CN116199957A - 组合物及包括所述组合物的背板、其成型方法和光伏组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了多种组合物及包括所述组合物的背板、其成型方法和光伏组件，所述背板，包括聚酯层；耐候层，所述耐候层设在所述聚酯层的厚度方向上的一侧；无氟涂层，所述无氟涂层设在所述聚酯层的厚度方向上的另一侧；根据本发明的一些实施例的背板，为三层结构，包括特殊处理的PET/耐候PET，各层均为无氟高分子材料，工艺简单，环保实用，且是有利于提高具有该背板的光伏组件在户外复杂环境中的耐候性、耐水性和抗紫外线照射能力，且可靠性测试后，组件功率衰减<1％。

Description

组合物及包括所述组合物的背板、其成型方法和光伏组件
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，尤其是涉及一种树脂组合物、聚酯组合物、胶粘剂组合物、涂料组合物及包括所述组合物的背板其成型方法和光伏组件。
背景技术
光伏背板的分类有多种，最常用的有两种，即按照制造工艺分为涂布型和复合型；按照结构分为含氟背板和无氟背板。传统光伏组件用背板，为三层膜层，双面涂层背板结构，传统的三层含氟(TPT/KPF)结构背板，存在着含氟材料回收困难、价格昂贵等问题。从可持续发展性角度来看，不建议推广。而双面涂敷背板，存在着不耐风沙、透水率大等问题。现有的不含氟背板是通过胶粘剂将多层PET胶粘复合而成，主要品种有PE、DNP等。现有的不含氟背板材料存在有显著的缺陷是不耐湿热、干热和高紫外线照射，因而无法满足商用晶硅太阳能电池光伏组件在湿热、干热、紫外等环境中25年的使用寿命的需求，也很难适用于晶硅太阳能电池光伏组件的封装。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种树脂组合物，所述树脂组合物用于光伏背板，能够满足光伏背板材料耐水解需求，且易于回收。
本发明的另一个目的在于提供一种聚酯组合物，所述聚酯组合物用于光伏背板。
本发明的第三个目的在于提供一种胶粘剂组合物，所述胶粘剂组合物用于光伏背板。
本发明的第四个目的在于提供一种涂料组合物，所述涂料组合物用于光伏背板。
本发明的第五个目的在于提供一种背板。
本发明的第六个目的在于提供一种背板的成型方法。
本发明的第七个目的在于提供一种光伏组件，所述光伏组件包括所述背板。
根据本发明第一个方面实施例的树脂组合物，包括如下重量份的组分：树脂为10000份，助交联剂为0.5～15份，抗氧剂为0.1～5份，紫外光吸收剂为0.1～5份，光稳定剂为0.1～5份和润滑剂为0.1～10份。
根据本发明第一个方面实施例的树脂组合物，耐水性强，易于回收利用，用于光伏背板时具有一定的支撑性能，且方便与耐候层与内部涂层的粘接，经济环保。
根据本发明的一些实施例，所述树脂为可交联树脂。
根据本发明的一些实施例，所述树脂为聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯、POE中的一种或多种混合。
根据本发明的一些实施例，所述助交联剂为具有自由基聚合性能且含有多个双键的有机化合物。
根据本发明的一些实施例，所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯，二丙烯酸乙二醇酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或多种混合物；优选为三烯丙基异氰脲酸酯。
根据本发明的一些实施例，所述抗氧剂为B225与DLTP的复配物，所述B225与DLTP复配的重量比为2：1～5：1。
根据本发明的一些实施例，所述紫外光吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
根据本发明的一些实施例，所述光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
根据本发明的一些实施例，所述润滑剂为硅酮母粒。
根据本发明第二方面实施例的聚酯组合物，包括如下重量份的组分：聚酯化合物10000份，耐水解剂：0.1～5份和所述抗氧剂0.1～10份。
根据本发明的一些实施例，所述耐水解剂为碳化二亚胺。
根据本发明的一些实施例，所述抗氧剂为耐150℃的高温抗氧剂；优选为苯胺类抗氧剂；更优选为4，4＇-双(α，α-二甲基苄基)二苯胺。
根据本发明第三方面实施例的胶粘剂组合物，包括如下重量份的组分：胶粘剂10000份和固化剂1～20份。
根据本发明的一些实施例，所述胶粘剂为聚氨酯类；优选水性聚氨酯。
根据本发明的一些实施例，所述固化剂为耐黄变固化剂；优选高耐光耐候性脂肪族聚异氰酸酯；进一步优选为巴斯夫的HB175MP/X和/或N75。
根据本发明第四方面实施例的涂料组合物，包括如下重量份的组分：聚丙烯酸酯类聚合物100份和固化剂0.1～10份。
根据本发明的一些实施例，所述聚丙烯酸酯类聚合物为含有丙烯酸酯基团且含有双键的化合物。
根据本发明的一些实施例，所述聚丙烯酸酯类聚合物的数均分子量为Mn，其中，所述Mn满足：500≤Mn≤2000。
根据本发明的一些实施例，所述聚丙烯酸酯类聚合物为含有极性基团的丙烯酸酯聚合物。
根据本发明的一些实施例，所述极性基团为氨基、硫基、磷基、羟基、羧基、环氧基团中的一种或多种。
根据本发明第五方面实施例的背板，包括：
