CN108659336A - 一种防霉抗菌型光伏背板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明所揭示的一种防霉抗菌型光伏背板，该光伏背板由外至内依次为耐候氟膜，胶粘层，PET，胶粘层及防霉抗菌膜，所述防霉抗菌膜由质量比如下的成分组成：聚烯烃60~95份；防霉抗菌剂0.1~7份；无机填料2~40份；抗氧剂0.1~10份；抗紫外剂0.1~5份，其中防霉抗菌剂为二氧化钛，其粒径小于100nm。本发明能够有效抑制背板中霉菌、微生物的生长或能够通过接触杀死霉菌及微生物，防止了因霉菌、微生物繁殖导致背板性能下降、外观异常等问题发生，保证了背板的长期性能稳定性。

Description

一种防霉抗菌型光伏背板及其制备方法
技术领域
本发明属于光伏背板技术领域，具体涉及一种防霉抗菌型光伏背板及其制备方法。
背景技术
太阳能背板位于太阳能组件的背面，与外环境大面积接触，对电池片起保护和支撑作用，故要求其与电池片、EVA有着良好的粘接性能，并且具备卓越的耐长期老化（湿热、干热、紫外）、耐电气绝缘、水汽阻隔等性能。
目前市面上的光伏背板种类比较多，通常为三层汉堡型结构，最外一层为耐候性能优异的PVF/PVDF膜，中间层为水汽阻隔性能及绝缘性能优异的聚酯（PET），最内层为与EVA粘接作用的PVF/PVDF膜，但是由于PVF/PVDF膜即使经过表面处理后与EVA的粘接性能仍不够理想，且价格较为昂贵，故目前市面上多使用价格相对优惠、与EVA粘接性能较为优异的聚烯烃膜作为背板的内层材料。
对于背板的最内层材料，除了具备与EVA良好的粘接性能外，还应具有耐紫外老化、耐黄变、高反射率等性能，以利于组件功率的提高，而聚烯烃膜的这些性能的获取往往是通过添加大量的改性助剂来实现。但此类聚烯烃背板在存储使用过程中，发现最内层即聚烯烃膜面会出现霉斑的现象，极大的影响了背板的外观，且实验数据表明，用此类背板制作的层压组件，出现霉斑后的背板与EVA的剥离力衰减了有20%甚至更高，严重影响了组件的正常使用,除此之外，使用霉变的背板或者在户外使用过程中背板发生霉变还会造成下述不良影响:
1、空气中的霉菌、微生物落到背板的聚烯烃膜表面，通过分泌出一些能分解聚烯烃膜中小分子物质的酶类，以聚烯烃膜中的添加剂为养料继续生长，甚至形成肉眼可见的霉斑，不仅严重影响了膜的外观，且这些霉菌、微生物及其代谢物的存在使背板的表面结构发生了改变，导致其与EVA层压后剥离力降低，影响了组件的长期耐久使用性能；
2、这些霉菌、微生物繁殖过程中分泌的酶等物质，多为具有导电性能的蛋白质、多糖等物质，改变了基体材料的导电性能，降低了背板的绝缘性能，除此之外，此类分泌物及其次级代谢物可能还具有一定的腐蚀性，不断腐蚀背板，导致背板的水汽阻隔性能直线下降，用此类背板制作的的组件，其PID效应会明显提高，加速组件的失效速率；
3、霉菌、微生物以膜内各种添加剂为食物源，导致增塑剂等助剂不断发生降解，使得聚烯烃膜脆化、收缩、进一步导致拉伸强度和完整性的损失，最后大大缩短了背板的使用寿命；
4、长期接触这类霉变背板的工作人员，极有可能受到病菌感染而患上疾病，危害人体健康。
综上所述，提高背板的抗菌防霉效果，防止背板在存储、使用过程中发生霉变显得尤为重要，而目前并没有此类防霉抗菌背板产品或相关改进措施及报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防霉抗菌型光伏背板，能够有效抑制背板中霉菌、微生物的生长或能够通过接触杀死霉菌及微生物，防止了因霉菌、微生物繁殖导致背板性能下降、外观异常等问题发生，保证了背板的长期性能稳定性。
为达到上述目的，本发明所揭示的一种防霉抗菌型光伏背板，该光伏背板由外至内依次为耐候氟膜，胶粘层，PET，胶粘层及防霉抗菌膜，所述防霉抗菌膜由质量比如下的成分组成：聚烯烃 60~95份；防霉抗菌剂0.1~7份；无机填料 2~40份；抗氧剂0.1~10份；抗紫外剂0.1~5份，其中防霉抗菌剂为二氧化钛，其粒径小于100nm。
作为优选，所述聚烯烃为线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚异丁烯、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种混合。
作为优选，所述防霉抗菌剂的二氧化钛，其粒径小于20nm。
作为优选，无机填料为粒径为0.1~2μm的二氧化钛、氧化铝、氧化锌、滑石粉、碳酸钙中的一种或几种混合。
作为优选，所述抗氧剂为季戊四醇四(双-T-丁基羟基氢化肉桂酸)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、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)中的一种或多种组合。
