CN114851658A - 一种透明多层板材及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种透明多层板材及其用途。所述透明多层板材分为上表层、粘接阻隔层及下表层；所述上表层由丙烯酸酯类树脂基材构成；所述下表层由聚碳酸酯树脂基材构成；所述粘接阻隔层由含有功能性基团的乙烯基聚合物构成；所述功能性基团选自酸酐基、环氧基、酰胺基、酯基、羟基、醚基、羧基、氨基中的一种或多种。本发明不仅可以综合丙烯酸酯树脂和聚碳酸酯树脂的性能，使提供的透明多层板材具有优异的光学透过性、耐刮擦性及耐温性能，而且通过含功能性基团的乙烯基聚合物作为粘接阻隔层，解决了丙烯酸酯树脂和聚碳酸酯树脂热力学不相容的问题，提高了板材的水汽阻隔性，以及丙烯酸酯树脂和聚碳酸酯树脂界面的粘接性。

Description

一种透明多层板材及其用途
技术领域
本发明涉及一种透明多层板材及其用途，属于光伏材料技术领域。
背景技术
在全球气候变暖及化石能源日益枯竭的背景下，可再生能源开发利用日益受到国际社会的重视，大力发展可再生能源已经成为世界各国的共识。各种可再生能源中，太阳能具有清洁、安全、取之不尽用之不竭的显著优势，已经成为发展最快的可再生资源。光伏发电就是将太阳能转变为电能，在全球各国家和地区都在快速兴起，已经成为重要的新能源发展方向。
太阳能光伏组件是一种将太阳能转化为电能的装置，它是一种叠层结构，其主流形式为玻璃(前面板)/胶膜/电池片/胶膜/玻璃(后背板)。玻璃具有优异的光学透光性，良好的力学强度、耐候性、水汽阻隔性等综合性能，是目前光伏组件前面板/后背板的主要用材。然而玻璃用于光伏组件的缺点也是显著的，玻璃重量大，占整个光伏组件70％以上的重量，对于双玻光伏组件来说，由于前面板和后背板都使用玻璃，使得组件的重量高达40kg及以上，无疑给安装和使用带来了不便。组件的轻量化是光伏组件尤其是双玻光伏组件面临的重要问题。此外，玻璃生产是一个高耗能过程，玻璃自身也具有易碎，爆裂等等风险。针对以上问题，以塑代玻——透明塑料板来替代玻璃是现行潜在有效的方案。相比玻璃，透明塑料板具有重量轻，无爆裂风险，供应链成熟，降本空间大等优势。从目前的技术方案及现有的商业化产品来看，透明塑料板是基于酯基和氟材的透明板材，主要有两类：1)复合型，以PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)为基板，两侧复合氟膜，常见有TPT、KPK等结构。2)涂覆型，以PET为基板，两侧涂覆氟树脂，经干燥固化成膜。专利CN106784097A公布了一种太阳能组件用背板和前板，以PET或PBT为基体层，表面复合聚三氟氯乙烯或乙烯三氟共聚物。专利CN110690307A则发明了一种涂覆型的透明背板。但PET是一种高度结晶的聚合物，以PET为基材的板材透光率不是特别理想，而且该类型板材的韧性较差，经过湿热老化出现隐裂发脆发黄的现象。氟材的生产和加工过程中会产生含氟的小分子化合物，以氟材为涂层的板材在制备过程中会使用大量有机溶剂等，这些都对环境是不利的。此外，考虑到光伏组件实际使用及安装环境，如沙漠、高原、湖海等，对于透明塑料板的性能提出了更高的要求，产品的耐温性、抗刮擦性、耐湿热稳定性等都是需要考虑的因素，以扩大光伏组件的应用场景和使用寿命。
PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)和PC(聚碳酸酯)是两种性能优异的光学材料。PMMA具有优异的耐候性和抗刮擦性能，PC则具有非常优异的韧性和耐热性能。关于PMMA和PC的复合材料研究很多，专利CN110437599A，CN105419295A、CN110607063A都公布了一种功能化的PC/PMMA复合材料，通过共混以及添加助剂的方式实现复合材料耐刮擦、耐热、高硬度、耐化学应力等的提升。但是众所周知，PMMA和PC属于热力学不相容体系，共混之后严重影响材料的光学性能甚至不透明。现有研究证明，通过层压共挤出的方式制备PMMA/PC复合板材可以保持良好的光学透光性，例如专利CN202088598U公布了一种PC/PMMA复合片材，该复合片材厚度0.5-1.5mm，具有优异的抗弯与耐冲击性，可应用于视窗、触摸屏及显示屏中的表板材料，起到透明、抗刮花作用。然而，PMMA和PC分子结构中都含有极性酯基，因此复合材料极易吸湿，吸水率可达0.2％甚至更高，不利于水汽的阻隔，因此限制了其在光伏领域中的应用；另外，由于PMMA和PC分子的热力学不相容性，层压共挤出工艺也无法解决复合材料界面结合强度低的问题，产品耐湿热性能较差，用久了容易开裂，进一步限制了PC/PMMA复合板材在光伏领域中的应用。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明的目的之一是提供一种透明多层板材。所述透明多层板材不仅具有优异的光学透光性以及抗刮擦性、耐温性，同时兼具良好的水汽阻隔性能以及耐湿热性。