聚酯层；
耐候层，所述耐候层设在所述聚酯层的厚度方向上的一侧，所述耐候层的预交联度为50％～90％，优选地，所述耐候层的预交联度为70％～80％；
无氟涂层，所述无氟涂层设在所述聚酯层的厚度方向上的另一侧。
根据本发明的一些实施例，所述聚酯层包括所述的聚酯组合物。
根据本发明的一些实施例，所述耐候层包括所述的树脂组合物。
根据本发明的一些实施例，所述无氟涂层包括所述的涂料组合物。
根据本发明的一些实施例，所述背板进一步包括：
粘接层，所述粘接层设在所述耐候层和所述聚酯层之间；
所述粘接层包括所述的胶粘剂组合物。
根据本发明的一些实施例，所述耐候层经过预交联处理，所述预交联处理包括如下步骤：将所述树脂组合物经过螺杆挤出机熔融流延成膜后通过交联反应成型。
根据本发明的一些实施例，所述交联反应的方法包括电子束交联、紫外光交联和硅烷交联中的任一种；优选电子束交联。
根据本发明的一些实施例，所述非氟涂层通过在线涂布工艺经涂布、烘干和固化获得。
根据本发明的一些实施例，所述粘接层的厚度为d4，其中，所述d4满足：5μm≤d4≤20μm。
根据本发明的一些实施例，所述聚酯层的厚度为d1，其中，所述d1满足：100μm≤d1≤500μm。
根据本发明的一些实施例，所述耐候层的厚度为d2，其中，所述d2满足：10μm≤d2≤50μm。
根据本发明的一些实施例，所述无氟涂层的厚度为d3，其中，所述d3满足：1μm≤d3≤50μm。
根据本发明第六方面实施例的背板的成型方法，所述聚酯层和所述耐候层之间粘接，所述聚酯层和所述无氟涂层之间为粘接。
根据本发明的一些实施例，所述耐候层与所述聚酯层之间的粘结方法是通过流延胶膜挤出机组双层共挤，获得双层共挤膜，其中，所述耐候层材料与所述聚酯层材料为熔体状态，两种熔体在模头处紧密粘结成膜，再将所述双层共挤膜外层裸露的一侧交联固化。
根据本发明的一些实施例，所述的双层共挤中所述流延机组的两个挤出机工艺参数不同，挤出所述耐候层的主机温度为140～200℃，挤出所述聚酯层的主机温度为220～270℃。
根据本发明的一些实施例，所述耐候层与所述聚酯层之间的粘结方法是将所述耐候层流延成膜，交联后，再与所述聚酯层通过粘接层进行固化粘结。
根据本发明的一些实施例，所述耐候层和所述聚酯层通过所述粘接层粘结，包括如下步骤：
1)向所述聚氨酯类中加入所述重量份的固化剂混合均匀；
2)将所述混合均匀的胶粘剂均匀涂布在所述耐候层的表面；
3)通过牵引与所述聚酯层的一侧紧密压合；
4)将压合后的产品固化和热定型。
根据本发明第七方面实施例的光伏组件，包括：所述的背板。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明具体实施例的背板的结构示意图。
附图标记：
100：背板；
1：聚酯层；
2：耐候层；
3：无氟涂层；
4：粘接层。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1描述根据本发明实施例的树脂组合物、聚酯组合物、胶粘剂组合物及包括所述组合物的背板100和光伏组件。其中，本发明的树脂组合物、聚酯组合物、胶粘剂组合物均适用于光伏背板。
根据本发明第一个方面实施例的树脂组合物，包括如下重量份的组分：树脂为10000份，助交联剂为0.5～15份，抗氧剂为0.1～5份，紫外光吸收剂为0.1～5份，光稳定剂为0.1～5份和润滑剂为0.1～10份。
根据本发明第一个方面实施例的树脂组合物，耐水性强，易于回收利用，用于光伏背板时具有一定的支撑性能，且方便与耐候层与内部涂层的粘接，经济环保。
根据本发明的一些实施例，树脂为可交联树脂。优选地，树脂为聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯、POE中的一种或多种混合。可交联树脂为树脂组合物的基础材料，通过可交联树脂的交联或预交联处理，增强树脂组合的耐候性能，进一步地，增强包括树脂组合物的背板的耐候性。
根据本发明的一些实施例，助交联剂为具有自由基聚合性能且含有多个双键的有机化合物。由此，能够促进树脂组合物各组分之间的交联聚合。
根据本发明的优选实施例，助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯，二丙烯酸乙二醇酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或多种混合物；更优选为三烯丙基异氰脲酸酯。
根据本发明的一些实施例，抗氧剂为B225与DLTP的复配物，B225与DLTP复配的重量比为2：1～5：1。抗氧剂DLTP，英文名Dilauryl thiodipropionate，又称硫代二丙酸双月桂酯，分子式是C30H58O4S，分子量514.8441。抗氧剂B225为二元经典复配抗氧剂。成分：IRGANOX1010，50％；IRGAFOS168，50％；抗氧剂为B225与DLTP的复配，通过双肉桂酰基硫代双丙酸脂即DLTP与有空间位阻的酚类抗氧剂B225协同作用，能够显著提高本申请树脂材料的稳定性和耐氧化性能。复合抗氧剂中特定比例的设置是由于，B225发挥主要抗氧作用，占有较优比例，DLTP发挥辅助抗氧作用，占较少重量比。
根据本发明的另一些优选实施例，紫外光吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，润滑剂为硅酮母粒。
