CN107553999A - 一种pet片材及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PET片材，其结构由上至下为第一PET树脂层、发泡PET树脂层和第二PET树脂层。所述发泡PET树脂层中添加经过有机改性的无机填料，能有效改善气泡尺寸和分布的均一性，提高PET片材的机械性能。本发明将PET片材应用于太阳能电池背板，太阳能电池背板不仅质轻，而且具有优异的绝缘性、抗冲击性，和极高的反射率；本发明的太阳能电池背板应用于太阳能电池中，可提高太阳能电池的发电效率。

Description

一种PET片材及其应用

技术领域

本发明涉及一种PET材料，特别涉及一种PET片材及其在太阳能电池背板上的应用。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种常用的热塑性工程塑料，因具有良好的绝缘性、耐候性、耐摩擦性以及较高的弹性模量，广泛应用于薄膜、纤维纺织、容器制造和包装材料等领域。PET树脂经过发泡制备的发泡PET片材，能有效降低PET片材的密度和重量，大幅降低PET片材的介电常数，介电损耗减小，漏电电流减少，同时还能提高PET片材的反射率，因而发泡PET片材广泛应用于制造绝缘线缆、集成电路、液晶显示屏反射板、包装容器等。此外发泡PET片材具有良好的尺寸稳定性、阻隔性、耐磨性、热稳定性，同时还有力学性能好、吸水性较低，水汽扩散阻止系数高等优点。但一般情况下发泡PET片材中的泡径大于50μm，泡孔易塌陷，受力时泡孔处易成为初始裂纹的发源地，使发泡PET片材的机械性能变差，容易开裂，缩短了发泡PET片材的使用寿命。有研究表明，孔径越小，发泡PET片材的机械性能损失越少，因此需要严格控制发泡PET片材的泡孔大小。

为了提高背板的绝缘性，一般采用的技术方案是将普通发泡PET片材用于背板。然而由于普通发泡PET片材中泡径大于50μm，存在大量开孔泡和大的泡孔，这使背板的机械性能大幅降低，耐湿热性能变差，这种背板制成的太阳能电池的安全性和耐久性均难以保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PET片材，此PET片材具有优异的机械性能；应用于背板，使背板的绝缘性大幅提高，同时具有极高的反射率，机械性能和耐湿热性能优良。

本发明的技术方案为：

一种PET片材，其结构由上至下为第一PET树脂层、发泡PET树脂层和第二PET树脂层，所述第一PET树脂层和第二PET树脂层的组成相同，所述发泡PET树脂层的组成包含以下组分，其重量百分数为：

PET母料 60％-94.8％

经有机改性剂改性过的无机填料 5％-20％

增韧剂 0.1％-16％

扩链剂 0.1％-4％。

上述PET片材，所述无机填料为蒙脱土、高岭土、沸石、滑石粉、粘土、水滑石、云母、蛭石、碳纤维或石墨烯中的一种或两种以上组合。

上述PET片材，所述有机改性剂为DTAB、TTAB、CTAB、OTAB、DDA、TDA、CTA、OTA、乙醇胺盐、聚酰胺类、十八烷苄基二甲基胺盐、聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、六偏磷酸钠、油酸、硬脂酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、马来酸、聚丙烯酸或相应盐中的一种或两种以上组合。

上述PET片材，所述经有机改性剂改性过的无机填料的添加量为5％-10％。

上述PET片材，所述经有机改性剂改性过的无机填料的粒径为0.2μm-20μm，优选0.2μm-5μm。

上述PET片材，所述发泡PET树脂层的泡径为1.0μm-50μm，优选1.0μm-10μm。

上述PET片材，所述第一PET树脂层中含有0.1％-2.0％的抗水解剂。

本发明还提供一种太阳能电池背板，所述太阳能电池背板包括上述PET片材，所述发泡PET树脂层的厚度为50μm-250μm，所述第一PET树脂层和第二PET树脂层的厚度相同，为20μm-200μm。

上述太阳能电池背板，所述太阳能电池背板的结构由上到下依次为聚烯烃膜、PET片材、氟膜，所述聚烯烃膜的厚度为20μm-200μm，所述氟膜的厚度为20μm-50μm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明提供的PET片材，与普通PET片材相比，具有良好的机械强度、电绝缘性、热稳定性和水汽阻隔性。

2.本发明提供的PET片材，由于在其发泡PET树脂层中添加了经有机改性剂改性过的无机填料，使无机填料在发泡PET树脂层中分散更加均匀，不易团聚，形成的泡孔更加细腻、均匀、稳定。发泡PET树脂层中的经有机改性剂改性过的无机填料和均匀细小的微泡，均能增加PET片材的内聚强度，减少PET片材开裂情况的发生。

3.本发明提供的PET片材，应用于太阳能电池背板，与普通太阳能电池背板相比，重量轻，并且能有效提高组件绝缘性、热稳定性、抗冲击性和太阳能电池背板的反射率，此外还具有一定的阻燃性能，提高了组件的安全性同时，提升了组件的发电效率。