本发明的另一个目的在于提供一种透明多层板材在光伏组件中的应用，并应用于光伏领域。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种透明多层板材，分为上表层、粘接阻隔层及下表层；所述上表层由丙烯酸酯类树脂基材构成；所述下表层由聚碳酸酯树脂基材构成；所述粘接阻隔层由含有功能性基团的乙烯基聚合物构成；
所述功能性基团选自酸酐基、环氧基、酰胺基、酯基、羟基、醚基、羧基、氨基中的一种或多种，进一步优选为酸酐基和环氧基中的一种或多种。
本发明经研究意外地发现，使丙烯酸酯类树脂和聚碳酸酯树脂之间通过乙烯基聚合物作为连接层，通过层压共挤出工艺得到的复合板材既能保持透明又具有良好的水汽阻隔性，从而更适用于制作光伏组件，从而解决本发明提出的一个技术问题。
另外，丙烯酸酯类树脂(如PMMA)和聚碳酸酯树脂(如PC)通常是热力学不相容体系，在层压过程中存在层压线及界面结合强度不高等问题。本发明通过在上表层和下表层之间增设含有功能性基团的乙烯基聚合物作为粘接阻隔层，其功能性基团可与丙烯酸酯树脂和聚碳酸酯树脂中的极性基团发生化学交联反应而改善界面强度，或通过氢键、静电等物理相互作用加强界面强度，从而提高丙烯酸酯类树脂和聚碳酸酯树脂的结合强度，提高产品的耐湿热性，使其更适用于光伏材料技术领域。
需要说明的是，所述含有功能性基团的乙烯基聚合物的来源或制备方式对本发明方案的实施不起任何限定作用。为节约生产流程，所述含有功能性基团的乙烯基聚合物可通过商业途径直接定制购买，也可以出于节约成本的考虑自行合成。可行的合成工艺例如是，使含功能性基团的不饱和单体参与聚合，通过自由基引发接枝反应将功能性基团引入到乙烯基聚合物分子链中，具体例如是：首先将乙烯基聚合物基体树脂、含功能性基团的不饱和单体、引发剂及任选地其它助剂采用共混设备混合均匀；常采用双螺杆挤出机在熔体温度160-240℃范围内进行接枝反应；所述引发剂一般为过氧化物类引发剂，如BPO(过氧化二苯甲酰)，DCP(过氧化二异丙苯)等。所述的含功能性基团的不饱和单体例如是但不限于是马来酸酐、卤代马来酸酐、N-甲基马来酸酐，丙烯酸类如丙烯酸、甲基丙烯酸、2-乙基丙烯酸、2-丙基丙烯酸等，丁烯酸类如3-甲基-2丁烯酸、2-甲基丁烯酸等，丙烯酸酯类如丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸羟乙酯等，甲基丙烯酸缩水甘油酯，丙烯酰胺类如甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺，N-羟甲基丙烯酰胺等，烯醇类如乙烯醇、丙烯醇、2-丁烯醇、聚乙二醇烯丙基醚等，烯胺类如烯丙基胺、4-乙烯基苄胺、3-乙烯基苯胺等等。该类产品在市面上的选型有很多，在此不再一一列举。所述自由基引发接枝反应中，含功能性基团的不饱和单体的添加量按质量比计，为乙烯基聚合物基体树脂质量的0.1-15％。
在本发明的一项实施方式中，所述丙烯酸酯类树脂是丙烯酸酯或其甲基取代物的均聚物或共聚物，优选具有2H及以上的铅笔硬度；所述丙烯酸酯类树脂作为共聚物时，其共聚原料中含有至少60％重量，优选至少80％重量的丙烯酸酯和/或其甲基取代物；所述丙烯酸酯优选为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸芳香酯等中的一种或多种，更优选为丙烯酸甲酯，其甲基取代物例如是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯等。可以例举的丙烯酸芳香酯可以是丙烯酸苄酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苯酯等。