由以上组分形成的本发明具体实施例的树脂材料进行紫外光老化试验200kwh/m2(UV200)，测试黄变指数。恒温85℃恒湿85％RH老化试验500h(DH500)并测试其力学性能。UV200后黄变指数△b≤2，DH500后拉伸强度≥15.3MPa。
根据本发明第二方面实施例的聚酯组合物，包括如下重量份的组分：聚酯化合物10000份，耐水解剂：0.1～5份和抗氧剂0.1～10份。本发明的聚酯组合物为耐水解聚酯组合物。
其中，聚酯化合物为PET。
根据本发明的一些实施例，耐水解剂为碳化二亚胺。
根据本发明的一些实施例，抗氧剂为耐150℃的高温抗氧剂；优选为苯胺类抗氧剂；更优选为4，4＇-双(α，α-二甲基苄基)二苯胺。
根据本发明具体实施例的聚酯组合物分别按照常规方法制备得聚酯材料，并对聚酯材料进行耐水解性能测试，设定恒温85℃恒湿100％RH 96h，测试其力学性能。拉伸强度大于11.6MPa。
根据本发明第三方面实施例的胶粘剂组合物，包括如下重量份的组分：胶粘剂10000份和固化剂1～20份。
根据本发明的一些实施例，胶粘剂为聚氨酯类；优选水性聚氨酯。
根据本发明的一些实施例，固化剂为耐黄变固化剂；优选高耐光耐候性脂肪族聚异氰酸酯；进一步优选为巴斯夫的HB175MP/X和/或N75。
根据本发明具体实施例的胶粘剂组合物分别按照常规方法制备得胶粘剂材料，并对胶粘剂材料进行胶粘性能测试，测试用本发明具体实施例的胶粘剂材料胶粘的聚酯层与树脂层的剥离强度大于96.2N/cm，测试标准参照GB-T2790-1995胶粘剂180°剥离强度试验方法。
根据本发明第四方面实施例的涂料组合物，包括如下重量份的组分：聚丙烯酸酯类聚合物100份和固化剂0.1～10份。其中，固化剂为常规市售固化剂中的任一种。例如，可以为对羟基苯磺酸、四异丙氧基钛等，但不限于此。
根据本发明的一些实施例，聚丙烯酸酯类聚合物为含有丙烯酸酯基团且含有双键的化合物。优选地，聚丙烯酸酯类聚合物为聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸磷酸酯中的一种或多种。
根据本发明的一些实施例，聚丙烯酸酯类聚合物的数均分子量为Mn，其中，Mn满足：500≤Mn≤2000。
根据本发明的一些实施例，聚丙烯酸酯类聚合物为含有极性基团的丙烯酸酯。
根据本发明的一些实施例，极性基团为氨基、硫基、磷基、羟基、羧基中的一种或多种。
根据本发明具体实施例的涂料组合物分别按照常规方法制备得涂料，并对涂料进行粘结力性能测试，测试聚酯层(包含涂料层)与胶膜层的剥离强度大于167.4N/cm，测试标准参照GB-T2790-1995胶粘剂180°剥离强度试验方法。
根据本发明第五方面实施例的背板100，包括聚酯层1、耐候层2和无氟涂层3；，耐候层2设在聚酯层1的厚度方向上的一侧，无氟涂层3设在聚酯层1的厚度方向上的另一侧。
其中耐候层2的预交联度为50％～90％。如果预交联度小于50％，则耐候层2的预交联度过低，耐候层2的耐高温性能可能会降低，水汽容易渗透耐候层2进入到背板100的内部，背板100的耐湿热能力较差。如果预交联度大于90％，则耐候层2的预交联度过高，耐候层2形成的胶膜有可能会太硬，耐候层2与聚酯层1之间的粘结力可能下降，这样，不利于耐候层2的收卷，而且耐候层2容易开裂。同时，当预交联度大于90％时，对耐候层2进行辐照的时间也可能较长，从而可能会导致材料降解。同时辐照的过程也会较长，增加背板100的生产成本。其中，预交联度可通过国标GB|T18474-2001的测试方法测试。由此，通过设置使耐候层2的预交联度为50％～90％，得到的耐候层2的预交联度适宜，耐候层2的耐高温和耐湿热性能好且粘接能力强。可选地，耐候层2的预交联度为70％～80％。由此，耐候层2的耐候性能好且耐候层2与聚酯层1之间的粘结力大，提高背板100的耐候性的同时，便于背板100制备成型。
根据本发明实施例的背板100，为三层结构，包括特殊处理的PET/耐候PET，具有较强的耐候性，在高紫外线强度、高温度、高湿度和高风沙的环境条件下，能满足商用晶硅太阳能电池光伏组件较长使用寿命的需求，例如，能够满足太阳能电池光伏组件25年的使用寿命的需求。
根据本发明的一些实施例，聚酯层1包括聚酯组合物。由于聚酯组合物具有优良的耐水解和力学性能，由此，有利于提高背板100的耐水解性能和力学性能。
根据本发明的一些实施例，耐候层2包括树脂组合物。由于树脂组合物具有优良的耐候性能，由此，有利于提高背板100的耐候性。
根据本发明的一些实施例，无氟涂层3包括涂料组合物。由于涂料组合物具有较强的粘结性能，由此，当背板100层压形成光伏组件时，有利于提高光伏组件的可靠性。
根据本发明的一些优选实施例，背板100进一步包括：
粘接层4，粘接层设在耐候层2和聚酯层1之间；
粘接层4包括胶粘剂组合物。
根据本发明的一些实施例，背板100进一步包括粘接层4，粘接层4设在耐候层2和聚酯层1之间。通过粘接层4将耐候层2和聚酯层1之间紧密粘接，实现背板100的结构更为致密。
根据本发明的另一些实施例，耐候层2经过预交联处理，预交联处理包括如下步骤：将树脂组合物经过螺杆挤出机熔融流延成膜后通过交联反应成型。
根据本发明的一些优选实施例，交联反应的方法包括电子束交联、紫外光交联和硅烷交联中的任一种；优选电子束交联。
根据本发明具体实施例的耐候层2为无氟耐候层，采用电子束进行预交联处理，保证耐候层的高耐候性和耐高温性，可以极大程度地提高背板外层的耐候性，达到优异的综合耐候性能。
