CN106279904A - 一种挤出型太阳能背板及其制备方法 - Google Patents

一种挤出型太阳能背板及其制备方法 Download PDF

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罗吉江
符书臻
郭海涛
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New Materials Co Ltdsuzhou Duchamps
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Abstract

本发明公开了一种挤出型太阳能背板，从内到外依次包括内层、中间层和外层，所述内层、中间层和外层的质量比为10~40：40~80：10~40；所述挤出型太阳能背板的总厚度为0.1~0.6 mm。本发明通过在内层中添加刚性大的聚丙烯，既保证了背板与胶膜的粘结力，又提高了其与中间层聚丙烯材料的层间粘合力；同时在中间层和外层材料中添加聚乙烯或其共聚物，可与内层材料中聚乙烯良好地粘结，进一步提高背板的层间粘结力和耐低温冲击强度。

Description

一种挤出型太阳能背板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种挤出型太阳能背板及其制备方法。
背景技术
随着不可再生能源的衰竭及愈发严重的环境问题，作为清洁能源的太阳能受到前所未有的关注和重视。太阳能发电(又称为光伏发电)是有效利用太阳能的主要途径之一，而作为太阳能发电的核心部件，太阳能电池（又称为光伏电池）的可靠性直接决定了太阳能发电的效能。
现有技术中，太阳能电池一般由上层盖板、胶膜、电池片、胶膜和太阳能背板组成。其中，太阳能背板是太阳能电池的重要部分，一方面起到太阳能电池组件的结构粘结封装作用，另一方面保护太阳能电池，防止水汽渗入，提高太阳能电池的耐湿热老化性能和光电转换效率，延长太阳能电池的使用寿命。
目前，太阳能背板主要有覆膜法、涂布法、多层共挤出三种制备工艺。其中，覆膜法采用粘合剂将粘合层（聚烯烃或EVA树脂）和含氟耐候层直接分别复合到聚酯膜基材两侧；涂布法是将氟碳涂料涂布在聚酯膜基材上；多层共挤出是将各层原料配混均匀后经过螺杆挤出机高温熔融挤出。由于太阳能背板直接暴露于空气中，所处的环境条件恶劣，因此现有的产品均为多层复合结构。
现有技术中，太阳能背板的材料多为聚酯基材、乙烯-醋酸乙烯酯、含氟耐候层，但是，聚酯和乙烯-醋酸乙烯酯分子主链中含有大量的酯基，易水解，尽管经过改性处理，仍然难以达到太阳能背板的耐湿热老化性能的要求；同时含氟耐候层价格昂贵、粘结性能差，降低了太阳能背板的性能。聚烯烃是烯烃的聚合物，原料丰富、价格低廉、耐磨性好、电绝缘性优异，并且分子无极性，吸水率极低，能满足太阳能背板的高阻隔、耐老化和耐候性能要求，将聚烯烃应用在太阳能背板中，具有良好的性能。例如，中国发明专利CN103895304A公开了一种三层共挤出背板，其内层包括聚乙烯树脂或乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂，中间为聚乙烯和聚丙烯树脂组合物，外层为聚丙烯树脂组合物；由此熔融挤出制得太阳能背板。
然而，实际应用发现，尽管内层聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯共聚物具有较大的熔融粘度，可以保证太阳能背板内层与EVA胶膜之间的粘结力，但是由于这两种材料的刚性较低，与中间层较刚性的聚丙烯材料粘结力较弱，导致层间粘结力较低，进而降低了太阳能背板的机械强度；同时外层聚丙烯树脂耐低温冲击强度较低，导致了太阳能背板较差的耐低温冲击性。
因此，有必要开发出一种能满足背板层间粘合力的新的背板，同时又能保证背板的高粘结性、高机械强度、高低温冲击性的要求。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种挤出型太阳能背板及其制备方法。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种挤出型太阳能背板，从内到外依次包括内层、中间层和外层，所述内层、中间层和外层的质量比为10~40：40~80：10~40；
所述挤出型太阳能背板的总厚度为0.1~0.6 mm；
其中，所述内层包括如下组分，以质量份计：
聚乙烯 15～85份
聚丙烯 15～85份
填料 0.5～20份
添加剂 0.1～5份；
所述聚乙烯选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中等密度聚乙烯或其共聚物中的一种或几种的混合物，其密度为0.860～0.940 g/cm3，DSC熔点为50～135℃，熔体流动速率为0.1～40 g/10min（2.16 kg，190℃）；所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或几种的混合物，其DSC熔点为110～168℃，熔体流动速率为0.1～20g/10min（2.16 kg，230℃）；所述填料选自玻璃纤维、碳纤维、云母粉、滑石粉、碳酸钙、高岭土、硅灰石或钛白粉中的一种或几种，所述填料为经硅烷偶联剂预处理的填料；所述添加剂选自抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂中的一种或几种；
所述中间层包括如下组分，以质量份计：
聚丙烯 75～99份
聚乙烯 1～25份
填料 0.5～20份
添加剂 0.1～5份；
所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或几种的混合物；所述聚乙烯选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中等密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高密度聚乙烯或其共聚物中的一种或几种的混合物；所述填料选自玻璃纤维、碳纤维、云母粉、滑石粉、碳酸钙、高岭土、硅灰石或钛白粉中的一种或几种，所述填料为经硅烷偶联剂预处理的填料；所述添加剂选自抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂中的一种或几种；
