CN111409345A - 一种光转换双向拉伸聚酯薄膜 - Google Patents

一种光转换双向拉伸聚酯薄膜 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种光转换双向拉伸聚酯薄膜，该光转换双向拉伸聚酯薄膜由上至下依次为：抗静电层、第一功能层、光转换层、第二功能层和；抗静电层的设置使得薄膜具有优异的抗静电能力，不仅使薄膜功能趋于多元化，也增强了薄膜应用范围，另外，光转换层的设置可以将紫外光转换为可见光，增强了光能利用率。而且薄膜表面光洁平整，透明性好。此外该转换膜最大可将太阳能电池的能量转换效率提高10％左右。

Description

一种光转换双向拉伸聚酯薄膜
技术领域
本发明涉及薄膜领域，尤其涉及一种光转换双向拉伸聚酯薄膜。
背景技术
薄膜是现有技术中常用的一种材料，尤其是具有光学特性的薄膜被更为广泛的应用，例如具有光转换能力的薄膜等。
现有技术中具有光转换能力的薄膜功能单一且光转换能力不好，制约着具有光转换能力的薄膜的应用范围。
发明内容
本发明提供的一种光转换双向拉伸聚酯薄膜，解决了现有技术中薄膜光转化能力差、功能单一的技术问题。
为实现上述目的，本发明的一些实施方式提供了一种光转换双向拉伸聚酯薄膜，该光转换双向拉伸聚酯薄膜由上至下依次为：抗静电层、第一功能层、光转换层、第二功能层；
其中，所述第一功能层和第二功能层的组分均为：60％至70％的光学级聚酯粒子，0％至10％的抗收缩剂，20％至30％的聚酯切片；
所述光转换层的组分为：60％至80％的光学级PET原料粒子，20％至35％PET光转换粒子，0％至3％的色母粒子。
本方案中，抗静电层的设置使得薄膜具有抗静电能力，增多了薄膜的功能，另外，光转换层的设置可以将紫外光转换为可见光，增强了能力利用率，而且薄膜表面光洁平整，透明性好。
作为优选，所述抗静电层包括RU-92-208树脂、AC-177树脂、固化剂XR-5508、抗静电剂1-1M-102。所述抗静电涂层包括RU-92-208树脂、AC-177树脂、固化剂XR-5508、抗静电剂1-1M-102，其中，RU-92-208树脂、AC-177树脂、固化剂XR-5508、抗静电剂1-1M-102的重量比为：40至45：25至30:5至10:5至15。涂布车速为90m/min～120m/min，单位面积涂布量为0.5g/m2～1.5g/m2。
抗静电层具有良好的抗静电性能，优化了薄膜的性能。
作为优选，所述第一功能层和所述第二功能层的总厚度为5μm至10μm。
薄膜厚度合理，使得薄膜具有良好的力学性能。
作为优选，所述第一功能层的厚度大于所述第二功能层的厚度。
第一功能层不易被损坏，延长了薄膜的使用寿命。
作为优选，所述光转换层的厚度为10μm至20μm。
光转换层具有良好的光转换能力，优化了薄膜的性能。
作为优选，所述抗静电层的厚度为1μm至5μm。
抗静电层具有良好的抗静电性能。
作为优选，所述光转换层包括光转换剂，所述光转换剂的制备方法包括如下步骤：取3.52g三氧化二铕，逐滴加入8ml浓盐酸，加热溶解后蒸干析出白色晶体,用无水乙醇溶解白色晶体配成溶液，取13.44g二苯甲酰甲烷、3.96g邻菲罗啉用无水乙醇溶解，将三氯化铕、二苯甲酰甲烷邻菲罗啉、乙醇溶液按摩尔比1：3:1混合，室温下搅拌1小时，用0.1mol/L的乙醇钠溶液调节pH至6至7，出现淡黄色沉淀，抽滤，洗涤，干燥得到光转换剂S。
光转换剂具有较低的制造成本。
作为优选，所述光转换层还包括PET光转换剂，所述PET光转换剂的制备包括如下步骤：将光学PET聚酯粒子、紫外光稳定剂、抗氧剂、光转换剂S添加剂的混合物先以500r/min至600r/min的转速混合15min至20min，然后转速调至2500r/min至3000r/min混合15min至20min，再以300r/min至400r/min的转速混合15min至20min；
