CN115926439A

CN115926439A - 一种鞋用光伏板及其制备方法

Info

Publication number: CN115926439A
Application number: CN202210418163.6A
Authority: CN
Inventors: 王华杰
Original assignee: Shanghai Nianhe Light Technology Group Co ltd
Current assignee: Shanghai Nianhe Light Technology Group Co ltd
Priority date: 2022-04-20
Filing date: 2022-04-20
Publication date: 2023-04-07

Abstract

本发明涉及H01L31/048领域，具体为一种鞋用光伏板及其制备方法，由光伏组件和透明复合材料构成；所述光伏组件的厚度＜2mm。本发明采用光伏组件为鞋内计步装置提供电源，并通过在光伏组件面朝太阳辐射的一侧设计透明复合材料，保护光伏组件，避免其受到在使用过程中受到环境影响，同时材料的透明性高，保证光伏组件的吸光发电效率，为鞋内计步装置提供持续稳定供给的绿色电源，提高使用便利性，具有很高的市场应用潜力。

Description

一种鞋用光伏板及其制备方法

技术领域

本发明涉及H01L31/048领域，具体为一种鞋用光伏板及其制备方法。

背景技术

光伏板可将太阳能转化为电能，普遍应用于各个领域，近年来，随着人们对环保的高度重视，目前越来越多的企业和个人加入节能减碳的行动中，在该大背景下，计步鞋吸引了广泛的关注和研究。

计步鞋主要通过在鞋子本体中设置计步装置，通过计步传感器实现步数的记录，但是现有技术中计步鞋内计步装置多采用充电电池实现电源的供给，便利性不足，且不符合绿色环保的可持续发展要求；中国专利CN205585393U公开了一种智能计步鞋，通过在鞋子本体的鞋跟内部的鞋跟容置腔中嵌装微处理控制器、供电电池、六轴陀螺仪、GPS定位器实现智能计步，但是充电电池的电源来源于市网电路，成本较高，而且充电电池的电源供给时间有限，便利性不足，使用感欠佳。

因此，本发明提供一种鞋用光伏板及其制备方法，采用光伏组件为鞋内计步装置提供电源，并通过在光伏组件面朝太阳辐射的一侧设计透明复合材料，保护光伏组件，避免其受到在使用过程中受到环境影响，同时材料的透明性高，保证光伏组件的吸光发电效率，为鞋内计步装置提供持续稳定供给的绿色电源，提高使用便利性，具有很高的市场应用潜力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种鞋用光伏板，由光伏组件和透明复合材料构成；所述光伏组件的厚度＜2mm；

作为一种优选的技术方案，按重量份计，所述透明复合材料的制备原料至少包括聚甲基丙烯酸甲酯15-40份、聚氨酯丙烯酸酯树脂40-60份、聚碳酸酯8-15 份，金属氧化物3-8份、润滑剂2-6份、引发剂1-5份；

作为一种优选的技术方案，所述聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚碳酸酯的质量比为(15-28)：(50-60)：(10-15)；

作为一种优选的技术方案，所述聚氨酯丙烯酸酯树脂的粘度为(60℃)为 500-2000cps；优选的，所述聚氨酯丙烯酸酯树脂的粘度(60℃)为600-1300cps。

作为一种优选的技术方案，所述聚碳酸酯的熔融指数为3-15g/10min(300℃ /1.2kg)；优选的，所述聚碳酸酯的熔融指数为10-15g/10min(300℃/1.2kg)；

所述聚甲基丙烯酸甲酯的牌号为P914038，购买自上海麦克林生化科技有限公司。所述聚氨酯丙烯酸酯树脂的型号为U-CURE 9306，购买自昆山卡斯特高分子材料有限公司。所述聚碳酸酯的型号为P301656，购买自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

基于本发明体系，为了使提供的透明复合材料满足实际应用于保护光伏组件的力学性能和透明性的要求，采用质量比为(15-28)：(50-60)：(10-15)的聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚碳酸酯为树脂原料，并通过控制体系中聚氨酯丙烯酸酯树脂的粘度和聚碳酸酯的熔融指数保证透明复合材料材料的加工稳定性，发明人在探究过程中发现，体系中采用粘度为(60℃)为600-1300cps 的聚氨酯丙烯酸酯树脂，配合熔融指数为10-15g/10min(300℃/1.2kg)的聚碳酸酯，体系中的各原料实现良好的分散相容，有效提高复合材料稳定性，保证复合材料的透明性和力学性能的同时，降低加工难度，提高生产效率和效益。

作为一种优选的技术方案，所述金属氧化物为氧化铟锡或氧化锌；优选的，所述金属氧化物的平均粒径为20-100nm；现有技术中为了降低聚氨酯丙烯酸酯树脂材料的线膨胀系数，需要采用大量的粘土矿物来实现，但是大量粘土矿物原料的引入，导致树脂的透明性和机械强度降低，变脆成为易破裂的材料，无法对光伏组件进行有效保护，发明人在探究过程中发现，通过引入3-8份金属氧化物氧化铟锡或氧化锌，尤其是引入平均粒径为20-100nm的氧化锌，使提供的透明复合材料在维持透明性的状态下，避免由于固化后收缩导致材料综合性能降低，保证透明复合材料的韧性、抗冲击性能和耐热性能。

