CN116656050A - 一种光伏用聚丙烯金属化膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光伏电容器技术领域，具体为一种光伏用聚丙烯金属化膜及其制备方法。本发明提供通过向聚丙烯树脂中添加由层状蒙脱石、层状氮化硼和纳米钛酸钙复合而成的夹层结构粉末，极大地提高了光伏电容器用金属化薄膜的热稳定性、介电常数以及击穿电压，提升了电容器的高耐压高耐温性能。

Description

一种光伏用聚丙烯金属化膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及光伏电容器技术领域，具体为一种光伏用聚丙烯金属化膜及其制备方法。
背景技术
如今，风能、太阳能发电更多的是建设在偏远地区，作为独立式发电系统解决对专门用户的供电，因此这些电力系统对储能技术的需求越来越强烈。储能在独立式发电系统中不再只是锦上添花的一部分，而逐渐成为一种必须。电力系统储能现最常用的是电池储能，而超级电容器是近几十年新发明并应用的电能存储装置，因具有功率密度高、寿命长、工作温度范围宽及充电迅速等特点而受到科研工作者和企业的重视。近年来，超级电容器发展迅速，已经被试用到诸多场合，尤其是太阳能发电领域。随着先进电力系统的不断发展，高储能聚合物薄膜电容器越来越受到人们的关注。经双向拉伸后的聚丙烯薄膜(BOPP)因其比重小、化学性能稳定等因素能够使光伏电容器在保持较小的介电厚度以及良好抗电强度，并使其成为了薄膜电容器的重要电介质材料。
面对电力产业以及经济社会的迅速发展，薄膜电容器正逐渐向大容量、微型化以及更高安全性的方向发展，对光伏电容器的高耐压、高耐温性能提出了更高的要求。现有技术中对于光伏电容器的高耐压、高耐温性能进行提高的主要方法包括对双向拉伸工艺参数进行调整改进，对聚丙烯薄膜进行接枝改性、掺杂、表面极性处理、表面粗糙度处理等方式，上述处理方式都能够在一定程度上改进聚丙烯薄膜的高耐压、高耐温性能。但现有技术中对于适用于光伏电容器用薄膜的研究较少，生产过程中亟需获得具有更高的耐高压、耐高温性能的光伏电容器薄膜组成和结构。
由此，目前需要有一种方案来解决现有技术中存在的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供的光伏用聚丙烯金属化膜及其制备方法，通过向聚丙烯树脂中添加由层状蒙脱石、层状氮化硼和纳米钛酸钙复合而成的夹层结构粉末，极大地提高了光伏电容器用聚丙烯薄膜的热稳定性、介电常数以及击穿电压，提升了电容器的高耐压高耐温性能。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种光伏用聚丙烯金属化膜，其中，包括聚丙烯薄膜和金属镀层，所述聚丙烯薄膜由以下质量百分比的原料进行制备而成：5.0-10.0％马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液、1.0-4.0％无机复合材料、0.01-0.05％α形核剂、0.01-0.05％β形核剂、0.1-1.0％抗氧化剂、0.1-0.8％金属灰抑制剂、0.1-0.5％稳定剂，余量为直链聚丙烯树脂。
所述直链聚丙烯树脂的重均分子量Mw为30-40万，熔体流动速率为2.0-5.0g/10min，分子量分布Mw/Mn为4-7。
作为本发明所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜的优选方案，其中，马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液的制备过程为：在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的反应器中加入聚丙烯和二甲苯，搅拌升温至115-135℃，加入马来酸酐，待物料完全溶解后添加过氧化苯甲酰，反应4-6h即得；其中马来酸酐、过氧化苯甲酰、聚丙烯和二甲苯的质量比为1：0.3-0.4：8-10：20-25。
作为本发明所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜的优选方案，其中，所述无机复合材料由层状蒙脱石、层状氮化硼与纳米钛酸钙材料复合制作而成；层状蒙脱石、层状氮化硼与纳米钛酸钙的质量比为(5-10):(3-6):(1-2)。
作为本发明所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜的优选方案，其中，α形核剂选自二亚苄基山梨醇或2,2'-亚甲基双(4，6-二叔丁基苯基)磷酸铝。