将混合好的材料投入双螺杆挤出机进行熔融挤出；
将熔融挤出的熔体通过拉伸水冷进行造粒；
挤出造粒后的材料共混过筛,除去造粒过程后的团块，制得PET光转换剂。
降低了薄膜的制造成本。
作为优选，所述抗静电层的电阻值为105至106Ω。
优化了抗静电层的抗静电性能。
本发明的技术方案相对于现有技术具有以下有益效果：
1、抗静电层的设置使得薄膜具备抗静电能力，增多了薄膜的功能。
2、光转换层的设置使得薄膜能够转换可见光，增强了能量的利用率。
3、第一功能层的设置使得薄膜表面光洁平整、透明性好。
附图说明
以下附图仅是示例性的，并非是本发明技术方案的全部附图，本领域技术人员可以根据本发明的技术方案获得其它附图。
图1为本发明一种实施方式的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施方式仅是示例性的，并非是本发明技术方案的全部实施方式。
如图1所示，一种光转换双向拉伸聚酯薄膜，该光转换双向拉伸聚酯薄膜由上至下依次为：抗静电层1、第一功能层2、光转换层3、第二功能层4；
其中，所述第一功能层2和第二功能层4的组分均为：60％至70％的光学级聚酯粒子，0％至10％的抗收缩剂，20％至30％的聚酯切片；
所述光转换层3的组分为：60％至80％的光学级PET原料粒子，20％至35％PET光转换粒子，0％至3％的色母粒子。
所述抗静电层1包括RU-92-208树脂、AC-177树脂、固化剂XR-5508、抗静电剂1-1M-102。抗静电层1中的四种材料配比可以自由配置，在此不做限定，本领域技术人员可以自由选择。具体地说，上述四种材料的任意配备均可以实现抗静电能力。
上述光转换层3的组分为：70％的光学级PET原料粒子，28％PET光转换粒子，2％的色母粒子。
上述光转换层3的组分为：70％的光学级PET原料粒子，30％PET光转换粒子。
上述光转换层3的组分为：72％的光学级PET原料粒子，27％PET光转换粒子，1％的色母粒子。
上述光转换层3的组分为：66％的光学级PET原料粒子，34％PET光转换粒子，1％的色母粒子。
上述光转换层3的组分为：80％的光学级PET原料粒子，20％PET光转换粒子。
上述第一功能层2和第二功能层4的组分均为：70％的光学级聚酯粒子，30％的聚酯切片。
上述第一功能层2和第二功能层4的组分均为：60％的光学级聚酯粒子，10％的抗收缩剂，30％的聚酯切片。
上述第一功能层2和第二功能层4的组分均为：65的光学级聚酯粒子，5％的抗收缩剂，30％的聚酯切片。
所述第一功能层2和所述第二功能层4的总厚度为5μm。
所述第一功能层2和所述第二功能层4的总厚度为6μm。
所述第一功能层2和所述第二功能层4的总厚度为7μm。
所述第一功能层2和所述第二功能层4的总厚度为8μm。
所述第一功能层2和所述第二功能层4的总厚度为9μm。
所述第一功能层2和所述第二功能层4的总厚度为10μm。
所述第一功能层2的厚度大于所述第二功能层4的厚度。
所述光转换层3的厚度为10μm。
所述光转换层3的厚度为11μm。
所述光转换层3的厚度为12μm。
所述光转换层3的厚度为13μm。
所述光转换层3的厚度为14μm。
所述光转换层3的厚度为15μm。
所述光转换层3的厚度为16μm。
所述光转换层3的厚度为17μm。
所述抗静电层1的厚度为18μm。
所述光转换层3的厚度为19μm。
所述光转换层3的厚度为20μm。
各层的具体厚度可以在上述区间内自由选择，具体地说，上述各层的厚度在上述区间内选择可以有效地控制薄膜的整体厚度，进而有效地提高薄膜的整体力学性能。
