CN106601851A - 一种环保型光伏背板及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明设计了一种环保型光伏背板及制造方法，背板为一层耐候层结构，耐候层为改性聚烯烃树脂，厚度35-450um,改性聚烯烃树脂包括以下重量份的组分：80份的聚烯烃树脂；4-35份无机填料；0.5-10份抗紫外剂；0.3-5份抗氧剂。其制造方法包括以下步骤：1）以质量分数计，将聚烯烃树脂、无机填料、抗紫外剂及抗氧剂加入到高速混合机中，混合均匀；2）将混合物投入双螺杆挤出机中在180℃-250℃下造粒后干燥；3）将干燥后的粒子投入注塑机中，在170℃-260℃下注塑成片材即可。其结构简单，耐电压能力高，有利于降低光伏电站的建设成本，可以避免常规背板制造过程中的溶剂使用，减少环境污染和高能耗。在回收过程中不会产生有毒有害气体，不会对环境造成危害。

Description

一种环保型光伏背板及制造方法

技术领域：

本发明属于太阳能电池背板技术领域，具体涉及一种环保型光伏背板及制造方法。

背景技术：

长久以来，环境污染和能源短缺问题日趋严重，并且现有的石油、煤等能源日益紧缺，价格攀升和不可再生，因此寻求可再生、清洁无污染和安全能源来代替化石能源迫在眉睫。太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源，越发的受到人们的重视。

太阳能电池背板位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护和支撑作用，要求具有一定的绝缘性、阻水性、耐老化性等。目前，主流背板产品为涂胶复合型背板，在PET聚酯薄膜两面复合氟膜或者单面复合氟膜，五层结构，常见的有 TPT、TPE、KPK、KPE等结构。此类背板生产工艺复杂，且在生产过程中有有机溶剂挥发，污染环境，另外，层间胶粘剂在大气环境下容易失效，造成背板层间开裂。同时氟材料的回收性差，在组件废弃处理时使用燃烧法，氟材料降解产生剧毒的氢氟酸，污染大气和人体健康。以PET为中间层的背板由于PET的极性化学结构，耐电压能力差，不利于发展耐高电压组件降低光伏电站建设成本。因此需要开发一种结构简单，耐电压能力强，具有良好的可回收性，回收过程环保无污染的背板。

发明内容：

为了解决上述问题，本发明提供了一种提供具有良好回收性，结构简单，耐电压能力高的环保型背板，同时简化了生产工艺，降低了生产能耗的技术方案：

一种环保型光伏背板，背板为一层耐候层结构，耐候层为改性聚烯烃树脂，厚度35-450um,改性聚烯烃树脂包括以下重量份的组分：

80份的聚烯烃树脂；

4-35份无机填料；

0.5-10份抗紫外剂；

0.3-5份抗氧剂。

作为优选，聚烯烃树脂为均聚聚丙烯、嵌段共聚合聚丙烯和无规共聚聚丙烯、乙烯-丙烯-非共轭二烯烃共聚物中的一种或多种的混合。

作为优选，无机填料为钛白粉、炭黑、蒙脱土、二氧化硅、云母、滑石粉、硫酸钡、氧化铝、碳酸钙、高岭土中的一种或多种的组合，粒径为0.1-50μm。

作为优选，抗紫外剂为2，2’-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，8-二甲基-4H，6H-苯并(1，2-d；5，4-d’)双(1，3)-噁嗪-4，6-二酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-苯甲酰基氧基二苯甲酮、2，2’，4，4’-四羟基二苯甲酮、2，2’- 二羟基 -4，4’- 二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-5-氯二苯甲酮、2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-氨苯基)苯并三唑、双水杨酸双酚A酯、2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2，2′-(1，4-亚苯基)双-4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-甲基-4’-羟基苯基)苯并三唑、双-(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基)甲烷、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)-5-羧酸丁基酯苯并三唑、2-羟基-4-烷氧基二苯甲酮、3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯、癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、丁二酸和4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(4-吗啉基)-1，3，5-三嗪的聚合物中的一种或多种的组合。