所述氧化锌的平均粒径为57nm，型号为Nks132，购买自青岛纳卡森新材料科技有限公司。

作为一种优选的技术方案，所述引发剂包括1-2份过氧化物引发剂和1-2份光引发剂。优选的，所述过氧化物引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化二苯甲酰中的一种或几种的组合；优选的，所述过氧化物引发剂为过硫酸铵、过氧化苯甲酰的组合，所述过硫酸铵、过氧化苯甲酰的质量比为(1-1.5)：(1.5-2.5)。优选的，所述光引发剂选自蒽醌、光引发剂MK、光引发剂784、光引发剂TPO、光引发剂819、光引发剂ITX、光引发剂907中的一种或几种的组合。优选的，所述光引发剂为光引发剂TPO。基于本发明体系，通过采用1-2份过氧化物引发剂和1-2份光引发剂，尤其是当过氧化物引发剂为质量比为(1-1.5)：(1.5-2.5) 的过硫酸铵、过氧化苯甲酰，光引发剂为光引发剂TPO时，保证反应的平稳进行，避免由于树脂过度交联导致复合材料透明度降低和脆性增大，影响光伏组件吸光发电效率。

作为一种优选的技术方案，所述润滑剂为改性亚乙基双硬脂酰胺，型号为 TAS-2A，购买自苏州兴泰国光化学助剂有限公司。

所述透明复合材料的制备方法为：

按重量份，将聚甲基丙烯酸甲酯，聚氨酯丙烯酸酯树脂，聚碳酸酯、金属氧化物、润滑剂、引发剂进行熔融共混，在转速为600～800rpm的条件下混合 20-40min即得透明复合材料。

本发明另一方面提供了一种鞋用光伏板的制备工艺，将透明复合材料涂布于光伏组件表层进行固化后即得。

有益效果

1、本发明提供了一种鞋用光伏板及其制备方法，采用光伏组件为鞋内计步装置提供电源，并通过在光伏组件面朝太阳辐射的一侧设计透明复合材料，保护光伏组件，避免其受到在使用过程中受到环境影响，同时材料的透明性高，保证光伏组件的吸光发电效率，为鞋内计步装置提供持续稳定供给的绿色电源，提高使用便利性，具有很高的市场应用潜力。

2、基于本发明体系，为了使提供的透明复合材料满足实际应用于保护光伏组件的力学性能和透明性的要求，采用质量比为(15-28)：(50-60)：(10-15)的聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚碳酸酯为树脂原料，并通过控制体系中聚氨酯丙烯酸酯树脂的粘度和聚碳酸酯的熔融指数保证透明复合材料材料的加工稳定性。

3、本发明中通过引入3-8份金属氧化物氧化铟锡或氧化锌，尤其是引入平均粒径为20-100nm的氧化锌，使提供的透明复合材料在维持透明性的状态下，避免由于固化后收缩导致材料综合性能降低，保证透明复合材料的韧性、抗冲击性能和耐热性能。

4、基于本发明体系，通过采用1-2份过氧化物引发剂和1-2份光引发剂，尤其是当过氧化物引发剂为质量比为(1-1.5)：(1.5-2.5)的过硫酸铵、过氧化苯甲酰，光引发剂为光引发剂TPO时，保证反应的平稳进行，避免由于树脂过度交联导致复合材料透明度降低和脆性增大，影响光伏组件吸光发电效率。

具体实施方式

实施例1

本发明的实施例1一方面提供了一种鞋用光伏板，由光伏组件和透明复合材料构成；所述光伏组件的厚度为1mm；

所述光伏组件为多元化合物薄膜太阳能电池，来源于深圳索日太阳能科技有限公司。

按重量份计，所述透明复合材料的制备原料包括聚甲基丙烯酸甲酯20份、聚氨酯丙烯酸酯树脂55份、聚碳酸酯12份，金属氧化物6份、润滑剂4份、引发剂3份；

所述聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚碳酸酯的质量比为20： 55：12；

所述金属氧化物为平均粒径为57nm的氧化锌；所述氧化锌的型号为Nks132，购买自青岛纳卡森新材料科技有限公司。

所述引发剂包括1.5份过氧化物引发剂和1.5份光引发剂。所述过氧化物引发剂为过硫酸铵、过氧化苯甲酰的组合，所述过硫酸铵、过氧化苯甲酰的质量比为1.2：2。所述光引发剂为光引发剂TPO。