所述外层包括如下组分，以质量份计：
聚丙烯 75～99份
聚乙烯 1～25份
填料 0.5～20份
添加剂 0.1～5份；
所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或两种的混合物；所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中等密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高密度聚乙烯或其共聚物中的一种或几种的混合物；所述填料选自玻璃纤维、碳纤维、云母粉、滑石粉、碳酸钙、高岭土、硅灰石或钛白粉中的一种或几种，所述填料为经硅烷偶联剂预处理的填料；所述添加剂选自抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂中的一种或几种。
上文中，优选的，所述中间层的组分中，聚乙烯1～10份。
优选的，所述外层的组分中，聚乙烯1～10份。
所述中间层和外层的位置可以互换。
抗氧剂可以防止有机化合物材料因氧化而引起的变质，有机化合物的热氧化过程是一系列自由基链式反应，在热、光和氧的作用下，化学键断裂，生成活泼的自由基和氢过氧化物，氢过氧化物发生分解反应也生成烃氧自由基和羟基自由基，这些自由基可以引发一些列的自由基链式反应，导致有机化合物的结构和性质发生根本变化。抗氧剂的作用是消除刚刚产生的自由基或促进氢过氧化物的分解，阻止链式反应的进行，有效抑制聚合物的热氧老化，防止背板在使用过程中的黄变。
光稳定剂和紫外光吸收剂一起使用，具有良好的协同作用，可以起到单一组分无法达到的效果，有效防止材料的黄变和阻滞物理性能的损失，进一步提高光稳定效能。
本发明的背板可以单独用作背板，也可充当太阳能电池背板基材膜，与其他材料如氟膜、PET等材料复合制作复合背板。
上述技术方案中，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油氨基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、双（γ-三乙氧基硅丙基）-四硫化物、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
上述技术方案中，所述抗氧剂选自双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚、四〔β-(3‘，5’-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、叔丁基对羟基茴香醚、2，6-二叔丁基化羟基甲苯、特丁基对苯二酚、2，6-二叔丁基酚、2,2'-硫代双(4-甲基-6-特丁基苯酚)、4,4'-硫代双(6-特丁基间甲酚)、N,N'-二仲丁基对苯二胺、仲丁基对苯二胺、4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、硫代二丙酸双十二烷酯、硫代二丙酸二月桂酯、2,6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基对甲苯酚、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基二乙基膦酸酯、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二叔丁基苯酚、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯中的一种或几种。
上述技术方案中，所述紫外线吸收剂选自邻羟基苯甲酸苯酯、2-（2’-羟基-5’-甲基苯基）苯丙三氮唑、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、单苯甲酸间苯二酚酯、邻羟基苯甲酸苯酯、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-（2’-羟基-3’，5’-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑、2-（2-羟基-3,5-二特戊基苯基）苯并三唑、2-（2′-羟基-4′-苯甲酸基苯基）-5氯-2H-苯并三唑、2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、2-（4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2）-5-正己烷氧基苯酚中的一种或几种。
上述技术方案中，所述光稳定剂选自双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯、三（1,2,2,6,6，-五甲哌啶基）亚磷酸酯、六甲基磷酰三胺、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6，-四甲基哌啶、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯)镍、癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯、聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)]}亚氨、聚[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基](2,2,6,6-四甲基)哌啶、1-(甲基)-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯中的一种或几种。
