3 涂氟背板發展機遇及氟碳涂料的技術研究

3.1 高分子柔性背板中氟碳涂料的技術發展

近年來，組件企業將降本的壓力紛紛轉嫁給組件材料供應商，迫使材料企業特別是背板企業面臨材料技術更新的壓力和選擇。以氟碳涂料作為 PET 基材保護層的涂氟型背板材料（CPC、XFC）已逐漸成為主流，其工藝技術、成本和價格比傳統 TPT 型背板更具優勢，將在未來占據背板市場的重要位置。 氟碳涂料的綜合成本比氟膜低，同時具有極佳的耐候性，能保證組件 25年以上的使用壽命，目前還沒有一種新材料具有這種優勢并進行取代。因而在涂氟型高分子柔性背板中，耐候層的氟碳涂料、氟碳樹脂是研究的熱點。針對光伏應用領域（如圖 2、表 1、表 2）展開研究，需提升氟碳涂料、氟碳樹脂的性能和功能性。現有氟碳涂料、氟碳樹脂主要采用可交聯固化型，即在氟樹脂中引入—OH、—COOH、雙鍵等官能團，使之可與異氰酸酯、三聚氰胺和氨基樹脂等進行加熱交聯成膜或微波、電子束固化成膜。相信經過技術革新，以這些氟碳涂料改進的背板材料將具有更優異的功能和更環保的應用。


基本特點
1.重量輕：10-14千克/平方米，相當于磚墻的1/30。
2.隔熱保溫：芯材導熱系數： λ<=0.041w/mk。
3.強度高：可作天花圍護結構板材承重，抗彎抗壓；一般房屋不用梁柱。
4.色澤鮮艷：無需表面裝飾，彩色鍍鋅鋼板防腐層保持期在10-15年。
5.安裝靈活快捷：施工周期可縮短40%以上。
6.氧指數：(OI)32.0(省消防產品質檢站)。

3.2 創新背板、組件前板和電站應用中氟碳涂料的技術發展
氟碳涂料除應用在傳統高分子柔性背板上外，在創新背板、組件前板及電站逆變器、支架、接線盒等器件中也會更多的應用，傳統氟碳涂料可提高被涂覆材料的耐候性，延長材料的使用壽命。另外，一些新型氟碳涂料如超疏水納米氟碳涂料可使上述材料或器件保持極強的耐水性、耐沾污性及自清潔性，使創新背板、玻璃前板及電站有更好的自清潔能力。同時，氟碳涂料經過納米防冰雪添加劑改性，可降低冰雪與基體的粘結性，使材料具有明顯的抗結冰性能，避免出現背板、前板或電站組件在冬天霜凍條件下不能正常工作的情況，甚至可避免溫度極低時冰雪負載壓力過大使組件損壞的情況。在氟碳涂料技術及施工應用技術的不斷進步下，氟碳涂料將在光伏組件材料各個領域顯示越來越重要的作用。雙玻組件也將是氟碳涂料應用的重要領域，如玻璃面板的鍍膜材料壽命短，長時間戶外應用后出現鍍膜層剝落、白化等。以氟碳涂料為基礎的玻璃鍍膜材料將對延長鍍膜壽命，提高鍍膜玻璃的功能性帶來巨大貢獻。同時氟碳涂料在傳統背板上的應用解決了高分子柔性板背面的保護問題。 在西北沙塵地區的應用中發現 FFC 四氟型材料的表面長期應用不積灰塵，帶來了風自潔的效果。三氟型背板材料也可在功能助劑改性下獲得良好的自清潔效果，同樣的透明氟碳涂料技術可以滿足玻璃表面的自潔問題。因此，從氟碳材料本身的特點出發，結合涂氟工藝技術和裝備的進步，將助力光伏新能源打開材料功能化的創新之窗，拓展創新材料的應用領域。

4 結 語
通過對光伏背板發展的技術歷史可以推斷未來背板市場還將是高分子柔性背板、玻璃背板和其他材質背板共存的時代；傳統的以氟碳材料為耐候層的背板應用仍是市場主流；以氟碳涂料涂覆的背板將在傳統高分子柔性背板市場上占據重要位置。同時背板材料更加關注背板抗沙塵侵蝕能力與抗紫外能力的兼容性、背板的長期阻隔性、抗應力等力學性能、戶外應用與實驗測試緊密關聯性以及環境因素的影響；如何有效保護背板材料被影響、維護材料長時間性能穩定及背板材料特定環境應用功能化是未來氟碳涂料的發展方向和挑戰。隨著涂氟技術和工藝、裝置技術的不斷進步，氟碳涂料將在光伏電站等更多環節領域得以應用。同時，隨著國家對太陽能新能源政策扶持力度的不斷加大，我國氟碳涂料技術將迎來更快的發展。

鍍鋁鋅彩涂板是彩涂建筑板中的高端產品，外觀靚麗、用途廣泛。但鍍鋁鋅彩涂板生產中，除了具有高強的防腐性能之外，當然也有一定的缺陷，但是都是可以通過彩涂板機組或是工藝改變的，其表面易產生爆孔、氣泡等缺陷，嚴重影響了彩涂線的連續生產和鍍鋁鋅彩涂板的表面質量，造成成材率低下，需要分析。
原因分析：
1、鍍層化學特性差異
由于鋅鋁合金鍍層結晶時間長、枝晶發達，三叉結晶處屬于后凝固區域，容易形成疏松和孔洞。疏松和孔洞形成的凹陷缺陷的存在也導致空氣滯留。在涂料涂裝固化過程中，空氣體積膨脹，穿過透氣性好的底漆，使面漆破損，造成爆孔缺陷。
2、鍍層熱物性差異
鍍鋁鋅合金鍍層的熱輻射系數為0.86,較鍍鋅層的0.45高出很多，以鍍鋁鋅板作為基板時，鍍鋁鋅層使其表面的涂層快速升溫、快速固化，造成涂料中的有機溶劑不能以合理的速度及時散發，從而造成爆孔、氣泡缺陷，在底漆較厚時更易出現爆孔缺陷。
3、缺陷的影響
鍍鋁鋅彩涂基板生產時，校正輥振動、液面波動產生使其橫向周期分布的色差，是造成爆孔缺陷產生的原因。鍍鋅鋁表面鋅花不均，所形成的晶界間存有凹陷，凹陷內有殘留空氣，在面漆固化過程中空氣沖破漆膜發生爆孔。
因此，控制措施為：
1、提高鍍層均勻性
應按標準鋅花樣板，檢查鋅花大型，同時及時調整。提高三輥六臂裝配質量，優化校正輥材質和尺寸，減少校正輥振動和鋅鍋液面波動幅度；保證鍍鋁鋅彩涂基板表面質量達到FB以上。
2、改進表層粗糙度

為避免彩涂生產時出現爆孔缺陷，鍍鋁鋅生產線生產彩涂基板時使用大粗糙度工作輥，軋輥粗糙度控制在4.0±0.3μm，進而改善基板粗糙度。

3、優化彩涂固化工藝

針對鍍鋁鋅合金基板和涂料的特性，改進涂裝固化曲線，調整機組工藝速度，使涂料在固化中保證合金層孔洞中的氣孔和涂料中稀釋劑充分逸出，有效控制溶劑揮發速度，防止溶劑沸騰蒸發。將直線式固化溫度曲線修改成階梯式固化溫度曲線，保證涂料的PMT，降低機組工藝速度15%，面漆的固化時間，保證涂裝工藝溫度穩定，適當降低涂裝粘度，改善鍍鋁鋅彩涂板的質量。




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