CN111409345B - 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 RE-40890DEST_PATH_IMAGE002
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 (6)

1.一种光转换双向拉伸聚酯薄膜的制造方法，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；
所述PET光转换粒子的制备包括如下步骤：
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＝95％：1.5％：0.5％：3％加入混料器；
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光转换粒子；
其中，所述光转换剂S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。
2.根据权利要求1所述的制造方法，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。
3.根据权利要求2所述的制造方法，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。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是：所述光转换层(3)的厚度为10μm至20μm。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是：所述抗静电层(1)的厚度为1μm至5μm。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征是：所述抗静电层(1)的电阻值为105至106Ω。
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