CN115447245B - 一种复合膜及其制备方法和应用 - Google Patents

一种复合膜及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN115447245B
CN115447245B CN202211403737.9A CN202211403737A CN115447245B CN 115447245 B CN115447245 B CN 115447245B CN 202211403737 A CN202211403737 A CN 202211403737A CN 115447245 B CN115447245 B CN 115447245B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
parts
light
composite film
substrate layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211403737.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115447245A (zh
Inventor
张宇辉
屠烨顺
墨秋芹
王帅峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou First Pv Material Co ltd
Original Assignee
Suzhou First Pv Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou First Pv Material Co ltd filed Critical Suzhou First Pv Material Co ltd
Priority to CN202211403737.9A priority Critical patent/CN115447245B/zh
Publication of CN115447245A publication Critical patent/CN115447245A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115447245B publication Critical patent/CN115447245B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/26Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using curing agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • B32B27/365Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters comprising polycarbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/44Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/48Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/006Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polymers provided for in C08G18/00
    • C08F283/008Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polymers provided for in C08G18/00 on to unsaturated polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polycarbonates or saturated polyesters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • H01L31/049Protective back sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/54Yield strength; Tensile strength
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/582Tearability
    • B32B2307/5825Tear resistant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/712Weather resistant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/714Inert, i.e. inert to chemical degradation, corrosion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00Electrical equipment
    • B32B2457/10Batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00Electrical equipment
    • B32B2457/12Photovoltaic modules
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/08Copolymers of ethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12Polypropene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2351/00Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
    • C08J2351/08Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2451/00Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
    • C08J2451/08Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241Titanium dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/524Esters of phosphorous acids, e.g. of H3PO3
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • C08K7/04Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14Glass
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明公开一种复合膜及其制备方法和应用,该复合膜包括至少一层透光层和一层基材层;所述的透光层在365 nm~410 nm波段的紫外光透光率大于50%;所述的基材层在365 nm~410 nm波段的紫外光透光率小于20%;所述基材层的组份至少包括有主体树脂、紫外光固化聚合物、活性稀释剂、光引发剂和填充剂;所述透光层的组份至少包括有主体树脂。本发明的制备方法通过在层间制造皲裂与相分离,提高挤出材料界面的渗透程度,显著增强复合膜层间粘结力,克服了因各层之间的粘结力下降出现的层间分离现象,实现耐水解及耐候性大幅度提升,提高封装组件的使用寿命。