本发明同时请求保护一种上述挤出型太阳能背板的制备方法，包括如下步骤：按配比将内层、中间层和外层的物料分别加入到三层共挤出片材机组的A螺杆、B螺杆以及C螺杆中，同时在螺杆挤出机熔融挤出，经流延、冷却、牵引、卷取即得到所述的挤出型太阳能背板。
与之相应的另一种技术方案，一种挤出型太阳能背板，从内到外依次包括内层和外层，所述内层和外层的质量比为10~40：10~80；
所述挤出型太阳能背板的总厚度为0.1~0.6 mm；
其中，所述内层包括如下组分，以质量份计：
聚乙烯 15～85份
聚丙烯 15～85份
填料 0.5～20份
添加剂 0.1～5份；
所述聚乙烯选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中等密度聚乙烯或其共聚物中的一种或几种的混合物，其密度为0.860～0.940 g/cm3，DSC熔点为50～135℃，熔体流动速率为0.1～40 g/10min（2.16 kg，190℃）；所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或几种的混合物，其DSC熔点为110～168℃，熔体流动速率为0.1～20g/10min（2.16 kg，230℃）；所述填料选自玻璃纤维、碳纤维、云母粉、滑石粉、碳酸钙、高岭土、硅灰石或钛白粉中的一种或几种，所述填料为经硅烷偶联剂预处理的填料；所述添加剂选自抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂中的一种或几种；
所述外层包括如下组分，以质量份计：
聚丙烯 75～99份
聚乙烯 1～25份
填料 0.5～20份
添加剂 0.1～5份；
所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或几种的混合物；所述聚乙烯选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中等密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高密度聚乙烯或其共聚物中的一种或几种的混合物；所述填料选自玻璃纤维、碳纤维、云母粉、滑石粉、碳酸钙、高岭土、硅灰石或钛白粉中的一种或几种，所述填料为经硅烷偶联剂预处理的填料；所述添加剂选自抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂中的一种或几种。
优选的，所述外层的组分中的聚丙烯选自均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或两种的混合物。
本发明同时请求保护一种上述挤出型太阳能背板的制备方法，包括如下步骤：按配比将内层和外层的物料分别加入到二层共挤出片材机组的A螺杆、B螺杆中，同时在螺杆挤出机熔融挤出，经流延、冷却、牵引、卷取即得到所述的挤出型太阳能背板。
本发明的机理如下：在内层中添加刚性大的聚丙烯，既保证了背板与胶膜的粘结力，又提高了其与中间层聚丙烯材料的层间粘合力，保证了太阳能背板的机械强度；其中，聚乙烯或其共聚物、无规共聚聚丙烯具有较高的熔融粘度，可与EVA胶膜有良好的粘结性能，即具有较高的粘结性；均聚聚丙烯或嵌段共聚聚丙烯可增大内层与中间层（聚丙烯材料）之间粘结性，提高背板的层间剥离强度，并且均聚或嵌段共聚聚丙烯机械强度较高，可提高内层结构刚性，进而提高太阳能背板的机械强度；但是均聚或嵌段共聚聚丙烯的量不能太多，否则会降低与EVA胶膜的粘结力；
同时，在中间层和外层材料中添加聚乙烯或其共聚物，这是因为聚丙烯虽然具有优良的电绝缘性、低吸水率、低水蒸气透过率等特点，但其耐寒性差，低温易脆断，若其直接作为太阳能背板的材料，则无法满足其低温抗冲击性能；因此加入低温抗冲击性能良好的聚乙烯材料，一方面提高了背板的耐低温冲击性能，另一方面又可与内层材料中聚乙烯良好地粘结，进一步提高背板的层间粘结力。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1．本发明设计了一种挤出型太阳能背板，通过在内层中添加刚性大的聚丙烯，既保证了背板与胶膜的粘结力，又提高了其与中间层聚丙烯材料的层间粘合力；同时在在中间层和外层材料中添加聚乙烯或其共聚物，可与内层材料中聚乙烯良好地粘结，进一步提高背板的层间粘结力；在三层材料中均添加聚乙烯，提高了太阳能背板的耐低温冲击性能。试验证明：本发明的背板的层间剥离力可达21N/cm以上，因而具有极高的层间粘结力，此外，背板还具有高粘结性、高阻隔性、高机械强度和优异的耐低温冲击性，完全可以满足太阳能电池组件的使用要求；
2．本发明在内层中添加刚性大的聚丙烯，不仅提高了其与中间层聚丙烯材料的层间粘合力，还提高了内层结构刚性，进而提高了太阳能背板的机械强度，取得了显著的效果；
3．本发明的制备方法简单易行，适于推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一
一种挤出型太阳能背板，所述背板具有内层/中间层/外层三层结构；
（1）内层结构：将10份钛白粉R960（美国杜邦公司）和0.3份硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550（丹阳市有机硅材料实业有限公司）加入高搅机中，搅拌30分钟，转速600转/分，得到硅烷偶联剂预处理的填料；然后将上述硅烷偶联剂预处理的填料和67份低密度聚乙烯LD100BW（北京燕山石化公司，其密度为0.923 g/cm3，DSC熔点为110℃，190℃/2.16 kg的熔体流动速率为1.8 g/10 min）、33份均聚聚丙烯1300（北京燕山石化公司，其DSC熔点为160℃，230℃/2.16 kg的熔体流动速率为1.5 g/10 min）、0.1份抗氧剂四[β-（3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（北京加成助剂研究所，KY1010）、0.2份紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮（北京加成助剂研究所，GW531）、0.2份光稳定剂双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯（北京加成助剂研究所，GW480），混合均匀；将所述混合均匀后的物料投入三层共挤出片材机组的A螺杆，螺杆直径为75 mm，长径比为33；
