CN106818334B - 一种高反光可降解地膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高反光可降解地膜。该反光薄膜从上到下包括上保护层、胶粘剂层、反光涂层、具有棱镜基层的下保护层，反光涂层涂敷在下保护层的上表面。所述反光薄膜覆盖在组件下部地表，从而达到将直射地面的太阳光反射至双面组件背面的目的，大大提高双面组件与不同环境的适配性，而所用材料为生物降解材料，成本低，降解年限为25年左右，与组件寿命高度匹配，对环境无污染。本发明制备出的高反射可降解地膜具有高光反射性能、高水汽阻隔性能，在温度使用范围、机械性能和户外耐候性等方面也有突出优势。

Description

一种高反光可降解地膜
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，尤其涉及一种提高双面电池组件适配性的高反光可降解地膜。
背景技术
随着光伏技术的不断发展，普通太阳能电池片的提升已经达到瓶颈，难以大幅度提升其发电效率，相关人员便把方向转移到了双面电池上。
双面电池组件可以利用背面反射光以及周围环境的漫反射光，在同样的占地面积下，双面电池组件可以拥有更高的发电效率。但双面电池组件的使用却有很大的局限性，由于普通地面反射率极低，造成双面电池难以在一般地区使用。而高反光材料的出现使双面电池组件在低地面反射地区的普及成为可能。在双面组件地表覆盖一层高反光薄膜能大大提高太阳光的利用率，增加单位面积发电效率。
现有公开的高反光材料种类有很多，主要使用的是聚碳酸酯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸等成分，在使用后难以降解和处理，且在处理过程中对环境有很大的污染。如专利CN201110422853.0所述的一种反光薄膜，其使用聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等工程塑料为主体，在使用完成后难以降解，在处理过程中对环境有较大的污染。
发明内容
本发明针对双面电池组件对环境要求比较高的问题，提供一种高反光可降解地膜。本发明具有高光反射率、高水汽阻隔性、与组件寿命适配的25年降解期限，同时在机械性、耐候性等方面也具有良好的效果。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种高反射生物降解薄膜，它从上到下依次由上保护层、胶粘剂层、反光层、具有棱镜基层的下保护层组成，它通过以下方法制备得到：(1)制备上保护层：按质量百分比计，将以下组分混合：聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料60～70％、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯15～25％、聚乳酸10％～15％、光分解剂5～9％。将混合物用流延膜机流延成平整的上保护层，自然冷却至室温；
(2)制备下保护层：按质量百分比计，将以下组分混合：聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料60～70％、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯15～25％、聚乳酸10％～15％、光分解剂5～9％。将混合物用流延膜机流延并机械印花成上表面具有多个正四棱锥结构的下保护层，然后将下保护层经热固化、紫外光固化、辐射固化、微波固化中的一种或多种方式进行固化定型，得到具有棱镜基层的下保护层；所述正四棱锥结构的底面边长a＝2.5d/tanα；其中，d为正四棱锥结构的高度；α为正四棱锥结构侧面与底面之间的夹角，π/4＜α＜π/2；
(3)在下保护层的上表面涂覆反光涂层，所述反光涂层按质量百分比计算，包括以下成分：丙烯酸树脂65～75％、钛白粉10～15％、硫酸钡5～10％、固化剂3～5％、粘合剂5～7％；
(4)用胶粘剂粘接上保护层与反光涂层，得到高反射生物降解薄膜。
进一步地，所述上保护层的厚度为50～100μm，下保护层的厚度为100～200μm。
进一步地，所述步骤(1)和步骤(2)中，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料，按质量百分比计算，包括以下成分：高密度聚对苯二甲酸乙二醇酯60～75％，马来酸酐接枝聚乙烯10％～20％，淀粉10～20％，聚对苯二甲酰对苯二胺2～5％。
进一步地，所述光分解剂选自α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-二乙氧基苯乙酮、2,4-二羟基二苯甲酮、二苯甲酮。
进一步地，所述胶粘剂层选自环氧树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、酚醛树脂、环氧-聚酰胺、聚酯树脂、聚氯乙烯树脂。
进一步地，所述固化剂选自芳醚酯二芳胺、氨乙基哌嗪、三乙烯四胺、二乙胺基丙胺、三甲基已二胺。
进一步地，所述粘合剂选自环氧树脂、聚乙酸乙烯酯、酚醛树脂、聚乙酸乙烯酯、聚酯树脂。
本发明的有益效果是：本发明通过改变薄膜的组成、结构，提高了太阳能电池组件适配性与发电效率；该薄膜具有高反射率、高水汽阻隔性能的同时还具有较宽的温度使用范围、良好的机械性能和耐候性，与组件寿命适配的25年降解期限，大幅度提升双面电池的使用率与发电量。本发明制备出的高反光可降解地膜还具有原材料便宜、适宜工业化生产的特点。
附图说明
图1为该高反光可降解薄膜的截面示意图；
图2为该产品的使用示意图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例详细描述本发明。
实施例1