Description

一种复合膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于光伏发电技术领域,具体涉及一种复合膜及其制备方法和应用,该复合膜的层间粘结力显著增强。
背景技术
近些年,光伏发电技术快速发展,得到了全球各界的广泛认可,全球装机量呈快速上升的趋势。太阳能背膜做为光伏发电组件的重要封装材料之一,越来越多的企业参与到太阳能背膜的设计、生产产业链,背膜技术得以不断迭代与发展。在众多制造技术中,共挤技术因具有制备工艺简便,成本优势明显,低VOC排放等诸多优势,近些年成为行业封装背膜重点发展方向。封装背膜可以借助共挤技术将多层材料挤出一体成型,也可以借助共挤技术制备复合强化芯层。
光伏发电系统在户外会经受高低温、潮湿、紫外、风砂、盐雾、化学腐蚀等复杂老化因子的长期作用。这些老化因子不断侵蚀封装背膜的各层材料,破坏背膜整体的完整性与连接致密性,使封装背膜的阻隔功能逐渐丧失,进而使得光伏组件功率大幅衰减。共挤技术工艺制造的一体成型背膜或芯层,通常是将各层材料加热到熔融态挤出压合定型而成,层间粘结力主要依靠界面分子链相互渗透,缠绕,铆合而形成。由于共挤材料分子刚性大,易结晶,界面致密光滑,以及为了提高阻隔性能而引入高比例的填料的阻挡,使得界面分子链相互渗透难度大,只能建立浅层链接。再加上挤出复合膜界面间不会构建类似与熔融共混的酯交换反应,界面无法构建化学链接。在复杂老化因子的作用下,时有发生层间脱离的现象。因此,共挤工艺生产的复合膜的层间粘结力仍需改善,以满足光伏发电对于背膜性能的严苛要求。
提高复合膜层间粘结力,现有技术主要有两大类方案:
其一,各层材料中引入相容剂实现。如CN 112409938A公开了一种三层结构共挤背板,通过在耐候层中添加聚烯烃极性基团接枝共聚物为相容剂,有效提高聚酰胺聚醚嵌段共聚物与聚烯烃的相容性,在共挤工艺中无需额外增加粘合膜层就可以实现耐候层与芯层的有效粘合。
其二,通过增加界面的粗糙度实现。(1)如CN 113001856 A公开了一种智能卡,通过在柔软状态的PET两侧喷涂聚乙烯醇粉末,压延后使聚乙烯醇嵌入PET片材表面,用温水洗除聚乙烯醇粉末,得到具有蜂窝状表面的聚酯膜,提高了卡片层间粘结力。(2)如CN203055940 U公开了一种两层结构的太阳能电池背板,通过在聚烯烃层表面设置磨砂纹或压花纹提高聚烯烃层和太阳能电池组件中的EVA层粘结力。(3)添加不同粒径和形状的填料,如BaSO4、SiO2、TiO2、CaCO3、高岭土等,增大基材的表面粗糙度,提高涂层和镀铝层附着力。(4)等离子体表面处理,增大基材的表面粗糙度,提高涂层和镀铝层附着力。
现有技术多有瑕疵,不能满足共挤复合膜的使用需求。如相容剂的引入,机理是借助聚合物分子间的键合力,降低两相组分间的界面张力,促进相分散,减小相分离,改善界面间的粘着力。但这种效果需要在混熔条件下才能实现,对于复合膜这类刚性片材界面的改善效果微乎其微。现有提高界面粗糙度的方法在目前背膜或复合强化芯层的生产过程中无法操作执行。因此,市场急需开发新的方案用于增强共挤复合膜的层间粘结力。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的缺陷,提供一种复合膜及其制备方法和应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种复合膜,该复合膜包括至少一层透光层和一层基材层;
所述的透光层在365 nm~410 nm波段的紫外光透光率大于50 %;
所述的基材层在365 nm~410 nm波段的紫外光透光率小于20 %;
所述基材层的组份至少包括有主体树脂、紫外光固化聚合物、活性稀释剂、光引发剂和填充剂;
所述透光层的组份至少包括有主体树脂。
作为一种优选技术方案,基材层中所述紫外光固化聚合物的数均分子量小于所述主体树脂的数均分子量。
作为一种优选技术方案,基材层中所述紫外光固化聚合物的数均分子量与所述主体树脂的数均分子量的比值不高于50%。
作为一种优选技术方案,基材层中所述主体树脂的数均分子量大于10000,所述紫外光固化聚合物的数均分子量小于5000。
作为一种优选技术方案,按重量份计,所述的基材层中包含主体树脂50~150份、紫外光固化聚合物5~20份、活性稀释剂0.5~3份、光引发剂0.1~2份和填充剂4.4~21份。
作为一种优选技术方案,所述的基材层中还包含阻聚剂和其他助剂;按重量份计,所述的基材层中包含主体树脂50~150份、紫外光固化聚合物5~20份、活性稀释剂0.5~3份、光引发剂0.1~2份、填充剂4.4~21份、阻聚剂0.001~0.02份和其他助剂0.6~4份。
作为一种优选技术方案,所述的透光层中还包含助剂;按重量份计,所述的透光层包含主体树脂50~150份和助剂0.1~3.0份。
进一步优选的,所述基材层的其他助剂包含抗氧剂和抗水解剂中的至少一种。更进一步优选的,所述的其他助剂包含抗氧剂和抗水解剂。更进一步优选的,按重量份计,各其他助剂的成分含量为:抗氧剂0.1~1.0份、抗水解剂0.5~3份。
进一步优选的,所述透光层的助剂包含抗氧剂和抗水解剂中的至少一种。更进一步优选的,所述的助剂包含抗氧剂和抗水解剂。更进一步优选的,按重量份计,各助剂的成分含量为:抗氧剂0.05~1.0份、抗水解剂0.05~2.0份。
所述透光层的助剂中包含或不包含填充剂。所述的填充剂为颜料或/和填料;透光层优选为不添加颜料或/和填料。
作为一种优选技术方案,所述透光层的主体树脂为聚烯烃类树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA、热塑性聚氨酯弹性体TPU、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、聚酰胺PA中的至少一种;所述的聚烯烃类树脂为聚烯烃弹性体POE、低密度聚乙烯LDPE、高密度聚乙烯HDPE、聚丙烯PP及丙烯类共聚物中的至少一种;
所述基材层的主体树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、聚酰胺PA、聚丙烯PP及丙烯类共聚物、聚碳酸酯PC中的至少一种。
作为一种优选技术方案,所述的紫外光固化聚合物为可紫外光固化的含有丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基或烯丙基的预聚物及改性类预聚物中的至少一种(该预聚物能降低苯环含量,减弱与低透光基材层的相容性);进一步优选的,所述的紫外光固化聚合物为聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚酯改性丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂中的至少一种;
作为一种优选技术方案,所述的活性稀释剂为多官能团稀释剂,参与交联的活性官能团数量大于等于2;进一步优选的,活性官能团数量大于等于3;进一步优选的,所述的活性稀释剂为丙烯酸酯,更进一步优选的,所述的丙烯酸酯为二缩乙二醇双丙烯酸酯DEGDA、二缩乙二醇双甲基丙烯酸酯DEGMA、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、三羟基甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯THEICTA、季戊四醇三丙烯酸酯PET3A、季戊四醇四丙烯酸酯PETTA、双季戊四醇五丙烯酸酯DPEPA、双季戊四醇六丙烯酸酯DPHA中的至少一种;
作为一种优选技术方案,所述的光引发剂为自由基型光引发剂。进一步优选的,所述的光引发剂为裂解型自由基光引发剂,更进一步优选的,所述的裂解型自由基光引发剂为α-羟基酮类、α-羟烷基苯酮类、 α-胺烷基苯酮类或芳酰基膦氧化物和芳酰基膦酸酯类中的至少一种。更进一步优选的,α-羟基酮类为α-羟基酮;所述的α-羟烷基苯酮类为2-羟基-2-甲基-1苯基-1丙酮(HMPP)、2-羟基-2甲基-1-苯基甲酮或1-羟基-环已基苯酮(HCPK)等;所述的 α-胺烷基苯酮类为 2-苯基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮(BDMP)或2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮(MMMP)等。芳酰基膦氧化物和芳酰基膦酸酯类为双苯甲酰基苯基氧化膦BAPO1或双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦等。
所述的阻聚剂为4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、对羟基苯甲醚、2, 5-二特丁基对苯二酚、1, 4-对苯二酚和甲基氢醌中的至少一种。
作为一种优选技术方案,所述透光层与所述基材层中的抗氧剂各自独立的为耐高温的亚磷酸酯类抗氧剂,或耐高温的亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂的组合;所述的耐高温的亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂均为本领域常见的抗氧剂,例如,亚磷酸酯TNPP、二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯、亚磷酸三(2.4-二叔丁基苯基)酯、双季戊四醇二亚磷酸酯等。
所述透光层与所述基材层中的抗水解剂各自独立的为碳化二亚胺,优选芳香族。进一步地,包含单碳化二亚胺和聚碳化二亚胺中的至少一种。该抗水解剂为本领域技术人员公知的常见抗水解剂。
所述基材层的填充剂为颜料或/和填料。
本发明所述的颜料为白色无机粉料(如钛白粉、立德粉、锌白、铅白、碳酸钙、氢氧化铝、高岭土等)、黑色无机/有机粉料(如炭黑、氧化铁黑、铜铬黑、铁铬黑、苯胺黑等)、彩色无机/有机粉料(如氧化铁类、硅藻泥类、无机铬颜料、酞菁颜料、苝黑、偶氮类颜料等)中的至少一种。
本发明所述的填料为二氧化硅、玻璃粉、透明粉和玻璃纤维中的至少一种。
作为一种优选技术方案,所述的复合膜为包含一层透光层和一层基材层的两层结构复合膜;或者为包含两层透光层和一层基材层的三层结构复合膜,所述的基材层设置在两层透光层之间,两层所述透光层的组分相同或不同。
作为一种优选技术方案,所述透光层的厚度10μm~ 200μm;所述基材层的厚度为50μm~350μm。
上述的复合膜的制备方法,包含以下步骤:
(1)将透光层的原料预搅拌均匀;将基材层的原料预搅拌均匀;同步将其加入各自双螺杆挤出机中,通过加热熔融、剪切作用实现配料充分混合得到粘流熔体;所述的粘流熔体通过分配块进入相应流道数量的模头挤出,膜层通过紫外辐照腔室内的控温初段冷却定型,得到无定形铸片;
(2)无定形铸片在辐照腔室内接受紫外光线辐照处理;紫外光线透过透光层辐照基材层表面;
(3)铸片经双向拉伸,热定型处理消除膜变形和层间应力,厚经压合辊、冷却辊处理得到规定厚度的复合膜。
上述的复合膜在光伏封装领域中的应用。优选的用于太阳能电池组件封装背板的制造。
本发明共挤复合膜的结构说明:
本发明技术方案涉及的复合膜,可用于制造太阳能电池组件封装背板,但不局限于光伏封装领域。本发明的复合膜可分为两层结构和三层结构,其剖面示意图分别如图1与图2所示。两层结构复合膜的透光层和三层结构复合膜的其中一个透光层为靠近太阳能电池组件电池片的一侧。与之相对的,两层结构复合膜的基材层与三层结构复合膜的另一个透光层为远离电池片的一侧。本发明中的透光层均为低颜料、低填料含量或无颜料、无填料膜层,能够透过目前市面销售的紫外光固化设备光源产生的UV光线,如365 nm、395 nm、405nm等波长。与之相对的基材层为含有填充剂(颜料或/和填料)的低透光膜层。
本发明技术方案的原理说明:
用于挤出工艺的聚合物材料分子一般刚性较大,分子链段迁移、蠕动能力较弱。同时,分子易结晶,制备的复合膜各层界面致密光滑,再加上为了提高复合膜整体的阻隔性能而引入高比例的填料,使得相邻界面分子链的相互渗透难度大,界面间只能建立浅层的渗透、缠绕、铆合链接。本发明在两层结构复合膜的基材层或三层结构复合膜的基材层中引入可紫外光固化的含有丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基或烯丙基的预聚物及改性类预聚物。处于粘流状态的混合熔体在共混、挤出、成型过程中以及经螺杆、流道、喷嘴等摩擦剪切力作用下,由于参与紫外光固化的聚合物与主体树脂数均分子量不同,质量密度不同,流动性有差异,也无法做到完全相容,两者有形成分离的趋势,数均分子量小、密度小的预聚物倾向浮向表面,密度大的主体树脂沉入里面。一方面,聚合物数均分子量差异越大,两者的相容性差异会越大。另一方面,由于加工过程为熔融状态,温度较高,数均分子量越低,分子蠕动能力越强,迁移析出至表面越容易。苯环是有助于与PET、PBT、PEN等聚酯材料的相容。特别是加工过程多剪切作用,这种分离作用更强烈。从促进基材层主体树脂和紫外光固化聚合物挤出过程中实现相分离,优选所述紫外光固化聚合物的数均分子量与所述主体树脂的数均分子量的比值不高于50%。进一步优选地,所述主体树脂的数均分子量大于10000,所述紫外光固化聚合物的数均分子量小于5000。最优选的,基材层中所述主体树脂的数均分子量为10000-50000,所述紫外光固化聚合物的数均分子量为1000-4000,较容易实现迁移。
所述复合膜可以由多层共挤工艺制得,也可由多层单独挤出并贴合后制得,或经过涂覆工艺制得,优选所述复合膜为多层共挤一体成型的工艺制得。具体地,两层结构复合膜的透光层材料与基材层材料通过模头两层共挤贴合,三层结构复合膜的透光层材料、透光层材料与基材层材料通过模头三层共挤贴合。紫外光透过透光层照射基材层的表面(两层结构复合膜),紫外光透过两层透光层照射基材层的表面(三层结构复合膜)。浮在表面的预聚物经紫外光照射后交联硬化收缩,使得其与周围主体树脂的相容性进一步下降,形成众多相分离区域。紫外辐照固化同样使得表层柔韧性大幅下降,脆性提升。随后,挤出膜经双向拉伸处理,至规定厚度的复合膜过程中,脆性的基材层表面会产生高密度深浅不一的皲裂,辐照产生的相分离数量和面积也随之扩大。辐照的紫外光线会被基材层中添加的颜料吸收、散射,这种紫外固化多集中于浅层。经拉伸后,皲裂逐渐向深处延伸。基材层内部残存的预聚物不会受到影响,因此紫外辐照后基材整体柔韧性不会受到影响,拉伸过程不会在其内部形成皲裂或相分离死区。
在保温条件下,经过压合辊定型处理,界面分子链会通过新产生的皲裂和相分离区域向更深处渗透,建立更牢固的铆合。
各层材料特征详述:本发明所述复合膜为多层共挤一体成型,可用于太阳能电池组件封装背板的制造,但不限于光伏领域。本发明旨在说明提高多层复合膜类材料层间粘结力的原理、方法与流程。所述复合膜分双层结构和三层结构。如图1所述为两层结构复合膜的剖面示意图。如图2所示为三层结构复合膜的剖面示意图。
两层结构复合膜由透光层和基材层构成。其中透光层为后续制备封装背板时靠近电池片的一侧,与之对应的基材层为远离电池片的一侧。
透光层的厚度为10μm~ 200μm。透光层为无颜料、无填料或低颜料、低填料含量膜层。透光层优选不添加颜料。若因需添加颜料或/和填料,320 nm~410 nm(如常用的UVLED固化光源365 nm、395 nm、405 nm等)范围紫外光不会被所添加颜料、填料膜层完全吸收、散射。所述颜料或/和填料添加后应保证所述的透光层在365 nm~410 nm波段的紫外光透光率大于50 %;
所述基材层的厚度为50μm~350μm。所述的基材层应保证在365 nm~410 nm波段的紫外光透光率小于20 %;基材层的透光率可以通过添加填充剂(颜料或/和填料)进行调整或控制。为实现本发明所述效果,基材层需添加可紫外光固化的含有丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基或烯丙基的预聚物及改性类预聚物中至少一种的紫外光固化聚合物。所述的紫外光固化聚合物应降低苯环含量,减弱与基材层的相容性。为实现膜层在规定时间紫外固化后双向拉伸皲裂的效果,基材层需添加活性稀释剂(交联单体)。所述活性稀释剂属于多官能团稀释剂。为实现本发明效果,基材层还需添加光引发剂。进一步地,所述引发剂属于自由基型光引发剂。优选地,所述光引发剂属于裂解型自由基光引发剂。本发明所述基材层的原料组分还可以包括但不限于阻聚剂、抗水解剂、抗氧剂。
三层结构复合膜由两层透光层和一层基材层 构成。其中,基材层位于两层透光层之间。构成两层透光层的组分、规格可相同,可不同。两层结构复合膜与三层结构复合膜本质上仅结构上层数差异。因此,两层结构复合膜所述材料、组合、配比、规格属性、性能限制等要素同样适用于三层结构复合膜。
实施方法及流程:本发明的另一目的通过下述技术方案实现:本发明中所采用的熔融挤出设备为公知的熔融挤出设备。
双向拉伸工艺采用公知的薄膜拉伸工艺。下文以三层结构共挤复合膜为例,阐述本发明制备高层间粘结力的多层膜材料优选技术方案的制备方法与流程,
(1)分别将其中一层透光层的树脂切片/粒子(已干燥)和助剂预搅拌均匀。将基材层的树脂切片/粒子(已干燥)、紫外光固化聚合物、活性稀释剂、光引发剂、阻聚剂和其他助剂预搅拌均匀。将另一层透光层的树脂切片/粒子(已干燥)和助剂预搅拌均匀。同步将其加入各自双螺杆挤出机中,通过加热熔融、剪切作用实现配料充分混合。粘流熔体通过分配块进入三流道模头挤出,膜层通过紫外辐照腔室内的控温初段冷却定型,得到无定形铸片;
(2)无定形铸片在辐照腔室内接受辐照处理。辐照腔室上下腔体侧均安装紫外固化的UVLED光源,紫外光线分别透过两层透光层辐照基材层表面;
(3)铸片经双向拉伸,热定型处理消除膜变形和层间应力,厚经压合辊、冷却辊处理得到规定厚度的三层结构共挤复合膜;
注:两层结构共挤复合膜生产,需关闭下腔体侧UVLED光源。
本发明的有益效果:
(1)本发明通过共挤加工方式并进行双向拉伸实现复合膜的制备,实现低VOC排放同时,工艺简便高效。(2)本发明的制备方法通过在层间制造皲裂与相分离,提高挤出材料界面的渗透程度,显著增强复合膜层间粘结力,克服了因各层之间的粘结力下降出现的层间分离现象,实现耐水解及耐候性大幅度提升,提高封装组件的使用寿命。
附图说明
图1为两层结构复合膜剖面示意图。
图2为三层结构复合膜剖面示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述,其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
如图1所示,一种双层结构的复合膜,该复合膜包括一层透光层1和一层基材层2;
所述的透光层1为聚酰胺树脂层,其厚度为60 微米。所述的聚酰胺树脂层包括如下重量份的原料:
聚酰胺树脂:100份
抗氧剂1-1:0.5份
抗水解剂1-1:1.0份
所述的基材层2为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)层,其厚度为240微米。所述的PET层包括如下重量份的原料:
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):100份
填充剂1-1:11份
抗氧剂1-2:0.5份
抗水解剂1-2:1.2份
紫外光固化聚合物:8份
交联单体:1.5份
光引发剂:0.24份
阻聚剂:0.005份
所述的聚酰胺树脂为PA66,是添加了玻璃纤维的商品化材料,其中玻璃纤维含量为30%(w/w),其粘性较低,流动性良好,可以制备较薄的膜类材料。加入的玻璃纤维使得其在流程方向以及与流程方向垂直方向的收缩率均控制在1%以内,有利于减弱挤出加工过程层间的应力积聚。采用日本东丽CM3001G-30,其熔点范围为246~263摄氏度。所述抗氧剂1-1为科莱恩SEED,起到稳定PA66熔体压力的效果;其熔点272摄氏度,与PA66高度相容,增加PA66的热稳定性与光稳定性。所述抗水解剂1-1为Stabaxol P200,适用于PA66的熔融加工。
所述PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂为非纤维级聚酯切片,采用中国石化仪征化纤FG610,数均分子量为20000-30000。所述填充剂1-1为钛白粉,为保证膜材的长期耐候性,选用氯化法金红石型通用型钛白粉,采用科慕淳钛R706。所述抗氧剂1-2为美国Dover的Revonox 608,熔点大于225摄氏度。所述抗水解剂1-2为上海朗亿新材HyMax 1010。所述紫外光固化聚合物为聚醚型聚氨酯丙烯酸树脂,其低苯环含量,降低与基材层2主体树脂的相容性,以及对光引发剂用量和活性稀释剂(交联单体)用量敏感,能够实现快速紫外固化,采用长兴6195-100,数均分子量为2500-3500。所述交联单体为三官能度的三羟基甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(CAS号:15625-89-5),采用中国台湾的国精化学GM63C00。所述光引发剂为2-羟基-2甲基-1-苯基甲酮(CAS号:7473-98-5),采用江苏聚铭化工1173。所述阻聚剂为天津中信凯泰化工有限公司的1, 4-对苯二酚(CAS号:123-31-9)。