现有的不含氟背板一种方案是通过胶粘剂将多层PET胶粘复合而成，也有使用EVA材料作为耐候层，但这些材料在受到外界高紫外线强度、高温度、高湿度、高风沙时的影响时，会存在开裂、黄变、脱层、腐蚀等问题。
本发明的方案是使用可交联的材料作为耐候层，材料未交联时，熔点较低，长期使用温度一般低于100℃，材料的分子链可运动，水汽容易从分子链间浸入，从而导致光伏组件的效率降低。本发明的材料预交联处理后，材料分子链结构由无序转变成致密的网状结构，不易被水汽浸入，长期使用不容易发生开裂现象，耐候层2的耐温等级由90℃提高到125℃～150℃，在受到外界高紫外线强度，高温高湿，高风沙时，大幅度降低黄变、脱层、腐蚀、开裂的发生概率，保证光伏组件的长期使用。另外，电子束交联工艺简单，产品质量可控性强。
根据本发明的一些实施例，非氟涂层3通过在线涂布工艺经涂布、烘干和固化获得。
根据本发明的一些实施例的背板100，为PPC结构，各层均为无氟高分子材料，工艺简单，环保实用，大大降低了对环境的污染。同时，成本远低于氟材料，原材料来源充足，有利于光伏组件成本的降低。另外，该背板100用于组件有利于提具有该背板的组件在户外复杂环境中的使用性能，耐候性、耐水性、抗紫外能力，可靠性测试后，组件功率衰减<1％。
根据本发明的一些实施例，粘接层4的厚度为d4，其中，d4满足：5μm≤d4≤20μm。如此，既能满足粘接需要，又不会给背板100增加过多的重量和厚度。
根据本发明的一些实施例，聚酯层1的厚度为d1，其中，d1满足：100μm≤d1≤500μm。如此，既能满支撑背板100，又不会给背板100增加过多的重量和厚度。
根据本发明的一些实施例，耐候层2的厚度为d2，其中，d2满足：10μm≤d2≤50μm。如此，既能起到对紫外线、高温、高湿的有效屏蔽，又不会给背板100增加过多的重量和厚度。
根据本发明的一些实施例，无氟涂层3的厚度为d3，其中，d3满足：1μm≤d3≤50μm。如此，既能满足对背板100的有效防护，又不会给背板100增加过多的重量和厚度。
根据本发明第六方面实施例的背板的成型方法，聚酯层1和耐候层2之间粘接，聚酯层1和无氟涂层3之间为粘接。
根据本发明的一些实施例，耐候层2与聚酯层1之间的粘结方法是通过流延胶膜挤出机组双层共挤，获得双层共挤膜，其中，耐候层2材料与聚酯层1材料为熔体状态，两种熔体在模头处紧密粘结成膜，再将双层共挤膜外层裸露的一侧交联固化。
根据本发明的一些具体实施例，双层共挤中流延机组的两个挤出机工艺参数不同，挤出耐候层2材料的主机温度为140～200℃，挤出聚酯层1材料的主机温度为220～270℃。
根据本发明的一些实施例，耐候层2与聚酯层1之间的粘结方法是将耐候层2流延成膜，交联后，再与聚酯层1通过粘接层4进行固化粘结。
根据本发明的一些实施例，耐候层2和聚酯层1通过粘接层4粘结，包括如下步骤：
1)向聚氨酯类中加入粘接层4组分中重量份的固化剂混合均匀；
2)将混合均匀的胶粘剂均匀涂布在耐候层2的表面；
3)通过牵引与聚酯层1的一侧紧密压合；
4)将压合后的产品固化和热定型。
根据本发明第七方面实施例的光伏组件，包括：背板100。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述，但本发明并不局限于所描述的实施例。
实施例1
一种树脂组合物，包括如下重量份的组分：树脂为10000份，助交联剂为0.5份，抗氧剂为0.1份，紫外光吸收剂为0.1份，光稳定剂为0.1和润滑剂为0.1份；
其中，树脂为聚乙烯；助交联剂为三烯丙基氰脲酸酯；抗氧剂为B225与DLTP的按重量比2:1复配；紫外光吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；润滑剂为硅酮母粒。
实施例2
一种树脂组合物，包括如下重量份的组分：树脂为10000份，助交联剂为15份，抗氧剂为5份，紫外光吸收剂为5份，光稳定剂为5份和润滑剂为10份；
其中，树脂为乙烯-醋酸乙烯酯；助交联剂为三丙烯酸三羟甲基丙烷酯；抗氧剂为B225与DLTP的按重量比5:1复配；紫外光吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；润滑剂为硅酮母粒。
实施例3
一种树脂组合物，包括如下重量份的组分：树脂为10000份，助交联剂为7.5份，抗氧剂为2.5份，紫外光吸收剂为2.6份，光稳定剂为2.5份和润滑剂为5份。
其中，树脂为聚丙烯；助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯；抗氧剂为B225与DLTP的按重量比3:1复配；紫外光吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；润滑剂为硅酮母粒。
实施例4
一种树脂组合物，包括如下重量份的组分：树脂为10000份，助交联剂为8份，抗氧剂为3份，紫外光吸收剂为1份，光稳定剂为2份和润滑剂为4份。
其中，树脂为POE；助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯；抗氧剂为B225与DLTP的按重量比4:1复配；紫外光吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；润滑剂为硅酮母粒。