附图说明

下面将结构附图及实施例对本发明作进一步说明

图1为本发明中太阳能电池背板剖面图。

图中各标号分别表示为：1、发泡PET树脂层，2、第一PET树脂层，3、第二PET树脂层，4、氟膜，5、聚烯烃。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面对本发明进行进一步详细说明。

本发明提供了一种PET片材，其结构由上至下为第一PET树脂层、发泡PET树脂层和第二PET树脂层，所述第一PET树脂层和第二PET树脂层的组成相同，所述发泡PET树脂层的组成包含以下组分，其重量百分数为：

PET母料 60％-94.8％

经有机改性剂改性过的无机填料 5％-20％

增韧剂 0.1％-16％

扩链剂 0.1％-4％。

本发明中发泡PET树脂层中添加了经有机改性剂改性过的无机填料，经有机改性剂改性过的无机填料的添加量为5％-20％，优选5％-10％。若添加量大于20％，所制备的PET片材的力学性能大幅衰减；若添加量小于5％，发泡PET树脂层中的泡量少，制备的PET片材的绝缘性和机械强度差，并且不符合背板的要求。

所述无机填料为蒙脱土、高岭土、沸石、滑石粉、粘土、水滑石、云母、蛭石、碳纤维、石墨烯中的一种或两种以上组合。

所述无机填料为经过有机改性处理的，改性方式为有机插层改性，有机改性剂可以是DTAB、TTAB、CTAB、OTAB、DDA、TDA、CTA、OTA、乙醇胺盐、聚酰胺类、十八烷苄基二甲基胺盐、聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、六偏磷酸钠、油酸、硬脂酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、马来酸、聚丙烯酸或相应盐中的一种或几种，优选CTAB、OTAB、OTA中的一种。

经有机改性剂改性过的无机填料的粒径为0.2μm-20μm，优选0.2μm-5μm。经有机改性剂改性过的无机填料的粒径＞50μm会使发泡PET树脂层的泡径也随之增加，机械性能衰减严重；经有机改性剂改性过的无机填料的粒径＜0.2μm则分散性不佳。

所述增韧剂为POE、SEBS中的一种。

所述扩链剂为聚乙二醇、邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐、碳二亚胺、噁唑啉类化合物、两个或以上环氧基化合物中的一种或两种以上组合。

所述发泡PET树脂是经由物理发泡所得，发泡剂是氟利昂-11、N2、CO2等中的一种。

本发明提供的发泡PET树脂的制备方法可参照《PET纳米蒙脱土复合材料的制备及连续挤出发泡》中的制备方法。

所述PET片材，所述发泡PET树脂层的泡径为1.0μm-50μm，优选1.0μm-10μm。若泡径大于50μm，发泡PET树脂层易出现裂纹，从而使PET片材的机械性能下降；由于发泡PET树脂层中使用的是粒径为0.2μm-50μm的无机填料，当无机填料的粒径为0.2μm时，发泡PET树脂层的泡径为1.0μm。

所述第一PET树脂层和第二PET树脂层为添加有0.1％-2.0％的抗水解剂的PET树脂，其作用是提高PET片材的耐水解性能。发泡PET树脂层易水解，单独作为太阳能电池背板基材使用的话，由于太阳能电池背板外层复合的氟膜水汽阻隔性差，易造成太阳能电池背板基材的水解，从而影响整体太阳能电池背板的机械性能。因此要想使用发泡PET树脂层来提高太阳能电池背板的绝缘性，需要在发泡PET树脂层的上下两面设置含抗水解剂的第一PET树脂层和第二PET树脂层，此三层结构的PET片材作为太阳能电池背板的基材使用，一方面PET片材自身的水汽阻隔性可为发泡PET阻挡部分水汽，另一方面，第一PET树脂层和第二PET树脂层的耐水解性能提高后，太阳能电池背板整体的耐水解性能也得到保障。

本发明提供的PET片材是发泡PET树脂与添加有0.1％-2.0％的抗水解剂的PET树脂共挤拉伸得到。

本发明还提供一种太阳能电池背板，所述太阳能电池背板包括上述PET片材，所述发泡PET树脂层的厚度为50μm-250μm，所述第一PET树脂层和第二PET树脂层的厚度相同，为20μm-200μm。

上述太阳能电池背板，所述太阳能电池背板的结构由上到下依次为聚烯烃膜、PET片材、氟膜，所述聚烯烃膜的厚度为20μm-200μm，所述氟膜的厚度为20μm-50μm，各层之间通过胶粘剂粘结。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：