上述双层结构复合膜的制备方法包括如下步骤:
(1)将PA66塑胶原料在80摄氏度下预干燥处理4小时,聚酯切片在130摄氏度下干燥处理3小时;
(2)将已干燥的PA66、抗氧剂1-1、抗水解剂1-1混合预均匀,引入单螺杆挤出机中,熔融混配。将已干燥聚酯切片、填充剂1-1、抗氧剂1-2、抗水解剂1-2、紫外光固化聚合物、交联单体、光引发剂、阻聚剂混合预分散,引入双螺杆挤出机中,熔融混配;
(3)粘流熔体通过分配块进入双层模头挤出,膜层通过紫外辐照腔室内的控温70摄氏度初段冷却定型,得到无定形铸片;
(4)无定形铸片在辐照腔室内接受紫外光辐照处理。辐照腔室上腔体侧安装365nm波长的UVLED光源,紫外光线透过透光层1辐照基材层2表面;
(5)铸片经拉幅机双向拉伸,将铸片预热至135摄氏度下纵向拉伸至规定厚度;
(6)拉伸结束需在180摄氏度下热定型8分钟,后过压合辊、冷却辊二次定型,制得所述双层结构复合膜。
实施例2
如图2所示,一种三层结构的复合膜,该复合膜依次由透光层1、基材层2和透光层3构成;所述的基材层2位于透光层1和透光层3之间。
所述透光层1为聚烯烃弹性体层,其厚度为10 微米。所述聚烯烃弹性体层包括如下重量份的原料:
聚烯烃树脂:100份
抗氧剂2-1:0.3份
抗水解剂2-1:0.5份
所述基材层2为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)层,其厚度为350微米。所述PET层包括如下重量份的原料:
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):100份。
填充剂2-1:11份
抗氧剂2-2:0.5份
抗水解剂2-2:1.2份
紫外光固化聚合物:12份
交联单体:1.0份
光引发剂:0.42份
阻聚剂:0.0084份
所述透光层3为PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)层,其厚度为60微米。所述PEN层包括如下重量份的原料:
PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯):100份
填充剂2-2:0.7份
抗氧剂2-3:0.4份
抗水解剂2-3:0.5份
所述聚烯烃树脂为POE,为茂金属催化的乙烯和辛烯的高聚物,采用Dow公司8411。所述抗氧剂2-1为上海外电国际贸易有限公司亚磷酸酯TNPP。所述抗水解剂2-1为朗亿新材HyMax 210。
所述PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂为非纤维级聚酯切片,采用中国石化仪征化纤FG610,数均分子量为20000-30000。所述填充剂2-1为钛白粉,为保证膜材的长期耐候性,选用氯化法金红石型通用型钛白粉,采用科慕淳钛R706。所述抗氧剂2-2为美国Dover的Revonox 608,熔点大于225摄氏度。所述抗水解剂2-2为上海朗亿新材HyMax1010。所述紫外光固化聚合物为聚酯丙烯酸树脂,采用南雄市鼎好光化科技DH2216,数均分子量为2500-3500。所述交联单体为三官能度的季戊四醇三丙烯酸酯PET3A(CAS号:3524-68-3),采用中国台湾的国精化学GM63F00。所述光引发剂为ɑ-羟基酮,采用巴斯夫Irgacure 184。所述阻聚剂为天津中信凯泰化工有限公司的1, 4-对苯二酚(CAS号:123-31-9)。
所述PEN采用日本帝人TN8050SC。所述填充剂2-2为氢氧化铝,采用江阴市欧森纳化工GY908。所述抗氧剂2-3采用南京米兰化工Mianox 618。所述抗水解剂2-3为StabaxolP200,适用于PEN熔融加工。
上述三层结构复合膜的制备方法包括如下步骤:
(1)聚酯PET、PEN切片在130摄氏度下干燥处理4小时;
(2)将POE、抗氧剂2-1、抗水解剂2-1混合预均匀,引入单螺杆挤出机中,熔融混配。将已干燥聚酯PET切片、填充剂2-1、抗氧剂2-2、抗水解剂2-2、紫外光固化聚合物、交联单体、光引发剂、阻聚剂混合预分散,引入双螺杆挤出机中,熔融混配。将已干燥聚酯PEN切片、填充剂2-2、抗氧剂2-3、抗水解剂2-3混合预分散,引入单螺杆挤出机中,熔融混配;
(3)粘流熔体通过分配块进入三流道模头挤出,膜层通过紫外辐照腔室内的控温70摄氏度初段冷却定型,得到无定形铸片;
(4)无定形铸片在辐照腔室内接受紫外光辐照处理。辐照腔室上、下腔体侧均安装395nm波长的UVLED光源,紫外光线透过透光层1与透光层3辐照基材层2双表面;
(5)铸片经拉幅机双向拉伸,将铸片预热至120摄氏度下纵向拉伸至规定厚度;
(6)拉伸结束需在145摄氏度下热定型5分钟,后在180摄氏度热定型5分钟,后过压合辊、冷却辊二次定型,制得所述三层复合膜。
实施例3
如图1所示,一种双层结构的复合膜,该复合膜包括一层透光层1和一层基材层2;
所述的透光层1为聚丙烯树脂层,其厚度为40 微米。所述的聚丙烯树脂层包括如下重量份的原料:
聚丙烯树脂:100份
填充剂3-1:15份
抗氧剂3-1:0.5份
抗水解剂3-1:1.0份
所述的基材层2为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)层,其厚度为250微米。所述的PET层包括如下重量份的原料:
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):100份
填充剂3-2:15份
抗氧剂3-2:0.5份
抗水解剂3-2:1.5份
紫外光固化聚合物:10份
交联单体:2.5份
光引发剂:0.24份
阻聚剂:0.005份
所述的聚丙烯,为SABIC 670Kh,熔点164-170℃。所述填充剂3-1为巴斯夫BASFPaliogen Blue L6480。所述抗氧剂3-1为广州志一化工有限公司的YIPHOS 3010(二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯)。所述抗水解剂3-1为Stabaxol P200。
所述PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂为非纤维级聚酯切片,采用中国石化仪征化纤FG610,数均分子量为20000-30000。所述填充剂3-2为高结构低表面积炭黑,选用浙江德泰N550挤出性炭黑。所述抗氧剂3-2为美国Dover的Revonox 608。所述抗水解剂3-2为上海朗亿新材HyMax1010。所述紫外光固化聚合物为聚醚型聚氨酯丙烯酸树脂,其低苯环含量,降低与基材层2主体树脂的相容性,以及对光引发剂用量和活性稀释剂(交联单体)用量敏感,能够实现快速紫外固化,采用长兴6195-100聚醚型聚氨酯丙烯酸树脂,数均分子量为2500-3500。所述交联单体为三官能度的三羟基甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(CAS号:15625-89-5),采用中国台湾的国精化学GM63C00。所述光引发剂为2-羟基-2甲基-1-苯基甲酮(CAS号:7473-98-5),采用江苏聚铭化工1173。所述阻聚剂为迪欣化工的2, 5-二特丁基对苯二酚(CAS号:88-58-4)。
上述双层结构复合膜的制备方法包括如下步骤:
(1)将聚丙烯塑胶原料在90摄氏度下预干燥1小时,聚酯切片在130摄氏度下干燥3小时;
(2)将已干燥的聚丙烯、填充剂3-1、抗氧剂3-1、抗水解3-1混合预均匀,引入单螺杆挤出机中,熔融混配。将已干燥聚酯切片、填充剂3-2、抗氧剂3-2、抗水解剂3-2、紫外光固化聚合物、交联单体、光引发剂、阻聚剂混合预分散,引入双螺杆挤出机中,熔融混配;
(3)粘流熔体通过分配块进入双层模头挤出,膜层通过紫外辐照腔室内的控温70摄氏度初段冷却定型,得到无定形铸片;
(4)无定形铸片在辐照腔室内接受紫外光辐照处理。辐照腔室上腔体侧安装365nm波长的UVLED光源,紫外光线透过透光层1辐照基材层2表面;
(5)铸片经拉幅机双向拉伸,将铸片预热至130摄氏度下纵向拉伸至规定厚度
(6)拉伸结束需在180摄氏度下热定型8分钟,后过压合辊、冷却辊二次定型,制得所述双层复合膜。
实施例4
如图1所示,一种双层结构的复合膜,该复合膜包括一层透光层1和一层基材层2;
所述的透光层1为聚烯烃弹性体层,其厚度为80 微米。所述的聚烯烃弹性体层包括如下重量份的原料:
聚烯烃树脂:100份
抗氧剂4-1:0.5份
抗水解剂4-1:1.0份
所述的基材层2为聚酰胺树脂层,其厚度为120微米。所述的聚酰胺层包括如下重量份的原料:
聚酰胺树脂:100份
填充剂4-1:15份
抗氧剂4-2:0.8份
抗水解剂4-2:3.0份
紫外光固化聚合物:20份
交联单体:3.0份
光引发剂:0.4份
阻聚剂:0.005份
所述聚烯烃树脂为POE,为茂金属催化的乙烯和辛烯的高聚物,采用Dow公司8411。所述抗氧剂4-1为广州志一化工有限公司的YIPHOS 3010(二亚磷酸季戊四醇酯二异葵酯)。所述抗水解剂4-1为上海莱安实业的HYDROSTAB 1。
所述的聚酰胺树脂为PA66,是添加了玻璃纤维的商品化材料,其中玻璃纤维含量为30%(w/w),其粘性较低,流动性良好,可以制备较薄的膜类材料。加入的玻璃纤维使得其在流程方向以及与流程方向垂直方向的收缩率均控制在1%以内,有利于减弱挤出加工过程层间的应力积聚。所述的聚酰胺树脂为PA66采用日本东丽CM3001G-30,其熔点范围为246~263摄氏度,数均分子量为15000-30000。所述填充剂4-1为高岭土,采用佳奥矿产品4000目高岭土。所述抗氧剂4-2为亚磷酸三(2.4-二叔丁基苯基)酯。所述抗水解剂4-2为上海莱安实业的HYDROSTAB 5。所述紫外光固化聚合物为聚酯改性丙烯酸树脂,能够实现快速紫外固化,采用绿联(济宁)化学科技R3201,数均分子量为2500-3500。所述交联单体为三官能度的季戊四醇三丙烯酸酯(PET3A;CAS号:3524-68-3),采用中山市迪欣化工DXChem01。所述光引发剂为2-羟基-2甲基-1-苯基甲酮(CAS号:7473-98-5),采用江苏聚铭化工1173。所述阻聚剂为迪欣化工的2, 5-二特丁基对苯二酚(CAS号:88-58-4)。
上述双层结构复合膜的制备方法包括如下步骤:
(1)将PA66塑胶原料在80摄氏度下预干燥4小时;
(2)将POE、抗氧剂4-1、抗水解4-1混合预均匀,引入单螺杆挤出机中,熔融混配。将已干燥PA66、填充剂4-1、抗氧剂4-2、抗水解剂4-2、紫外光固化聚合物、交联单体、光引发剂、阻聚剂混合预分散,引入双螺杆挤出机中,熔融混配;
