CN102464818A - 光伏组件背面保护膜用薄膜及其制备方法 - Google Patents

光伏组件背面保护膜用薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏组件背面保护膜用薄膜及其制备方法，所述薄膜至少由聚烯烃树脂和粘结性树脂之一组成主体树脂，所述薄膜里还有功能性添加剂，所述薄膜的厚度为15～150μm；所述薄膜的制备方法为：先将功能性添加剂与主体树脂混合，其中功能性添加剂含量30％～80％，采用螺杆挤出机在100～250℃条件下制成功能性母粒；再将功能性母粒与主体树脂混合，其中功能性母粒含量2％～25％，在100～250℃条件下采用挤出流延法和吹塑法之一制膜。该薄膜不仅可以取代传统聚氟乙烯复合膜(TPT)结构保护膜内层氟膜，而且环保。

Description

光伏组件背面保护膜用薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种光伏组件背面保护膜用薄膜材料，用以取代传统背面保护薄膜的典型含氟层/阻隔层/含氟层结构中与EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)结合的含氟层，亦可制作组件内部用EPE结构绝缘体。
背景技术
传统光伏组件背面保护膜是由具有25年以上使用寿命的含氟元素薄膜或含氟涂料作保护层，与作为基层的耐高压绝缘性能优异的阻水性基材材(如聚酯薄膜)复合而成。一方面氟材料在生产制造过程中对环境污染，另一方面在材料燃烧或回收过程中均易产生有毒氟化物，而且氟膜生产工艺复杂，产量难以满足日益膨胀的光伏行业发展需求。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种光伏组件背面保护膜用薄膜及其制备方法，该薄膜不仅可以取代传统聚氟乙烯复合膜(TPT)结构保护膜内层氟膜，而且环保。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光伏组件背面保护膜用薄膜，所述薄膜至少由聚烯烃树脂和粘结性树脂之一组成主体树脂，所述薄膜里还有功能性添加剂，所述薄膜的厚度为15～150um。
作为本发明的进一步改进，所述薄膜的厚度为30～100um；所述聚烯烃树脂占主体树脂的重量百分含量为20～80％，该聚烯烃树脂的熔融指数为0.01～15g/10min；所述粘结性树脂占主体树脂的重量百分含量为20～80％，该粘结性树脂的熔融指数为0.1～30g/10min。
作为本发明的进一步改进，所述聚烯烃树脂的熔融指数为0.03～10g/10min，所述粘结性树脂的熔融指数为0.3～15g/10min。
作为本发明的进一步改进，所述聚烯烃树脂至少为聚乙烯、氯化聚乙烯、交联聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烃(如辛烯POE、环烯烃)的共聚物和聚丙烯之一。
作为本发明的进一步改进，所述粘结性树脂为乙烯-不饱和酯共聚物和聚乙烯醇缩丁醛之一，所述乙烯-不饱和酯共聚物中不饱和酯占乙烯-不饱和酯共聚物摩尔比为3～90％。
作为本发明的进一步改进，所述乙烯-不饱和酯共聚物中不饱和酯占乙烯-不饱和酯共聚物摩尔比为5～60％。
作为本发明的进一步改进，所述功能性添加剂至少为抗氧剂、辅助抗氧剂、紫外光吸收剂、紫外光稳定剂、无机填料和加工助剂之一。
作为本发明的进一步改进，所述抗氧剂至少为芳香胺类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂之一；所述辅助抗氧剂至少为硫代二丙酸双酯类和亚磷酸酯类之一；所述无机填料至少为碳酸钙、钛白粉、二氧化硅和氧化锌之一；所述交联剂至少为过氧化二苯甲酰，2，5二(叔丁基过氧基)-2，5-二甲基正己烷，OO-t-丁基-O-(2-乙烷基己基)-单-过氧化碳酸酯，XD-177和DCP交联剂之一；所述加工助剂至少为硬酯酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸、石蜡和PE蜡之一；所述紫外光吸收剂至少为2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑，2-(2’-羟基-3’，5-二叔丁基)-5-氯代苯并三唑，2-(2′-羟基-3′，5′-二戊基苯基)苯并三唑，2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑，2-苯基苯并三唑-5磺酸等苯并三唑类，水杨酸-2-乙基己基酯，α-羟基环己苯甲酮，2，4-二羟基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮之一；所述紫外光稳定剂至少为双(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯，聚{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]]-1，3，5-三嗪-2，4-双[(2，2，6，6，-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1，6-己二撑[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}和聚丁二酸(4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯之一。
一种光伏组件背面保护膜用薄膜的制备方法，先将功能性添加剂与主体树脂混合，其中功能性添加剂含量30％～80％，采用螺杆挤出机在100～250℃条件下制成功能性母粒；再将功能性母粒与主体树脂混合，其中功能性母粒含量2％～25％，在100～250℃条件下采用挤出流延法和吹塑法之一制膜。
本发明的有益效果是：通过由具有长期使用寿命的耐候性聚烯烃树脂和粘结性树脂组成主体材料，使得该薄膜材料具有优异的水汽阻隔性、与EVA粘结性、耐紫外、耐高温高湿等特性，适用于光伏组件封装。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明作进一步描述：
将功能性添加剂与主体树脂分别按照表1中母粒实施例①～④所列范围采用螺杆挤出机在100～250℃条件下制成功能性母粒，再将功能性母粒与主体树脂按照表2中范围在100～250℃条件下采用挤出流延法和吹塑法之一制成薄膜。
其中薄膜实施例①制作成膜后经辐照交联，实施例②主要靠组件封装过程中热固化交联；薄膜厚度为15～150um。薄膜实施例和对比例的性能测试结果见表3。
采用实施例⑤所制作50um厚复合薄膜，25um厚白色PVDF薄膜，250um厚耐水解聚酯薄膜以及耐候性胶黏剂制作成PVDF/PET/复合薄膜结构的光伏封装背膜，性能结果见表4。
采用实施例⑤所制作50um厚复合薄膜，100um厚耐水解聚酯薄膜以及耐候性胶黏剂制作成复合薄膜/PET/复合薄膜结构的光伏封装绝缘条，性能结果见表4。
以上对本发明所用材料特性及配方做了详尽阐述，但并不仅限于以上方案内容，凡根据本发明的精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖于本发明的保护范围内。
表1：功能性母粒实施例①～④材料成分(单位：kg)
Figure BDA0000032022300000051
表2薄膜实施例①～⑤及对比例①材料成分(单位：kg)
Figure BDA0000032022300000061
表3：薄膜实施例①～⑤及对比例①性能比较
Figure BDA0000032022300000071
表4：采用复合薄膜所制背膜及绝缘条主要特性
  性能   单位   封装背膜   封装绝缘条
  1   机械性能(MD/TD)
  拉伸强度   N/cm   450/400   200/170
  断裂伸长率   ％   150/170   140/165
  2   剥离强度
  与PET
  初始   N/cm   10   10
  湿热处理后   N/cm   6   6
  冷热循环后   N/cm   8   8
  湿气冻结后   N/cm   8   8
  UV处理后   N/cm   8   8
  与EVA
  初始   N/cm   100   100
  3   尺寸稳定性(MD/TD)   ％   0.5/0.4   0.7/0.8
  4   水汽透过率   (g/m2d)   1.35   1.78
  5   电性能
  击穿强度   KV   22   15
  局部放电   V   1100   780