下面介绍光转换层3中部分材料的制备，所述光转换层3包括光转换剂，所述光转换剂的制备方法包括如下步骤：取3.52g三氧化二铕，逐滴加入8ml浓盐酸，加热溶解后蒸干析出白色晶体,用无水乙醇溶解白色晶体配成溶液，取13.44g二苯甲酰甲烷、3.96g邻菲罗啉用无水乙醇溶解，将三氯化铕、二苯甲酰甲烷邻菲罗啉、乙醇溶液按摩尔比1：3:1混合，室温下搅拌1小时，用0.1mol/L的乙醇钠溶液调节pH至6至7，出现淡黄色沉淀，抽滤，洗涤，干燥得到光转换剂S。
所述光转换层3还包括PET光转换剂，所述PET光转换剂的制备包括如下步骤：将光学PET聚酯粒子、紫外光稳定剂、抗氧剂、光转换剂S添加剂的混合物先以500r/min至600r/min的转速混合15min至20min，然后转速调至2500r/min至3000r/min混合15min至20min，再以300r/min至400r/min的转速混合15min至20min；
将混合好的材料投入双螺杆挤出机进行熔融挤出；挤出熔融各区段温度：1区：230℃，2区277℃，3区291℃,4区294℃，5区289℃，6区285℃,7区284℃，8区285℃。
具体地说，所述光转换层还包括PET光转换剂，具体配比：将PET聚酯粒子，紫外光稳定剂，抗氧剂，光转换剂S分别以质量百分比：PET聚酯粒子：紫外光稳定剂：抗氧剂：光转换剂S＝(93～95)％：(0.5～1.5)％：(0.1～0.5)％：(1～3)％加入混料器，最后将混合好的原料投入双螺杆挤出机中挤出，制备得到PET转光粒子，挤出熔融各区段温度：1区：230℃，2区277℃，3区291℃,4区294℃，5区289℃，6区285℃,7区284℃，8区285℃。)，所述PET光转换剂的制备包括如下步骤：将光学PET聚酯粒子、紫外光稳定剂、抗氧剂、光转换剂S添加剂的混合物先以500r/min至600r/min的转速混合15min至20min，然后转速调至2500r/min至3000r/min混合15min至20min，再以300r/min至400r/min的转速混合15min至20min。
将熔融挤出的熔体通过拉伸水冷进行造粒。挤出造粒后的材料共混过筛,筛目为100，除去造粒过程后的团块，制得PET光转换剂。
所述抗静电层1的电阻值为105至106Ω。
将光转换层3的材料制备完毕后，采用常规材料制备光转换层3。例如，可以将光转换层3的材料与第一功能层2、第二功能层4的材料通过三层共挤方案制备。然后，再采用在线涂布工艺形成抗静电层1。
其中，光学PET聚酯粒子的制备工艺可以为：将PET聚酯粒子，紫外光稳定剂，抗氧剂，光转换剂S分别以质量百分比：PET聚酯粒子：紫外光稳定剂：抗氧剂：光转换剂S＝(93～95)％：(0.5～1.5)％：(0.1～0.5)％：(1～3)％加入混料器，最后将混合好的原料投入双螺杆挤出机中挤出，制备得到PET转光粒子，挤出熔融各区段温度：1区：230℃，2区277℃，3区291℃,4区294℃，5区289℃，6区285℃,7区284℃，8区285℃。
以上结合附图介绍了本发明几种可能的实施方式，显而易见地，这些实施方式并非是本发明的全部实施方式，本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下，也可以依据本公技术方案获取其它实施方式，但是，这些实施方式仍属于本发明的保护范围。
以下对比试验数据将使本发明技术方案的技术效果变得显而易见。
光转换层配方(功能层配方不变的情况下)：
Figure BDA0002439842220000071
Figure BDA0002439842220000081
测试项目：
1.透光率测试：测试仪器选用紫外-可见分光光度计，测试材料在500～800nm光区内的透光率；
2.光转换率的测试：能量转换率计算公式：能量转换率＝最大输出功率/入射功率，输入功率和入射功率采用仪器LAND CT2001A电化学工作站进行测试。
测试结果如下：
组大输入功率/μW 入射功率/μW 能量转换率/％ 透光率/％