所述润滑剂为改性亚乙基双硬脂酰胺，型号为TAS-2A，购买自苏州兴泰国光化学助剂有限公司。

所述透明复合材料的制备方法为：

按重量份，将聚甲基丙烯酸甲酯，聚氨酯丙烯酸酯树脂，聚碳酸酯、金属氧化物、润滑剂、引发剂进行熔融共混，在转速为800rpm的条件下混合30min即得透明复合材料。

本发明的实施例1另一方面提供了一种鞋用光伏板的制备工艺，将透明复合材料涂布于光伏组件表层进行固化后即得。

实施例2

本发明的实施例2一方面提供了一种鞋用光伏板，由光伏组件和透明复合材料构成；所述光伏组件的厚度为1mm；

按重量份计，所述透明复合材料的制备原料包括聚甲基丙烯酸甲酯25份、聚氨酯丙烯酸酯树脂60份、聚碳酸酯15份，金属氧化物8份、润滑剂6份、引发剂4份；

所述聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚碳酸酯的质量比为25： 60：15；

所述引发剂包括2份过氧化物引发剂和2份光引发剂。所述过氧化物引发剂为过硫酸铵、过氧化苯甲酰的组合，所述过硫酸铵、过氧化苯甲酰的质量比为 1.5：2.5。所述光引发剂为光引发剂TPO。

所述透明复合材料的制备方法为：

本发明的实施例2另一方面提供了一种鞋用光伏板的制备工艺，将透明复合材料涂布于光伏组件表层进行固化后即得。

实施例3

本发明的实施例3一方面提供了一种鞋用光伏板，由光伏组件和透明复合材料构成；所述光伏组件的厚度为1mm；

按重量份计，所述透明复合材料的制备原料包括聚甲基丙烯酸甲酯15份、聚氨酯丙烯酸酯树脂50份、聚碳酸酯10份，金属氧化物5份、润滑剂3份、引发剂2份；

所述聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚碳酸酯的质量比为15： 50：10；

所述引发剂包括1份过氧化物引发剂和1份光引发剂。所述过氧化物引发剂为过硫酸铵、过氧化苯甲酰的组合，所述过硫酸铵、过氧化苯甲酰的质量比为1： 1.2。所述光引发剂为光引发剂TPO。

所述透明复合材料的制备方法为：

本发明的实施例3另一方面提供了一种鞋用光伏板的制备工艺，将透明复合材料涂布于光伏组件表层进行固化后即得。

对比例1

本发明的对比例1提供了一种鞋用光伏板，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述透明复合材料的制备原料不包括聚甲基丙烯酸甲酯。

对比例2

本发明的对比例2提供了一种鞋用光伏板，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述透明复合材料的制备原料不包括金属氧化物。

对比例3

本发明的对比例3提供了一种鞋用光伏板，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述过氧化物引发剂为过硫酸铵。

性能测试

1、参照国家标准GB/T2410-1980，对实施例和对比例制备得到的透明复合材料的透光率进行测试，透明复合材料的厚度为1mm，性能测试结果参见表1。

2、参照国家标准GB/T16421-1996，对实施例和对比例制备得到的透明复合材料的拉伸强度进行测试，拉伸速度为50mm/min，温度为25℃，性能测试结果参见表1。

3、参照标准ASTM D256，对实施例和对比例制备得到的透明复合材料的悬臂梁缺口冲击强度进行测试，性能测试结果参见表1。

表1实施例和对比例制备得到的透明复合材料的性能测试结果。

Claims

1.一种鞋用光伏板，其特征在于，由光伏组件和透明复合材料构成；所述光伏组件的厚度＜2mm。

2.根据权利要求1所述的一种鞋用光伏板，其特征在于，按重量份计，所述透明复合材料的制备原料至少包括聚甲基丙烯酸甲酯15-40份、聚氨酯丙烯酸酯树脂40-60份、聚碳酸酯8-15份，金属氧化物3-8份、润滑剂2-6份、引发剂1-5份。

3.根据权利要求2所述的一种鞋用光伏板，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚碳酸酯的质量比为(15-28)：(50-60)：(10-15)。

4.根据权利要求3所述的一种鞋用光伏板，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸酯树脂的粘度为500-2000cps。

5.根据权利要求3所述的一种鞋用光伏板，其特征在于，所述聚碳酸酯的熔融指数为3-15g/10min。

6.根据权利要求2所述的一种鞋用光伏板，其特征在于，所述金属氧化物为氧化铟锡或氧化锌。

7.根据权利要求6所述的一种鞋用光伏板，其特征在于，所述金属氧化物的平均粒径为20-100nm。

8.根据权利要求2所述的一种鞋用光伏板，其特征在于，所述引发剂包括1-2份过氧化物引发剂和1-2份光引发剂。

9.根据权利要求2所述的一种鞋用光伏板，其特征在于，所述过氧化物引发剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过氧化二苯甲酰中的一种或几种的组合。

10.一种根据权利要求1-9任一项所述的一种鞋用光伏板的制备方法，其特征在于，将透明复合材料涂布于光伏组件表层进行固化后即得。