CN107611207B - 太阳能电池背板feve氟树脂涂层材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料及其制备方法，其由以下重量份数的原料组成：FEVE氟树脂30~60份、四氟乙烯‑六氟丙稀共聚物40~80份、氯磺化聚乙烯10~30份、乙酰化柠檬酸三丁酯3~15份、单氟磷酸钠20~40份、乙酸丁酯30~60份、二氧化硅5~10份、木质素磺酸盐2~10份、多聚磷酸铵5~12份、亚铁氰化铁30~60份、乙烯‑辛烯共聚物5~15份、2,2,4‑三甲基‑1,2‑二氢化喹啉聚合体0.5~2份、耐冲击改性剂30~60份、粘合偶联剂50~80份。本发明为一种耐冲击性、耐磨性、耐气候老化性、机械性能以及综合使用性能优良的用于太阳能电池背板的涂层材料。

Description

太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能光伏材料技术领域，具体涉及太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料及其制备方法。
背景技术
目前人类可利用的新能源主要有太阳能、地热能、风能、海洋能和核能等。海洋能和地热能只有特定地方可以利用。太阳能与其他能源相比，具有资源丰富、能量转化最直接、最清洁环保、零排放等优点，太阳能是目前可使用的能源中一次性转换效率最高，使用最简单、最可靠、最经济的新能源，因此光伏发电技术得到了快速的发展和广泛的应用。
太阳能电池的背板是光伏组件不可或缺的组成部分，背板是电池板背面的保护材料，用于支撑、固定太阳能电池，并具有持续抵御光照射的能力。由于太阳能电池须长期置于室外恶劣的环境下，其部件需要有长期的抗辐射、耐老化、耐蚀性等。太阳能电池背板的涂层是直接接触外部自然环境的材料，是一种具有优良绝缘性和阻水阻气耐老化等性能的涂覆层，满足此要求的材料中，氟材质膜受到了较多的关注和研究。将涂层材料直接覆于背板表面，不仅面取了胶粘剂的使用，而且提高了基材的机械性能、耐候性等。
氟烯烃-乙烯多元共聚物（FEVE）具有高氟含量的特点，较为适合做为太阳能电池背板涂层基材，但是其耐冲击性差，而太阳能电池背板的外涂层直接与光伏组件和外界环境中的枝叶、砂砾、强风蚀等因素接触，其材料性能在一定程度上决定了光伏组件发挥光电转换性能的优劣。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于太阳能电池背板的FEVE氟树脂涂层材料，使太阳能电池背板具有良好的耐冲击性能和综合使用性能。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料，其由以下重量份数的原料组成：FEVE氟树脂30~60份、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物40~80份、氯磺化聚乙烯10~30份、乙酰化柠檬酸三丁酯3~15份、单氟磷酸钠20~40份、乙酸丁酯30~60份、二氧化硅5~10份、木质素磺酸盐2~10份、多聚磷酸铵5~12份、亚铁氰化铁30~60份、乙烯-辛烯共聚物5~15份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体0.5~2份、耐冲击改性剂30~60份、粘合偶联剂50~80份。
作为优选，所述的太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料，其由以下重量份数的原料组成：FEVE氟树脂45份、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物60份、氯磺化聚乙烯20份、乙酰化柠檬酸三丁酯8份、单氟磷酸钠30份、乙酸丁酯45份、二氧化硅8份、木质素磺酸盐6份、多聚磷酸铵8份、亚铁氰化铁45份、乙烯-辛烯共聚物10份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体1份、耐冲击改性剂45份、粘合偶联剂65份。
进一步地，所述的耐冲击改性剂为癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯和异氰尿酸三缩水甘油酯的复合物，癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯和异氰尿酸三缩水甘油酯的质量份比为2~5:1~3:1。
进一步地，所述的粘合偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
所述的太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
将上述原料中的FEVE氟树脂、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物、氯磺化聚乙烯、乙酰化柠檬酸三丁酯、单氟磷酸钠、乙酸丁酯、二氧化硅、木质素磺酸盐、多聚磷酸铵、亚铁氰化铁、乙烯-辛烯共聚物、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和耐冲击改性剂于100~130℃下充分混合均匀，经除水干燥后，于200~220℃下加入粘合偶联剂充分混合均匀，得到均混物料；将得到的均混物料经挤出造粒后，采用吹膜机制成薄膜得到本发明的涂层材料。
