CN114012935A - 一种太阳能背板复合eva胶膜边角料的分离与回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收方法，步骤如下：将100份太阳能背板复合EVA胶膜边角料经20‑500份水、1‑50份碱、0.1‑5份渗透剂、1‑60份有机溶剂和1‑30份磷酸钠盐组成的分离液，在20‑100℃下处理0.1‑72小时后，混合体系先后转移进水和5~80℃下密度为1.2~2.0g/cm3的离心液进行离心分离，经10~20000转/分钟离心0.1~60分钟后，静置0.1~100h后，分别得到EVA胶膜、含氟材料和PET材料。本发明公开的一种太阳能背板复合EVA胶膜材料的分离与回收方法具有分离过程无毒性、分离效率高和成本低的特点，且工艺流程上易于大规模处理，具有重要的应用价值和学术意义。

Description

一种太阳能背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收方法
技术领域
本发明涉及高分子材料的回收利用领域，具体涉及一种太阳能背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收方法。
背景技术
太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。单体太阳能电池不能直接做电源使用，作电源必须将若干单体太阳能电池串、并联连接和严密封装成组件；而太阳能电池组件则是多个太阳能电池片按组装的组装件，是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分，其构成参见图1。
从太阳能组件的构成中可以看出，EVA胶膜起到将晶体硅片电池片和背板材料粘合为一体晶体硅组件的作用。然而，在实际生产过程中，EVA作为胶粘剂粘接硅片和背板材料，常常会产生很多背板复合EVA胶膜的边角料，但由于EVA胶膜是已经交联的材料，从而导致所得边角料无法通过共混改性进行高值化回收，仅能当做固废进行处理，基本上没有工业化价值。
目前，针对太阳能电池外层的背板材料，中国发明专利申请（一种太阳能背板材料的回收方法，CN201710343354.X）公开了一种由20-500份的水、1-50份的碱、0.1-5份的渗透剂和1-60份的有机溶剂配制而成的分离液，能够实现对背板材料的有效分离。然而，该方法可以通过解离背板材料中聚氨酯胶粘剂来实现背板材料的分离，但是却无法解离交联后的EVA热熔胶膜，进而无法完成分离背板复合EVA胶膜边角料。
针对目前太阳能电池生产过程产生的背板复合EVA胶膜边角料回收利用所存在的问题，开发一种分离过程无毒性、分离效率高、成本低且工艺流程上易于处理大规模的背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收技术，具有重要的应用价值和学术意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分离过程无毒性、分离效率高、成本低且工艺流程上易于处理大规模的背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收技术，具有重要的应用价值和学术意义。
为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种太阳能背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收方法，包括以下步骤：
（1）将太阳能背板复合EVA胶膜材料边角料经物理手段破碎；
（2）按重量计，将20-500份的水、1-50份的碱、0.1-5份的渗透剂、1-60份的有机溶剂和1-30份磷酸钠盐混合均匀后，得分离液；
（3）将100份经过步骤（1）破碎后的边角料置于步骤（2）得到的分离液中，在30～100℃下处理0.1～72小时，得到混合膜；
（4）选择无机盐溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在5~80℃下的密度为1.2~2.0g/cm3；
（5）将步骤（3）中所得的混合膜与200~2000份的水加入离心机中，离心后静置，然后经分离、清洗后得到漂浮于水面的EVA胶膜；而后再将剩余的料与30~2000份步骤（4）中所得的离心分离液加入离心机中，经10~20000转/分钟离心0.1~60分钟后，静置0.1~100h后，经分离、清洗后，分离出含氟材料和PET材料。
所述物理手段是采用破碎机破碎。
所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水中的一种或几种的组合。
所述渗透剂为非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、氟类表面活性剂中的一种或几种的组合。其中，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚（JFC-1）、脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC-E）和仲辛醇聚氧乙烯醚（JFC-2）中的一种或几种的组合；阴离子表面活性剂为快速渗透剂T、耐碱渗透剂OEP-70、耐碱渗透剂AEP和高温渗透剂JFC-M中一种或几种的组合；氟类表面活性剂为全氟辛酸钠、全氟辛基磺酸钠、乙氧基类非离子型氟碳表面活性剂和含氟聚氧乙烯醚类表面活性剂中一种或几种的组合。
所述有机溶剂为甲醇、乙醇、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇苯醚、N ,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、六氟异丙醇、丙酮、苯甲醇、甲苯和乙酸乙酯中的一种或者几种的组合。
所述的磷酸钠盐为磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠中的一种或者几种的组合。
所述无机盐为BaCl2、CaCl2、KCl、MgCl、NaCl、Na2SO4、MgSO4、CaSO4、NaNO3、Mg(NO3)2、KNO3或Ca(NO3)2中的一种或几种的组合。
采用上述方案后，本发明提供的一种太阳能背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收方法，具有以下有益效果：