（2）中间层结构：将10份钛白粉R960和0.3份硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550加入高搅机中，搅拌30分钟，转速600转/分钟，得到硅烷偶联剂预处理的填料；然后将上述硅烷偶联剂预处理的填料和94份嵌段共聚聚丙烯K8303（北京燕山石化公司，其DSC熔点为163℃，230℃/2.16 kg的熔体流动速率为2 g/10 min）、6份低密度聚乙烯LD100BW、0.1份抗氧剂四[β-（3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.2份紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.2份光稳定剂双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯，混合均匀；将所述混合均匀后的物料投入三层共挤出片材机组的B螺杆，螺杆直径为75 mm，长径比为33；
（3）外层结构：将10份钛白粉R960和0.3份硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550加入高搅机中，搅拌30分钟，转速600转/分钟，得到硅烷偶联剂预处理的填料，然后将上述硅烷偶联剂预处理的填料和96份均聚聚丙烯1300、4份低密度聚乙烯LD100BW、0.1份抗氧剂四[β-（3‘，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.2份紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.2份光稳定剂双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯，混合均匀；将所述混合均匀后的物料投入三层共挤出片材机组的C螺杆，螺杆直径为75 mm，长径比为33；
(4)、将内层、中间层、外层三种物料同时在螺杆挤出机熔融挤出，温度控制在180～240℃，转速控制在100转/分，物料在螺杆内停留的时间为2～4分钟，三层物料在分配器内进行分配，比例为30/40/30，然后进入T-型模头，模头宽度1200 mm，经冷却、牵引、卷取等工序得到成品S1，三辊冷却水温度60～70℃，牵引速度3～4米/分。产品厚度0.33 mm，宽度1000mm；检测结果见表1。
实施例二
一种挤出型太阳能背板，所述背板具有内层/外层两层结构；
（1）内层结构：将10份钛白粉R960、10份滑石粉（灵寿县顺鑫矿产品加工厂）和0.3份硅烷偶联剂3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷KH560（丹阳市有机硅材料实业有限公司）加入高搅机中，搅拌30分钟，转速600转/分，得到硅烷偶联剂预处理的填料；然后将上述硅烷偶联剂预处理的填料和34份线性低密度聚乙烯LLDPE7042（中国石化扬子石油化工有限公司，其密度为0.918 g/cm3，DSC熔点为121℃，190℃/2.16 kg的熔体流动速率为2 g/10 min）、33份无规共聚聚丙烯R370Y (韩国SK集团，其DSC熔点为164℃，230℃/2.16 kg的熔体流动速率为18 g/10 min)、33份嵌段共聚聚丙烯K8303、0.1份抗氧剂四[β-（3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.2份紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.2份光稳定剂双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯，混合均匀；将所述混合均匀后的物料投入三层共挤出片材机组的A螺杆，螺杆直径为75 mm，长径比为33；
（2）外层结构：将10份钛白粉R960、10份滑石粉和0.3份硅烷偶联剂3-缩水甘油氨基丙基三甲氧基硅烷KH560加入高搅机中，搅拌30分钟，转速600转/分钟，得到硅烷偶联剂预处理的填料；然后将上述硅烷偶联剂预处理的填料和97份嵌段共聚聚丙烯K8303、3份线性低密度聚乙烯LLDPE7042、0.1份抗氧剂四[β-（3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.2份紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.2份光稳定剂双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯，混合均匀；将所述混合均匀后的物料投入三层共挤出片材机组的B螺杆，螺杆直径为75 mm，长径比为33；
(3)、将内层、外层两种物料同时在螺杆挤出机熔融挤出，温度控制在180～240℃，转速控制在100转/分，物料在螺杆内停留的时间为2～4分钟，两层物料在分配器内进行分配，比例为40/60，然后进入T-型模头，模头宽度1200 mm，经冷却、牵引、卷取等工序得到成品S2，三辊冷却水温度60～70℃，牵引速度3～4米/分。产品厚度0.33mm，宽度1000 mm；检测结果见表1。
实施例三
一种挤出型太阳能背板，所述背板具有内层/中间层/外层三层结构；
