CN109942962B - 聚烯烃薄膜及其制备方法、太阳能电池背板和太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了聚烯烃薄膜及其制备方法、太阳能电池背板和太阳能电池。该制备聚烯烃薄膜的方法包括将10重量份~50重量份的聚偏氟乙烯和聚全氟乙丙烯中的至少一种、50重量份~90重量份的聚丙烯和/或聚乙烯、1重量份~10重量份的相容剂以及1重量份~20重量份的抗老化剂混合,并将所得到的混合物制成母料;将聚烯烃树脂、所述母料以及无机填料混合后进行挤出处理,以便得到所述聚烯烃薄膜。该方法中无机填料不易降解氟树脂、温度控制窗口宽,制备的聚烯烃薄膜的氟元素分布均匀、热稳定性强、耐紫外性能好、黄色指数低。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域,具体地,涉及聚烯烃薄膜及其制备方法、太阳能电池背板和太阳能电池。
背景技术
目前太阳能电池背板通常采用聚烯烃薄膜作为内粘结层,而制备聚烯烃薄膜因加工方式不同,加工温度一般在190-270℃。然而,加工温度在200℃以上时,无机填料(主要为二氧化钛)会显著加速氟树脂的分解,会导致聚烯烃薄膜加工方式及温度控制窗口都受到严重限制,稍有超温就会导致聚烯烃薄膜发黄;另外,氟树脂直接以聚偏氟乙烯(PVDF)的形式加入,由于部分氟树脂会被无机填料分解,导致氟元素的分布不均匀,局部含氟量低甚至不含有氟元素,从而导致聚烯烃薄膜的耐候性变差。
因而,现有的聚烯烃薄膜的相关技术仍有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。本发明的一个目的在于提出一种原料中的无机填料不易降解氟树脂、温度控制窗口宽、或者制备的聚烯烃薄膜的氟元素分布均匀、热稳定性强、耐紫外性能好或者黄色指数低的制备聚烯烃薄膜的方法。
在本发明的一个方面,本发明提供了一种制备聚烯烃薄膜的方法。根据本发明的实施例,该制备聚烯烃薄膜的方法包括将10重量份~50重量份的聚偏氟乙烯和聚全氟乙丙烯中的至少一种、50重量份~90重量份的聚丙烯和/或聚乙烯、1重量份~10重量份的相容剂以及1重量份~20重量份的抗老化剂混合,并将所得到的混合物制成母料;将聚烯烃树脂、所述母料以及无机填料混合后进行挤出处理,以便得到所述聚烯烃薄膜。该方法在生产过程中无机填料不易降解氟树脂、温度控制窗口宽。
根据本发明的实施例,所述聚烯烃树脂为聚丙烯树脂、聚乙烯树脂以及α烯烃共聚物中的至少一种。
根据本发明的实施例,所述α烯烃共聚物的熔融温度为30℃~90℃、熔体流动速率为0.5 g/10min~15 g/10min。
根据本发明的实施例,所述α烯烃共聚物包括乙烯-α烯烃共聚物和丙烯-α烯烃共聚物中的至少一种。
根据本发明的实施例,所述相容剂包括聚乙烯和/或聚丙烯的极性接枝共聚物。
根据本发明的实施例,所述聚乙烯和/或聚丙烯的极性接枝共聚物包括马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯以及甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯中的至少一种。
根据本发明的实施例,所述聚丙烯包括无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的至少一种。
根据本发明的实施例,所述聚乙烯包括低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯以及高密度聚乙烯中的至少一种。
根据本发明的实施例,所述抗老化剂包括酸吸收剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、自由基淬灭剂和金属离子捕捉剂中的至少一种。
根据本发明的实施例,所述无机填料包括二氧化钛。
根据本发明的实施例,所述无机填料还包括氧化铝、碳酸钙、碳酸镁、硫酸铝、硫酸钡、硅酸铝、硅酸镁和二氧化硅中的至少一种。
在本发明的另一个方面,本发明提供了一种聚烯烃薄膜。根据本发明的实施例,该聚烯烃薄膜包括层叠设置的第一膜层、第二膜层以及第三膜层,其中,所述第一膜层是利用前面所述的方法制备的。发明人发现,该聚烯烃薄膜具有前面所述的聚烯烃薄膜的优点,在此不再赘述。