在制造过程中，按质量百分比计算，将聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料60％、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)20％、聚乳酸15％、α-二乙氧基苯乙酮5％由高速搅拌机均匀混合。
所述聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料，按质量百分比计算，包括以下成分：高密度聚对苯二甲酸乙二醇酯65％，马来酸酐接枝聚乙烯20％，淀粉13％，聚对苯二甲酰对苯二胺2％。
所述反光涂层，按质量百分比计算，包括以下成分：丙烯酸树脂70％、钛白粉10％、硫酸钡10％、固化剂5％、粘合剂5％。
将聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚乳酸、α-二乙氧基苯乙酮按照上述质量百分比均匀混合，获得的混合物加入到流延机中流延成膜，获得平整的上层保护膜和具有棱镜基层的下层保护膜。再将反光涂层均匀涂敷在棱镜基层上，再使用环氧树脂作为胶粘剂将上下保护膜进行粘接，最后进行加压固化获得如图1所示结构的高反光可降解薄膜。
实施例2
在制造过程中，按质量百分比计算，将聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料70％、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)15％、聚乳酸10％、α-羟烷基苯酮5％由高速搅拌机均匀混合。
所述聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料，按质量百分比计算，包括一下成分：高密度聚对苯二甲酸乙二醇酯75％，马来酸酐接枝聚乙烯13％，淀粉20％，聚对苯二甲酰对苯二胺2％。
所述反光涂层，按质量百分比计算，包括以下成分：丙烯酸树脂75％、钛白粉10％、硫酸钡5％、固化剂5％、粘合剂5％。
将聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚乳酸、α-羟烷基苯酮按照上述质量百分比均匀混合，获得的混合物加入到流延机中流延成膜，获得平整的上层保护膜和具有棱镜基层的下层保护膜。再将反光涂层均匀涂敷在棱镜基层上，再使用环氧树脂作为胶粘剂将上下保护膜进行粘接，最后进行加压固化获得高反光可降解薄膜。
实施例3
在制造过程中，按质量百分比计算，将聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料65％、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)20％、聚乳酸10％、α-二乙氧基苯乙酮5％由高速搅拌机均匀混合。
所述聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料，按质量百分比计算，包括一下成分：高密度聚对苯二甲酸乙二醇酯70％，马来酸酐接枝聚乙烯15％，淀粉11％，聚对苯二甲酰对苯二胺4％。
所述反光涂层，按质量百分比计算，包括以下成分：丙烯酸树脂70％、钛白粉10％、硫酸钡10％、固化剂5％、粘合剂5％。
将聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚乳酸、α-二乙氧基苯乙酮按照上述质量百分比均匀混合，获得的混合物加入到流延机中流延成膜，获得平整的上层保护膜和具有棱镜基层的下层保护膜。再将反光涂层均匀涂敷在棱镜基层上，再使用环氧树脂作为胶粘剂将上下保护膜进行粘接，最后进行加压固化获得高反光可降解薄膜。
实施例4
实施例4中，各层组成成分与实施例1一致，但是实施例4中的棱镜基层上正四棱锥底部间距c＝d/3；a＝2.5d/tanα
其中，a为棱镜结构的底面宽度；d为正四棱锥结构的高度；α为正四棱锥结构侧面与底面之间的夹角，π/4＜α＜π/2。
实施例5
在制造过程中，按质量百分比计算，将聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料66％、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)15％、聚乳酸10％、2,4-二羟基二苯甲酮9％由高速搅拌机均匀混合。
所述聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料，按质量百分比计算，包括一下成分：高密度聚对苯二甲酸乙二醇酯75％，马来酸酐接枝聚乙烯13％，淀粉20％，聚对苯二甲酰对苯二胺2％。
所述反光涂层，按质量百分比计算，包括以下成分：丙烯酸树脂65％、钛白粉15％、硫酸钡10％、固化剂5％、粘合剂5％。
将聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚乳酸、二羟基二苯甲酮按照上述质量百分比均匀混合，获得的混合物加入到流延机中流延成膜，获得平整的上层保护膜和具有棱镜基层的下层保护膜。再将反光涂层均匀涂敷在棱镜基层上，再使用环氧树脂作为胶粘剂将上下保护膜进行粘接，最后进行加压固化获得高反光可降解薄膜。
实施例6
实施例6中，各层组成成分与实施例5一致，但是实施例6中的棱镜基层上正四棱锥底部间距c＝d/3；a＝2.5d/tanα
其中，a为棱镜结构的底面宽度；d为正四棱锥结构的高度；α为正四棱锥结构侧面与底面之间的夹角，π/4＜α＜π/2。
实施例7
在制造过程中，按质量百分比计算，将聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料65％、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)20％、聚乳酸10％、二苯甲酮5％由高速搅拌机均匀混合。