（1）内层结构：将10份钛白粉R960、10份滑石粉、10份绢云母粉GA5（滁州格瑞矿业有限公司）和0.3份硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550加入高搅机中，搅拌30分钟，转速600转/分，得到硅烷偶联剂预处理的填料；然后将上述硅烷偶联剂预处理的填料和67份低密度聚乙烯LD100BW、33份嵌段共聚聚丙烯K8303、0.1份抗氧剂四[β-（3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.2份紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.2份光稳定剂双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯，混合均匀；将所述混合均匀后的物料投入三层共挤出片材机组的A螺杆，螺杆直径为75 mm，长径比为33；
（2）中间层结构：将10份钛白粉R960、10份滑石粉、10份绢云母粉GA5和0.3份硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550加入高搅机中，搅拌30分钟，转速600转/分钟，得到硅烷偶联剂预处理的填料；然后将上述硅烷偶联剂预处理的填料和26份嵌段共聚聚丙烯K8303，28份无规共聚聚丙烯R370Y，38份均聚聚丙烯1300、8份低密度聚乙烯LD100BW 、0.1份抗氧剂四[β-（3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.2份紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.2份光稳定剂双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯，混合均匀；将所述混合均匀后的物料投入三层共挤出片材机组的B螺杆，螺杆直径为75 mm，长径比为33；
（3）外层结构：将10份钛白粉R960、10份滑石粉、10份绢云母粉GA5和0.3份硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550加入高搅机中，搅拌30分钟，转速600转/分钟，得到硅烷偶联剂预处理的填料，然后将上述硅烷偶联剂预处理的填料和38份均聚聚丙烯1300，58份嵌段共聚聚丙烯K8303、4份低密度聚乙烯LD100BW、0.1份抗氧剂四[β-（3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.2份紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.2份光稳定剂双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯，混合均匀；将所述混合均匀后的物料投入三层共挤出片材机组的C螺杆，螺杆直径为75 mm，长径比为33；
(4)将内层、中间层、外层三种物料同时在螺杆挤出机熔融挤出，温度控制在180～240℃，转速控制在100转/分，物料在螺杆内停留的时间为2～4分钟，三层物料在分配器内进行分配，比例为20/50/30，然后进入T-型模头，模头宽度1200 mm，经冷却、牵引、卷取等工序得到成品S3，三辊冷却水温度60～70℃，牵引速度3～4米/分。产品厚度0.33mm，宽度1000 mm；检测结果见表1。
对比例一
（1）将10份钛白粉R960和0.3份硅烷偶联剂KH560加入高搅机中，搅拌30分钟，转速600转/分；然后加入100份EVA树脂、0.2份抗氧剂四[β-（3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.2份紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.1份光稳定剂双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯，混合均匀；将所述混合均匀后的物料投入三层共挤出片材机组的A螺杆，螺杆直径为60mm，长径比为33；
（2）将10份钛白粉R960和0.3份硅烷偶联剂KH560加入高搅机中，搅拌30分钟，转速600转/分；然后将处理好的钛白粉和50份嵌段共聚聚丙烯K8303，50份高密度聚乙烯5000S混合均匀，投入双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒；将100份上述制备的成品投入高搅机中，加入 0.2份抗氧剂四[β-（3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.2份紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.1份光稳定剂双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯，混合均匀；将所述混合均匀后的物料投入三层共挤出片材机组的B螺杆，螺杆直径为90mm，长径比为33；
（3）将10份钛白粉R960和0.3份硅烷偶联剂KH560加入高搅机中，搅拌30分钟，转速600转/分；然后加入100份EVA树脂、0.2份抗氧剂四[β-（3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.2份紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.1份光稳定剂双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯，混合均匀；将所述混合均匀后的物料投入三层共挤出片材机组的C螺杆，螺杆直径为60mm，长径比为33；
（4）将以上三种物料同时在螺杆挤出机中熔融挤出，温度控制在180～240℃，转速控制在100转/分，物料在螺杆内停留的时间为2～4分钟，三层物料在分配器内进行分配，比例为20/50/30，然后进入T-型模头，模头宽度1200 mm，经冷却、牵引、卷取等工序得到成品S3，三辊冷却水温度60～70℃，牵引速度3～4米/分，产品厚度0.33mm，宽度1000 mm，即为B1；检测结果见表1。