根据本发明的实施例,所述第二膜层和所述第三膜层中的至少一层是利用前面所述的方法制备的。
根据本发明的实施例,形成所述第一膜层的材料包括100重量份的第一组合物、1重量份~40重量份的母料、5重量份~20重量份的α烯烃共聚物以及1重量份~20重量份的所述无机填料;其中,所述第一组合物包括聚乙烯和无规共聚聚丙烯,且所述第一组合物中所述聚乙烯的质量百分含量不低于20%。
根据本发明的实施例,形成所述第二膜层的材料包括100重量份的第二组合物以及1重量份~20重量份的所述无机填料;其中,所述第二组合物包括聚乙烯;以及均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的至少一种,且所述第二组合物中所述聚乙烯的质量百分含量不低于15%,所述均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的至少一种的质量百分含量不低于50%。
根据本发明的实施例,形成所述第三膜层的材料包括100重量份的第三组合物、5重量份~40重量份的所述α烯烃共聚物以及1重量份~20重量份的所述无机填料;其中,所述的第三组合物中包括均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的至少一种,且所述第三组合物中所述均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的至少一种的质量百分含量不低于50%。
根据本发明的实施例,所述第二组合物还包括所述母料和由所述抗老化剂形成的母料中的至少一种。
根据本发明的实施例,所述第三组合物还包括聚乙烯、所述母料和由所述抗老化剂形成的母料中的至少一种。
根据本发明的实施例,该聚烯烃薄膜满足以下条件的至少一种:黄色指数不大于9.72;经过120 kw·h/m2紫外老化试验后,表观正常或无裂纹;经过150℃热氧老化试验14天后,拉伸强度保持率不小于85.3%;经过150℃热氧老化试验14天后,断裂伸长率保持率不小于75.0%。
在本发明的再一个方面,本发明提供了一种太阳能电池背板。根据本发明的实施例,该太阳能电池背板包括粘结层;第一胶黏层,所述第一胶黏层设置在所述粘结层的表面上;支撑层,所述支撑层设置在所述第一胶黏层远离所述粘结层的表面上;第二胶黏层,所述第二胶黏层设置在所述支撑层远离所述第一胶黏层的表面上;以及耐候层,所述耐候层设置在所述第二胶黏层远离所述支撑层的表面上,其中,所述粘结层是由前面所述的聚烯烃薄膜形成的。发明人发现,该太阳能电池背板的强度高、不易开裂、寿命长、使用性能好、能够满足实际使用需求、商业前景好。
在本发明的再一个方面,本发明提供了一种太阳能电池。根据本发明的实施例,该太阳能电池包括前面所述的太阳能电池背板。发明人发现,该太阳能电池的运行功率高、使用寿命长、商业前景好。
本发明具有以下有益的技术效果:
本发明的聚烯烃薄膜,在制备时将氟树脂和抗老化剂共同做成母料,可以解决氟树脂在200℃以上的加工温度下遇无机填料易分解的技术问题,加宽含氟聚烯烃薄膜制备时的温度控制窗口,并且能够使得氟树脂在聚烯烃薄膜中分布得更加均匀,将此技术方案应用于三层结构的聚烯烃薄膜中,可以获得耐候性、粘结性和耐热性优异的太阳能电池背板用聚烯烃薄膜。
附图说明
图1显示了本发明一个实施例的制备聚烯烃薄膜的方法的流程示意图。
图2显示了本发明一个实施例的聚烯烃薄膜的剖面结构示意图。
图3显示了本发明一个实施例的太阳能电池背板的剖面结构示意图。
图4显示了本发明一个实施例的太阳能电池的剖面结构示意图。
附图标记:
10:太阳能电池 100:太阳能电池背板 109:聚烯烃薄膜 110:粘结层 111:第一膜层 112:第二膜层 113:第三膜层 120:第一胶黏层 130:支撑层 140:第二胶黏层 150:耐候层 200:太阳能电池片 300:黏连层
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的一个方面,本发明提供了一种制备聚烯烃薄膜的方法。根据本发明的实施例,参照图1,该制备聚烯烃薄膜的方法包括以下步骤:
S100:将反应原料按照预定比例混合,并将所得到的混合物制成母料。
根据本发明的实施例,所述母料的制备过程为混合、熔融挤出、造粒,其具体工艺条件和参数等不再过多赘述。
根据本发明的实施例,形成所述母料的步骤包括:将10重量份~50重量份的聚偏氟乙烯和聚全氟乙丙烯中的至少一种(需要说明的是,在本文中提及某重量份的A物质和B物质中的至少一种时,均是指A物质和B物质的总和是该重量份,下文中不再作特别说明)、50重量份~90重量份的聚丙烯、1重量份~10重量份的相容剂以及1重量份~20重量份的所述抗老化剂混合。在本发明的一些实施例中,聚偏氟乙烯和聚全氟乙丙烯中的至少一种的重量份数可以为10重量份、20重量份、30重量份、40重量份或者50重量份等;聚丙烯的重量份数可以为50重量份、60重量份、70重量份、80重量份或者90重量份等;相容剂的重量份数可以为1重量份、2重量份、5重量份、8重量份或者10重量份等;抗老化剂的重量份数可以为1重量份、5重量份、10重量份、15重量份或者20重量份等,母料各组分之间的配比较佳,可使各组分之间相配合的较好,母料各组分相容性较好,稳定性较好,抗老化性较好。
根据本发明的实施例,需要说明的是,本领域技术人员可以理解,此处的聚偏氟乙烯和聚全氟乙丙烯即为前文中所述的氟树脂;抗老化剂可以包括酸吸收剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、自由基淬灭剂和金属离子捕捉剂等,前面所述的抗老化剂的种类均为常规抗老化剂的种类,例如可以是抗氧剂1010等,或者抗氧剂1010与其他种类的抗老化剂按照常规配比形成的混合物,其具体种类和配比,在此不再过多赘述;所述聚丙烯可以包括无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯等(需要说明的是,在本发明中,无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯均是指由丙烯和另一种有机物(如乙烯等)共聚形成的产物,下文中不再作特别说明),所述聚乙烯可以包括低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯和高密度聚乙烯等,其中,低密度聚乙烯可以是线性低密度聚乙烯,可以使母料中各组分混合得更充分,还可以使母料与聚烯烃树脂和无机填料之间融合的更好,利于后续应用;所述相容剂可以包括聚乙烯和/或聚丙烯的极性接枝共聚物,采用前述相容剂,母料各组分融合地更充分,可以相互配合起到协同作用,具体地,所述聚乙烯和/或聚丙烯的极性接枝共聚物可以包括马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)、聚甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯(PP-g-PMMA)以及甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯(PP-g-GMA)、马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)、聚甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯(PE-g-PMMA)以及甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯(PE-g-GMA)等。
S200:将聚烯烃树脂、所述母料以及无机填料混合后进行挤出处理,以便得到所述聚烯烃薄膜。
根据本发明的实施例,聚烯烃树脂可以是聚丙烯树脂、聚乙烯树脂和α烯烃共聚物,或者以上三种聚合物中任意两种或三种的混合物,特别适合作为太阳能电池背板的粘结层,其作为粘结层后具有较好的阻隔性,能够使得太阳能电池背板对太阳能电池中的太阳能电池片起到很好的保护作用,且具有优良的绝缘厚度和较高的熔点。
根据本发明的实施例,所述α烯烃共聚物包括乙烯-α烯烃共聚物和丙烯-α烯烃共聚物中的至少一种,具体地,可以为乙烯丙烯共聚物、乙烯辛烯共聚物等,可以使得形成的所述聚烯烃薄膜的性能较佳。
