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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料,涉及一种耐候涂层用共聚酯及其制备方法和应用。
技术介绍
1、光伏电池主要由钢化玻璃、晶硅电池片、eva胶膜、背板、铝边框等部件组成。其中,背板是光伏电池组件封装的重要材料,对电池片起保护和支撑的作用,要求其具有卓越的耐侯性能(即耐湿热和耐紫外)、电气绝缘性、水气阻隔性及尺寸稳定性等性能。目前的背板基材主要采用pet材质,然而pet材质在耐候性方面表现稍差,长期处于户外环境下可能会引起脱层、龟裂、气泡和变黄等现象,现有技术中一般采用表面涂层的方法来提升pet背板的耐候性能。
2、目前市场上大部分是使用氟膜或含氟涂层来提升pet背板的耐候性能,由于c-f键的键能为485kj/mol,稳定性强,不容易被紫外线破坏,具有非常优异的耐候性能。但是,含氟材料价格高且不环保,氟元素对环境危害大,回收成本高。开发不含氟的pet背板是科研人员持续关注的方向,聚酯膜便是十分理想的替代材料。
3、cn116693914a报道了一种无氟高耐候性聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜及其制备方法,该聚酯膜是将pen基膜浸于耐候性涂料中,经烘烤得到无氟高耐候性pen薄膜。cn115625870a报道了一种超耐候白色聚酯薄膜及其制备方法,该聚酯薄膜由芯层和上、下表层组成,芯层原料为增粘聚酯切片、抗水解母粒与白色母粒,上、下表层原料为增粘聚酯切片、白色母粒与抗紫外母粒,通过这种特别的设计来达到耐候的效果。cn111690334a报道了一种背板用透明抗uv聚酯薄膜及其制备方法,该聚酯膜是将抗紫外吸收剂和光稳定剂添加入聚酯薄膜中,
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种耐候涂层用共聚酯及其制备方法和应用。本专利技术旨在从结构本身出发,开发出具有优异耐候性能的共聚酯树脂,将此共聚酯树脂涂覆于背板上,并使之用作聚酯涂层,提升背板的耐候性能。
2、为达此目的,本专利技术采用以下技术方案:
3、一方面,本专利技术提供一种耐候涂层用共聚酯,所述共聚酯具有如下结构:
4、
5、其中r1表示c6~c12的脂肪基或脂环基、芳香基或联苯型芳香基,r2表示c2~c15的直链或支链烷基、c3~c15环烷基、c2~c15的杂环烷基或这些基团组合而成的基团,m为4~20的整数(例如4、5、6、7、8、9、10、12、14、15、16、18或20等),n为2~7的整数(例如2、3、4、5、6或7)。
6、在本专利技术中,将氢化双酚a(hbpa)引入共聚酯(pctg)中后,硬度会明显提高,耐热、耐候、耐划伤性和化学稳定性增强,同时引入白桦脂醇单体,利用其特殊结构,大幅提升产品耐候性能。引入丙二酸结构和双键基团,利用迈克尔加成的方法得到最后产品,可依据实际需要控制丙二酸结构的官能度,进而自由控制最后产品的各项指标。综合上述因素,本专利技术将提供一种耐候性好的涂层用共聚酯,使之作为聚酯膜应用于光伏电池背板中,提升其耐候性能。
7、优选地,r1选自r选自氢、c1-c10的烷基、c2-c6的烯基烷基、c3-c8的环烷基、c1-c6的烷氧基或氨基,ar选自c3-c8环烷基、苯基、联苯基或萘基,其中波浪线代表基团的连接位点。
8、优选地,r选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、烯丙基、环戊基、环己基、氨基、二甲基、二乙基、二丙基、二正丁基、甲氧基、乙氧基或乙基-甲基。
9、优选地,r2选自如下基团中的任意一种:
10、
11、其中波浪线代表基团的连接位点。
12、另一方面,本专利技术提供一种如上所述的耐候涂层用共聚酯的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
13、聚酯a和聚酯b反应,得到所述耐候涂层用共聚酯;
14、聚酯a
15、聚酯b
16、其中r1、r2、m和n的限定如上文所述。
17、优选地,所述聚酯a和聚酯b的摩尔比为(0.45~0.9):1,例如0.45:1、0.5:1、0.55:1、0.6:1、0.7:1、0.75:1、0.8:1或0.9:1。
18、优选地,所述反应的温度为80~110℃,例如80℃、83℃、85℃、88℃、90℃、93℃、95℃、98℃、100℃、105℃或110℃,反应时间为2~5小时,例如2小时、3小时、4小时或5小时。
19、优选地,所述共聚酯的数均分子量为4000~26000,例如4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、13000、15000、18000、20000、23000、25000或26000。