山梨醇类形核剂是常用的聚丙烯形核剂，能够诱导α球形晶粒的形成，提高聚丙烯的结晶温度、结晶度以及球形晶体的数量，减小了球形晶粒的尺寸，有利于提升聚丙烯的刚性、拉伸强度和弯曲模量。
作为本发明所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜的优选方案，其中，所述β形核剂选自1,2-羟基硬脂酸钾或N,N'-二环己基-2,6-萘二甲酰胺。
β形核剂能够诱导β晶粒的形成，β晶粒具有较低的有序性以及晶胞密度，能够提升聚丙烯薄膜的韧性、抗冲击强度和断裂延伸率。
作为本发明所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜的优选方案，其中，所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲酚。
作为本发明所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜的优选方案，其中，所述金属灰抑制剂为巴斯夫的Irganox MD1024。
作为本发明所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜的优选方案，其中，所述稳定剂为紫外线吸收剂纳米二氧化钛；其中，纳米二氧化钛的晶粒为20-40nm。
作为本发明所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜的优选方案，其中，所述无机复合材料的制备方法如下：
(1)对层状蒙脱石和层状氮化硼进行超声水热处理；其中，水热处理温度为60-80℃，时间为2-4h；
(2)采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷对层状氮化硼和纳米钛酸钙进行表面接枝改性处理：将层状氮化硼和纳米钛酸钙加入到乙醇水溶液中，超声分散10-20min后转移至高速分散均质机中，用稀盐酸调节溶液pH＝4，再向其中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷高速分散10-15min，转移至反应瓶中，升温至70-80℃并恒温搅拌2-4h后冷却，将混合液抽滤、洗涤、干燥后得到表面接枝改性处理的层状氮化硼以及纳米钛酸钙；其中乙醇水溶液中乙醇与水的质量比为3:1；
(3)将层状蒙脱石、表面接枝改性处理的层状氮化硼以及纳米钛酸钙进行真空干燥处理；
(4)将干燥处理后的粉末材料加入去离子水中进行超声水热处理，将获得的悬浮液置于烘箱中进行干燥处理，得到无机复合材料；其中，水热处理温度为60-80℃，时间为2-4h。
为解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种上述的光伏用聚丙烯金属化膜的制备方法，其中，包括如下的步骤：
步骤一、按照各组分的质量配比分别称取制备薄膜所需的各原料；
步骤二、将无机复合材料加入至马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液中，加热搅拌获得包裹的无机复合材料，其中处理温度为60-80℃，时间为4-6h；
步骤三、将直链聚丙烯树脂进行电子束照射改性处理，其中，所述电子束能量为3-5MeV，照射剂量为20-50kGy；
步骤四、将改性处理的直链聚丙烯树脂、包裹的无机复合材料、α形核剂、β形核剂、抗氧化剂、金属灰抑制剂、稳定剂进行研磨混合处理，加热熔融塑化后挤出获得聚丙烯片材；
步骤五、将聚丙烯片材料采用纵向拉伸机和横向拉伸机经双向拉伸后再经冷却辊冷却、退火后，获得聚丙烯薄膜；其中纵向拉伸的拉伸比为4-6倍，横向拉伸的拉伸比为8-10倍，将冷却后的薄膜在120-130℃下退火60-80min；
步骤六、对得到的聚丙烯薄膜先进行电晕放电处理后再进行时效处理，并将处理后的聚丙烯薄膜送入真空镀膜机，在聚丙烯薄膜的电晕面进行真空蒸镀作业形成锌镀层，然后再镀锌表面再镀一层铝镀层并进行升温扩散处理得到所述聚丙烯金属化膜。
本发明的有益效果如下：
1.本发明提供的光伏用聚丙烯金属化膜中添加的无机复合粉末由层状蒙脱石、层状氮化硼与纳米钛酸钙材料超声水热复合制备而成，层状蒙脱石和层状氮化硼能够实现相互插层渗透，获得蒙脱石/氮化硼/蒙脱石夹层结构以及氮化硼/蒙脱石/氮化硼夹层结构。纳米钛酸钙粉末作为高介电填料，也能够有效地增大聚丙烯薄膜的介电常数，同时，纳米钛酸钙粉末也能够进入层状蒙脱石和层状氮化硼的层间。由层状蒙脱石、层状氮化硼与纳米钛酸钙复合得到的夹层结构使得无机复合粉末材料具有优异的热稳定性、更高的介电常数和击穿电压。