根据本发明的实施例,所述α烯烃共聚物的熔融温度为30℃~80℃、熔体流动速率为0.5 g/10min~15 g/10min,所述α烯烃共聚物的熔融温度可以为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃或者80℃等;所述熔体流动速率可以为0.5 g/10min、1 g/10min、1.5 g/10min、3 g/10min、5 g/10min、10 g/10min或者15 g/10min等。由此,α烯烃共聚物的熔融温度和熔体流动速率均较为合适,可以与其他材料较好的结合。
根据本发明的实施例,所述无机填料可以包括二氧化钛,更进一步地,还可以包括氧化铝、碳酸钙、碳酸镁、硫酸铝、硫酸钡、硅酸铝、硅酸镁和二氧化硅等。在本发明的一些实施例中,所述无机填料中包括二氧化钛(钛白粉),可使聚烯烃薄膜具备良好的紫外屏蔽效果,保护背板支撑层不被紫外光破坏,但由于二氧化钛会加速氟树脂分解,导致聚烯烃薄膜生产工艺的温度控制窗口窄,稍有超温就会导致发黄,本发明先将制备聚烯烃薄膜的原料中的氟树脂和抗老化剂混合并共同形成母料后,再将母料与其他原料进行挤出处理得到聚烯烃薄膜,因此,在生产聚烯烃薄膜时无机填料不易降解氟树脂、温度控制窗口宽。
根据本发明的实施例,在将聚烯烃树脂、所述母料和无机填料进行混合时,聚烯烃树脂、母料和无机填料三者之间的配比可以是102~113:0.2~40:1~20。在本发明的一些实施例中,聚烯烃树脂、母料和无机填料三者之间的配比是102:0.2:1、108:20:10或者113:40:20等,可使得母料聚烯烃树脂、母料和无机填料三者之间的配比较为合适,所形成的聚烯烃薄膜中各方面的性能均较好。
在本发明的一个方面,本发明提供了一种聚烯烃薄膜。根据本发明的实施例,参照图2,该聚烯烃薄膜109包括层叠设置的第一膜层111、第二膜层112以及第三膜层113,其中,所述第一膜层111是利用前面所述的方法制备的。该聚烯烃薄膜109具有前面所述的聚烯烃薄膜的优点,在此不再赘述。
根据本发明的实施例,除所述第一膜层111利用前面所述的方法制备以外,在本发明的另一些实施例中,所述第二膜层112和所述第三膜层113中的至少一种也可以是利用前面所述的方法制备的,具体地,既可以是第二膜层112是利用前面所述的方法制备的,也可以是第三膜层113利用前面所述的方法制备,还可以是所述第二膜层112和所述第三膜层113均由前面所述的方法制备。
根据本发明的实施例,形成所述第一膜层111的材料可以包括100重量份的第一组合物、1重量份~40重量份的所述母料、5重量份~20重量份的α烯烃共聚物以及1重量份~20重量份的所述无机填料;其中,所述第一组合物包括聚乙烯和无规共聚聚丙烯,且所述第一组合物中所述聚乙烯的质量百分含量不低于20%。在本发明的一些实施例中,基于第一组合物的重量份数为100重量份,所述母料的重量份数可以为1重量份、10重量份、20重量份或者40重量份等;所述α烯烃共聚物的重量份数可以为1重量份、5重量份、10重量份或者20重量份等;所述无机填料的重量份数可以为1重量份、5重量份、10重量份或者20重量份等;在所述第一组合物中,所述聚乙烯的质量百分含量可以为20%、30%或者40%等,当形成所述第一膜层111为如上所述的材料时,所述聚烯烃薄膜109在作为太阳能电池背板的粘结层时,其与太阳能电池背板中的黏连层(通常为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA))之间相连接的较为稳固,可以使得太阳能电池背板的稳定性更好,使用寿命长。