(3)粘流熔体通过分配块进入双层模头挤出,膜层通过紫外辐照腔室内的控温70摄氏度初段冷却定型,得到无定形铸片;
(4)无定形铸片在辐照腔室内接受紫外光辐照处理。辐照腔室上腔体侧安装365nm波长的UVLED光源,紫外光线透过透光层1辐照基材层2表面;
(5)铸片经拉幅机双向拉伸,将铸片预热至120摄氏度下纵向拉伸,拉伸比为3×2.5;
(6)拉伸结束需在180摄氏度下热定型8分钟,后过压合辊、冷却辊二次定型,制得所述双层复合膜。
实施例5
如图1所示,一种双层结构的复合膜,该复合膜包括一层透光层1和一层基材层2;
所述的透光层1为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯),其厚度为200 微米。所述的PET层包括如下重量份的原料:
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):100份
填充剂5-1:0.8份
抗氧剂5-1:0.5份
抗水解剂5-1:1.5份
所述的基材层2为PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯),其厚度为100微米。所述的PEN层包括如下重量份的原料:
PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯):100份
填充剂5-2:12份
抗氧剂5-2:0.5份
抗水解剂5-2:1.0份
紫外光固化聚合物:10份
交联单体:1.5份
光引发剂:0.45份
阻聚剂:0.005份
所述PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂为非纤维级聚酯切片,采用中国石化仪征化纤FG610。所述填充剂5-1为钛白粉,为保证膜材的长期耐候性,选用硫酸法金红石型通用型钛白粉,采用龙蟒R-996。所述抗氧剂5-1为江苏极易化工JYANOX-626(双季戊四醇二亚磷酸酯),辅助配合巴斯夫Irganox 1010一同使用。所述抗水解剂5-1为上海朗亿新材HyMax1010。
所述的PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯),采用日本帝人TN8050SC,数均分子量为30000-40000。所述填充剂5-2为注塑型钛白,选用科慕R104。所述抗水解剂5-2为上海莱安实业HYDROSTAB 2。所述抗氧剂5-2为东莞市臻铭化工亚磷酸三(2.4-二叔丁基苯基)酯(抗氧剂168)。所述紫外光固化聚合物为聚酯丙烯酸脂,能够实现快速紫外固化,采用湖南金海科技JS230,数均分子量为1500-2500。所述交联单体为四官能度的季戊四醇四丙烯酸酯(PET4A;CAS号:4986-89-4),采用中国台湾的长兴EM241。所述光引发剂为2-甲基-1-(4-甲硫基苯基 )-2-吗啉基-1-丙酮(CAS号:71868-10-5),采用湖北万得化工WD3977。所述阻聚剂为迪欣化工的2, 5-二特丁基对苯二酚(CAS号:88-58-4)。
上述双层结构复合膜的制备方法包括如下步骤:
(1)聚酯PET、PEN切片在130摄氏度下干燥4小时;
(2)将已干燥的PET切片、填充剂5-1、抗氧剂5-1、抗水解5-1混合预均匀,引入单螺杆挤出机中,熔融混配。将已干燥PEN切片、填充剂5-2、抗氧剂5-2、抗水解剂5-2、紫外光固化聚合物、交联单体、光引发剂、阻聚剂混合预分散,引入双螺杆挤出机中,熔融混配;
(3)粘流熔体通过分配块进入双层模头挤出,膜层通过紫外辐照腔室内的控温70摄氏度初段冷却定型,得到无定形铸片;
(4)无定形铸片在辐照腔室内接受紫外光辐照处理。辐照腔室上腔体侧安装365nm波长的UVLED光源,紫外光线透过透光层1辐照基材层2表面;
(5)铸片经拉幅机双向拉伸,将铸片预热至120摄氏度下纵向拉伸至规定厚度;
(6)拉伸结束需在180摄氏度下热定型8分钟,后过压合辊、冷却辊二次定型,制得所述双层复合膜;
实施例6
如图2所示,一种三层结构的复合膜,该复合膜依次由透光层1、基材层2和透光层3构成;所述的基材层2位于透光层1和透光层3之间。
所述的透光层1为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯),其厚度为60微米,所述PET层包括如下重量份的原料:
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):100份
填充剂6-1:2份
抗氧剂6-1:0.5份
抗水解剂6-1:3份
所述基材层2为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)层,其厚度为250微米。所述PET层包括如下重量份的原料:
阻燃PET母粒:100份。
填充剂6-2:11份
抗氧剂6-2:0.5份
抗水解剂6-2:1.2份
紫外光固化聚合物:12份
交联单体:1.0份
光引发剂:0.42份
阻聚剂:0.0084份
所述透光层3为PP(聚丙烯)层,其厚度为40微米。所述PP层包括如下重量份的原料:
PP防老化UV母粒:100份
填充剂6-3:2份
抗氧剂6-3:0.4份
抗水解剂6-3:0.5份
所述PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂为非纤维级聚酯切片,采用中国石化仪征化纤FG610。所述填充剂6-1采用河北庆江新材料5000目超细氢氧化铝。所述抗氧剂6-1为上海外电国际贸易有限公司亚磷酸酯TNPP。所述抗水解剂6-1为朗亿新材HyMax 210。
所述阻燃PET母粒,采用广州宝泰新材料BT-FR815,数均分子量25000-35000。所述填充剂6-2为注塑型钛白,采用科慕淳钛R104。所述抗氧剂6-2为美国Dover的Revonox 608,熔点大于225摄氏度。所述抗水解剂6-2为上海朗亿新材HyMax1010。所述紫外光固化聚合物为不饱和聚酯树脂,采用济南易盛树脂有限公司1915,数均分子量为2500-3500。所述交联单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(CAS号:15625-89-5),采用中国台湾的长兴TMPTA。所述光引发剂为双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦,采用广州远达新材料光引发剂819。所述阻聚剂为迪欣化工的2, 5-二特丁基对苯二酚(CAS号:88-58-4)。
所述PP防老化UV母粒为东莞晟邦HGH SP系列抗UV PP母粒。所述填充剂6-3为江阴市欧森纳化工GY908氢氧化铝。所述抗氧剂6-3采用南京米兰化工Mianox 618。所述抗水解剂2-3为Stabaxol P200。
上述三层结构复合膜的制备方法包括如下步骤:
(1)PP粒子在70摄氏度下干燥4小时,聚酯PET切片、阻燃PET母粒在130摄氏度下干燥4小时;
(2)将PET切片、填充剂6-1、抗氧剂6-1、抗水解剂6-1混合预均匀,引入单螺杆挤出机中,熔融混配。将已干燥阻燃PET母粒、填充剂6-2、抗氧剂6-2、抗水解剂6-2、紫外光固化聚合物、交联单体、光引发剂、阻聚剂混合预分散,引入双螺杆挤出机中,熔融混配。将已干燥PP粒子、填充剂6-3、抗氧剂6-3、抗水解剂6-3混合预分散,引入单螺杆挤出机中,熔融混配;
(3)粘流熔体通过分配块进入三流道模头挤出,膜层通过紫外辐照腔室内的控温初段冷却定型,得到无定形铸片;
(4)无定形铸片在辐照腔室内接受紫外光辐照处理。辐照腔室上、下腔体侧均安装405nm波长的UVLED光源,紫外光线透过透光层1与透光层3辐照基材层2双表面;
(5)铸片经拉幅机双向拉伸,将铸片预热至140摄氏度下纵向拉伸至规定厚度;
(6)拉伸结束需在180摄氏度下热定型8分钟,后过压合辊、冷却辊二次定型,制得所述三层复合膜。
实施例7
如图2所示,一种三层结构的复合膜,该复合膜依次由透光层1、基材层2和透光层3构成;所述的基材层2位于透光层1和透光层3之间。
所述的透光层1为PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯),其厚度为100微米。所述PEN层包括如下重量份的原料:
PEN(聚对苯二甲酸乙二醇酯):100份
抗氧剂7-1:0.3份
抗水解剂7-1:0.5份
所述基材层2为PC(聚碳酸酯)层,其厚度为50微米。所述PC层包括如下重量份的原料:
阻燃PC母粒:100份
填充剂7-1:11份
抗氧剂7-2:0.5份
抗水解剂7-2:1.2份
紫外光固化聚合物:12份
交联单体:1.0份
光引发剂:0.42份
阻聚剂:0.0084份
所述透光层3为PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)层,其厚度为100微米。所述PEN层包括如下重量份的原料:
PEN(聚对苯二甲酸乙二醇酯):100份
抗氧剂7-3:0.4份
抗水解剂7-3:0.3份
所述的PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯),采用日本帝人TN8050SC。所述抗氧剂7-1为江苏极易化工JYANOX-626(双季戊四醇二亚磷酸酯),辅助配合巴斯夫Irganox 1010一同使用。所述抗水解剂7-1为上海朗亿新材HyMax 1010。
所述阻燃PC母粒,采用沙伯基础505R,数均分子量为20000-30000。所述填充剂7-1为高结构低表面积炭黑,选用浙江德泰N550挤出性炭黑。所述抗氧剂7-2为美国Dover的Revonox 608。所述抗水解剂7-2为上海朗亿新材HyMax 1010。所述紫外光固化聚合物为聚氨酯丙烯酸树脂,其低苯环含量,降低与基材层2主体树脂的相容性,以及对光引发剂用量和活性稀释剂(交联单体)用量敏感,能够实现快速紫外固化,采用长兴6195-100聚醚型聚氨酯丙烯酸树脂,数均分子量为2500-3500。所述交联单体为三官能度的三羟基甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(CAS号:15625-89-5),采用中国台湾的国精化学GM63C00。所述光引发剂为2-羟基-2甲基-1-苯基甲酮(CAS号:7473-98-5),采用江苏聚铭化工1173。所述阻聚剂为迪欣化工的2, 5-二特丁基对苯二酚(CAS号:88-58-4)。
所述的PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯),采用日本帝人TN8050SC。所述抗氧剂7-3为江苏极易化工JYANOX-626(双季戊四醇二亚磷酸酯),辅助配合巴斯夫Irganox 1010一同使用。所述抗水解剂7-3为上海朗亿新材HyMax 1010。
