏TPO防水卷材，为自下而上依次包括氟碳膜层、胶粘剂层、TPO防水卷材层、柔性薄膜光伏电池矩阵串层的多层结构。
[0011]所述的氟碳膜层，按重量份计，包括以下组分：100份氟碳树脂、0.2～0.5份抗氧剂；
[0012]所述的胶粘剂层为丁基橡胶热熔胶、SBC热熔胶、聚氨酯密封胶粘剂中的一种；
[0013]所述的TPO防水卷材层，按重量份计，包括以下组分：100份热塑性聚烯烃树脂、20～30份EVA树脂、10～25份复合阻燃剂、10～20份辅助填料、2～5添加剂；
[0014]所述的柔性薄膜光伏电池矩阵串层为复合为一体的光伏封装组件，厚度为2～3mm，单位面积重量为1.8～2.8kg/m2，其自下而上依次包括EVA胶膜层、多个柔性薄膜光伏电池和正面防护封装层，具体为多个柔性薄膜光伏电池全部复合在EVA胶膜层上，各光伏电池之间电性连接，正面防护封装层贴覆在多个柔性薄膜光伏电池上并能与所述的TPO防水卷材层密封粘接。
[0015]优选的，所述氟碳树脂为PVDF树脂、ETFE树脂中的一种。
[0016]优选的，所述抗氧剂为1010、168、1076、225中的一种或两种以上的混合物；
[0017]优选的，所述丁基橡胶热熔胶、SBC热熔胶、聚氨酯密封胶粘剂为建筑材料领域公知的材料。
[0018]优选的，所述热塑性聚烯烃树脂为Hifax
TM CA 7800 A热塑性聚烯烃聚合型树脂，密度0.88g/cm3，熔化温度161℃。
[0019]优选的，所述EVA树脂的VA含量为5～25％，进一步优选为V5110J、K3212、H2181、7350M、UE630、Evaflex 450中的一种。
[0020]优选的，所述复合阻燃剂由氢氧化镁、十溴二苯乙烷、三氧化二锑组成。
[0021]优选的，所述辅助填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、硅灰石粉中的一种或两种以上的混合物。
[0022]优选的，所述TPO防水卷材层的添加剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂、钛白粉四种物质的混合物，其中所述抗氧剂为1010、168、1076、225中的一种或两种以上的混合物；所述光稳定剂为770、622、765、2020中的一种或两种以上的混合物；所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、聚乙烯蜡中的一种或两种以上的混合物；所述钛白粉为699、996、200、902、960、900中的一种或两种以上的混合物。
[0023]优选的，所述柔性薄膜光伏电池为碲化镉(CdTe)太阳能电池、铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池、硅基薄膜太阳能电池(OPV)、砷化镓薄膜太阳能电池(GaAs)、染料敏化太阳能电池或钙钛矿太阳能电池，进一步优选CdTe或CIGS太阳能电池，CdTe太阳能电池的转化率不低于18.0％，CIGS太阳能电池的转化率不低于16.0％。相比晶硅光伏组件，柔性薄膜光伏电池组件有诸多特点：组件轻薄，对屋面的荷载能力要求低，柔韧性好、可弯曲，适合于各种特殊异型表面，弱光、散射光、漫射光吸收能力强，铺装简便易行、安装和运输成本低。
[0024]所述的柔性薄膜光伏电池的前后之间设有间隔距，距离大小为150～200mm。
[0025]进一步地，所述的柔性薄膜光伏电池矩阵串层通过接线盒与外部电连接，所述接线盒位于所述正面防护封装层，或所述接线盒嵌装在所述TPO防水卷材层内。
[0026]一种制备光伏TPO防水卷材的方法，包括如下步骤：
[0027]S1：氟碳膜层的制备：将氟碳树脂和抗氧剂分别通过失重式计量上料系统，加入到双螺杆挤出机中，控制挤出机工作温度为300℃～350℃，经螺杆挤出充分塑化，得到熔融的含氟聚合物；将所得熔融的含氟聚合物经过流延模头，通过流延模头挤出得到熔膜；将熔膜冷却到低于其熔点的温度下，在流延辊和冷却辊上冷却定型，并形成厚度为0.03～0.2mm、宽幅为1.0～2.0m的氟碳薄膜；
[0028]S2：TPO防水卷材层的制备：将热塑性聚烯烃树脂、EVA树脂、复合阻燃剂、辅助填料、添加剂分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏TPO防水卷材及其制备方法，所述的防水卷材，自下而上依次包括氟碳膜层、胶粘剂层、TPO防水卷材层、柔性薄膜光伏电池矩阵串层；所述氟碳膜层包括如下重量份的原料：100份氟碳树脂、0.2～0.5份抗氧剂；所述胶粘剂层为丁基橡胶热熔胶、SBC热熔胶、聚氨酯密封胶粘剂中的一种；所述TPO防水卷材层包括如下重量份的原料：100份热塑性聚烯烃树脂、20～30份EVA树脂、10～25份复合阻燃剂、10～20份辅助填料、2～5添加剂；所述柔性薄膜光伏电池矩阵串层为复合为一体的光伏封装组件，其自下而上依次包括EVA胶膜层、多个柔性薄膜光伏电池和正面防护封装层，具体为多个柔性薄膜光伏电池全部复合在EVA胶膜层上，各光伏电池之间电性连接，正面防护封装层贴覆在多个柔性薄膜光伏电池上并能与所述的TPO防水卷材层密封粘接。2.如权利要求1所述的一种光伏TPO防水卷材，其特征在于，所述光伏TPO防水卷材的幅宽为1.0～2.0m，长度为5～20m，所述氟碳膜层的厚度为0.03～0.2mm，所述胶粘剂层的胶粘剂用量为50～500g/m2，所述TPO防水卷材层的厚度为1.2～2.0mm，所述柔性薄膜光伏电池矩阵串层的厚度为2～3mm，单位面积重量为1.8～2.8kg/m2。3.如权利要求1所述的一种光伏TPO防水卷材，其特征在于，所述氟碳树脂为PVDF树脂、ETFE树脂中的一种。4.如权利要求1所述的一种光伏TPO防水卷材，其特征在于，所述热塑性聚烯烃树脂为Hifax
TM
CA 7800 A热塑性聚烯烃聚合型树脂，密度0.88g/cm3，熔化温度161℃；所述EVA树脂的VA含量为5～25％；所述复合阻燃剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈品松，白锋锋，张鸣，田益，李晴龙，
申请(专利权)人：雨中情防水技术集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：