进一步地，上述制备方法中，将上述原料中的FEVE氟树脂、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物、氯磺化聚乙烯、乙酰化柠檬酸三丁酯、单氟磷酸钠、乙酸丁酯、二氧化硅、木质素磺酸盐、多聚磷酸铵、亚铁氰化铁、乙烯-辛烯共聚物、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和耐冲击改性剂于115℃下充分混合均匀，经除水干燥后，于210℃下加入粘合偶联剂充分混合均匀，得到均混物料；将得到的均混物料经双螺杆挤出机于250~280℃下挤出造粒后，采用吹膜机制成薄膜得到本发明的涂层材料。
FEVE氟树脂具有优良的成膜固化性，具有FVDF的优良特性，并且由于氟的引入，增加了分子链的柔性结构，克服了氟涂料需烧结成膜的缺点，而且耐候性、耐酸碱及耐溶剂性优良；四氟乙烯-六氟丙稀共聚物具有较好的力学强度、化学稳定性能、电绝缘性能、耐磨润滑性和耐老化性；与耐冲击改性剂、乙酰化柠檬酸三丁酯、氯磺化聚乙烯及其他原料或助剂混合产生协同效应，有效的提高复合涂层料的缺口冲击强度，制得的涂层料经测试其冲击强度、机械性能、耐磨性能以及耐老化等性能优良。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：一种太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料，其由以下重量份数的原料组成：FEVE氟树脂45份、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物60份、氯磺化聚乙烯20份、乙酰化柠檬酸三丁酯8份、单氟磷酸钠30份、乙酸丁酯45份、二氧化硅8份、木质素磺酸盐6份、多聚磷酸铵8份、亚铁氰化铁45份、乙烯-辛烯共聚物10份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体1份、耐冲击改性剂45份、粘合偶联剂65份。
进一步地，所述的耐冲击改性剂为癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯和异氰尿酸三缩水甘油酯的复合物，癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯和异氰尿酸三缩水甘油酯的质量份比为7:4:2；所述的粘合偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
所述的太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
将上述原料中的FEVE氟树脂、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物、氯磺化聚乙烯、乙酰化柠檬酸三丁酯、单氟磷酸钠、乙酸丁酯、二氧化硅、木质素磺酸盐、多聚磷酸铵、亚铁氰化铁、乙烯-辛烯共聚物、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和耐冲击改性剂于115℃下充分混合均匀，经除水干燥后，于210℃下加入粘合偶联剂充分混合均匀，得到均混物料；将得到的均混物料经双螺杆挤出机于265℃下挤出造粒后，采用吹膜机制成薄膜得到本发明的涂层材料。
实施例2：一种太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料，其由以下重量份数的原料组成：FEVE氟树脂30份、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物40份、氯磺化聚乙烯10份、乙酰化柠檬酸三丁酯3份、单氟磷酸钠20份、乙酸丁酯30份、二氧化硅5份、木质素磺酸盐2份、多聚磷酸铵5份、亚铁氰化铁30份、乙烯-辛烯共聚物5份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体0.5份、耐冲击改性剂30份、粘合偶联剂50份。
进一步地，所述的耐冲击改性剂为癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯和异氰尿酸三缩水甘油酯的复合物，癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯和异氰尿酸三缩水甘油酯的质量份比为2:1:1；所述的粘合偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
所述的太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
将上述原料中的FEVE氟树脂、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物、氯磺化聚乙烯、乙酰化柠檬酸三丁酯、单氟磷酸钠、乙酸丁酯、二氧化硅、木质素磺酸盐、多聚磷酸铵、亚铁氰化铁、乙烯-辛烯共聚物、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和耐冲击改性剂于100℃下充分混合均匀，经除水干燥后，于200℃下加入粘合偶联剂充分混合均匀，得到均混物料；将得到的均混物料经双螺杆挤出机于250℃下挤出造粒后，采用吹膜机制成薄膜得到本发明的涂层材料。