2.本发明提供的光伏用聚丙烯金属化膜中添加了金属灰抑制剂及抗氧化剂，金属灰抑制剂作为聚丙烯树脂的稳定剂和金属减活化剂，能够与金属灰进行有效络合，与抗氧化剂配合使用，能够防止聚丙烯与金属接触导致的热氧化降解，抑制挤出机内的热量对聚丙烯薄膜的热劣化影响，减小金属灰对聚丙烯薄膜介电性能的影响，提高聚丙烯薄膜的热氧化稳定性及击穿电压。
3.本发明提供的光伏用聚丙烯金属化膜中添加了稳定剂，能够对紫外光进行有效屏蔽，降低紫外光对处于室外的光电设备电容器薄膜的老化影响。
4.本发明提供的光伏用聚丙烯金属化膜在制备过程中，使用电子束对直链聚丙烯原料进行改性处理，电子束照射处理改变了聚丙烯树脂表面的极性，反应性自由基与氧之间发生氧化反应，形成极性羰基、羧基以及羟基，增强了聚丙烯树脂的极性，提高了聚丙烯薄膜的热稳定性、介电常数以及击穿电压。
5.本发明提供的光伏用聚丙烯金属化膜在制备过程中，采用超声水热法对层状蒙脱石和层状氮化硼进行预处理，使层结构得到剥离，增大了层间距，有利于夹层结构的形成以及纳米钛酸钙的渗透。使用马来酸酐接枝聚丙烯对无机复合粉末材料进行预包裹处理，马来酸酐接枝聚丙烯作为相容剂能够使无机复合粉末与聚丙烯树脂材料具有更好的相容性和均匀分散性，进而提高无机复合粉末对聚丙烯薄膜性能的改善作用。
具体实施方式
下面将结合实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供的光伏用聚丙烯金属化膜及其制备方法，通过向聚丙烯树脂中添加由层状蒙脱石、层状氮化硼和纳米钛酸钙复合而成的夹层结构粉末，对聚丙烯树脂原料进行电子束照射处理，极大地提高了光伏电容器用聚丙烯薄膜的热稳定性、介电常数以及击穿电压，提升了电容器的高耐压高耐温性能。
本发明中所用聚丙烯均为直链聚丙烯树脂。
实施例1
一种光伏用聚丙烯金属化膜，包括聚丙烯薄膜和金属镀层，聚丙烯薄膜由以下质量百分比的原料进行制备而成：原料配比如下：8.0％马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液、2.0％无机复合材料、0.03％α形核剂、0.03％β形核剂、0.5％抗氧化剂、0.5％金属灰抑制剂、0.3％稳定剂，余量为直链聚丙烯树脂。
直链聚丙烯树脂的重均分子量Mw为40万，熔体流动速率为3.0g/10min，分子量分布Mw/Mn为5。
α形核为二亚苄基山梨醇，β形核剂为1,2-羟基硬脂酸钾，抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲酚，金属灰抑制剂为巴斯夫的Irganox MD1024，稳定剂为纳米二氧化钛，粒径为30nm。
其中，马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液的制备过程为：在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的反应器中加入聚丙烯和二甲苯，搅拌升温至115℃，加入马来酸酐，待物料完全溶解后添加过氧化苯甲酰，反应4h即得，其中，马来酸酐、过氧化苯甲酰、聚丙烯和二甲苯的质量比为1：0.3：10：20；
制作无机复合材料的原料为层状蒙脱石、层状氮化硼与纳米钛酸钙，三者的质量比为8：4：2，无机复合材料的制备包括如下的步骤：
(1)对层状蒙脱石和层状氮化硼进行超声水热处理，处理温度为70℃，时间为3h；
(2)采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷对层状氮化硼和纳米钛酸钙进行表面接枝改性处理：将层状氮化硼和纳米钛酸钙加入到乙醇水溶液中，超声分散10min后转移至高速分散均质机中，用稀盐酸调节溶液pH＝4，再向其中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷高速分散10min，转移至反应瓶中，升温至80℃并恒温搅拌2h后冷却，将混合液抽滤、洗涤、干燥后得到表面接枝改性处理的层状氮化硼以及纳米钛酸钙；其中乙醇水溶液中乙醇与水的质量比为3:1；其中γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和层状氮化硼的质量比为5:2；
(3)将层状蒙脱石、表面接枝改性处理的层状氮化硼以及纳米钛酸钙进行真空干燥处理；
(4)将干燥处理后的粉末材料加入去离子水中进行超声水热处理，处理温度为70℃，时间为3h，将获得的悬浮液置于烘箱中进行干燥处理，得到无机复合材料。
一种光伏用聚丙烯金属化膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照各组分的质量配比分别称取制备薄膜所需的各原料；