根据本发明的实施例,形成所述第二膜层的材料包括100重量份的第二组合物以及1重量份~20重量份的所述无机填料;其中,所述第二组合物包括聚乙烯;以及均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的至少一种,且所述第二组合物中所述聚乙烯的质量百分含量不低于15%,所述均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的至少一种的质量百分含量不低于50%。在本发明的一些实施例中,基于所述第二组合物的重量份数为100重量份,所述无机填料的重量份数可以为1重量份、5重量份、10重量份或者20重量份等;在所述第二组合物中,所述聚乙烯的质量百分含量可以是15%、25%或者35%等;所述均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的至少一种的质量百分含量可以为50%、60%或者70%等,当形成所述第二膜层112为如上所述的材料时,所述聚烯烃薄膜109在作为太阳能电池背板的粘结层时,具有较好的耐热性,可以使得太阳能电池背板的稳定性更好,使用寿命长。
根据本发明的实施例,所述第二组合物还包括所述母料和由所述抗老化剂形成的母料中的至少一种,所述母料是指S100中形成的母料,其形成的具体步骤、原料以及工艺条件等均与前面所述相同,在此不再过多赘述;另外,由抗老化剂形成的母料是指由前面S100中所述的抗老化剂单独制作形成的母料。
根据本发明的实施例,形成所述第三膜层的材料包括100重量份的第三组合物、5重量份~40重量份的所述α烯烃共聚物以及1重量份~20重量份的所述无机填料;其中,所述的第三组合物中包括均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的至少一种,且所述第三组合物中所述均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的至少一种的质量百分含量不低于50%。在本发明的一些实施例中,基于所述第三组合物的重量份数为100重量份,所述α烯烃共聚物的重量份数可以为5重量份、10重量份、20重量份或者40重量份等;所述无机填料的重量份数可以为1重量份、5重量份、10重量份或者20重量份等;在所述第三组合物中,所述均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的至少一种的质量百分含量可以为50%、60%或者70%等。当形成所述第三膜层113为如上所述的材料时,所述聚烯烃薄膜109在作为太阳能电池背板的粘结层时,可以与支撑层(通常可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))之间相连接的较为稳固,可以使得太阳能电池背板的稳定性更好,使用寿命长。
根据本发明的实施例,第三组合物还包括聚乙烯、所述母料和由所述抗老化剂形成的母料中的至少一种,所述母料是指S100中形成的母料,其形成的具体步骤、原料以及工艺条件等均与前面所述相同,在此不再过多赘述;所由抗老化剂形成的母料是指由前面S100中所述的抗老化剂单独制作形成的母料。
根据本发明的实施例,所述聚烯烃薄膜109满足以下条件的至少一种:黄色指数不大于9.72;经过120 kw·h/m2紫外老化试验后,表观正常或无裂纹;经过150℃热氧老化试验14天后,拉伸强度保持率不小于85.3%;经过150℃热氧老化试验14天后,断裂伸长率保持率不小于75.0%。
在本发明的再一个方面,本发明提供了一种太阳能电池背板。根据本发明的实施例,参照图3,该太阳能电池背板100包括粘结层110;第一胶黏层120,所述第一胶黏层120设置在所述粘结层110的表面上;支撑层130,所述支撑层130设置在所述第一胶黏层120远离所述粘结层110的表面上;第二胶黏层140,所述第二胶黏层140设置在所述支撑层130远离所述第一胶黏层120的表面上;以及耐候层150,所述耐候层150设置在所述第二胶黏层140远离所述支撑层130的表面上,其中,所述粘结层110是由前面所述的聚烯烃薄膜形成的。发明人发现,该太阳能电池背板100的强度高、不易开裂、寿命长、使用性能好、能够满足实际使用需求、商业前景好。
根据本发明的实施例,所述粘结层100由前面所述的聚烯烃薄膜形成,所述支撑层130的材料可以为经过耐候改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的树脂膜,所述耐候层150的材料可以为聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯的均聚物或者共聚物,以上各层的厚度均可以为常规厚度。