20、优选地,所述共聚酯的特性黏度为0.3~0.75dl/g,例如0.3dl/g、0.35dl/g、0.38dl/g、0.4dl/g、0.43dl/g、0.45dl/g、0.5dl/g、0.55dl/g、0.60dl/g、0.65dl/g、0.70dl/g或0.75dl/g。
21、优选地,所述共聚酯的分子量分布指数(pdi)为2.2~3.9,例如2.2、2.4、2.6、2.9、3.0、3.3、3.5、3.8或3.9等。
22、优选地,所述共聚酯的玻璃化转变温度(tg)为40~80℃,例如40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃。
23、优选地,所述聚酯a通过如下制备方法制备得到:
24、将r1来源的单体与r2来源的二元醇单体、丙二酸以及氢化双酚a进行共聚反应,得到聚酯a。
25、优选地,所述r1来源的单体包括含有r1的二元酸、酸酐或羧酸酯。
26、优选地,所述r1来源的单体包括如下化合物中的任意一种:
27、
28、优选地,所述丙二酸结构单元来源单体包括但不限于以下化合物的一种或至少两种的组合:丙二酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸、2-丙基丙二酸、丁基丙二酸、异丙基丙二酸、烯丙基丙二酸、环戊基丙二酸、氨基丙二酸、二甲基丙二酸、二乙基丙二酸、二丙基丙二酸;丙二酸单甲酯、丙二酸单乙酯、丙二酸单叔丁酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、丙二酸二丙酯、丙二酸二异丙酯、丙二酸二丁酯、丙二酸二己酯、丙二酸叔丁基甲酯、丙二酸叔丁基乙酯;甲基丙二酸二甲酯、甲基丙二酸二乙酯、乙基丙二酸二甲酯、乙基丙二酸二乙酯、丙基丙二酸二甲酯、丙基丙二酸二乙酯、仲丁基丙二酸二乙酯、叔丁基丙二酸二乙酯、异丁基丙二酸二甲酯、异丁基丙二酸二乙酯、环戊基丙二酸二甲酯、环戊基丙二酸二乙酯、2-环己基丙二酸二乙酯、烯丙基丙二酸二甲酯、烯丙基丙二酸二乙酯、甲氧基丙二酸二甲酯、乙氧基丙二酸二乙酯;二甲基丙二酸二甲酯、二甲基丙二酸单乙酯、二乙基丙二酸二甲酯、二乙基丙二酸二乙酯、二丙基丙二酸二乙酯、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐候涂层用共聚酯,其特征在于,所述共聚酯具有如下结构:
2.根据权利要求1所述的耐候涂层用共聚酯,其特征在于,R1选自R选自氢、C1-C10的烷基、C2-C6的烯基烷基、C3-C8的环烷基、C1-C6的烷氧基或氨基,Ar选自C3-C8环烷基、苯基、联苯基或萘基,其中波浪线代表基团的连接位点;
3.根据权利要求1或2所述的耐候涂层用共聚酯,其特征在于,所述共聚酯的数均分子量为4000~26000;
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的耐候涂层用共聚酯的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述聚酯A和聚酯B的摩尔比为(0.45~0.9):1;
6.根据权利要求4或5所述的制备方法,其特征在于,R2来源的二元醇单体包括但不限于以下化合物中的任意一种或至少两种的组合:
7.根据权利要求4-6中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述聚酯B是通过如下制备方法制备得到的:将R1来源的单体与白桦脂醇单体在催化剂存在下反应得到聚酯B;
8.一种耐
9.一种光伏电池背板,其特征在于,所述光伏电池背板包括如权利要求1-3中任一项所述的耐候涂层用共聚酯或者如权利要求8所述的耐候涂层;
10.一种光伏电池组件,其特征在于,所述光伏电池组件包括如权利要求9所述的光伏电池背板。
...【技术特征摘要】
1.一种耐候涂层用共聚酯,其特征在于,所述共聚酯具有如下结构:
2.根据权利要求1所述的耐候涂层用共聚酯,其特征在于,r1选自r选自氢、c1-c10的烷基、c2-c6的烯基烷基、c3-c8的环烷基、c1-c6的烷氧基或氨基,ar选自c3-c8环烷基、苯基、联苯基或萘基,其中波浪线代表基团的连接位点;
3.根据权利要求1或2所述的耐候涂层用共聚酯,其特征在于,所述共聚酯的数均分子量为4000~26000;
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的耐候涂层用共聚酯的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述聚酯a和聚酯b的摩尔比为(0.45~0.9):1;<...
【专利技术属性】
技术研发人员:宁珅,马培培,王垚,徐国栋,
申请(专利权)人:中瀚新材料科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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