在本发明的一项实施方式中，所述丙烯酸酯类树脂作为共聚物时，其共聚原料中还任选地含有不饱和单体，所述不饱和单体在共聚原料中的含量不超过40％重量，优选不超过20％重量。
优选地，所述不饱和单体选自苯乙烯、丙烯腈、马来酸酐、醋酸乙烯酯、具有10个碳原子以内的α-线性烯烃和它们的衍生物中的一种或多种，优选马来酸酐、苯乙烯、醋酸乙烯酯等。
在本发明的一项实施方式中，所述丙烯酸酯类树脂在230℃/3.8kg条件下具有1-30g/10min的熔体流动速率，熔体流动速率的测试方法按照ISO1133。
所述丙烯酸脂类树脂的制备方法在现有技术中描述较多，可采用传统的常规方法和/或任意可工业化的改进方法，可以是但不限于本体聚合法、悬浮聚合法、乳液聚合法、溶液聚合法等。具体可参照本公司前期专利CN110615864A、CN109232787A、CN107936170A、CN106800619A中所描述的方法或者任意已知方法进行制备，在此不再具体讨论。
在本发明的一项实施方式中，所述聚碳酸酯树脂为玻璃化转变温度120℃以上的聚碳酸酯，优选玻璃化转变温度130℃以上的聚碳酸酯，更优选玻璃化转变温度140℃以上的聚碳酸酯；
优选地，所述聚碳酸酯树脂为芳香族聚碳酸酯，优选双酚A型聚碳酸酯，进一步优选在300℃/1.2kg条件下具有2-30g/10min的熔体流动速率的双酚A型聚碳酸酯，熔体流动速率的测试方法按照ISO1133。
所述聚碳酸酯树脂的制备方法可采用传统的界面缩聚工艺或熔融酯交换工艺。界面缩聚工艺例如采用双酚A和光气在界面聚合工艺中反应；熔融酯交换工艺是基于熔融阶段中二羟基化合物如双酚A和碳酸酯源如碳酸二苯酯(DPC)的连续反应。反应可以在一系列的反应器中发生，其中催化剂、温度、真空和搅拌的组合效果允许单体反应和去除反应副产物以移动反应平衡并且实现聚合物链增长。
所述聚碳酸酯树脂可以是由一种重复单元构成的均聚物，也可以是含有两种以上重复单元的共聚物；所述聚碳酸酯树脂可以是直链状，也可以是支链状，但需要说明的是聚碳酸酯树脂是热塑性的。
在本发明的一项实施方式中，所述乙烯基聚合物是乙烯的均聚物或共聚物；
优选地，为了获得更好的发明效果，所述乙烯基聚合物在190℃/2.16kg条件下具有0.1-30g/10min的熔体流动速率，熔体流动速率的测试方法按照ISO1133；
优选地，所述乙烯基聚合物作为共聚物时，其共聚原料为乙烯和具有20个碳原子以内的α-烯烃，优选为乙烯和具有15个碳原子以内的α-烯烃，更优选为乙烯和具有12个碳原子以内的α-烯烃；
优选地，所述乙烯基聚合物作为共聚物时，其共聚原料中含有不超过50％重量的α-烯烃；
优选地，所述乙烯基聚合物是乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。
在本发明的一项实施方式中，所述上表层和下表层的厚度比为1:(0.1-10)；所述粘接阻隔层的厚度为透明多层板材总厚度的5-30％；
优选地，所述透明多层板材的总厚度为0.1-10mm。
本发明提供的透明多层板材中，所述上表层、粘接阻隔层及下表层各层中，根据需求可包含抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、颜料、填料、阻燃剂等中的一种或多种添加剂。基于每层的重量计算，添加剂的含量不超过10％。所述抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代酯类、羟胺类等中的一种或多种；所述的紫外线吸收剂和/或光稳定剂为苯并三唑类、二苯甲酮类、三嗪类、受阻胺类中的一种或几种；所述的填料包括滑石粉、二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、硫酸镁、硫酸钙、玻璃纤维、蒙脱土、硅藻土、玻璃微珠、陶瓷微珠、氢氧化铝、氢氧化镁、木粉、滑石、云母、炭黑、石墨烯、晶须、硅灰石、碳纤维、聚酰胺纤维等中的一种或几种；所述的颜料包括二氧化钛、氧化锌、三氧化二铝、氧化铟锡、氧化二锑、炭黑、铜铬黑、锌铁黄、钛镍黄、钛铬黄、钴蓝、钴钛绿、钛铬锌棕、硅铁红等中的一种或几种；所述的阻燃剂包括磷系、氮系、硅系、卤系、无机或复合型阻燃剂中的一种或几种。