所述聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料，按质量百分比计算，包括一下成分：高密度聚对苯二甲酸乙二醇酯67％，马来酸酐接枝聚乙烯15％，淀粉15％，聚对苯二甲酰对苯二胺3％。
所述反光涂层，按质量百分比计算，包括以下成分：丙烯酸树脂65％、钛白粉15％、硫酸钡10％、固化剂5％、粘合剂5％。
将聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚乳酸、二苯甲酮按照上述质量百分比均匀混合，获得的混合物加入到流延机中流延成膜，获得平整的上层保护膜和具有棱镜基层的下层保护膜。再将反光涂层均匀涂敷在棱镜基层上，再使用环氧树脂作为胶粘剂将上下保护膜进行粘接，最后进行加压固化获得高反光可降解薄膜。
采用以上方法制得薄膜材料，性能指标通过以下方法测定
1、光反射率
按照GB/T13452.3-92、GB/T9270-88、GB/T5211.17-88、ISO3906-80标准设计的反射率测定仪进行测试。
2、水汽透过率
照标准ASTM F1249《用调制红外线传感器测定塑料膜和薄板水蒸气透过性的试验方法》进行测试。
3、热循环老化性能
按照IEC61215相关标准，实验后观察是否有外观问题。试验条件：-40～﹢80℃，相对湿度0％。
4、恒定耐湿热老化性能
按照标准GB/T2423.3《高低温湿热试验方法》。试验条件：﹢85℃，相对湿度85％。
试验前后对试样黄变指数(△YI)按照国标GB 2409《塑料黄变指数试验方法》测定对实施例1、2、3、4、5、6、7进行性能检测，结果如表1所示。
表1：制得高放光可降解薄膜的性能参数
Figure GDA0002466767370000051
Figure GDA0002466767370000061
由表中数据可知，本发明一种高反射可降解薄膜材料在通过改变薄膜内层的组成成分和结构达到很高的反射率。并且当对薄膜内部进行图案化处理之后其反射率能够得到进一步提高。本发明的高反射可降解薄膜材料具有高反射率、水汽阻隔性、机械强度、耐候性等方面也有突出优势，很好的提高了对不同环境的适应性，而其本身具含可降解成分，使之能够在使用超过20年的年限后进行降解，且降解产物对环境无害。
如图2所示，本发明的高反光可降解地膜可覆盖在组件下部地表，将直射地面的太阳光反射至双面组件背面，大大提高双面组件与不同环境的适配性。

Claims (7)

1.一种高反射生物降解薄膜，其特征在于，它从上到下依次由上保护层、胶粘剂层、反光涂层、具有棱镜基层的下保护层组成，它通过以下方法制备得到：
（1）制备上保护层：按质量百分比计，将以下组分混合：聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料60~70%、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯15~25%、聚乳酸10%~15%、光分解剂5~9%；将混合物用流延膜机流延成平整的上保护层，自然冷却至室温；
（2）制备下保护层：按质量百分比计，将以下组分混合：聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料60~70%、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯15~25%、聚乳酸10%~15%、光分解剂5~9%；将混合物用流延膜机流延并机械印花成上表面具有多个正四棱锥结构的下保护层，然后将下保护层经热固化、紫外光固化、辐射固化、微波固化中的一种或多种方式进行固化定型，得到具有棱镜基层的下保护层；所述正四棱锥结构的底面边长a=2.5d/tanα；其中，d为正四棱锥结构的高度；α为正四棱锥结构侧面与底面之间的夹角，π/4＜α＜π/2；
（3）在下保护层的具有棱镜基层一侧的上表面涂覆反光涂层，所述反光涂层按质量百分比计算，包括以下成分：丙烯酸树脂65~75%、钛白粉10~15%、硫酸钡5~10%、固化剂3~5%、粘合剂5~7%；
（4）用胶粘剂粘接上保护层与反光涂层，得到高反射生物降解薄膜；
所述高反射生物降解薄膜覆盖在双面电池组件下部地表，将直射地面的太阳光反射至双面电池组件背面。
2.根据权利要求1所述高反射生物降解薄膜，其特征在于，所述上保护层的厚度为50~100μm，下保护层的厚度为100~200μm。
3.根据权利要求1所述高反射生物降解薄膜，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)中，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯改性材料，按质量百分比计算，包括以下成分：高密度聚对苯二甲酸乙二醇酯60~75%，马来酸酐接枝聚乙烯10%~20%，淀粉10~20%，聚对苯二甲酰对苯二胺2~5%。
4.根据权利要求1所述的高反射生物降解薄膜，其特征在于，所述光分解剂选自α-二乙氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-二乙氧基苯乙酮、2,4-二羟基二苯甲酮、二苯甲酮。
5.根据权利要求1所述的高反射生物降解薄膜，其特征在于，所述胶粘剂层选自环氧树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、酚醛树脂、环氧-聚酰胺、聚酯树脂、聚氯乙烯树脂。
6.根据权利要求1所述的高反射生物降解薄膜，其特征在于，所述固化剂选自芳醚酯二芳胺、氨乙基哌嗪、三乙烯四胺、二乙胺基丙胺、三甲基已二胺。
7.根据权利要求1所述的高反射生物降解薄膜，其特征在于，所述粘合剂选自环氧树脂、聚乙酸乙烯酯、酚醛树脂、聚乙酸乙烯酯、聚酯树脂。
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