作为优选，抗氧剂为季戊四醇四(双-T-丁基羟基氢化肉桂酸)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯、3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸硫代二-2,1-乙二醇酯、十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、3,9-双[2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4、环状季戊烷四基二(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基亚磷酸酯)、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二叔丁基苯酚、N,N'-(丙烷-1,3-二基)双(3-(3,5-双-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺)中的一种或多种的组合。

实现环保型光伏背板的制造方法，包括以下步骤：

1）以质量分数计，将聚烯烃树脂、无机填料、抗紫外剂及抗氧剂加入到高速混合机中，混合均匀；

2）将混合物投入双螺杆挤出机中在180℃-250℃下造粒后干燥；

3）将干燥后的粒子投入注塑机中，在170℃-260℃下注塑成片材即可。

本发明的有益效果在于：

本发明的环保型背板结构简单，主体树脂为非极性结构的聚烯烃，耐电压能力高，有利于降低光伏电站的建设成本。同时一次加工成型，可以避免常规背板制造过程中的溶剂使用，减少环境污染和高能耗。在回收过程中不会产生有毒有害气体，不会对环境造成危害。

具体实施方式：

为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明设计了一种环保型光伏背板，背板为一层耐候层结构，耐候层为改性聚烯烃树脂，厚度35-450um,改性聚烯烃树脂包括以下重量份的组分：

80份的聚烯烃树脂；

4-35份无机填料；

0.5-10份抗紫外剂；

0.3-5份抗氧剂。

其中聚烯烃树脂为均聚聚丙烯、嵌段共聚合聚丙烯和无规共聚聚丙烯、丙烯-乙烯-非共轭二烯烃共聚物中的一种或多种的混合。无机填料为钛白粉、炭黑、蒙脱土、二氧化硅、云母、滑石粉、硫酸钡、氧化铝、碳酸钙、高岭土中的一种或多种的组合，粒径为0.1-50μm。抗紫外剂为2，2’-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，8-二甲基-4H，6H-苯并(1，2-d；5，4-d’)双(1，3)-噁嗪-4，6-二酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-苯甲酰基氧基二苯甲酮、2，2’，4，4’-四羟基二苯甲酮、2，2’- 二羟基 -4，4’- 二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-5-氯二苯甲酮、2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-氨苯基)苯并三唑、双水杨酸双酚A酯、2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2，2′-(1，4-亚苯基)双-4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-甲基-4’-羟基苯基)苯并三唑、双-(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基)甲烷、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)-5-羧酸丁基酯苯并三唑、2-羟基-4-烷氧基二苯甲酮、3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯、癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、丁二酸和4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(4-吗啉基)-1，3，5-三嗪的聚合物中的一种或多种的组合。

并且抗氧剂为季戊四醇四(双-T-丁基羟基氢化肉桂酸)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯、3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸硫代二-2,1-乙二醇酯、十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、3,9-双[2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4、环状季戊烷四基二(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基亚磷酸酯)、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二叔丁基苯酚、N,N'-(丙烷-1,3-二基)双(3-(3,5-双-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺)中的一种或多种的组合。

实现环保型光伏背板的制造方法，包括以下步骤：

1）以质量分数计，将聚烯烃树脂、无机填料、抗紫外剂及抗氧剂加入到高速混合机中，混合均匀；

2）将混合物投入双螺杆挤出机中在180℃-250℃下造粒后干燥；

3）将干燥后的粒子投入注塑机中，在170℃-260℃下注塑成片材即可。

实施例1

以质量分数计，将10份无规共聚聚丙烯和70份嵌段聚丙烯 、5份二氧化钛和5份滑石粉、0.3份2，2’-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)和0.1份N，N’- 双 (2，2，6，6- 四甲基 -4- 哌啶基 )-1，6- 己二胺和 2，4- 二氯 -6-(1，1，3，3-四甲基丁基 ) 氨基 -1，3，5- 三嗪的聚合物、0.1份十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯和0.2份4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二叔丁基苯酚加入到高速混合机中，混合均匀。将混合物投入双螺杆挤出机中在220℃下造粒后干燥。将干燥后的粒子投入注塑中，在210℃下注塑成350um厚度片材即可。