实施例3：一种太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料，其由以下重量份数的原料组成：FEVE氟树脂60份、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物80份、氯磺化聚乙烯30份、乙酰化柠檬酸三丁酯15份、单氟磷酸钠40份、乙酸丁酯60份、二氧化硅10份、木质素磺酸盐10份、多聚磷酸铵12份、亚铁氰化铁60份、乙烯-辛烯共聚物15份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体2份、耐冲击改性剂60份、粘合偶联剂80份。
进一步地，所述的耐冲击改性剂为癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯和异氰尿酸三缩水甘油酯的复合物，癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯和异氰尿酸三缩水甘油酯的质量份比为5:3:1；所述的粘合偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
所述的太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
将上述原料中的FEVE氟树脂、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物、氯磺化聚乙烯、乙酰化柠檬酸三丁酯、单氟磷酸钠、乙酸丁酯、二氧化硅、木质素磺酸盐、多聚磷酸铵、亚铁氰化铁、乙烯-辛烯共聚物、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和耐冲击改性剂于130℃下充分混合均匀，经除水干燥后，于220℃下加入粘合偶联剂充分混合均匀，得到均混物料；将得到的均混物料经双螺杆挤出机于280℃下挤出造粒后，采用吹膜机制成薄膜得到本发明的涂层材料。
实施例4：一种太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料，其由以下重量份数的原料组成：FEVE氟树脂30份、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物80份、氯磺化聚乙烯10份、乙酰化柠檬酸三丁酯15份、单氟磷酸钠20份、乙酸丁酯60份、二氧化硅5份、木质素磺酸盐10份、多聚磷酸铵5份、亚铁氰化铁60份、乙烯-辛烯共聚物5份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体2份、耐冲击改性剂30份、粘合偶联剂80份。
进一步地，所述的耐冲击改性剂为癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯和异氰尿酸三缩水甘油酯的复合物，癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯和异氰尿酸三缩水甘油酯的质量份比为5:1:1；所述的粘合偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
所述的太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料的制备方法，其具体步骤同实施例1。
实施例5：一种太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料，其由以下重量份数的原料组成：FEVE氟树脂50份、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物50份、氯磺化聚乙烯25份、乙酰化柠檬酸三丁酯12份、单氟磷酸钠25份、乙酸丁酯40份、二氧化硅6份、木质素磺酸盐8份、多聚磷酸铵10份、亚铁氰化铁40份、乙烯-辛烯共聚物8份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体1.5份、耐冲击改性剂50份、粘合偶联剂60份。
进一步地，所述的耐冲击改性剂为癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯和异氰尿酸三缩水甘油酯的复合物，癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯和异氰尿酸三缩水甘油酯的质量份比为9:5:2；所述的粘合偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
所述的太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料的制备方法，其具体步骤同实施例1。
对比例：一种太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料，其由以下重量份数的原料组成：FEVE氟树脂45份、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物60份、氯磺化聚乙烯20份、乙酰化柠檬酸三丁酯8份、单氟磷酸钠30份、乙酸丁酯45份、二氧化硅8份、木质素磺酸盐6份、多聚磷酸铵8份、亚铁氰化铁45份、乙烯-辛烯共聚物10份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体1份、粘合偶联剂65份。
所述的粘合偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
所述的太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