将实施例1～4的树脂组合物分别按照常规方法制备得树脂材料，并对树脂材料进行紫外光老化测试和恒温恒湿老化测试。
实施例1～4的树脂进行紫外光老化试验200kwh/m2(UV200)，测试黄变指数。恒温85℃恒湿85％RH老化试验500h(DH500)并测试其力学性能。
其中，常规无氟背板最外层未经过辐照，UV200后黄变指数△b>5，DH500后拉伸强度<5MPa。
表1.实施例1～4的树脂材料性能测试结果
Figure BDA0003767625260000101
实施例5
一种聚酯组合物，包括如下重量份的组分：聚酯化合物10000份，耐水解剂：0.1份和抗氧剂0.1份；其中，聚酯化合物为PET，耐水解剂为碳化二亚胺，抗氧剂为4，4＇-双(α，α-二甲基苄基)二苯胺。
实施例6
一种聚酯组合物，包括如下重量份的组分：聚酯化合物10000份，耐水解剂：0.1份和抗氧剂0.1份；其中，聚酯化合物为PET，耐水解剂为碳化二亚胺；抗氧剂为4，4＇-双(α，α-二甲基苄基)二苯胺。
实施例7
一种聚酯组合物，包括如下重量份的组分：聚酯化合物10000份，耐水解剂：2.5份和抗氧剂5份；其中，聚酯化合物为PET，耐水解剂碳为化二亚胺；抗氧剂为4，4＇-双(α，α-二甲基苄基)二苯胺。
实施例8
一种聚酯组合物，包括如下重量份的组分：聚酯化合物10000份，耐水解剂：4份和抗氧剂6份；其中，聚酯化合物为PET，耐水解剂为碳化二亚胺；抗氧剂为4，4＇-双(α，α-二甲基苄基)二苯胺。
将实施例5～8的聚酯组合物分别按照常规方法制备得聚酯材料，并对聚酯材料进行耐水解性能测试，设定恒温85℃恒湿100％RH 96h，测试其力学性能。
其中，常规无氟背板最外层未经过辐照，耐水解测试96h后拉伸强度<5MPa。
表2.实施例5～8的聚酯材料性能测试结果
Figure BDA0003767625260000111
实施例9
一种胶粘剂组合物，包括如下重量份的组分：胶粘剂10000份和固化剂1份；其中，胶粘剂为聚氨酯胶粘剂du294b，固化剂为巴斯夫的HB175MP/X。
实施例10
一种胶粘剂组合物，包括如下重量份的组分：胶粘剂10000份和固化剂20份；其中，胶粘剂为聚氨酯胶粘剂du294b，固化剂为N75。
实施例11
一种胶粘剂组合物，包括如下重量份的组分：胶粘剂10000份和固化剂10份；其中，胶粘剂为聚氨酯胶粘剂du294b；固化剂为巴斯夫的HB175MP/X。
实施例12
一种胶粘剂组合物，包括如下重量份的组分：胶粘剂10000份和固化剂15份；其中，胶粘剂为聚氨酯胶粘剂du294b；固化剂为N75。
实施例9～12的胶粘剂组合物分别按照常规方法制备得胶粘剂材料，并对胶粘剂材料进行胶粘性能测试，测试聚酯层与树脂层的剥离强度，测试标准参照GB-T2790-1995胶粘剂180°剥离强度试验方法。
其中，常规无氟背板最外层未经过辐照，外层与中间层之间的剥离强度<40N/cm。
表3.实施例9～12的胶粘剂材料性能测试结果
Figure BDA0003767625260000121
实施例13
一种涂料组合物，包括如下重量份的组分：聚丙烯酸酯类聚合物为100份和固化剂为0.1份；其中，聚丙烯酸酯类聚合物为聚丙烯酸甲酯，其含有的极性基团为氨基；聚合物的数均分子量为Mn，其中，Mn满足：500≤Mn≤2000，固化剂为对羟基苯磺酸。
实施例14
一种涂料组合物，包括如下重量份的组分：聚丙烯酸酯类聚合物为100份和固化剂为10份；其中，聚丙烯酸酯类聚合物为聚丙烯酸磷酸酯，其含有的极性基团为硫基；聚合物的数均分子量为Mn，其中，Mn满足：500≤Mn≤2000，固化剂为对羟基苯磺酸。
实施例15
一种涂料组合物，包括如下重量份的组分：聚丙烯酸酯类聚合物为100份和固化剂为6份；其中，聚丙烯酸酯类聚合物为聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸磷酸酯等重量的混合物，其含有的极性基团为羟基；聚丙烯酸酯类聚合物的数均分子量为Mn，其中，Mn满足：500≤Mn≤2000，固化剂为四异丙氧基钛。
实施例16
一种涂料组合物，包括如下重量份的组分：聚丙烯酸酯类聚合物为100份和固化剂为3份；其中，聚丙烯酸酯类聚合物为聚丙烯酸磷酸酯，其含有的极性基团为羟基和羧基；聚丙烯酸酯类聚合物的数均分子量为Mn，其中，Mn满足：500≤Mn≤2000，固化剂为四异丙氧基钛。
实施例13～16的涂料组合物分别按照常规方法制备得涂料，并对涂料进行粘结力性能测试，测试聚酯层(包含涂料层)与胶膜层的剥离强度，测试标准参照GB-T2790-1995胶粘剂180°剥离强度试验方法。
其中，常规无氟背板最里层与胶膜层之间的剥离强度<130N/cm。
表4.实施例13～16的涂料性能测试结果
Figure BDA0003767625260000131
实施例17
一种背板100，包括：聚酯层1；耐候层2，耐候层2设在聚酯层1的厚度方向上的一侧；无氟涂层3，无氟涂层3设在聚酯层1的厚度方向上的另一侧。
聚酯层1包括实施例5的聚酯组合物；耐候层2包括实施例1的树脂组合物；无氟涂层3包括实施例13的涂料组合物。
其中，耐候层2经过预交联处理，预交联处理包括如下步骤：将树脂组合物经过螺杆挤出机熔融流延成膜后通过交联反应成型；交联反应的方法为电子束交联。
聚酯层1的厚度为d1，其中，d1＝100μm；耐候层2的厚度为d2，其中，d2＝10μm；无氟涂层3的厚度为d3，其中，d3满足＝1μm。
