CN107199752A - 聚偏氟乙烯复合膜及其制备方法 - Google Patents

聚偏氟乙烯复合膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚偏氟乙烯复合膜及其制备方法，其中所述的聚偏氟乙烯复合膜包括：外层PVDF层，中间层和内层聚烯烃层，其中所述的中间层为丙烯酸共聚物层或烯烃类共聚物层，其中所述的丙烯酸共聚物包括乙烯‑丙烯酸酯EMA、乙烯‑丙烯酸EAA、乙烯‑丙烯酸乙酯EEA、乙烯‑甲基丙烯酸共聚物EMAA和乙烯‑丙烯酸甲酯共聚物EMAC中的一种或多种；所述的烯烃类共聚物层为接枝改性的乙烯‑醋酸乙烯酯EVA和接枝改性的聚烯烃弹性体POE中的一种或多种。采用了该发明中的聚偏氟乙烯复合膜及其制备方法，制备的太阳能电池背板采用改性PVDF复合薄膜，粘结性能好、耐老化效果好，大大降低了氟膜的生产成本，且其制备方法过程简单实用，降低了其和其他基材复合的难度。

Description

聚偏氟乙烯复合膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，尤其涉及太阳能电池背板用氟膜及其制备方法，具体是指一种聚偏氟乙烯复合膜及其制备方法。
背景技术
随着不可再生资源的逐步减少，寻找和开发新能源成为人们关注的重点问题。太阳能作为一种新型的绿色能源对环境没有任何污染，而且来源广泛，是一种取之不尽用之不竭的可再生能源。而目前太阳能资源的利用主要是太阳能硅电池进行转换，商用太阳能硅电池组件的使用寿命为25年，为了确保硅电池达到这么长的使用年限，太阳能电池组件下方的背板需要有较好的耐老化性，背板上的氟膜是目前使用最广泛的保护层，其中聚偏氟乙烯树脂(PVDF)是20世纪70年代发展起来的一种具有优良综合性能的含氟材料，属于氟碳热塑性树脂。由于氟元素电负性大，范德华半径小，碳氟键键能极强(高达485KJ/mol)，且其独特的氟化链整体结构中的螺旋形棒状分子紧密、刚硬、表面平滑，使得氟树脂的耐候性、耐热性、耐高低温性和耐化学药品性等各项性能均十分优越。
然而，PVDF具有非常低的表面能，这种低表面及本身极强的C-F键致使PVDF薄膜很难拿与传统的PET基材粘接。因此需要一种能够提高粘结能力的聚偏氟乙烯复合膜。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现让PVDF薄膜更容易与基材粘接的聚偏氟乙烯复合膜及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的聚偏氟乙烯复合膜及其制备方法具有如下构成：
该聚偏氟乙烯复合膜，其主要特点是，所述的聚偏氟乙烯复合膜包括：
外层PVDF层，中间层和内层聚烯烃层，其中所述的中间层为丙烯酸共聚物层或烯烃类共聚物层，其中所述的丙烯酸共聚物包括乙烯-丙烯酸酯EMA、乙烯-丙烯酸EAA、乙烯-丙烯酸乙酯EEA、乙烯-甲基丙烯酸共聚物EMAA和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物EMAC中的一种或多种；所述的烯烃类共聚物层为接枝改性的乙烯-醋酸乙烯酯EVA和接枝改性的聚烯烃弹性体POE中的一种或多种。
优选地，所述的外层PVDF层为聚偏氟乙烯均聚物或偏氟乙烯和至少一种其它含氟单体的共聚物的至少一种，包括以下质量份的原料：PVDF 80～100份，PMMA、丙烯酸弹性体或丙烯酸酯共聚物0～20份，抗氧剂0～2份，紫外吸收剂0～2份。
更优选地，所述的丙烯酸弹性体为聚甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS；丙烯酸酯共聚物为聚丙烯酸丁酯PBA、ACR或其它丙烯酸酯聚合物。
进一步优选地，所述的抗氧剂包括酚系抗氧化剂、亚磷酸酯系抗氧化剂或受阻胺类抗氧剂。
更进一步优选地，所述的紫外吸收剂为具有降低塑料受紫外线破坏的添加剂，包括对苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、取代丙烯腈类或三嗪类紫外吸收剂中的至少一种。