将0.5kg经过CTAB改性的粒径为5.0μm的水滑石，0.6kg POE，0.4kg聚乙二醇、8.5kg的PET母料混合，以CO₂为发泡剂，制得发泡PET树脂，与含0.1％抗水解剂的PET树脂三层共挤拉伸，形成中间层为发泡PET树脂层，两侧为第一PET树脂层和第一PET树脂层的PET片材，其中发泡PET树脂层的泡径为10μm，发泡PET树脂层的厚度为150μm，第一PET树脂层和第一PET树脂层为100μm。PET片材两侧分别复合25μm的PVF和60μm的PE，形成太阳能电池背板。

实施例2：

将1.0kg经过CTAB改性粒径为0.2μm的蒙脱土、0.1kg甲基丙烯酸环氧丙酯接枝POE，0.2kg邻苯二甲酸酐，添加至8.7kg的PET母料中，以CO2为发泡剂，预混后通过双螺杆挤出机造粒后制得发泡母粒，与分别含2.0％抗水解剂的PET母料三层共挤拉伸，形成中间层发泡，两侧为第一PET树脂层和第一PET树脂层的PET片材，其中中间发泡层的泡径为5μm，发泡PET树脂层的厚度为250μm，第一PET树脂层和第一PET树脂层为20μm。PET两侧分别复合25μm的PVF和80μm的PE，形成太阳能电池背板。

实施例3：

将2.0kg经过OTAB改性粒径为3.0μm的蒙脱土，0.5kg甲基丙烯酸环氧丙酯接枝POE，0.5kg邻苯二甲酸酐，添加至7.0kg的PET母料中，以CO2为发泡剂，预混后通过双螺杆挤出机造粒后制得发泡母粒，与分别含1.0％抗水解剂的PET母料三层共挤拉伸，形成中间层发泡、两侧为第一PET树脂层和第一PET树脂层的PET片材，其中中间发泡层的泡径为10μm，发泡PET树脂层的厚度为50μm，第一PET树脂层和第一PET树脂层的厚度为200μm。PET两侧分别复合25μm的PVDF和60μm的PE，形成太阳能电池背板。

对比例1：

将10.0kg普通发泡PET母料进行发泡、两侧为含1.0％抗水解剂的PET母料三层共挤拉伸得到PET片材，其中中间发泡层的泡径为60μm，三层PET的厚度分别为1:250μm，2:50μm，3:50μm。PET两侧分别复合25μm的PVF和60μm的PE，形成太阳能电池背板。

对比例2：

含1.0％抗水解剂的PET经过挤出拉伸形成250μm的PET片材，并在PET两侧分别复合25μm的PVF和60μm的PE，形成太阳能电池背板。

性能测试：

拉伸强度和断裂伸长率按照GB/T 13542.2-2009标准进行测试。

反射率按照GB/T13452.3-92、GB/T9270-88、GB/T5211.17-88标准设计的反射率测定仪进行测试。

局放电压按照IEC60664-1：2007进行测试。

Claims (9)

1.一种PET片材，其特征在于，所述片材由上至下为第一PET树脂层、发泡PET树脂层和第二PET树脂层，所述第一PET树脂层和第二PET树脂层的组成相同，所述发泡PET树脂层的组成包含以下组分，其重量百分数为：

PET母料 60％-94.8％；

经有机改性剂改性过的无机填料 5％-20％；

增韧剂 0.1％-16％；

扩链剂 0.1％-4％。

2.根据权利要求1所述的PET片材，其特征在于，所述无机填料为蒙脱土、高岭土、沸石、滑石粉、粘土、水滑石、云母、蛭石、碳纤维、石墨烯中的一种或两种以上组合。

3.根据权利要求1所述的PET片材，其特征在于，所述有机改性剂为DTAB、TTAB、CTAB、OTAB、DDA、TDA、CTA、OTA、乙醇胺盐、聚酰胺类、十八烷苄基二甲基胺盐、聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、六偏磷酸钠、油酸、硬脂酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、马来酸、聚丙烯酸或相应盐中的一种或两种以上组合。

4.根据权利要求1所述的PET片材，其特征在于，所述经有机改性剂改性过的无机填料的添加量为5％-10％。

5.根据权利要求1所述的PET片材，其特征在于，所述经有机改性剂改性过的无机填料的粒径为0.2μm-20μm，优选0.2μm-5μm。

6.根据权利要求1所述的PET片材，其特征在于，所述发泡PET树脂层的泡径为1.0μm-50μm，优选1.0μm-10μm。

7.根据权利要求1所述的PET片材，其特征在于，所述第一PET树脂层中含有0.1％-2.0％的抗水解剂。

8.一种太阳能电池背板，其特征在于，所述太阳能电池背板包括如权利要求1-7任一项所述的PET片材，所述发泡PET树脂层的厚度为50μm-250μm，所述第一PET树脂层和第二PET树脂层的厚度相同，为20μm-200μm。

9.根据权利要求8所述的太阳能电池背板，其特征在于，所述太阳能电池背板的结构由上到下依次为聚烯烃膜、PET片材、氟膜，所述聚烯烃膜的厚度为20μm-200μm，所述氟膜的厚度为20μm-50μm。