（1）本发明具有分离过程无毒性、分离效率高、成本低且工艺流程上易于大规模处理等优点，可完全分离与回收太阳能电池生产过程所产生的背板复合EVA胶膜边角料。
（2）通过在分离液中引入磷酸钠盐，从而能够使渗透剂、碱液等分离液中的活性成分有效地渗入EVA胶膜与背板材料的粘合界面，进而可以实现对背板复合EVA胶膜边角料的完全回收。
附图说明
图1是太阳能组件的构成示意图。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
实施例1
（1）按重量计，将100份太阳能背板复合EVA胶膜边角料经20份的水、50份的氢氧化钠、5份JFC-1、60份丙酮和1份磷酸二氢钠组成的分离液，在30℃下处理0.1小时后分离的背板膜用水清洗干净；
（2）选择BaCl2的水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在5℃下的密度为1.2 g/cm3；
（3）将（1）中所得的混合膜与200份的水加入离心机中，离心后静置，然后经分离、清洗后得到漂浮于水面的EVA胶膜；而后再将剩余的料与200份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经10转/分钟离心0.1分钟后，静置0.1h后，经分离、清洗后，分离出含氟材料和PET材料。
实施例2
（1）按重量计，将100份太阳能背板复合EVA胶膜边角料经500份水、1份氢氧化钾、0.1份JFC-E、10份乙醇和30份三聚磷酸钠组成的分离液，在100℃下处理72小时后分离的背板膜用水清洗干净；
（2）选择CaCl2高盐水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在80℃下的密度为2.0g/cm3；
（3）将（1）中所得的混合膜与30份的水加入离心机中，离心后静置，然后经分离、清洗后得到漂浮于水面的EVA胶膜；而后再将剩余的料与30份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经20000转/分钟离心60分钟后，静置100h后，分层分离出含氟材料和PET材料。
实施例3
（1）按重量计，将100份太阳能背板复合EVA胶膜边角料经100份水、20份氢氧化钙、1份JFC-2、20份甲醇和15份焦磷酸钠组成的分离液，在50℃下处理10小时后分离的背板膜用水清洗干净；
（2）选择KCl高盐水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在20℃下的密度为1.5g/cm3；
（3）将（1）中所得的混合膜与2000份的水加入离心机中，离心后静置，然后经分离、清洗后得到漂浮于水面的EVA胶膜；而后再将剩余的料与2000份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经10000转/分钟离心5分钟后，静置0.5后，分层分离出含氟材料和PET材料。
实施例4
（1）按重量计，将100份太阳能背板复合EVA胶膜边角料经100份水、20份氨水、1份快速渗透剂T、0.5份含氟聚氧乙烯醚类表面活性剂、20份N-甲基吡咯烷酮、5份磷酸氢二钠和5份磷酸三钠组成的分离液，在50℃下处理10小时后分离的背板膜用水清洗干净；
（2）选择KCl、NaCl和Na2SO4的高盐溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在8℃下的密度为1.5g/cm3；
（3）将（1）中所得的混合膜与300份的水加入离心机中，离心后静置，然后经分离、清洗后得到漂浮于水面的EVA胶膜；而后再将剩余的料与300份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经7000转/分钟离心20分钟后，静置20h后，分层分离出含氟材料和PET材料。
实施例5
（1）按重量计，将100份太阳能背板复合EVA胶膜边角料经100份水、20份氨水、5份氢氧化钠、1份耐碱渗透剂OEP-70、20份乙二醇苯醚和8份六偏磷酸钠组成的分离液，在70℃下处理10小时后分离的背板膜用水清洗干净；
（2）选择MgCl2的高盐水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在55℃下的密度为1.8 g/cm3；
（3）将（1）中所得的混合膜与400份的水加入离心机中，离心后静置，然后经分离、清洗后得到漂浮于水面的EVA胶膜；而后再将剩余的料与400份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经5000转/分钟离心20分钟后，静置1h后，分层分离出含氟材料和PET材料。
实施例6
（1）按重量计，将100份太阳能背板复合EVA胶膜边角料经100份水、20份氨水、5份氢氧化钠、1份耐碱渗透剂OEP-70、1份耐碱渗透剂AEP、20份乙二醇苯醚、10份N, N-二甲基甲酰胺和20份六偏磷酸钠组成的分离液，在60℃下处理10小时后分离的背板膜用水清洗干净；
（2）选择MgCl2和BaCl2的高盐水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在45℃下的密度为1.6 g/cm3；
（3）将（1）中所得的混合膜与100份的水加入离心机中，离心后静置，然后经分离、清洗后得到漂浮于水面的EVA胶膜；而后再将剩余的料与100份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经8000转/分钟离心15分钟后，静置5h后，分层分离出含氟材料和PET材料。
实施例7
（1）按重量计，将100份太阳能背板复合EVA胶膜边角料经100份水、20份氢氧化钠、1份耐碱渗透剂AEP、1份高温渗透剂JFC-M、20份二甲基亚砜、10份六氟异丙醇和12份三聚磷酸钠组成的分离液，在60℃下处理10小时后分离的背板膜用水清洗干净；
（2）选择CaCl2、MgSO4和CaSO4的高盐水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在30℃下的密度为1.6g/cm3；