在本发明的再一个方面,本发明提供了一种太阳能电池。根据本发明的实施例,参照图4,该太阳能电池10包括:太阳能电池片200;黏连层300,所述黏连层300形成在所述太阳能电池片200的表面上;以及前面所述的太阳能电池背板100,所述太阳能电池背板100设置在所述黏连层300远离所述太阳能电池片200的表面上,所述太阳能电池背板100的粘结层110与所述黏连层300相接触。发明人发现,该太阳能电池10的运行功率高、使用寿命长、商业前景好。
根据本发明的实施例,所述太阳能电池背板100对所述太阳能电池片200的背面起到很好的保护作用,使太阳能电池片200在使用较长时间以后,仍具有较高的运行功率。
根据本发明的实施例,所述黏连层300的材料可以为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA),可使在所述太阳能电池10中,太阳能电池背板100和太阳能电池片200之间黏连较稳定。
根据本发明的实施例,所述太阳能电池片200和太阳能电池10还包括常规的结构、部件,如光伏玻璃、光伏板栅线以及密封材料等,在此不再过多赘述。
下面详细描述本发明的实施例。
实施例1
聚丙烯薄膜包括层叠设置的第一膜层、第二膜层以及第三膜层。
形成第一膜层的材料组成包括:聚乙烯30重量份、无规共聚聚丙烯70重量份、母料40重量份、乙烯丙烯共聚物20重量份以及钛白粉8重量份,其中,乙烯丙烯共聚物不包括无规共聚聚丙烯。
形成第二膜层的材料组成包括:聚乙烯15重量份、均聚聚丙烯85重量份、钛白粉20重量份以及由抗氧剂1010、抗氧剂168组成的混合物形成的母料6重量份。
形成第三膜层的材料组成包括:聚乙烯20重量份、乙烯丙烯共聚物10重量份、嵌段共聚聚丙烯80重量份、钛白粉12重量份以及母料10重量份,乙烯丙烯共聚物不包括嵌段共聚聚丙烯。
其中,母料包括聚偏氟乙烯10重量份,无规共聚聚聚丙烯85重量份,马来酸酐接枝聚丙烯5重量份,抗氧剂1010、抗氧剂168组成的混合物5重量份。
实施例2
聚丙烯薄膜包括层叠设置的第一膜层、第二膜层以及第三膜层。
形成第一膜层的材料组成包括:聚乙烯25重量份、无规共聚聚丙烯75重量份、母料20重量份、乙烯辛烯共聚物15重量份以及二氧化钛1重量份。
形成第二膜层的材料组成包括:聚乙烯20重量份、嵌段共聚聚丙烯75重量份、母料5重量份以及二氧化钛15重量份。
形成第三膜层的材料组成包括:聚乙烯20重量份、无规共聚聚丙烯70重量份、乙烯辛烯共聚物5重量份、二氧化钛20重量份以及由抗氧剂1010、抗氧剂168组成的混合物形成的母料10重量份。
其中,母料包括聚偏氟乙烯40重量份,无规共聚聚聚丙烯50重量份,马来酸酐接枝聚丙烯1重量份,抗氧剂1010、抗氧剂168组成的混合物10重量份。
实施例3
聚丙烯薄膜包括层叠设置的第一膜层、第二膜层以及第三膜层。
形成第一膜层的材料组成包括:聚乙烯45重量份、无规共聚聚丙烯55重量份、母料1重量份、乙烯辛烯共聚物5重量份以及二氧化钛20重量份。
形成第二膜层的材料组成包括:聚乙烯15重量份、均聚聚丙烯75重量份、母料10重量份以及二氧化钛1重量份。
形成第三膜层的材料组成包括:聚乙烯25重量份、嵌段聚丙烯70重量份、母料5重量份、二氧化钛1重量份以及乙烯辛烯共聚物40重量份。
其中,母料包括聚偏氟乙烯50重量份,聚丙烯55重量份,马来酸酐接枝聚丙烯5重量份,抗氧剂1010、抗氧剂168组成的混合物1重量份。
对比例1
聚丙烯薄膜包括层叠设置的第一膜层、第二膜层以及第三膜层。
形成第一膜层的材料组成包括:聚乙烯30重量份、无规共聚聚丙烯70重量份、乙烯丙烯共聚物20重量份以及二氧化钛8重量份,其中,乙烯丙烯共聚物不包括无规共聚聚丙烯。
形成第二膜层的材料组成包括:聚乙烯15重量份、均聚聚丙烯85重量份、由抗氧剂1010、抗氧剂168组成的混合物形成的母料6重量份以及二氧化钛20重量份。
形成第三膜层的材料组成包括:聚乙烯20重量份、乙烯丙烯共聚物10重量份、嵌段共聚聚丙烯80重量份、由抗氧剂1010、抗氧剂168组成的混合物形成的母料3重量份以及二氧化钛12重量份,其中,乙烯丙烯共聚物不包括嵌段共聚聚丙烯10重量份。