在本发明的一项实施方式中，所述透明多层板材通过层压共挤出的方式制备成型，具体例如是：将上表层、粘接阻隔层及下表层所对应的原料分别置于不同的挤出机中。其中，上表层挤出机对应的熔体温度为180-250℃，粘接阻隔层挤出机对应的熔体温度为150-230℃，下表层挤出机对应的熔体温度为220-280℃。三种熔体经过各自的流道在模头的膜唇处汇合，通过分别控制每种物料的挤出量调节各层的厚度；最后经过流延辊冷却定型，切边得到所需板材。
本发明还提供一种如前文所述的透明多层板材在光伏组件中的应用。
本申请的有益效果在于：
本发明不仅可以综合丙烯酸酯类树脂和聚碳酸酯树脂的性能，使多层板材具有优异的耐刮擦性及耐温性能，而且经层压共挤出的方式制备成型可以保持良好的光学透过性。尤其是，本发明通过含功能性基团的乙烯基聚合物作为丙烯酸酯类树脂和聚碳酸酯树脂之间的粘接阻隔层，不仅显著提高了板材的水汽阻隔性，还提升了板材的耐湿热性能，使其更适用于光伏材料技术领域。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，本发明所述实施例只是作为对本发明的说明，不限制本发明的范围。
(1)主要原料信息
丙烯酸酯类树脂的制备：
丙烯酸酯类树脂A:往配料罐内加入95质量份甲基丙烯酸甲酯(MMA)，5质量份丙烯酸甲酯，0.12质量份正辛硫醇及350×10-4质量份引发剂过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯，0.1份硬脂醇，0.1质量份光稳定剂Tinuvin329，通氮气至氧气浓度低于1ppm。将以上物料连续输送至全混流聚合釜内，控制釜内温度130℃，物料平均停留时间1.5h。将得到的浆料连续输送至螺杆挤出机内，螺杆挤出机喂料段温度180-240℃，塑化段温度230-245℃，均化段温度230-250℃，模头温度240-260℃，经脱挥挤出造粒后得到粒状丙烯酸酯类树脂A。经测定该树脂的熔体流动速率为1.5g/10min(230℃/3.8kg)。
丙烯酸酯类树脂B:往配料罐内加入85质量份甲基丙烯酸甲酯(MMA)，5质量份丙烯酸丁酯，10质量份醋酸乙烯酯，0.2质量份正辛硫醇及400×10-4质量份引发剂过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯，0.1份硬脂醇，0.1质量份光稳定剂Tinuvin329，通氮气至氧气浓度低于1ppm。将以上物料连续输送至全混流聚合釜内，控制釜内温度140℃，物料平均停留时间2h。将得到的浆料连续输送至螺杆挤出机内，螺杆挤出机喂料段温度180-240℃，塑化段温度230-245℃，均化段温度230-250℃，模头温度240-260℃，经脱挥挤出造粒后得到粒状丙烯酸酯类树脂B。经测定该树脂的熔体流动速率为12.3g/10min(230℃/3.8kg)。
丙烯酸酯类树脂C:往配料罐内加入60质量份甲基丙烯酸甲酯(MMA)，40质量份苯乙烯，0.3质量份正辛硫醇及200×10-4质量份引发剂过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯，0.1份硬脂醇，0.1质量份光稳定剂Tinuvin329，通氮气至氧气浓度低于1ppm。将以上物料连续输送至全混流聚合釜内，控制釜内温度160℃，物料平均停留时间4h。将得到的浆料连续输送至螺杆挤出机内，螺杆挤出机喂料段温度180-240℃，塑化段温度230-245℃，均化段温度230-250℃，模头温度240-260℃，经脱挥挤出造粒后得到粒状丙烯酸酯类树脂C。经测定该树脂的熔体流动速率为28.2g/10min(230℃/3.8kg)。
丙烯酸酯类树脂D:往配料罐内加入70质量份丙烯酸甲酯(MMA)，10质量份甲基丙烯酸羟乙酯，20质量份丙烯酸苄酯，0.35质量份正辛硫醇及300×10-4质量份引发剂过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯，0.1份硬脂醇，0.1质量份光稳定剂Tinuvin329，通氮气至氧气浓度低于1ppm。将以上物料连续输送至全混流聚合釜内，控制釜内温度120℃，物料平均停留时间3h。将得到的浆料连续输送至螺杆挤出机内，螺杆挤出机喂料段温度180-240℃，塑化段温度230-245℃，均化段温度230-250℃，模头温度240-260℃，经脱挥挤出造粒后得到粒状丙烯酸酯类树脂D。经测定该树脂的熔体流动速率为22.7g/10min(230℃/3.8kg)。