进一步地，所述的抗氧剂与所述的紫外吸收剂的比例为2:3，所述的抗氧剂和紫外吸收剂的使用为混合配比，其用量和配合方式对抑制薄膜黄变具有重要作用，相对于树脂质量份100份而言，优选的比例为2：3，用量为0.1～3质量份。
更进一步地，所述的内层聚烯烃层所用的聚烯烃为碳碳链为主链的聚烯烃材料，包括高密度聚乙烯HDPE、低密度聚乙烯LDPE或线性低密度聚乙烯LLDPE中的一种或其它PE的聚烯烃合金。
最优选地，所述的聚偏氟乙烯复合膜总厚度为7～60μm；其中外层PVDF层厚度为1～20μm，中间层厚度为1～10μm，内层厚度为5～30μm。
一种所述的聚偏氟乙烯复合膜的制备方法，其主要特征是，所述的聚偏氟乙烯的复合膜采用三层共挤流延薄膜或吹塑成膜的方法制备。
优选地，所述的制备方法具体为：
将PVDF原料和丙烯酸弹性体或丙烯酸共聚物和抗氧剂及紫外吸收剂按重量份在高混机中混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中造粒；
将造粒的PVDF粒料、中间层用粒料、内层用粒料放入各自的单螺杆挤出机中，通过三层共挤流延设备流延成膜或者吹塑设备吹塑成膜。
采用了该发明中的聚偏氟乙烯复合膜及其制备方法，制备的太阳能电池背板采用改性PVDF复合薄膜，粘结性能好、耐老化效果好，大大降低了氟膜的生产成本，且其制备方法过程简单实用，降低了其和其他基材复合的难度，采用本发明的聚偏氟乙烯复合薄膜及其制备方法新颖独特，具有较高成本优势，在确保耐候性的同时，材料的粘结能力大幅提升，使用一般的胶黏剂就能将该复合薄膜粘接在其他基材上，特别是应用到太阳能电池背板上后大幅缩减制造成本，具有较高的经济价值，对PVDF复合膜的推广具有重大意义。
附图说明
图1为本发明的聚偏氟乙烯复合膜的结构示意图。
附图标记
1 复合薄膜外层
2 中间层
3 内层
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
实施例1：
三层共挤流延薄膜使用的原料中PVDF为改性后的，改性PVDF原料的质量份数比为，PVDF 90份，PMMA10份，抗氧剂0.5份，紫外吸收剂0.7份。改性PVDF粒料和EMA颗粒和LDPE粒料分别放入各自的单螺杆挤出级中，在三层共计模头重流延成膜，通过调节挤出量，使外层厚度为5μm，中间层为5μm，内层为5μm的厚度。三台单螺杆挤出机的各区温度设置如下：
温度(℃) 一区 二区 三区 四区 五区 模头
外层 230 240 240 240 240 245
中间层 160 210 260 260 260 245
内层 180 200 230 230 230 245
实施例2：
三层共挤流延薄膜使用的原料中PVDF为改性后的，改性PVDF原料的质量份数比为，PVDF90份，MBS 10份，抗氧剂0.3份，紫外吸收剂0.5份。改性PVDF粒料和EMA颗粒和LDPE粒料分别放入各自的单螺杆挤出级中，在三层共计模头重流延成膜，通过调节挤出量，使外层厚度为5μm，中间层为10μm，内层为15μm的厚度。三台单螺杆挤出机的各区温度设置如下：
实施例3：
三层共挤流延薄膜使用的原料中PVDF为改性后的，改性PVDF原料的质量份数比为，PVDF 90份，丙烯酸酯增韧剂10份，抗氧剂0.6份，紫外吸收剂0.9份。改性PVDF粒料和EMA颗粒和LDPE粒料分别放入各自的单螺杆挤出级中，在三层共计模头重流延成膜，通过调节挤出量，使外层厚度为8μm，中间层为8μm，内层为20μm的厚度。三台单螺杆挤出机的各区温度设置如下：
温度(℃) 一区 二区 三区 四区 五区 模头
外层 230 240 240 240 240 245
中间层 160 210 260 260 260 245
内层 180 200 230 230 230 245
实施例4：
三层共挤流延薄膜使用的原料中PVDF为改性后的，改性PVDF原料的质量份数比为，PVDF 90份，EMA10份，抗氧剂0.6份，紫外吸收剂0.9份。改性PVDF粒料和EMA颗粒和LDPE粒料分别放入各自的单螺杆挤出级中，在三层共计模头重流延成膜，通过调节挤出量，使外层厚度为5μm，中间层为10μm，内层为25μm的厚度。三台单螺杆挤出机的各区温度设置如下：