上述三层结构复合膜的制备方法包括如下步骤:
(1)PC粒子在110摄氏度下干燥6小时,聚酯PEN切片在130摄氏度下干燥4小时;
(2)将已干燥PEN切片、抗氧剂7-1、抗水解剂7-1混合预均匀,引入单螺杆挤出机中,熔融混配。将已干燥阻燃PC粒子、填充剂7-1、抗氧剂7-2、抗水解剂7-2、紫外光固化聚合物、交联单体、光引发剂、阻聚剂混合预分散,引入双螺杆挤出机中,熔融混配。将已干燥PEN切片、抗氧剂7-3、抗水解剂7-3混合预分散,引入单螺杆挤出机中,熔融混配;
(3)粘流熔体通过分配块进入三流道模头挤出,膜层通过紫外辐照腔室内的控温初段冷却定型,得到无定形铸片;
(4)无定形铸片在辐照腔室内接受紫外光辐照处理。辐照腔室上、下腔体侧均安装395nm波长的UVLED光源,紫外光线透过透光层1与透光层3辐照基材层2双表面;
(5)铸片经拉幅机双向拉伸,将铸片预热至140摄氏度下纵向拉伸至规定厚度;
(6)拉伸结束需在180摄氏度下热定型8分钟,后过压合辊、冷却辊二次定型,制得所述三层复合膜。
实施例8
与实施例1的区别在于:
所述的透光层1厚度为60微米,包括如下重量份的原料:
聚酰胺树脂:50份
抗氧剂1-1:0.1份
抗水解剂1-1:0.1份
所述的基材层2厚度为240微米,包括如下重量份的原料:
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):50份
填充剂1-1:4.5份
抗氧剂1-2:0.1份
抗水解剂1-2:0.5份
紫外光固化聚合物:5份
交联单体:0.5份
光引发剂:0.1份
阻聚剂:0.001份
实施例9
与实施例1的区别在于:
所述的透光层1厚度为60微米,包括如下重量份的原料:
聚酰胺树脂:150份
抗氧剂1-1:1份
抗水解剂1-1:2份
所述的基材层2厚度为240微米,包括如下重量份的原料:
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):150份
填充剂1-1:20份
抗氧剂1-2:1份
抗水解剂1-2:3份
紫外光固化聚合物:20份
交联单体:3份
光引发剂:2份
阻聚剂:0.02份
实施例10
与实施例1的区别在于:
所述的透光层1为聚酰胺树脂层,其厚度为240 微米。
聚酰胺树脂:100份
抗氧剂1-1:0.5份
抗水解剂1-1:1.0份
所述的基材层2为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)层,其厚度为400微米。
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):100份
填充剂1-1:11份
抗氧剂1-2:0.5份
抗水解剂1-2:1.2份
紫外光固化聚合物:8份
交联单体:1.5份
光引发剂:0.24份
阻聚剂:0.005份
实施例11
与实施例1的区别在于:
所述的透光层1为聚酰胺树脂层,其厚度为5 微米。
聚酰胺树脂:100份
抗氧剂1-1:0.5份
抗水解剂1-1:1.0份
所述的基材层2为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)层,其厚度为40微米。
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):100份
填充剂1-1:11份
抗氧剂1-2:0.5份
抗水解剂1-2:1.2份
紫外光固化聚合物:8份
交联单体:1.5份
光引发剂:0.24份
阻聚剂:0.005份
实施例12
与实施例1的区别在于:
所述的基材层2包括如下重量份的原料:
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):40份
填充剂1-1:11份
抗氧剂1-2:0.5份
抗水解剂1-2:1.2份
紫外光固化聚合物:8份
交联单体:1.5份
光引发剂:0.24份
阻聚剂:0.005份
实施例13
与实施例1的区别在于:
所述的基材层2包括如下重量份的原料:
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):200份
填充剂1-1:11份
抗氧剂1-2:0.5份
抗水解剂1-2:1.2份
紫外光固化聚合物:8份
交联单体:1.5份
光引发剂:0.24份
阻聚剂:0.005份
实施例14
与实施例1的区别在于:
所述的基材层2包括如下重量份的原料:
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):100份
填充剂1-1:11份
抗氧剂1-2:0.5份
抗水解剂1-2:1.2份
紫外光固化聚合物:3份
交联单体:1.5份
光引发剂:0.24份
阻聚剂:0.005份
实施例15
与实施例1的区别在于:
所述的基材层2包括如下重量份的原料:
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):100份
填充剂1-1:11份
抗氧剂1-2:0.5份
抗水解剂1-2:1.2份
紫外光固化聚合物:30份
交联单体:1.5份
光引发剂:0.24份
阻聚剂:0.005份
实施例16
与实施例1的区别在于:
所述的基材层2包括如下重量份的原料:
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):100份
填充剂1-1:11份
抗氧剂1-2:0.5份
抗水解剂1-2:1.2份
紫外光固化聚合物:8份
交联单体:1.5份
光引发剂:0.005份
阻聚剂:0.005份
实施例17
与实施例1的区别在于:
所述的基材层2包括如下重量份的原料:
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):100份
填充剂1-1:11份
抗氧剂1-2:0.5份
抗水解剂1-2:1.2份
紫外光固化聚合物:8份
交联单体:1.5份
光引发剂:5份
阻聚剂:0.005份
对比例1
与实施例1的区别在于:
所述的基材层2包括如下重量份的原料:
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):100份
填充剂1-1:2份
抗氧剂1-2:0.5份
抗水解剂1-2:1.2份
紫外光固化聚合物:8份
交联单体:1.5份
光引发剂:0.24份
阻聚剂:0.005份
对比例2
与实施例1的区别在于:
所述的基材层2包括如下重量份的原料:
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯):100份
填充剂1-1:30份
抗氧剂1-2:0.5份
抗水解剂1-2:1.2份
紫外光固化聚合物:8份
交联单体:1.5份
光引发剂:0.24份
阻聚剂:0.005份
对比例3
与实施例1的区别在于:
所述的透光层1包括如下重量份的原料:
聚酰胺树脂:100份
填充剂:7份
抗氧剂1-1:0.5份
抗水解剂1-1:1.0份
所述填充剂为钛白粉,选用硫酸法金红石型通用型钛白粉,采用龙蟒R-996。
性能测试:
为了对比说明本发明各实施例1~17和对比例1~3制备得到的复合膜性能,对各复合膜的层间粘结性能进行测试。
薄膜拉伸性能测试
采用DLS-05薄膜电子拉力试验机,测试方法参照GB/T 1040.3-2006,样条宽度10mm,样条长度15cm,拉伸速度100 m/min。
以MD方向拉断时样条是否出现分层、分层程度、断裂伸长率、拉伸强度等指标作为评判标准。
薄片耐撕裂性能测试
手剥,测试方法参照GB/T 16578.1-2008,样片:15cm×15cm。
以任一方向手剥最大连续分层长度以及面积作为评判标准。
高压加速老化性能测试
采用PCT老化箱,温度121摄氏度,2.1个大气压强,湿度100%,老化48小时。
以MD方向拉断时样条是否出现分层以及分层程度、断裂伸长率、拉伸强度作为评判标准。
沸水蒸煮性能测试
采用高温蒸煮试验箱,温度100摄氏度,1个大气压强,蒸煮96小时。
以MD方向拉断时样条是否出现分层、分层程度、断裂伸长率、拉伸强度等指标作为评判标准。
透光率测试
参考标准GB/T2410-2008进行测试。透光率的测试,是按照实施例对应的工艺各层单独成膜后测试得到的。
透光率和性能测试结果:
上述实施例1~17和对比例1~3制备得到的复合膜透光率和性能测试结果如下表1和表2所示。
表1:实施例和对比例透光层和基材层的透光率测试结果
表2:实施例和对比例性能测试结果
表2续表:
表1中,实施例2中基材层2厚度增加,透光率下降。实施例3中透光层1中加入15份BASF Blue L6480填料,透光率有所下降,但处于合理范围内。基材层2加入炭黑,透过率有所提升。对比例1的基材层2透光率过高,导致固化深度较大,虽然拉伸性能测试中未出现分层,粘结力有一定提升,但是,由于基材层内部的预聚物也被彻底紫外固化,使得基材整体韧性下降明显,进而断裂伸长率性能、拉伸强度等性能出现明显下降。经过高压加速老化和水煮老化后,基材层与透光层韧性差异大,最大伸长率不匹配,以及拉伸过程中形变程度不匹配,使得两者易出现分层现象。对比例2 的基材层2透光率低,固化深度不足,粘结力不足,导致拉伸性能测试即出现分层;对比例3的透光层1透光率低,导致基材层表面固化不完全,固化深度较浅,粘结力不足。
由表2中测试数据可以得知,实施例1-11初始阶段拉伸性能测试过程中均未出现分层现象,样条历经PCT 48h或水煮96h老化后测试拉伸性能也未发现明显的分层现象。这说明本发明解决方案较好的提升了层间粘结力,使得样条在拉伸过程中保持较好的延展同步性。相比之下,对比实施例控制单一变量,改变诸如主体树脂添加量,实际上变相改变了光引发体系物质的浓度,或直接改变紫外固化物质的添加量,均使得膜层交联或强或弱。改变填充剂的添加量,会影响到紫外光固化的程度。如实施例12,虽未分层但复合膜本身拉伸性能显著降低。如实施例15与对比例1,初始未分层,前者由于过多的预聚物引入,一方面直接降低膜材的拉伸性能,另一方面材料相容性导致水汽侵蚀加大使得老化后出现分层现象。后者由于填充剂过少导致膜材表面与内部的预聚物均被充分交联,使得膜材整体韧性大幅下降,脆性加强。拉伸过程中上部或下部区域是受力集中区域,使得分层现象发生在此位置。如实施例16与对比例3,均是由于表层皲裂不充分导致的层间粘结力度不够导致的初始拉脱现象。
应当理解的是,对于本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (17)