1(对比例) 1.64 10 16.4 88～89
2(实施例) 1.65 10 16.5 83～85
3(实施例) 1.70 10 17.0 78～80
4(实施例) 1.79 10 17.9 70～72
结论：当PET光转换粒子添加量增加至35％时，能量转换率从16.4％提升至17.9％，提升了9.8％以上。此时转换膜在500～800nm光区内透光率为70％～72％，仍然保持较好的透光性能。
功能层配方(光转换层配方不变)
Figure BDA0002439842220000082
Figure BDA0002439842220000091
数据测试：
(1)热收缩性能测试：根据国家标准GB/T13542.2,在恒温箱中进行测试。
(2)表面能测试：根据国家标准GB/T14216来测试薄膜表面张力大小。
横向热收缩(％) 表面张力
1(对比例) 0.18 56
2(实施例) 0.11 56
3(实施例) 0.08 56
4(实施例) 0.07 56
5(实施例) 0.06 56
6(实施例) 0.06 56

Claims (9)

1.一种光转换双向拉伸聚酯薄膜，其特征是：该光转换双向拉伸聚酯薄膜由上至下依次为：抗静电层(1)、第一功能层(2)、光转换层(3)、第二功能层(4)；
其中，所述第一功能层(2)和第二功能层(4)的组分均为：60％至70％的光学级聚酯粒子，0％至10％的抗收缩剂，20％至30％的聚酯切片；
所述光转换层(3)的组分为：60％至80％的光学级PET原料粒子，20％至35％PET光转换粒子，0％至3％的色母粒子。
2.根据权利要求1所述的光转换双向拉伸聚酯薄膜，其特征是：所述抗静电层(1)包括RU-92-208树脂、AC-177树脂、固化剂XR-5508、抗静电剂1-1M-102。
3.根据权利要求1所述的光转换双向拉伸聚酯薄膜，其特征是：所述第一功能层(2)和所述第二功能层(4)的总厚度为5μm至10μm。
4.根据权利要求3所述的光转换双向拉伸聚酯薄膜，其特征是：所述第一功能层(2)的厚度大于所述第二功能层(4)的厚度。
5.根据权利要求1所述的光转换双向拉伸聚酯薄膜，其特征是：所述光转换层(3)的厚度为10μm至20μm。
6.根据权利要求1所述的光转换双向拉伸聚酯薄膜，其特征是：所述抗静电层(1)的厚度为1μm至5μm。
7.根据权利要求1所述的光转换双向拉伸聚酯薄膜，其特征是：其特征是：所述光转换层(3)包括光转换剂，所述光转换剂的制备方法包括如下步骤：取3.52g三氧化二铕，逐滴加入8ml浓盐酸，加热溶解后蒸干析出白色晶体,用无水乙醇溶解白色晶体配成溶液，取13.44g二苯甲酰甲烷、3.96g邻菲罗啉用无水乙醇溶解，将三氯化铕、二苯甲酰甲烷邻菲罗啉、乙醇溶液按摩尔比1：3:1混合，室温下搅拌1小时，用0.1mol/L的乙醇钠溶液调节pH至6至7，出现淡黄色沉淀，抽滤，洗涤，干燥得到光转换剂S。
8.根据权利要求7所述的光转换双向拉伸聚酯薄膜，其特征是：其特征是：所述光转换层(3)还包括PET光转换剂，所述PET光转换剂的制备包括如下步骤：将光学PET聚酯粒子、紫外光稳定剂、抗氧剂、光转换剂S添加剂的混合物先以500r/min至600r/min的转速混合15min至20min，然后转速调至2500r/min至3000r/min混合15min至20min，再以300r/min至400r/min的转速混合15min至20min；
将混合好的材料投入双螺杆挤出机进行熔融挤出；
将熔融挤出的熔体通过拉伸水冷进行造粒；
挤出造粒后的材料共混过筛,除去造粒过程后的团块，制得PET光转换剂。
9.根据权利要求1所述的光转换双向拉伸聚酯薄膜，其特征是：所述抗静电层(1)的电阻值为105至106Ω。
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