对比例2
聚丙烯薄膜包括层叠设置的第一膜层、第二膜层以及第三膜层。
形成第一膜层的材料组成包括:聚乙烯30重量份、嵌段共聚聚丙烯70重量份、聚偏氟乙烯20重量份、乙烯丙烯共聚物5重量份以及二氧化钛10重量份,其中乙烯丙烯共聚物不包括嵌段共聚聚丙烯。
形成第二膜层的材料组成包括:聚乙烯15重量份、均聚聚丙烯75重量份、由抗氧剂1010、抗氧剂168组成的混合物形成的母料10重量份以及二氧化钛15重量份。
形成第三膜层的材料组成包括:聚乙烯25重量份、无规共聚聚丙烯65重量份、聚偏氟乙烯10重量份、抗氧剂1010、抗氧剂168组成的混合物1重量份以及二氧化钛10重量份。
对比例3
聚丙烯薄膜包括层叠设置的第一膜层、第二膜层以及第三膜层。
形成第一膜层的材料组成包括:聚乙烯25重量份、无规共聚聚丙烯75重量份、母料20重量份、由抗氧剂1010、抗氧剂168组成的混合物形成的母料5重量份、乙烯辛烯共聚物15重量份以及二氧化钛1重量份,其中,母料包括聚偏氟乙烯40重量份,无规共聚聚丙烯50重量份,马来酸酐接枝聚丙烯1重量份,抗老化剂0.5重量份。
形成第二膜层的材料组成包括:聚乙烯20重量份、嵌段共聚聚丙烯75重量份、由抗氧剂1010、抗氧剂168组成的混合物形成的母料5重量份以及二氧化钛15重量份。
形成第三膜层的材料组成包括:聚乙烯20重量份、无规共聚聚丙烯70重量份、乙烯辛烯共聚物5重量份、由抗氧剂1010、抗氧剂168组成的混合物形成的母料10重量份以及二氧化钛20重量份。
分别将实施例1~3和对比例1~3中形成第一膜层的材料、形成第二膜层的材料以及形成第三膜层的材料混合均匀后加入单螺杆挤出机中进行挤出处理(主机温度230℃,模具温度220℃),分别得到实施例1~3和对比例1~3的聚烯烃薄膜,其性能测试结果见表1。
性能测试方法:
1、黄色指数:根据《GB/T 2409-1980》进行;
2、紫外老化试验:利用上海尚信环境测控技术有限公司标准紫外箱进行,根据IEC61215和IEC61646进行测试;
3、热氧老化试验:将样品裁成A4纸大小放入鼓风烘箱中,温度设定150℃,热烘14天后取出;
4、拉伸强度保持率与断裂伸长率保持率:将样品裁成长约15 cm,宽约1.5 cm的样条。采用拉力机(型号为CMT6104,美斯特工业系统有限公司),以初始长度50 mm,拉伸速度350 mm/min的条件进行拉伸,断裂后记录初始拉伸强度与初始断裂伸长率。样品经过热氧老化实验之后,采用同样的方法进行测试,拉伸强度保持率=热氧后拉伸强度/初始拉伸强度;断裂伸长率保持率=热氧后断裂伸长率/初始断裂伸长率。
表1 实施例1~实施例3和对比例1~对比例3聚烯烃薄膜的性能测试结果
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (11)
1.一种制备聚烯烃薄膜的方法,其特征在于,包括:
将10重量份~50重量份的聚偏氟乙烯和聚全氟乙丙烯中的至少一种、50重量份~90重量份的聚丙烯和/或聚乙烯、1重量份~10重量份的相容剂以及1重量份~20重量份的抗老化剂混合,并将所得到的混合物制成母料;
将聚烯烃树脂、所述母料以及无机填料混合后进行挤出处理,以便得到所述聚烯烃薄膜,
所述聚烯烃树脂、所述母料和所述无机填料三者之间的质量比为102~113:0.2~40:1~20。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述聚烯烃树脂为聚丙烯树脂、聚乙烯树脂以及α烯烃共聚物中的至少一种,
任选地,所述α烯烃共聚物的熔融温度为30℃~90℃、熔体流动速率为0.5 g/10min~15g/10min,
任选地,所述α烯烃共聚物包括乙烯-α烯烃共聚物和丙烯-α烯烃共聚物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述相容剂包括聚乙烯和/或聚丙烯的极性接枝共聚物,
任选地,所述聚乙烯和/或聚丙烯的极性接枝共聚物包括马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯接枝聚乙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯以及甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯中的至少一种,