丙烯酸酯类树脂E:往配料罐内加入80质量份甲基丙烯酸甲酯(MMA)，10质量份马来酸酐，10质量份丙烯酸丙酯，0.45质量份正辛硫醇及300×10-4质量份引发剂过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯，0.1份硬脂醇，0.1质量份光稳定剂Tinuvin329，通氮气至氧气浓度低于1ppm。将以上物料连续输送至全混流聚合釜内，控制釜内温度150℃，物料平均停留时间2h。将得到的浆料连续输送至螺杆挤出机内，螺杆挤出机喂料段温度180-240℃，塑化段温度230-245℃，均化段温度230-250℃，模头温度240-260℃，经脱挥挤出造粒后得到粒状丙烯酸酯类树脂E。经测定该树脂的熔体流动速率为8.4g/10min(230℃/3.8kg)。
丙烯酸酯类树脂F:往配料罐内加入100质量份甲基丙烯酸甲酯(MMA)，0.25质量份正辛硫醇及300×10-4质量份引发剂过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯，0.1份硬脂醇，0.1质量份光稳定剂Tinuvin329，通氮气至氧气浓度低于1ppm。将以上物料连续输送至全混流聚合釜内，控制釜内温度135℃，物料平均停留时间1h。将得到的浆料连续输送至螺杆挤出机内，螺杆挤出机喂料段温度180-240℃，塑化段温度230-245℃，均化段温度230-250℃，模头温度240-260℃，经脱挥挤出造粒后得到粒状丙烯酸酯类树脂F。经测定该树脂的熔体流动速率为3.2g/10min(230℃/3.8kg)。
聚碳酸酯A1030，熔体流动速率2.5g/10min(300℃/1.2kg)，玻璃化转变温度149℃，万华化学；
聚碳酸酯A1077，熔体流动速率7g/10min(300℃/1.2kg)，玻璃化转变温度149℃，万华化学；
聚碳酸酯A1285，熔体流动速率27g/10min(300℃/1.2kg)，玻璃化转变温度148℃，万华化学；
聚碳酸酯EXL1414T，熔体流动速率10g/10min(300℃/1.2kg)，玻璃化转变温度144℃，SABIC；
聚碳酸酯
Figure BDA0003577013720000101
PC1895，熔体流动速率18g/10min(300℃/1.2kg)，玻璃化转变温度175℃，科思创；
含有功能性基团的乙烯基聚合物的制备：
乙烯基聚合物A:将98.35质量份乙烯—辛烯共聚物(
Figure BDA0003577013720000102
5007,自产)、1.2质量份马来酸酐、0.15质量份过氧化二异丙苯，0.1份抗氧剂1076、0.2份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯混合均匀，采用双螺杆挤出机熔融挤出，挤出温度175、190、195、200、200、200、205、210、225℃，螺杆转速200r/min，挤出的物料经水冷切粒，得到酸酐基接枝乙烯基聚合物A。
乙烯基聚合物B:将86.35质量份乙烯—辛烯共聚物(
Figure BDA0003577013720000111
5057,自产)、13质量份甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.35质量份过氧化二苯甲酰，0.1份抗氧剂1076、0.2份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯混合均匀，采用双螺杆挤出机熔融挤出，挤出温度170、180、190、195、195、200、200、205、220℃，螺杆转速100r/min，挤出的物料经水冷切粒，得到环氧基接枝乙烯基聚合物B。
乙烯基聚合物C:将94.5质量份乙烯—丁烯共聚物(7447,DOW)、5质量份甲基丙烯酸、0.2质量份过氧化二苯甲酰，0.1份抗氧剂1076、0.2份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯混合均匀，采用双螺杆挤出机熔融挤出，挤出温度175、190、200、205、205、210、210、215、225℃，螺杆转速300r/min，挤出的物料经水冷切粒，得到羧基接枝乙烯基聚合物C。