（3）将（1）中所得的混合膜与50份的水加入离心机中，离心后静置，然后经分离、清洗后得到漂浮于水面的EVA胶膜；而后再将剩余的料与50份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经15000转/分钟离心20分钟后，静置20h后，分层分离出含氟材料和PET材料。
实施例8
（1）按重量计，将100份太阳能背板复合EVA胶膜边角料经100份水、20份氢氧化钠、1份全氟辛酸钠、1份全氟辛基磺酸钠、5份苯甲醇、10份甲苯和22份三聚磷酸钠的有机溶剂组成的分离液，在60℃下处理10小时后分离的背板膜用水清洗干净；
（2）选择NaNO3和Mg(NO3)2的高盐水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在60℃下的密度为1.7g/cm3；
（3）将（1）中所得的混合膜与150份的水加入离心机中，离心后静置，然后经分离、清洗后得到漂浮于水面的EVA胶膜；而后再将剩余的料与150份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经10000转/分钟离心30分钟后，静置15h后，分层分离出含氟材料和PET材料。
实施例9
（1）按重量计，将100份太阳能背板复合EVA胶膜边角料经100份水、20份氢氧化钠、1份乙氧基类氟碳表面活性剂、5份乙酸乙酯、10份甲苯、8份三聚磷酸钠和7份六偏磷酸钠组成的分离液，在60℃下处理10小时后分离的背板膜用水清洗干净；
（2）选择KNO3和Ca(NO3)2的高盐水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在10℃下的密度为1.5g/cm3；
（3）将（1）中所得的混合膜与250份的水加入离心机中，离心后静置，然后经分离、清洗后得到漂浮于水面的EVA胶膜；而后再将剩余的料与250份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经2000转/分钟离心50分钟后，静置1h后，分层分离出含氟材料和PET材料。
上述实施例并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种太阳能背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将太阳能背板复合EVA胶膜边角料经物理手段破碎；
（2）按重量计，将20-500份水、1-50份碱、0.1-5份渗透剂、1-60份有机溶剂和1-30份磷酸钠盐混合均匀后，得分离液；
（3）将100份经过步骤（1）破碎后的边角料置于步骤（2）得到的分离液中，在30～100℃下处理0.1～72小时，得到混合膜；
（4）选择无机盐溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在5~80℃下的密度为1.2~2.0g/cm3；
（5）将步骤（3）中所得的混合膜与200~2000份的水加入离心机中，离心后静置，然后经分离、清洗后得到漂浮于水面的EVA胶膜；而后再将剩余的料与30~2000份步骤（4）中所得的离心分离液加入离心机中，离心后静置，经分离、清洗后，分离出含氟材料和PET材料。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收方法，其特征在于：所述物理手段是采用破碎机破碎。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收方法，其特征在于：所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氨水中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收方法，其特征在于：所述渗透剂为非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和氟类表面活性剂中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收方法，其特征在于：所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和仲辛醇聚氧乙烯醚中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求4所述的一种太阳能背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收方法，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为快速渗透剂T、耐碱渗透剂OEP-70、耐碱渗透剂AEP和高温渗透剂JFC-M中一种或几种的组合。
7.根据权利要求4所述的一种太阳能背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收方法，其特征在于：所述氟类表面活性剂为全氟辛酸钠、全氟辛基磺酸钠、乙氧基类非离子型氟碳表面活性剂和含氟聚氧乙烯醚类表面活性剂中一种或几种的组合。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收方法，其特征在于：所述有机溶剂为甲醇、乙醇、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇苯醚、N ,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、六氟异丙醇、丙酮、苯甲醇、甲苯和乙酸乙酯中的一种或者几种的组合。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收方法，其特征在于：所述磷酸钠盐为磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠中的一种或者几种的组合。
10.根据权利要求1所述的一种太阳能背板复合EVA胶膜边角料的分离与回收方法，其特征在于：所述无机盐为BaCl2、CaCl2、KCl、MgCl、NaCl、Na2SO4、MgSO4、CaSO4、NaNO3、Mg(NO3)2、KNO3或Ca(NO3)2中的一种或几种的组合。
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