作为优选，所述抗紫外剂为2，2’-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2-(2’- 羟基 -5’- 氨苯基 ) 苯并三唑、双水杨酸双酚 A 酯、双-(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基)甲烷、癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯中的一种或多种组合。
一种防霉抗菌型光伏背板的制备工艺，包括如下步骤：
a、将防霉抗菌剂与聚烯烃按照0.2~4：1的比例投入到高混机中进行混合10~40min，然后投入到双螺杆挤出机中，在150~220℃下熔融挤出造粒并干燥，获得防霉抗菌母粒；
b、然后将步骤a中的母粒与无机填料，抗氧剂，抗紫外剂按比例投入到高混机中进行混合，然后投入到双螺杆挤出机中，在160~220℃下熔融挤出造粒并干燥；
c、将步骤b干燥后的粒子投入到流延机中，在160~220℃下流延成膜，经冷却，切边后收卷得到防霉抗菌膜；
d、利用挤出涂覆胶水的形式在PET层两侧涂覆胶水，然后将耐候氟膜及步骤c制备的防霉抗菌膜复合到PET两侧，得到防霉抗菌背板。
本发明所揭示的一种防霉抗菌型光伏背板，在保证光伏背板的耐老化性能外，通过对背板结构中最容易霉变的聚烯烃膜进行配方升级，引入特殊的防霉抗菌剂，从而达到防霉抗菌效果，该防霉抗菌剂是一种高效光催化抗菌剂，有别于普通抗菌剂，普通抗菌剂只能杀死细菌，并不能有效分解细菌残骸，而这些未能得到有效分解的细菌残骸恰恰能释放出一些有毒成分（如内毒素），这些有毒成分可引起伤寒、霍乱等疾病。而本发明所述光催化抗菌剂却能迅速有效地分解构成细菌的有机物，达到杀菌作用，同时在一些活性氧物质（·O2，·OOH，H2O2）的协同作用下，可有效地降解细菌残骸释放出的有毒复合物，其杀菌效果迅速、彻底，极其安全、环保；除此之外，其主体成分为无机氧化物，耐热性能非常优异，能够耐受500℃以上高温，丝毫不受生产加工及使用过程中的高温影响，且不存在任何溶解、析出情况，抗菌性能稳定而持久。
与现有技术相比，本发明所揭示的一种防霉抗菌型光伏背板，通过对背板内层聚烯烃膜的配方优化升级，赋予该聚烯烃膜及背板防霉抗菌性能，有效延长背板储存时长且降低了背板储存环境条件，防止并杜绝了背板因霉变导致的一系列问题，保证了背板的长期性能稳定性。
具体实施例
下面通过具体的实施例将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明所揭示的一种防霉抗菌型光伏背板，该光伏背板由外至内依次为耐候氟膜，胶粘层，PET，胶粘层及防霉抗菌膜，所述防霉抗菌膜由质量比如下的成分组成：聚烯烃聚烯烃 60~95份；防霉抗菌剂0.1~7份；无机填料 2~40份；抗氧剂0.1~10份；抗紫外剂0.1~5份。
其中：所述聚烯烃为线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚异丁烯、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种混合。
所述防霉抗菌剂为二氧化钛，其粒径小于100nm，而小于20nm更好。
所述无机填料为粒径为0.1~2μm的二氧化钛、氧化铝、氧化锌、滑石粉、碳酸钙中的一种或几种混合。
所述抗氧剂为季戊四醇四(双-T-丁基羟基氢化肉桂酸)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、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)中的一种或多种组合。
所述抗紫外剂为2，2’-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2-(2’- 羟基-5’- 氨苯基 ) 苯并三唑、双水杨酸双酚 A 酯、双-(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基)甲烷、癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯中的一种或多种组合。、
由于上述防霉抗菌剂粒径较小，存储、使用过程中极易团聚，进而影响防霉抗菌效果，因此，需预先进行防霉抗菌母粒制作，具体的光伏背板的制备过程为：
a、将防霉抗菌剂与聚烯烃按照0.2~4：1的比例投入到高混机中进行混合10~40min，然后投入到双螺杆挤出机中，在150~220℃下熔融挤出造粒并干燥，获得防霉抗菌母粒；
b、然后将步骤a中的母粒与无机填料，抗氧剂，抗紫外剂按比例投入到高混机中进行混合，然后投入到双螺杆挤出机中，在160~220℃下熔融挤出造粒并干燥；
c、将步骤b干燥后的粒子投入到流延机中，在160~220℃下流延成膜，经冷却，切边后收卷得到防霉抗菌膜；
d、利用挤出涂覆胶水的形式在PET层两侧涂覆胶水，然后将耐候氟膜及步骤c制备的防霉抗菌膜复合到PET两侧，得到防霉抗菌背板。