将上述原料中的FEVE氟树脂、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物、氯磺化聚乙烯、乙酰化柠檬酸三丁酯、单氟磷酸钠、乙酸丁酯、二氧化硅、木质素磺酸盐、多聚磷酸铵、亚铁氰化铁、乙烯-辛烯共聚物和2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体于115℃下充分混合均匀，经除水干燥后，于210℃下加入粘合偶联剂充分混合均匀，得到均混物料；将得到的均混物料经双螺杆挤出机于265℃下挤出造粒后，采用吹膜机制成薄膜得到本发明的涂层材料。
对实施例1-5和对比例的涂层材料置于在太阳能电池背板的基材上，进行性能测试，测试结果如下表所示。
人工气候老化性 1000h 耐冲击性/100cm 冲击强度（正反）/cm 耐磨性/次
实施例1 无变化 无开裂/脱落 79 6880
实施例2 无变化 无开裂/脱落 70 6637
实施例3 无变化 无开裂/脱落 74 6904
实施例4 无变化 无开裂/脱落 77 6751
实施例5 无变化 无开裂/脱落 80 6785
对比例 无变化 有细微裂纹 58 6320
测试结果表明本发明为一种耐冲击性、耐磨性、耐气候老化性、机械性能以及综合使用性能优良的用于太阳能电池背板的涂层材料。
应当指出，以上所述仅为本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来讲，在不脱离本发明原理的前提下所做出的若干改进和润饰，也将视为本发明所涵盖的保护范围。

Claims (5)

1.太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：FEVE氟树脂30~60份、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物40~80份、氯磺化聚乙烯10~30份、乙酰化柠檬酸三丁酯3~15份、单氟磷酸钠20~40份、乙酸丁酯30~60份、二氧化硅5~10份、木质素磺酸盐2~10份、多聚磷酸铵5~12份、亚铁氰化铁30~60份、乙烯-辛烯共聚物5~15份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体0.5~2份、耐冲击改性剂30~60份、粘合偶联剂50~80份；
所述的耐冲击改性剂为癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯和异氰尿酸三缩水甘油酯的复合物，癸二酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯和异氰尿酸三缩水甘油酯的质量份比为2~5:1~3:1。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：FEVE氟树脂45份、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物60份、氯磺化聚乙烯20份、乙酰化柠檬酸三丁酯8份、单氟磷酸钠30份、乙酸丁酯45份、二氧化硅8份、木质素磺酸盐6份、多聚磷酸铵8份、亚铁氰化铁45份、乙烯-辛烯共聚物10份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体1份、耐冲击改性剂45份、粘合偶联剂65份。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料，其特征在于：所述的粘合偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
4.权利要求1或2所述的太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将上述原料中的FEVE氟树脂、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物、氯磺化聚乙烯、乙酰化柠檬酸三丁酯、单氟磷酸钠、乙酸丁酯、二氧化硅、木质素磺酸盐、多聚磷酸铵、亚铁氰化铁、乙烯-辛烯共聚物、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和耐冲击改性剂于100~130℃下充分混合均匀，经除水干燥后，于200~220℃下加入粘合偶联剂充分混合均匀，得到均混物料；将得到的均混物料经挤出造粒后，采用吹膜机制成薄膜得到本发明的涂层材料。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池背板FEVE氟树脂涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将上述原料中的FEVE氟树脂、四氟乙烯-六氟丙稀共聚物、氯磺化聚乙烯、乙酰化柠檬酸三丁酯、单氟磷酸钠、乙酸丁酯、二氧化硅、木质素磺酸盐、多聚磷酸铵、亚铁氰化铁、乙烯-辛烯共聚物、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体和耐冲击改性剂于115℃下充分混合均匀，经除水干燥后，于210℃下加入粘合偶联剂充分混合均匀，得到均混物料；将得到的均混物料经双螺杆挤出机于265℃下挤出造粒后，采用吹膜机制成薄膜得到本发明的涂层材料。
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