乙烯基聚合物D:将50质量份乙烯—辛烯共聚物(8407,DOW)、47.55质量份乙烯—丁烯共聚物(7467,DOW)、2质量份甲基丙烯酸羟乙酯、0.15质量份过氧化二异丙苯，0.1份抗氧剂1076、0.2份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯混合均匀，采用双螺杆挤出机熔融挤出，挤出温度165、180、190、195、195、195、200、205、220℃，螺杆转速200r/min，挤出的物料经水冷切粒，得到羟基接枝乙烯基聚合物D。
乙烯基聚合物E:将91.35质量份乙烯—己烯共聚物(3236,埃克森美孚)、4质量份烯丙基胺，4质量份甲基丙烯酰胺、0.35质量份过氧化二苯甲酰，0.1份抗氧剂1076、0.2份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯混合均匀，采用双螺杆挤出机熔融挤出，挤出温度175、190、195、205、205、205、205、210、225℃，螺杆转速250r/min，挤出的物料经水冷切粒，得到氨基和酰胺基接枝乙烯基聚合物E。
乙烯基聚合物F:将95.4质量份乙烯—丙烯共聚物(6102,埃克森美孚)、2质量份丙烯酸丁酯、2质量份N-甲氧基甲基丙烯酰胺、0.30质量份过氧化二异丙苯，0.1份抗氧剂1076、0.2份润滑剂季戊四醇硬脂酸酯混合均匀，采用双螺杆挤出机熔融挤出，挤出温度180、195、205、205、205、205、208、215、230℃，螺杆转速200r/min，挤出的物料经水冷切粒，得到酯基和酰胺基接枝乙烯基聚合物F。
(2)测试方法
透光率的测试方法参照GB/T2410；
水汽透过率的测试方法参照GB/T26253；
铅笔硬度(750g)的测试方法参照ISO15184，对板材的上表层进行测试；
耐温性评测：将制备的板材裁切成100×200mm的样片，放置于120℃的烘箱中烘烤3天，观测样片形状变化。
耐湿热性评测：将制备的板材裁切成100×200mm的样片，放置于85℃，相对湿度85％的恒温恒湿箱中，放置时间为4周，用镊子或者刀片在层界面进行剥离试验，观测样片形貌变化，样片评级标准如下：其中A表示无变化，B表示有轻微发白或轻微分层现象，C表示有明显发白或明显分层现象。
【实施例1】
将上表层原料丙烯酸酯类树脂A，粘接阻隔层原料乙烯基聚合物A，下表层原料聚碳酸酯A1030分别加入到三个挤出机中，上表层对应挤出机的熔体温度为230℃，粘接阻隔层对应挤出机熔体温度为200℃，下表层对应挤出机的熔体温度为270℃，三种熔体经过各自的流道到三层共挤模头的膜唇处汇合，模头温度为260℃。通过喂料量及口模厚度调节板材及各层的厚度，使三层总厚度为1mm，其中上表层的厚度为0.45mm，粘接阻隔层厚度为0.1mm，下表层厚度为0.45mm。挤出的板材经过流延辊冷却定型，切边，得到透明多层板材。
【实施例2】
将上表层原料丙烯酸酯类树脂C，粘接阻隔层原料乙烯基聚合物C，下表层原料聚碳酸酯A1285分别加入到三个挤出机中，上表层对应挤出机的熔体温度为240℃，粘接阻隔层对应挤出机熔体温度为180℃，下表层对应挤出机的熔体温度为240℃，三种熔体经过各自的流道到三层共挤模头的膜唇处汇合，模头温度为250℃。通过喂料量及口模厚度调节板材及各层的厚度，使三层总厚度为2mm，其中上表层的厚度为1.02mm，粘接阻隔层厚度为0.3mm，下表层厚度为0.68mm。挤出的板材经过流延辊冷却定型，切边，得到透明多层板材。
【实施例3】
将上表层原料丙烯酸酯类树脂D，粘接阻隔层原料乙烯基聚合物D，下表层原料聚碳酸酯EXL1414T分别加入到三个挤出机中，上表层对应挤出机的熔体温度为210℃，粘接阻隔层对应挤出机熔体温度为220℃，下表层对应挤出机的熔体温度为230℃，三种熔体经过各自的流道到三层共挤模头的膜唇处汇合，模头温度为230℃。通过喂料量及口模厚度调节板材及各层的厚度，使三层总厚度为3mm，其中上表层的厚度为1.68mm，粘接阻隔层厚度为0.6mm，下表层厚度为0.72mm。挤出的板材经过流延辊冷却定型，切边，得到透明多层板材。
【实施例4】