任选地,所述聚丙烯包括无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的至少一种,
任选地,所述聚乙烯包括低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯和高密度聚乙烯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述抗老化剂包括酸吸收剂、抗氧剂和光稳定剂的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述无机填料包括二氧化钛。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述无机填料还包括氧化铝、碳酸钙、碳酸镁、硫酸铝、硫酸钡、硅酸铝、硅酸镁和二氧化硅中的至少一种。
7.一种聚烯烃薄膜,其特征在于,包括层叠设置的第一膜层、第二膜层以及第三膜层,其中,所述第一膜层是利用权利要求1~6中任一项所述的方法制备的,
任选地,所述第二膜层和所述第三膜层中的至少一层是利用权利要求1~6中任一项所述的方法制备的。
8.根据权利要求7所述的聚烯烃薄膜,其特征在于,
形成所述第一膜层的材料包括100重量份的第一组合物、1重量份~40重量份的母料、5重量份~20重量份的α烯烃共聚物以及1重量份~20重量份的所述无机填料;其中,所述第一组合物包括聚乙烯和无规共聚聚丙烯,且所述第一组合物中所述聚乙烯的质量百分含量不低于20%,所述α烯烃共聚物不包括所述无规共聚聚丙烯;
任选地,形成所述第二膜层的材料包括100重量份的第二组合物以及1重量份~20重量份的所述无机填料;其中,所述第二组合物包括聚乙烯;以及均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的至少一种,且所述第二组合物中所述聚乙烯的质量百分含量不低于15%,所述均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的至少一种的质量百分含量不低于50%;
任选地,形成所述第三膜层的材料包括100重量份的第三组合物、5重量份~40重量份的所述α烯烃共聚物以及1重量份~20重量份的所述无机填料;其中,所述的第三组合物中包括均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的至少一种,且所述第三组合物中所述均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯中的至少一种的质量百分含量不低于50%,所述α烯烃共聚物不包括所述嵌段共聚聚丙烯和所述无规共聚聚丙烯,
任选地,所述第二组合物还包括所述母料和由所述抗老化剂单独制作形成的母料中的至少一种,
任选地,所述第三组合物还包括聚乙烯、所述母料和由所述抗老化剂单独制作形成的母料中的至少一种。
9.根据权利要求7或8所述的聚烯烃薄膜,其特征在于,满足以下条件的至少一种:
黄色指数不大于9.72;
经过120 kw·h/m2紫外老化试验后,表观正常或无裂纹;
经过150℃热氧老化试验14天后,拉伸强度保持率不小于85.3%;
经过150℃热氧老化试验14天后,断裂伸长率保持率不小于75.0%。
10.一种太阳能电池背板,其特征在于,包括:
粘结层;
第一胶黏层,所述第一胶黏层设置在所述粘结层的表面上;
支撑层,所述支撑层设置在所述第一胶黏层远离所述粘结层的表面上;
第二胶黏层,所述第二胶黏层设置在所述支撑层远离所述第一胶黏层的表面上;以及
耐候层,所述耐候层设置在所述第二胶黏层远离所述支撑层的表面上,
其中,所述粘结层是由权利要求7~9中任一项所述的聚烯烃薄膜形成的。
11.一种太阳能电池,其特征在于,包括权利要求10中所述的太阳能电池背板。
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