对比例二
（1）将聚丙烯树脂与有机紫外线吸收剂2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮5%、无机抗氧化剂杂化物二氧化钛经高速混料机混合均匀，通过双螺杆挤出机进行挤出造粒，得到改性聚烯烃树脂；
（2）将POE树脂85%与光引发剂5%、光敏化剂5%、抗亚磷酸双酚A酯溶液5%经高速混料机混合均匀，通过烤箱在50℃下烘干溶剂，得到改性POE混合物；
（3）在PET薄膜表面涂布厚度为5 μm的抗水解涂层，得到抗水解PET薄膜；
（4）将步骤1得到的改性聚烯烃树脂和步骤2得到的改性POE混合物通过挤出机熔融挤出得到改性聚烯烃薄膜和改性POE薄膜，再与步骤3经电晕表面处理的抗水解PET薄膜的两面分别进行贴压复合，得到三层结构的复合薄膜，记为B2；检测结果见表1。
对比例三
（1）内层结构：将10份钛白粉R960和0.2份硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550加入高搅机中，搅拌30分钟，转速600转/分，得到硅烷偶联剂预处理的填料；然后将上述硅烷偶联剂预处理的填料和20份低密度聚乙烯LD100BW、80份线性低密度聚乙烯LLDPE7042、100份无规共聚聚丙烯R370Y、0.1份抗氧剂四[β-（3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.2份紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.2份光稳定剂双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯，混合均匀；将所述混合均匀后的物料投入三层共挤出片材机组的A螺杆，螺杆直径为75 mm，长径比为33；
（2）中间层结构：将10份钛白粉R960和0.3份硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550加入高搅机中，搅拌30分钟，转速600转/分钟，得到硅烷偶联剂预处理的填料；然后将上述硅烷偶联剂预处理的填料和100份均聚聚丙烯1300、0.1份抗氧剂四[β-（3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.2份紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.2份光稳定剂双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯，混合均匀；将所述混合均匀后的物料投入三层共挤出片材机组的B螺杆，螺杆直径为75 mm，长径比为33；
（3）外层结构：将10份钛白粉R960和0.3份硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷KH550加入高搅机中，搅拌30分钟，转速600转/分钟，得到硅烷偶联剂预处理的填料，然后将上述硅烷偶联剂预处理的填料和100份嵌段共聚聚丙烯K8303、0.1份抗氧剂四[β-（3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯、0.2份紫外线吸收剂2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、0.2份光稳定剂双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯，混合均匀；将所述混合均匀后的物料投入三层共挤出片材机组的C螺杆，螺杆直径为75 mm，长径比为33；
(4)、将内层、中间层、外层三种物料同时在螺杆挤出机熔融挤出，温度控制在180～240℃，转速控制在100转/分，物料在螺杆内停留的时间为2～4分钟，三层物料在分配器内进行分配，比例为30/40/30，然后进入T-型模头，模头宽度1200 mm，经冷却、牵引、卷取等工序得到成品B3，三辊冷却水温度60～70℃，牵引速度3～4米/分。产品厚度0.33 mm，宽度1000mm；检测结果见表1。
然后对上述实施例和对比例进行性能测试，具体方法如下：
1、收缩率测试
测试按照GB/T 13541《电气用塑料薄膜试验方法》规定的试验操作方法进行。
2、水蒸气透过率测试
测试按照GB/T 21529《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定试验方法》规定的试验操作方法进行。
3、弹性模量测试
测试按照GB/T1040.3-2006 《塑料拉伸性能的测定》第3部分：薄膜和薄片的试验条件规定的试验操作方法进行。
4、饱和吸水率测试
测试按照GB/T 1034 《塑料吸水性试验方法》规定的试验操作方法进行。
5、层间剥离强度测试
测试内层与中间层之间的层间剥离强度，测试按照GB/T2792《压敏胶粘带180°剥离强度试验方法》规定的试验操作方法进行。
6、低温冲击强度测试
测试按照GB/T2423.1-2008《电工电子产品环境试验》第2部分：试验方法 试验A：低温和GB/T1843-2008《塑料 悬臂梁冲击强度的测定》规定的实验操作方法进行，测试温度为-40℃。将制备好的悬臂梁缺口冲击样条放到事先设置好温度的低温箱中4h，待样条达到热平衡后，逐个将样条取出并迅速在悬臂梁冲击试验机上进行冲击测试。
7、湿热老化测试
测试按照IEC 61215：2005中的湿热老化试验方法进行湿热老化试验，试验条件为：温度85℃，相对湿度85%，测试时间1500小时。
8、高温加速老化试验（PCT）前后与EVA粘结强度测试
PCT试验按照JESD 22-102A进行，试验条件为：相对湿度100%、121℃、2 atm、48小时。背板与EVA粘结强度测试按照GB/T2792《压敏胶粘带180°剥离强度试验方法》规定的试验操作方法进行。