实施例17-1
一种背板100，包括：聚酯层1；耐候层2，耐候层2设在聚酯层1的厚度方向上的一侧；无氟涂层3，无氟涂层3设在聚酯层1的厚度方向上的另一侧。
聚酯层1包括实施例6的聚酯组合物；耐候层2包括实施例1的树脂组合物；无氟涂层3包括实施例14的涂料组合物。
其中，耐候层2经过预交联处理，预交联处理包括如下步骤：将树脂组合物经过螺杆挤出机熔融流延成膜后通过交联反应成型，耐候层2的预交联度为70％；交联反应的方法为电子束交联。
聚酯层1的厚度为d1，其中，d1＝300μm；耐候层2的厚度为d2，其中，d2＝20μm；无氟涂层3的厚度为d3，其中，d3满足＝20μm。
实施例17-2
实施例17-2与实施例17-1基本相同，其不同之处在于，耐候层2的预交联度为20％。
实施例17-3
实施例17-3与实施例17-1基本相同，其不同之处在于，耐候层2的预交联度为95％。
实施例18
一种背板100，包括：聚酯层1；耐候层2，耐候层2设在聚酯层1的厚度方向上的一侧；无氟涂层3，无氟涂层3设在聚酯层1的厚度方向上的另一侧。
聚酯层1包括实施例6的聚酯组合物；耐候层2包括实施例2的树脂组合物；无氟涂层3包括实施例14的涂料组合物。
其中，聚酯层1的厚度为d1，其中，d1＝500μm；耐候层2的厚度为d2，其中，d2＝50μm；无氟涂层3的厚度为d3，其中，d3＝50μm。
实施例19
一种背板100，包括：聚酯层1；耐候层2，耐候层2设在聚酯层1的厚度方向上的一侧；无氟涂层3，无氟涂层3设在聚酯层1的厚度方向上的另一侧。聚酯层1包括实施例7的聚酯组合物；耐候层2包括实施例3的树脂组合物；无氟涂层3包括实施例15的涂料组合物。
其中，聚酯层1的厚度为d1，其中，d1＝300μm；耐候层2的厚度为d2，其中，d2＝30μm；无氟涂层3的厚度为d3，其中，d3＝25μm。
实施例20
一种背板100，包括：聚酯层1；耐候层2，耐候层2设在聚酯层1的厚度方向上的一侧；无氟涂层3，无氟涂层3设在聚酯层1的厚度方向上的另一侧。聚酯层1包括实施例8的聚酯组合物；耐候层2包括实施例4的树脂组合物；无氟涂层3包括实施例16的涂料组合物。
其中，聚酯层1的厚度为d1，其中，d1＝200μm。耐候层2的厚度为d2，其中，d2＝20μm；无氟涂层3的厚度为d3，其中，d3＝30μm。
实施例21
实施例21与实施例17基本相同，其不同之处在于，背板100进一步包括：粘接层4，粘接层设在耐候层2和聚酯层1之间。粘接层4包括实施例9的胶粘剂组合物。
其中，粘接层4的厚度为d4，其中，d4＝5μm。
实施例22
实施例22与实施例18基本相同，其不同之处在于，背板100进一步包括：粘接层4，粘接层设在耐候层2和聚酯层1之间。粘接层4包括实施例10的胶粘剂组合物。
其中，粘接层4的厚度为d4，其中，d4＝20μm。
实施例23
实施例23与实施例19基本相同，其不同之处在于，背板100进一步包括：粘接层4，粘接层设在耐候层2和聚酯层1之间。粘接层4包括实施例11的胶粘剂组合物。
其中，粘接层4的厚度为d4，其中，d4＝12μm。
实施例24
实施例24与实施例20基本相同，其不同之处在于，背板100进一步包括：粘接层4，粘接层设在耐候层2和聚酯层1之间。粘接层4包括实施例12的胶粘剂组合物。
其中，粘接层4的厚度为d4，其中，d4＝18μm。
实施例25
一种背板的成型方法，聚酯层1和耐候层2之间、聚酯层1和无氟涂层3之间为粘接成型；耐候层2与聚酯层1之间的粘结方法是通过流延胶膜挤出机组双层共挤，获得双层共挤膜，其中，耐候层2材料与聚酯层1材料为熔体状态，两种熔体在模头处紧密粘结成膜，再将双层共挤膜外层裸露的一侧交联固化。
双层共挤中流延机组的两个挤出机工艺参数不同，挤出耐候层2材料的主机温度为140，挤出聚酯层1材料的主机温度为220。
实施例26
一种背板的成型方法，聚酯层1和耐候层2之间、聚酯层1和无氟涂层3之间为粘接成型；
耐候层2与聚酯层1之间的粘结方法是通过流延胶膜挤出机组双层共挤，获得双层共挤膜，其中，耐候层2材料与聚酯层1材料为熔体状态，两种熔体在模头处紧密粘结成膜，再将双层共挤膜外层裸露的一侧交联固化。
双层共挤中流延机组的两个挤出机工艺参数不同，挤出耐候层2材料的主机温度为200℃，挤出聚酯层1材料的主机温度为270℃。
实施例27
一种背板的成型方法，聚酯层1和耐候层2之间、聚酯层1和无氟涂层3之间为粘接成型；
耐候层2与聚酯层1之间的粘结方法是通过流延胶膜挤出机组双层共挤，获得双层共挤膜，其中，耐候层2材料与聚酯层1材料为熔体状态，两种熔体在模头处紧密粘结成膜，再将双层共挤膜外层裸露的一侧交联固化。
双层共挤中流延机组的两个挤出机工艺参数不同，挤出耐候层2材料的主机温度为170℃，挤出聚酯层1材料的主机温度为250℃。
实施例28
一种背板的成型方法，聚酯层1和耐候层2之间、聚酯层1和无氟涂层3之间为粘接成型；
耐候层2与聚酯层1之间的粘结方法是将耐候层2流延成膜，电子束交联后，再与聚酯层1通过粘接层4进行固化粘结。
耐候层2和聚酯层1通过粘接层4粘结，包括如下步骤：
1)向聚氨酯类中加入粘接层4的胶粘剂组合物中相应重量份的固化剂混合均匀；
2)将混合均匀的胶粘剂均匀涂布在耐候层2的表面；
3)通过牵引与聚酯层1的一侧紧密压合；
4)将压合后的产品，送进烘箱固化和热定型。
实施例29
一种背板的成型方法，聚酯层1和耐候层2之间、聚酯层1和无氟涂层3之间为粘接成型；