将上表层原料丙烯酸酯类树脂B和丙烯酸酯类树脂E(两者按照1：1质量比混合)，粘接阻隔层原料乙烯基聚合物A和乙烯基聚合物F(两者按照1：1质量比混合)，下表层原料聚碳酸酯A1030和A1285(两者按照1：1质量比混合)分别加入到三个挤出机中，上表层对应挤出机的熔体温度为245℃，粘接阻隔层对应挤出机熔体温度为225℃，下表层对应挤出机的熔体温度为245℃，三种熔体经过各自的流道到三层共挤模头的膜唇处汇合，模头温度为250℃。通过喂料量及口模厚度调节板材及各层的厚度，使三层总厚度为5mm，其中上表层的厚度为3.82mm，粘接阻隔层厚度为0.5mm，下表层厚度为0.68mm。挤出的板材经过流延辊冷却定型，切边，得到透明多层板材。
【实施例5】
将上表层原料丙烯酸酯类树脂F，粘接阻隔层原料乙烯基聚合物F，下表层原料聚碳酸酯A1285和EXL1414T(两者按照2：1质量比混合)分别加入到三个挤出机中，上表层对应挤出机的熔体温度为190℃，粘接阻隔层对应挤出机熔体温度为165℃，下表层对应挤出机的熔体温度为235℃，三种熔体经过各自的流道到三层共挤模头的膜唇处汇合，模头温度为240℃。通过喂料量及口模厚度调节板材及各层的厚度，使三层总厚度为8mm，其中上表层的厚度为6.62mm，粘接阻隔层厚度为0.74mm，下表层厚度为0.64mm。挤出的板材经过流延辊冷却定型，切边，得到透明多层板材。
【实施例6】
将上表层原料丙烯酸酯类树脂A和丙烯酸酯类树脂D(两者按照3：1质量比混合)，粘接阻隔层原料乙烯基聚合物D和乙烯基聚合物E(两者按照1：4质量比混合)，下表层原料聚碳酸酯A1077分别加入到三个挤出机中，上表层对应挤出机的熔体温度为235℃，粘接阻隔层对应挤出机熔体温度为215℃，下表层对应挤出机的熔体温度为245℃，三种熔体经过各自的流道到三层共挤模头的膜唇处汇合，模头温度为250℃。通过喂料量及口模厚度调节板材及各层的厚度，使三层总厚度为10mm，其中上表层的厚度为0.95mm，粘接阻隔层厚度为0.5mm，下表层厚度为8.55mm。挤出的板材经过流延辊冷却定型，切边，得到透明多层板材。
【实施例7】
将上表层原料丙烯酸酯类树脂B，粘接阻隔层原料乙烯基聚合物B，下表层原料聚碳酸酯PC1895分别加入到三个挤出机中，上表层对应挤出机的熔体温度为225℃，粘接阻隔层对应挤出机熔体温度为215℃，下表层对应挤出机的熔体温度为275℃，三种熔体经过各自的流道到三层共挤模头的膜唇处汇合，模头温度为260℃。通过喂料量及口模厚度调节板材及各层的厚度，使三层总厚度为0.3mm，其中上表层的厚度为0.06mm，粘接阻隔层厚度为0.1mm，下表层厚度为0.14mm。挤出的板材经过流延辊冷却定型，切边，得到透明多层板材。
【实施例8】
将上表层原料丙烯酸酯类树脂E，粘接阻隔层原料乙烯基聚合物E，下表层原料聚碳酸酯A1077和PC1895(两者按照1：10质量比混合)分别加入到三个挤出机中，上表层对应挤出机的熔体温度为225℃，粘接阻隔层对应挤出机熔体温度为195℃，下表层对应挤出机的熔体温度为270℃，三种熔体经过各自的流道到三层共挤模头的膜唇处汇合，模头温度为260℃。通过喂料量及口模厚度调节板材及各层的厚度，使三层总厚度为0.5mm，其中上表层的厚度为0.15mm，粘接阻隔层厚度为0.13mm，下表层厚度为0.22mm。挤出的板材经过流延辊冷却定型，切边，得到透明多层板材。
【对比例1】
将上表层原料丙烯酸酯类树脂A，下表层原料聚碳酸酯A1030分别加入到两个挤出机中，上表层对应挤出机的熔体温度为230℃，下表层对应挤出机的熔体温度为270℃，两种熔体经过各自的流道到两层共挤模头的膜唇处汇合，模头温度为260℃。通过喂料量及口模厚度调节板材及各层的厚度，使两层总厚度为1mm，其中上表层的厚度为0.5mm，下表层厚度为0.5mm。挤出的板材经过流延辊冷却定型，切边，得到透明多层板材。
【对比例2】
将上表层原料丙烯酸酯类树脂A，粘接阻隔层原料乙烯-辛烯共聚物
Figure BDA0003577013720000161
5007，下表层原料聚碳酸酯A1030分别加入到三个挤出机中，上表层对应挤出机的熔体温度为230℃，粘接阻隔层对应挤出机熔体温度为200℃，下表层对应挤出机的熔体温度为270℃，三种熔体经过各自的流道到三层共挤模头的膜唇处汇合，模头温度为260℃。通过喂料量及口模厚度调节板材及各层的厚度，使三层总厚度为1mm，其中上表层的厚度为0.45mm，粘接阻隔层厚度为0.1mm，下表层厚度为0.45mm。挤出的板材经过流延辊冷却定型，切边，得到透明多层板材。
对实施例1-8以及对比例1-2制得的透明多层板材进行表1所示的性能测试，测试结果如表1所示。