1.一种复合膜,其特征在于,该复合膜包括至少一层透光层和一层基材层;
所述的透光层在365 nm~410 nm波段的紫外光透光率大于50 %;
所述的基材层在365 nm~410 nm波段的紫外光透光率小于20 %;
所述基材层的组份至少包括有主体树脂、紫外光固化聚合物、活性稀释剂、光引发剂和填充剂;
所述透光层的组份至少包括有主体树脂;
基材层中所述紫外光固化聚合物的数均分子量与所述主体树脂的数均分子量的比值不高于50%;
所述的基材层中包含主体树脂50~150份、紫外光固化聚合物5~20份、活性稀释剂0.5~3份、光引发剂0.1~2份和填充剂4.4~21份;
所述的紫外光固化聚合物为可紫外光固化的含有丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基或烯丙基的预聚物及改性类预聚物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的复合膜,其特征在于,基材层中所述紫外光固化聚合物的数均分子量小于所述主体树脂的数均分子量。
3.根据权利要求1或2所述的复合膜,其特征在于,基材层中所述主体树脂的数均分子量大于10000,所述紫外光固化聚合物的数均分子量小于5000。
4.根据权利要求1所述的复合膜,其特征在于,所述的基材层中还包含阻聚剂和其他助剂;按重量份计,所述的基材层中包含主体树脂50~150份、紫外光固化聚合物5~20份、活性稀释剂0.5~3份、光引发剂0.1~2份、填充剂4.4~21份、阻聚剂0.001~0.02份和其他助剂0.6~4份。
5.根据权利要求1所述的复合膜,其特征在于,所述的透光层中还包含助剂;按重量份计,所述的透光层包含主体树脂50~150份和助剂0.1~3.0份。
6.根据权利要求4所述的复合膜,其特征在于,所述基材层的其他助剂包含抗氧剂和抗水解剂中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的复合膜,其特征在于,所述透光层的助剂包含抗氧剂和抗水解剂中的至少一种。
8.根据权利要求5或7所述的复合膜,其特征在于,所述透光层的助剂中包含或不包含填充剂。
9.根据权利要求1所述的复合膜,其特征在于,所述透光层的主体树脂为聚烯烃类树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、热塑性聚氨酯弹性体、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺中的至少一种;所述的聚烯烃类树脂为聚烯烃弹性体、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯及丙烯类共聚物中的至少一种;所述基材层的主体树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚丙烯及丙烯类共聚物、聚碳酸酯中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的复合膜,其特征在于,所述的活性稀释剂为多官能团稀释剂,参与交联的活性官能团数量大于等于2; 所述的光引发剂为自由基型光引发剂;所述的填充剂为颜料或/和填料。
11.根据权利要求1所述的复合膜,其特征在于,所述的紫外光固化聚合物为聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚酯改性丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂中的至少一种。
12.根据权利要求10所述的复合膜,其特征在于,所述的活性稀释剂为丙烯酸酯,所述的丙烯酸酯为二缩乙二醇双丙烯酸酯、二缩乙二醇双甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟基甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯中的至少一种;所述的光引发剂为裂解型自由基光引发剂,所述的裂解型自由基光引发剂为α-羟烷基苯酮类、 α-胺烷基苯酮类或芳酰基膦氧化物和芳酰基膦酸酯类中的至少一种。
13.根据权利要求4所述的复合膜,其特征在于,所述的阻聚剂为4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、对羟基苯甲醚、2, 5-二特丁基对苯二酚、1, 4-对苯二酚和甲基氢醌中的至少一种。
14.根据权利要求1所述的复合膜,其特征在于,所述的复合膜为包含一层透光层和一层基材层的两层结构复合膜;或者为包含两层透光层和一层基材层的三层结构复合膜,所述的基材层设置在两层透光层之间,两层所述透光层的组分相同或不同。
15.根据权利要求1所述的复合膜,其特征在于,所述透光层的厚度10μm~ 200μm;所述基材层的厚度为50μm~350μm。
16.权利要求1所述的复合膜的制备方法,其特征在于,包含以下步骤:
(1)将透光层的原料预搅拌均匀;将基材层的原料预搅拌均匀;同步将其加入各自双螺杆挤出机中,通过加热熔融、剪切作用实现配料充分混合得到粘流熔体;所述的粘流熔体通过分配块进入相应流道数量的模头挤出,膜层通过紫外辐照腔室内的控温初段冷却定型,得到无定形铸片;
(2)无定形铸片在辐照腔室内接受紫外光线辐照处理;紫外光线透过透光层辐照基材层表面;
(3)铸片经双向拉伸,热定型处理消除膜变形和层间应力,后经压合辊、冷却辊处理得到规定厚度的复合膜。
17.权利要求1所述的复合膜在光伏封装领域中的应用。
CN202211403737.9A 2022-11-10 2022-11-10 一种复合膜及其制备方法和应用 Active CN115447245B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211403737.9A CN115447245B (zh) 2022-11-10 2022-11-10 一种复合膜及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211403737.9A CN115447245B (zh) 2022-11-10 2022-11-10 一种复合膜及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115447245A CN115447245A (zh) 2022-12-09
CN115447245B true CN115447245B (zh) 2023-04-21