耐候层2与聚酯层1之间的粘结方法是将耐候层2流延成膜，紫外光交联后，再与聚酯层1通过粘接层4进行固化粘结。
耐候层2和聚酯层1通过粘接层4粘结，包括如下步骤：
1)向聚氨酯类中加入粘接层4的胶粘剂组合物中相应重量份的固化剂混合均匀；
2)将混合均匀的胶粘剂均匀涂布在耐候层2的表面；
3)通过牵引与聚酯层1的一侧紧密压合；
4)将压合后的产品固化和热定型。
实施例30
一种背板的成型方法，聚酯层1和耐候层2之间、聚酯层1和无氟涂层3之间为粘接成型；
耐候层2与聚酯层1之间的粘结方法是将耐候层2流延成膜，硅烷交联中后，再与聚酯层1通过粘接层4进行固化粘结。
耐候层2和聚酯层1通过粘接层4粘结，包括如下步骤：
1)向聚氨酯类中加入粘接层4的胶粘剂组合物中相应重量份的固化剂混合均匀；
2)将混合均匀的胶粘剂均匀涂布在耐候层2的表面；
3)通过牵引与聚酯层1的一侧紧密压合；
4)将压合后的产品固化和热定型。
对比例1
常规氟背板
对比例2
常规无氟EVA背板
对比例3
常规无氟PPC结构背板
对比例4
对比例4和实施例17基本相同，其不同之处在于，耐候层2未经过预交联处理。
对比例5
对比例5和实施例18基本相同，其不同之处在于，实施例14的涂料组合物中，聚丙烯酸酯类聚合物的数均分子量为Mn，其中，Mn＝200。
性能测试及测试方法：
以下对实施例17-24的背板以及对比例1-5所得背板与胶膜进行层压固化后制成光伏组件进行可靠性测试。
测试方法参照国际标准IEC 61215。可靠性测试内容包括紫外光下200kwh后组件功率损益情况(UV200)、组件湿冻测试后组件功率损益情况(HF10)、组件湿热测试2000h后组件功率损益情况(DH2000)、组件热循环测试后组件功率损益情况(TC200)。测试结果如下表5所示。
表5.可靠性测试的功率衰减测试结果：
Figure BDA0003767625260000181
由表5可知，通过优选每一层的组成材料和独特的生产制备工艺，本发明具体实施例17-24提供的背板具有优异的耐候性，且可靠性测试后，组件功率衰减<1％。具体地，实施例17-24提供的背板各项可靠性测试的结果显示，均在1％以下，其中，DH2000测试衰减在0.91％以下，UV200测试衰减在0.87％以下、TC200测试衰减在0.99％以下、HF10测试衰减在0.94％以下。并且，作为本申请的优选实施例，实施例21的DH2000测试衰减为0.32％，实施例24的UV200测试衰减为0.26％、实施例22的TC200测试衰减为0.34％，实施例17HF10测试衰减为0.35％。可见材料组成中组分的差异能够显著影响背板的性能。
同时由表中数据可知，本发明具体实施例17-24提供的背板性能显著优于对比例1-5提供的背板。具体分析如下：首先、对比实施例与对比例1-3可知本申请实施例提供的背板耐候性能的各项参数均优于对比例1的常规氟背板、对比例2的常规无氟EVA背板和对比例3的常规无氟PPC结构背板。其次，对比对比例4和实施例17，由于未经过预交连处理，直接影响耐候层的性能，进而导致可靠性测试中各项测试的性能衰减幅度增大。再次，对比对比例4和实施例18，改变涂料组合物中聚丙烯酸酯类聚合物的数均分子量，直接影响无氟涂层的性能，进而导致可靠性测试中各项测试的性能衰减幅度增大。
进一步地，对比实施例17-1、实施例17-2、和实施例17-3的背板的性能测试数据可知，耐候层2的预交联度会影响背板的性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (39)

1.一种树脂组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：树脂为10000份，助交联剂为0.5～15份，抗氧剂为0.1～5份，紫外光吸收剂为0.1～5份，光稳定剂为0.1～5份和润滑剂为0.1～10份。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述树脂为可交联树脂。
3.根据权利要求2所述的树脂组合物，其特征在于，所述树脂为聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯、POE中的一种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述助交联剂为具有自由基聚合性能且含有多个双键的有机化合物。
5.根据权利要求4所述的树脂组合物，其特征在于，所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯，二丙烯酸乙二醇酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或多种混合物；优选为三烯丙基异氰脲酸酯。
6.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述抗氧剂为B225与DLTP的复配物，所述B225与DLTP复配的重量比为2：1～5：1。
7.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述紫外光吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
8.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