通过以上方法得到的光伏背板，在空气中进行局部放电测试可以耐受1500V电压，满足光伏系统1500V组件要求，降低电站建设成本。同时成型简单，回收过程无有毒有害气体产生，对环境友好。

本发明组合物应用于制备环保型光伏背板时，还可增加一些其他辅助添加剂，如提高无机填料分散性的偶联剂，提高力学强度和耐温性的引发剂、助交联剂、聚乙烯树脂或对片材进行辐射交联，改善颜色外观的染料以增加色彩，通过加入阻燃材料提高阻燃性等增加功能化用途。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，本发明所述背板除了注塑成型，也可以采用流延或吹膜等业内熟知方法成型。只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (6)

1.一种环保型光伏背板，所述背板为一层耐候层结构，其特征在于：所述耐候层为改性聚烯烃树脂，厚度35-450um,所述改性聚烯烃树脂包括以下重量份的组分：

80份的聚烯烃树脂；

4-35份无机填料；

0.5-10份抗紫外剂；

0.3-5份抗氧剂。

2.根据权利要求1所述的一种环保型光伏背板，其特征在于：所述聚烯烃树脂为均聚聚丙烯、嵌段共聚合聚丙烯和无规共聚聚丙烯、乙烯-丙烯-非共轭二烯烃共聚物中的一种或多种的混合。

3.根据权利要求1所述的一种环保型光伏背板，其特征在于：所述无机填料为钛白粉、炭黑、蒙脱土、二氧化硅、云母、滑石粉、硫酸钡、氧化铝、碳酸钙、高岭土中的一种或多种的组合，粒径为0.1-50μm。

4.根据权利要求1所述的一种环保型光伏背板，其特征在于：所述抗紫外剂为2，2’-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，8-二甲基-4H，6H-苯并(1，2-d；5，4-d’)双(1，3)-噁嗪-4，6-二酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-苯甲酰基氧基二苯甲酮、2，2’，4，4’-四羟基二苯甲酮、2，2’- 二羟基 -4，4’- 二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-5-氯二苯甲酮、2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-氨苯基)苯并三唑、双水杨酸双酚A酯、2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2，2′-(1，4-亚苯基)双-4H-3，1-苯并噁嗪-4-酮、2-(2’-羟基-3’，5’-二甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-甲基-4’-羟基苯基)苯并三唑、双-(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基)甲烷、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)-5-羧酸丁基酯苯并三唑、2-羟基-4-烷氧基二苯甲酮、3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯、癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、丁二酸和4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(4-吗啉基)-1，3，5-三嗪的聚合物中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的一种环保型光伏背板，其特征在于：所述抗氧剂为季戊四醇四(双-T-丁基羟基氢化肉桂酸)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯、3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸硫代二-2,1-乙二醇酯、十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、3,9-双[2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基]-2,4、环状季戊烷四基二(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基亚磷酸酯)、4-[(4,6-二辛硫基-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]-2,6-二叔丁基苯酚、N,N'-(丙烷-1,3-二基)双(3-(3,5-双-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺)中的一种或多种的组合。

6.一种实现权利要求1-5任意一项所述的一种环保型光伏背板的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）以质量分数计，将聚烯烃树脂、无机填料、抗紫外剂及抗氧剂加入到高速混合机中，混合均匀；

2）将混合物投入双螺杆挤出机中在180℃-250℃下造粒后干燥；

3）将干燥后的粒子投入注塑机中，在170℃-260℃下注塑成片材即可。