下面以具体实施例对本申请的技术内容进行详细描述。
具体实施例1
一种防霉抗菌型光伏背板的制备工艺，包括如下步骤：
将防霉抗菌剂50份，聚丙烯50份投到高混机中混合30min，然后投到双螺杆挤出机中，在180℃下熔融挤出造粒获得防霉抗菌母粒并干燥保存；
将上述防霉抗菌母粒4份、聚丙烯88份、二氧化钛4份、十八烷基3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯2份、2，2’-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)2份投到高混机中混合，然后在180℃下熔融挤出造粒并干燥；
将干燥后的粒子投入流延机中，在190℃下流延成膜，经冷却、切边后收卷即得到抗菌防霉的聚烯烃膜；
利用挤出涂覆胶水方式将胶水涂覆到PET上，然后把耐候氟膜和上述抗菌防霉聚烯烃膜复合到PET两侧，即得到防霉抗菌背板。
具体实施例2
一种防霉抗菌型光伏背板的制备工艺，包括如下步骤：
将防霉抗菌剂60份，高密度聚乙烯40份投到高混机中混合20min，然后投到双螺杆挤出机中在190℃下熔融挤出造粒获得防霉抗菌母粒并干燥保存；
将上述防霉抗菌母粒3份、线型低密度聚乙烯15份、聚丙烯73份、氧化铝4份、季戊四醇四(双-T-丁基羟基氢化肉桂酸)酯3份、双-(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基)甲烷2份投到高混机中混合，然后在170℃下熔融挤出造粒并干燥；
将干燥后的粒子投入流延机中，在185℃下流延成膜，经冷却、切边后收卷即得到抗菌防霉的聚烯烃膜；
利用挤出涂覆胶水方式将胶水涂覆到PET上，然后把氟膜和上述抗菌防霉聚烯烃膜复合到PET两侧，即得到防霉抗菌背板。
上述两个实施例中配比完成的成品各项性能的对比如表1所示：
表1

Claims (7)

1. 一种防霉抗菌型光伏背板，其特征在于：该光伏背板由外至内依次为耐候氟膜，胶粘层，PET，胶粘层及防霉抗菌膜，所述防霉抗菌膜由质量比如下的成分组成：聚烯烃 60~95份；防霉抗菌剂0.1~7份；无机填料 2~40份；抗氧剂0.1~10份；抗紫外剂0.1~5份，其中防霉抗菌剂为二氧化钛，其粒径小于100nm。
2.根据权利要求1所述的一种防霉抗菌型光伏背板，其特征在于：所述聚烯烃为线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚异丁烯、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种混合。
3.根据权利要求1所述的一种防霉抗菌型光伏背板，其特征在于：所述防霉抗菌剂的二氧化钛，其粒径小于20nm。
4.根据权利要求1所述的一种防霉抗菌型光伏背板，其特征在于：无机填料为粒径为0.1~2μm的二氧化钛、氧化铝、氧化锌、滑石粉、碳酸钙中的一种或几种混合。
5.根据权利要求1所述的一种防霉抗菌型光伏背板，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、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、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)中的一种或多种组合。
6. 根据权利要求1所述的一种防霉抗菌型光伏背板，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-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2-(2’- 羟基-5’- 氨苯基 ) 苯并三唑、双水杨酸双酚 A 酯、双-(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰基苯基)甲烷、癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯中的一种或多种组合。
7.一种防霉抗菌型光伏背板的制备工艺，实现对权利要求1中光伏背板的制备，其特征在于包括如下步骤：
a、将防霉抗菌剂与聚烯烃按照0.2~4：1的比例投入到高混机中进行混合10~40min，然后投入到双螺杆挤出机中，在150~220℃下熔融挤出造粒并干燥，获得防霉抗菌母粒；
b、然后将步骤a中的母粒与无机填料，抗氧剂，抗紫外剂按比例投入到高混机中进行混合，然后投入到双螺杆挤出机中，在160~220℃下熔融挤出造粒并干燥；
c、将步骤b干燥后的粒子投入到流延机中，在160~220℃下流延成膜，经冷却，切边后收卷得到防霉抗菌膜；
d、利用挤出涂覆胶水的形式在PET层两侧涂覆胶水，然后将耐候氟膜及步骤c制备的防霉抗菌膜复合到PET两侧，得到防霉抗菌背板。
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