表1、性能测试结果
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 对比例1 对比例2
铅笔硬度 2H 3H 4H 4H 4H 3H H H 2H 2H
耐温性 不形变 不形变 不形变 不形变 不形变 不形变 不形变 不形变 不形变 不形变
水汽透过率g/m<sup>2</sup>.day 4.3 3.1 2.2 2.6 2.0 2.4 4.7 3.8 10.3 6.4
透光率％ 93.3 91.4 86.8 87.4 85.9 86.5 93.5 93.0 93.5 93.2
耐湿热性 A A A A A A A A B C
从表1中结果可以看出，本发明各实施例提供的透明多层板材具有良好的光学透过性(透光率均在85％以上)，良好的耐温性，且上表层具有优异的抗刮擦效果(铅笔硬度在H及以上)，可以抵抗风沙及雨雪的刮擦，适合用于较严苛的应用环境。此外，本发明制备的透明多层板材还具有优异的水汽阻隔性及耐湿热性，这对延长光伏组件的寿命至关重要，更适用于光伏材料技术领域。

Claims (10)

1.一种透明多层板材，其特征在于，所述透明多层板材分为上表层、粘接阻隔层及下表层；所述上表层由丙烯酸酯类树脂基材构成；所述下表层由聚碳酸酯树脂基材构成；所述粘接阻隔层由含有功能性基团的乙烯基聚合物构成；
所述功能性基团选自酸酐基、环氧基、酰胺基、酯基、羟基、醚基、羧基、氨基中的一种或多种，进一步优选为酸酐基和环氧基中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的透明多层板材，其特征在于，所述丙烯酸酯类树脂是丙烯酸酯或其甲基取代物的均聚物或共聚物；
优选地，所述丙烯酸酯类树脂作为共聚物时，其共聚原料中含有至少60％重量，优选至少80％重量的丙烯酸酯和/或其甲基取代物；所述丙烯酸酯优选为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸芳香酯中的一种或多种，更优选为丙烯酸甲酯。
3.根据权利要求2所述的透明多层板材，其特征在于，所述丙烯酸酯类树脂作为共聚物时，其共聚原料中还任选地含有不饱和单体，所述不饱和单体在共聚原料中的含量不超过40％重量，优选不超过20％重量。
4.根据权利要求3所述的透明多层板材，其特征在于，所述不饱和单体选自苯乙烯、丙烯腈、马来酸酐、醋酸乙烯酯、具有10个碳原子以内的α-线性烯烃和它们的衍生物中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的透明多层板材，其特征在于，所述丙烯酸酯类树脂在230℃/3.8kg条件下具有1-30g/10min的熔体流动速率。
6.根据权利要求1所述的透明多层板材，其特征在于，所述聚碳酸酯树脂为玻璃化转变温度120℃以上的聚碳酸酯，优选玻璃化转变温度130℃以上的聚碳酸酯，更优选玻璃化转变温度140℃以上的聚碳酸酯；
优选地，所述聚碳酸酯树脂为芳香族聚碳酸酯，优选双酚A型聚碳酸酯，进一步优选在300℃/1.2kg条件下具有2-30g/10min的熔体流动速率的双酚A型聚碳酸酯。
7.根据权利要求1所述的透明多层板材，其特征在于，所述乙烯基聚合物是乙烯的均聚物或共聚物；
优选地，所述乙烯基聚合物在190℃/2.16kg条件下具有0.1-30g/10min的熔体流动速率；
优选地，所述乙烯基聚合物作为共聚物时，其共聚原料为乙烯和具有20个碳原子以内的α-烯烃，优选为乙烯和具有15个碳原子以内的α-烯烃，更优选为乙烯和具有12个碳原子以内的α-烯烃；
优选地，所述乙烯基聚合物是乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的透明多层板材，其特征在于，所述上表层和下表层的厚度比为1:(0.1-10)；所述粘接阻隔层的厚度为透明多层板材总厚度的5-30％；
优选地，所述透明多层板材的总厚度为0.1-10mm。
9.根据权利要求1-8任一项所述的透明多层板材，其特征在于，所述透明多层板材通过层压共挤出的方式制备成型。
10.一种如权利要求1-8任一项所述的透明多层板材在光伏组件中的应用。
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