9.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述润滑剂为硅酮母粒。
10.一种聚酯组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：聚酯化合物10000份，耐水解剂：0.1～5份和抗氧剂0.1～10份。
11.根据权利要求10所述的聚酯组合物，其特征在于，所述耐水解剂为碳化二亚胺。
12.根据权利要求10所述的聚酯组合物，其特征在于，所述抗氧剂为耐150℃的高温抗氧剂；优选为苯胺类抗氧剂；更优选为4，4＇-双(α，α-二甲基苄基)二苯胺。
13.一种胶粘剂组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：胶粘剂10000份和固化剂1～20份。
14.根据权利要求13所述的胶粘剂组合物，其特征在于，所述胶粘剂为聚氨酯类胶粘剂；优选水性聚氨酯。
15.根据权利要求13所述的胶粘剂组合物，其特征在于，所述固化剂为耐黄变固化剂；优选高耐光耐候性脂肪族聚异氰酸酯；进一步优选为巴斯夫的HB175MP/X和/或N75。
16.一种涂料组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：聚丙烯酸酯类聚合物100份和固化剂0.1～10份。
17.根据权利要求16所述的涂料组合物，其特征在于，所述聚丙烯酸酯类聚合物为含有丙烯酸酯基团且含有双键的化合物。
18.根据权利要求16所述的涂料组合物，其特征在于，所述聚丙烯酸酯类聚合物的数均分子量为Mn，其中，所述Mn满足：500≤Mn≤2000。
19.根据权利要求16所述的涂料组合物，其特征在于，所述聚丙烯酸酯类聚合物为含有极性基团的丙烯酸酯聚合物。
20.根据权利要求19所述的涂料组合物，其特征在于，所述极性基团为氨基、硫基、磷基、羟基、羧基、环氧基团中的一种或多种。
21.一种背板，其特征在于，包括：
聚酯层；
耐候层，所述耐候层设在所述聚酯层的厚度方向上的一侧，所述耐候层经过预交联处理，耐候层的预交联度为50％～90％，优选地，预交联度为70％～80％；
无氟涂层，所述无氟涂层设在所述聚酯层的厚度方向上的另一侧。
22.根据权利要求21所述的背板，其特征在于，所述聚酯层包括根据权利要求10-12任一项所述的聚酯组合物。
23.根据权利要求21所述的背板，其特征在于，所述耐候层包括根据权利要求1-9任一项所述的树脂组合物。
24.根据权利要求21所述的背板，其特征在于，所述无氟涂层包括根据权利要求16-20任一项所述的涂料组合物。
25.根据权利要求21所述的背板，其特征在于，所述背板进一步包括：
粘接层，所述粘接层设在所述耐候层和所述聚酯层之间。
26.根据权利要求25所述的背板，其特征在于，所述粘接层包括根据权利要求13-15任一项所述的胶粘剂组合物。
27.根据权利要求21所述的背板，其特征在于，所述无氟涂层通过在线涂布工艺经涂布、烘干和固化获得。
28.根据权利要求21所述的背板，其特征在于，所述耐候层经过预交联处理，所述预交联处理包括如下步骤：将所述树脂组合物经过螺杆挤出机熔融流延成膜后通过交联反应成型。
29.根据权利要求28所述的背板，其特征在于，所述预交联的方法包括电子束交联、紫外光交联和硅烷交联中的任一种；优选电子束交联。
30.根据权利要求25所述的背板，其特征在于，所述粘接层的厚度为d4，其中，所述d4满足：5μm≤d4≤20μm。
31.根据权利要求21-24任一项所述的背板，其特征在于，所述聚酯层的厚度为d1，其中，所述d1满足：100μm≤d1≤500μm。
32.根据权利要求21-24任一项所述的背板，其特征在于，所述耐候层的厚度为d2，其中，所述d2满足：10μm≤d2≤50μm。
33.根据权利要求21-24任一项所述的背板，其特征在于，所述无氟涂层的厚度为d3，其中，所述d3满足：1μm≤d3≤50μm。
34.一种根据权利要求21-33任一项所述的背板的成型方法，其特征在于，所述聚酯层和所述耐候层之间粘接，所述聚酯层和所述无氟涂层之间为粘接。
35.根据权利要求34所述的成型方法，其特征在于，所述耐候层与所述聚酯层之间的粘结方法是通过流延胶膜挤出机组双层共挤，获得双层共挤膜，其中，所述耐候层材料与所述聚酯层材料为熔体状态，两种熔体在模头处紧密粘结成膜，再将所述双层共挤膜外层裸露的一侧交联固化。
36.根据权利要求35所述的成型方法，其特征在于，所述的双层共挤中所述流延机组的两个挤出机工艺参数不同，挤出所述耐候层的主机温度为140～200℃，挤出所述聚酯层的主机温度为220～270℃。
37.根据权利要求34所述的成型方法，其特征在于，所述耐候层与所述聚酯层之间的粘结方法是将所述耐候层流延成膜，交联后，再与所述聚酯层通过粘接层进行固化粘结。
38.根据权利要求37所述的成型方法，其特征在于，所述耐候层和所述聚酯层通过所述粘接层粘结，包括如下步骤：
1)向所述聚氨酯类中加入所述重量份的固化剂混合均匀；
2)将所述混合均匀的胶粘剂均匀涂布在所述耐候层的表面；
3)通过牵引与所述聚酯层的一侧紧密压合；
4)将压合后的产品固化和热定型。
39.一种光伏组件，其特征在于，包括：
根据权利要求21-33任一项所述的背板。
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