9、体积电阻率测试
测试按照GB/T1410《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率》规定的试验操作方法进行。
表1 各实施例和对比例中太阳能背板性能测试结果
*注：剥离强度很大，拉不开。
由上表可以看出，本发明的挤出型太阳能背板与内层采用EVA的三层共挤太阳能背板（对比例一）相比，具有更高的机械强度、低温冲击强度和更优异的耐老化性能；与PET充当基材膜的太阳能背板（对比例二）相比，具有更高的阻隔性、粘结强度、低温冲击性和耐老化性能。与对比例三相比，其层间剥离力和耐低温冲击强度有极大地提升，表明本发明的太阳能背板具有极高的层间粘结力和耐低温冲击性能。在高温加速老化试验（PCT试验）后，本发明的挤出型太阳能背板仍保持良好的外观和较高的粘结强度，延长了背板和使用该背板的太阳能电池组件的使用寿命。因此，本发明的太阳能背板具有高层间粘结力、高粘结性、高阻隔性、高机械强度和优异的耐低温冲击性。
上述实施例仅为本发明的优选实施方式，不能依此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种挤出型太阳能背板，从内到外依次包括内层、中间层和外层，其特征在于：所述内层、中间层和外层的质量比为10~40：40~80：10~40；
所述挤出型太阳能背板的总厚度为0.1~0.6 mm；
其中，所述内层包括如下组分，以质量份计：
聚乙烯 15～85份
聚丙烯 15～85份
填料 0.5～20份
添加剂 0.1～5份；
所述聚乙烯选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中等密度聚乙烯或其共聚物中的一种或几种的混合物，其密度为0.860～0.940 g/cm3，DSC熔点为50～135℃，熔体流动速率为0.1～40 g/10min（2.16kg，190℃）；所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或几种的混合物，其DSC熔点为110～168℃，熔体流动速率为0.1～20g/10min （2.16 kg，230℃）；所述填料选自玻璃纤维、碳纤维、云母粉、滑石粉、碳酸钙、高岭土、硅灰石或钛白粉中的一种或几种，所述填料为经硅烷偶联剂预处理的填料；所述添加剂选自抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂中的一种或几种；
所述中间层包括如下组分，以质量份计：
聚丙烯 75～99份
聚乙烯 1～25份
填料 0.5～20份
添加剂 0.1～5份；
所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或几种的混合物；所述聚乙烯选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中等密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高密度聚乙烯或其共聚物中的一种或几种的混合物；所述填料选自玻璃纤维、碳纤维、云母粉、滑石粉、碳酸钙、高岭土、硅灰石或钛白粉中的一种或几种，所述填料为经硅烷偶联剂预处理的填料；所述添加剂选自抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂中的一种或几种；
所述外层包括如下组分，以质量份计：
聚丙烯 75～99份
聚乙烯 1～25份
填料 0.5～20份
添加剂 0.1～5份；
所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或两种的混合物；所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中等密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高密度聚乙烯或其共聚物中的一种或几种的混合物；所述填料选自玻璃纤维、碳纤维、云母粉、滑石粉、碳酸钙、高岭土、硅灰石或钛白粉中的一种或几种，所述填料为经硅烷偶联剂预处理的填料；所述添加剂选自抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的挤出型太阳能背板，其特征在于：所述硅烷偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油氨基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、二乙胺基代甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、双（γ-三乙氧基硅丙基）-四硫化物、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的挤出型太阳能背板，其特征在于：所述抗氧剂选自双（3，5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、2,8-二叔丁基-4-甲基苯酚、四〔β-(3', 5'-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、叔丁基对羟基茴香醚、2,6-二叔丁基化羟基甲苯、特丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基酚、2,2'-硫代双(4-甲基-6-特丁基苯酚)、4,4'-硫代双(6-特丁基间甲酚)、N,N'-二仲丁基对苯二胺、仲丁基对苯二胺、4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、硫代二丙酸双十二烷酯、硫代二丙酸二月桂酯、2,6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基对甲苯酚、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基二乙基膦酸酯、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二叔丁基苯酚、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯中的一种或几种。