温度(℃) 一区 二区 三区 四区 五区 模头
外层 200 210 210 210 210 210
中间层 160 180 200 210 210 210
内层 180 190 200 210 210 210
采用了该发明中的聚偏氟乙烯复合膜及其制备方法，制备的太阳能电池背板采用改性PVDF复合薄膜，粘结性能好、耐老化效果好，大大降低了氟膜的生产成本，且其制备方法过程简单实用，降低了其和其他基材复合的难度，采用本发明的聚偏氟乙烯复合薄膜及其制备方法新颖独特，具有较高成本优势，在确保耐候性的同时，材料的粘结能力大幅提升，使用一般的胶黏剂就能将该复合薄膜粘接在其他基材上，特别是应用到太阳能电池背板上后大幅缩减制造成本，具有较高的经济价值，对PVDF复合膜的推广具有重大意义。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种聚偏氟乙烯复合膜，其特征在于，所述的聚偏氟乙烯复合膜包括：
外层PVDF层，中间层和内层聚烯烃层，其中所述的中间层为丙烯酸共聚物层或烯烃类共聚物层，其中所述的丙烯酸共聚物包括乙烯-丙烯酸酯EMA、乙烯-丙烯酸EAA、乙烯-丙烯酸乙酯EEA、乙烯-甲基丙烯酸共聚物EMAA和乙烯-丙烯酸甲酯共聚物EMAC中的一种或多种；所述的烯烃类共聚物层为接枝改性的乙烯-醋酸乙烯酯EVA和接枝改性的聚烯烃弹性体POE中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯复合膜，其特征在于，所述的外层PVDF层，包括以下质量份的原料：PVDF 80～100份，PMMA、丙烯酸弹性体或丙烯酸酯共聚物0～20份，抗氧剂0～2份，紫外吸收剂0～2份。
3.根据权利要求2所述的聚偏氟乙烯复合膜，其特征在于，所述的丙烯酸弹性体为聚甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBS；丙烯酸酯共聚物为聚丙烯酸丁酯PBA、ACR或其它丙烯酸酯聚合物。
4.根据权利要求2所述的聚偏氟乙烯复合膜，其特征在于，所述的抗氧剂包括酚系抗氧化剂、亚磷酸酯系抗氧化剂或受阻胺类抗氧剂。
5.根据权利要求2所述的聚偏氟乙烯复合膜，其特征在于，所述的紫外吸收剂为具有降低塑料受紫外线破坏的添加剂，包括对苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、取代丙烯腈类或三嗪类紫外吸收剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯复合膜，其特征在于，所述的抗氧剂与所述的紫外吸收剂的比例为2:3。
7.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯复合膜，其特征在于，所述的内层聚烯烃层所用的聚烯烃为碳碳链为主链的聚烯烃材料，包括高密度聚乙烯HDPE、低密度聚乙烯LDPE或线性低密度聚乙烯LLDPE中的一种。
8.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯复合膜，其特征在于，所述的聚偏氟乙烯复合膜总厚度为7～60μm；其中外层PVDF层厚度为1～20μm，中间层厚度为1～10μm，内层厚度为5～30μm。
9.根据权利要求1～8任一项所述的聚偏氟乙烯复合膜的制备方法，其特征在于，所述的聚偏氟乙烯的复合膜采用三层共挤流延薄膜或吹塑成膜的方法制备。
10.根据权利要求9所述的聚偏氟乙烯复合膜的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体为：
将PVDF原料和丙烯酸弹性体或丙烯酸共聚物和抗氧剂及紫外吸收剂按重量份在高混机中混合均匀，然后放入双螺杆挤出机中造粒；
将造粒的PVDF粒料、中间层用粒料、内层用粒料放入各自的单螺杆挤出机中，通过三层共挤流延设备流延成膜或者吹塑设备吹塑成膜。
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