Family

ID=84295439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211403737.9A Active CN115447245B (zh) 2022-11-10 2022-11-10 一种复合膜及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115447245B (zh)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107502209B (zh) * 2017-09-21 2020-03-20 杭州福斯特应用材料股份有限公司 一种三层结构的太阳能电池封装胶膜及制备方法
CN213861132U (zh) * 2020-10-20 2021-08-03 杭州福斯特应用材料股份有限公司 具有夹层的网格化胶膜和光伏组件

Also Published As

Publication number Publication date
CN115447245A (zh) 2022-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108148517B (zh) 一种太阳能电池用封装胶膜及其制备方法和应用
CN110713803B (zh) 一种热塑性光伏组件封装胶膜及制备方法
WO2018033006A1 (zh) 一种挤出型太阳能背板及其制备方法
EP2346686B1 (en) Co-extruded, multilayered polyolefin-based backsheet for electronic device modules
KR101617898B1 (ko) 카르복실산 비닐 에틸렌 에스테르 공중합체 및 관능성 단량체를 함유하는 폴리올레핀 기재 결합제
KR101595241B1 (ko) 라미네이트 유리/폴리올레핀 필름 구조물의 제조 방법
CN109370453A (zh) 封装组合物及应用,及包含其的封装胶膜及其制备方法
JP6281563B2 (ja) 太陽電池モジュール及びその製造方法
CN107216830A (zh) 一种预固化型白色eva胶膜及制备方法和应用
JP2010519346A (ja) 高メルトフローアイオノマー組成物を含む物品
CN107841029B (zh) 一种太阳能电池背板用高耐候性pe膜
CN109411558B (zh) 一种太阳能电池背板及其制备方法
CN108582904B (zh) 一种抗紫外线阻隔膜及其制备方法
CN115447245B (zh) 一种复合膜及其制备方法和应用
CN115352165B (zh) 具有持久粘接性的三层共挤聚酯合金膜及其制备方法
CN116769425A (zh) 高粘高阻水封装胶膜及其制备方法和异质结电池组件
CN114619734B (zh) 一种双向拉伸聚乙烯薄膜及其制备方法和感光干膜
CN114774008B (zh) 一种高低密度poe共挤封装胶膜及其制备方法
CN110861376A (zh) 一种透明背板膜用聚烯烃膜及其制备方法
TW202005794A (zh) Nir反射多層材料片
CN114750496A (zh) 一种太阳能防火复合背板及其制备方法
JP2014170914A (ja) 太陽電池裏面封止用ポリエステルフィルム
JP2014232792A (ja) 波長変換型封止材層およびその製造方法
CN1876367A (zh) 一种防伪可打印证卡膜及其制作方法
JP2015134502A (ja) ポリオレフィン系樹脂多層フィルム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhang Yuhui

Inventor after: Tu Yeshun

Inventor after: Mo Qiuqin

Inventor after: Wang Shuaifeng

Inventor before: Zhang Yuhui

Inventor before: Tu Yeshun

Inventor before: Mo Qiuqin

Inventor before: Wang Shuaifeng