Claims (9)

1.一种光伏组件背面保护膜用薄膜，其特征在于：所述薄膜至少由聚烯烃树脂和粘结性树脂之一组成主体树脂，所述薄膜里还有功能性添加剂，所述薄膜的厚度为15～150um。
2.根据权利要求1所述的光伏组件背面保护膜用薄膜，其特征在于：所述薄膜的厚度为30～100um；所述聚烯烃树脂占主体树脂的重量百分含量为20～80％，该聚烯烃树脂的熔融指数为0.01～15g/10min；所述粘结性树脂占主体树脂的重量百分含量为20～80％，该粘结性树脂的熔融指数为0.1～30g/10min。
3.根据权利要求2所述的光伏组件背面保护膜用薄膜，其特征在于：所述聚烯烃树脂的熔融指数为0.03～10g/10min，所述粘结性树脂的熔融指数为0.3～15g/10min。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光伏组件背面保护膜用薄膜，其特征在于：所述聚烯烃树脂至少为聚乙烯、氯化聚乙烯、交联聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-环烯烃共聚物和聚丙烯之一。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的光伏组件背面保护膜用薄膜，其特征在于：所述粘结性树脂为乙烯-不饱和酯共聚物和聚乙烯醇缩丁醛之一，所述乙烯-不饱和酯共聚物中不饱和酯占乙烯-不饱和酯共聚物摩尔比为3～90％。
6.根据权利要求5所述的光伏组件背面保护膜用薄膜，其特征在于：所述乙烯-不饱和酯共聚物中不饱和酯占乙烯-不饱和酯共聚物摩尔比为5～60％。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的光伏组件背面保护膜用薄膜，其特征在于：所述功能性添加剂至少为抗氧剂、辅助抗氧剂、紫外光吸收剂、紫外光稳定剂、无机填料和加工助剂之一。
8.根据权利要求7所述的光伏组件背面保护膜用薄膜，其特征在于：所述抗氧剂至少为芳香胺类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂之一；所述辅助抗氧剂至少为硫代二丙酸双酯类和亚磷酸酯类之一；所述无机填料至少为碳酸钙、钛白粉、二氧化硅和氧化锌之一；所述交联剂至少为过氧化二苯甲酰，2，5二(叔丁基过氧基)-2，5-二甲基正己烷，OO-t-丁基-O-(2-乙烷基己基)-单-过氧化碳酸酯，XD-177和DCP交联剂之一；所述加工助剂至少为硬酯酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸、石蜡和PE蜡之一；所述紫外光吸收剂至少为2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑，2-(2’-羟基-3’，5-二叔丁基)-5-氯代苯并三唑，2-(2′-羟基-3′，5′-二戊基苯基)苯并三唑，2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑，2-苯基苯并三唑-5磺酸等苯并三唑类，水杨酸-2-乙基己基酯，α-羟基环己苯甲酮，2，4-二羟基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮之一；所述紫外光稳定剂至少为双(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯，聚{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]]-1，3，5-三嗪-2，4-双[(2，2，6，6，-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1，6-己二撑[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}和聚丁二酸(4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯之一。
9.一种权利要求1所述的光伏组件背面保护膜用薄膜的制备方法，其特征在于：先将功能性添加剂与主体树脂混合，其中功能性添加剂含量30％～80％，采用螺杆挤出机在100～250℃条件下制成功能性母粒；再将功能性母粒与主体树脂混合，其中功能性母粒含量2％～25％，在100～250℃条件下采用挤出流延法和吹塑法之一制膜。
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