4. 根据权利要求1所述的挤出型太阳能背板，其特征在于：所述紫外线吸收剂选自邻羟基苯甲酸苯酯、2-（2’-羟基-5’-甲基苯基）苯并三氮唑、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、单苯甲酸间苯二酚酯、邻羟基苯甲酸苯酯、2-(2-羟基-3-特丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-（2'-羟基- 3', 5'-二叔苯基）-5-氯化苯并三唑、2-（2-羟基-3,5-二特戊基苯基）苯并三唑、2-（2′-羟基-4′-苯甲酸基苯基）-5氯-2H-苯并三唑、2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、2-（4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2）-5-正己烷氧基苯酚中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的挤出型太阳能背板，其特征在于：所述光稳定剂选自双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯、三（1,2,2,6,6,-五甲哌啶基）亚磷酸酯、六甲基磷酰三胺、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6，-四甲基哌啶、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯)镍、癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯、聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)]}亚氨、聚[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基](2,2,6,6-四甲基)哌啶、1-(甲基)-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯中的一种或几种。
6.一种如权利要求1所述的挤出型太阳能背板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按权利要求1所述的配比将内层、中间层和外层的物料分别加入到三层共挤出片材机组的A螺杆、B螺杆以及C螺杆中，同时在螺杆挤出机熔融挤出，经流延、冷却、牵引、卷取即得到所述的挤出型太阳能背板。
7.一种挤出型太阳能背板，从内到外依次包括内层和外层，其特征在于：所述内层和外层的质量比为10~40：10~80；
所述挤出型太阳能背板的总厚度为0.1~0.6 mm；
其中，所述内层包括如下组分，以质量份计：
聚乙烯 15～85份
聚丙烯 15～85份
填料 0.5～20份
添加剂 0.1～5份；
所述聚乙烯选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中等密度聚乙烯或其共聚物中的一种或几种的混合物，其密度为0.860～0.940 g/cm3，DSC熔点为50～135℃，熔体流动速率为0.1～40 g/10min（2.16 kg，190℃）；所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或几种的混合物，其DSC熔点为110～168℃，熔体流动速率为0.1～20g/10min （2.16 kg，230℃）；所述填料选自玻璃纤维、碳纤维、云母粉、滑石粉、碳酸钙、高岭土、硅灰石或钛白粉中的一种或几种，所述填料为经硅烷偶联剂预处理的填料；所述添加剂选自抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂中的一种或几种；
所述外层包括如下组分，以质量份计：
聚丙烯 75～99份
聚乙烯 1～25份
填料 0.5～20份
添加剂 0.1～5份；
所述聚丙烯选自均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或几种的混合物；所述聚乙烯选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中等密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高密度聚乙烯或其共聚物中的一种或几种的混合物；所述填料选自玻璃纤维、碳纤维、云母粉、滑石粉、碳酸钙、高岭土、硅灰石或钛白粉中的一种或几种，所述填料为经硅烷偶联剂预处理的填料；所述添加剂选自抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的挤出型太阳能背板，其特征在于：所述外层的组分中的聚丙烯选自均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯中的一种或两种的混合物。
9.一种如权利要求7所述的挤出型太阳能背板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按权利要求7所述的配比将内层和外层的物料分别加入到二层共挤出片材机组的A螺杆、B螺杆中，同时在螺杆挤出机熔融挤出，经流延、冷却、牵引、卷取即得到所述的挤出型太阳能背板。
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