步骤二、将无机复合材料加入至马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液中，加热搅拌获得包裹的无机复合材料，处理温度为70℃，时间为5h；
步骤三、将直链聚丙烯树脂进行电子束照射改性处理，电子束能量为4MeV，照射剂量为30kGy；
步骤四、将改性处理的直链聚丙烯树脂、包裹的无机复合材料、α形核剂、β形核剂、抗氧化剂、金属灰抑制剂、稳定剂进行研磨混合处理，加热熔融塑化后挤出获得聚丙烯片材；
步骤五、将聚丙烯片材料采用纵向拉伸机和横向拉伸机经双向拉伸后再经冷却辊冷却、退火后，获得聚丙烯薄膜；其中纵向拉伸的拉伸比为5倍，横向拉伸的拉伸比为9倍，将冷却后的薄膜在120℃下退火60min；
步骤六、对得到的聚丙烯薄膜先进行电晕放电处理后再进行时效处理，并将处理后的聚丙烯薄膜送入真空镀膜机，通过真空镀膜机中的输送机构将锌金属送入蒸发坩埚内，锌金属在蒸发坩埚中从锌熔液变为锌蒸气，在镀膜室中对聚丙烯薄膜的电晕面进行真空蒸镀作业形成锌镀层，将铝丝送入蒸发坩埚内，铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸汽，在超声波发生器的作用下，继续在镀膜室中对锌镀层的上表面极性真空蒸镀作业形成铝镀层，进一步进行升温扩散处理得到聚丙烯金属化膜；其中升温扩散处理过程为：以5℃/h，从室温升至40℃，再以10℃/h，从40℃升至80℃，最后以15℃/h，从80℃/h升至110℃，且在升温扩散处理的过程中通入氧气，加速镀铝层形成致密的氧化膜，提高制备聚丙烯金属化膜整体的致密性及稳定性。
实施例2
本实施例与实施例1相比，聚丙烯金属化膜的各原料组成配比不同，制备过程中工艺参数不同，其余过程参照实施例1。
具体为：一种光伏用聚丙烯金属化膜，其中聚丙烯薄膜由以下质量百分比的原料进行制备而成：原料配比如下：5％马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液、1％无机复合材料、0.03％α形核剂、0.02％β形核剂、0.2％抗氧化剂、0.3％金属灰抑制剂、0.2％稳定剂，余量为直链聚丙烯树脂。
直链聚丙烯树脂的重均分子量Mw为30万，熔体流动速率为2.0g/10min，分子量分布Mw/Mn为5。
α形核为二亚苄基山梨醇，β形核剂为N,N'-二环己基-2,6-萘二甲酰胺，抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲酚，金属灰抑制剂为巴斯夫的Irganox MD1024，稳定剂为纳米二氧化钛，粒径为40nm。
其中，马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液的制备过程中，搅拌升温至135℃，添加过氧化苯甲酰反应6h，其中，马来酸酐、过氧化苯甲酰、聚丙烯和二甲苯的质量比为1：0.4：10：25。
其中，制作无机复合材料的原料为层状蒙脱石、层状氮化硼与纳米钛酸钙，三者的质量比为6：3：1，无机复合材料的制备过程中，在步骤(1)中对层状蒙脱石和层状氮化硼进行超声水热处理，处理温度为60℃，时间为4h；步骤(2)中采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷对层状氮化硼和纳米钛酸钙进行表面接枝改性处理中，将层状氮化硼和纳米钛酸钙加入到乙醇水溶液中，超声分散20min，加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷高速分散15min，转移至反应瓶中，升温至70℃并恒温搅拌4h；步骤(4)中处理温为60℃，时间为4h。
其中，一种光伏用聚丙烯金属化膜的制备过程中，在步骤二中将无机复合材料加入至马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液中，加热搅拌获得包裹的无机复合材料，处理温度为60℃，时间为6h；步骤三中电子束能量为4MeV，照射剂量为20kGy；步骤五中纵向拉伸的拉伸比为4倍，横向拉伸的拉伸比为8倍，将冷却后的薄膜在130℃下退火80min。
实施例3
本实施例与实施例1相比，聚丙烯金属化膜的各原料组成配比不同，制备过程中工艺参数不同，其余过程参照实施例1。
具体为：一种光伏用聚丙烯金属化膜，其中聚丙烯薄膜由以下质量百分比的原料进行制备而成：原料配比如下：10％马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液、4％无机复合材料、0.05％α形核剂、0.05％β形核剂、0.8％抗氧化剂、0.8％金属灰抑制剂、0.5％稳定剂，余量为直链聚丙烯树脂。
直链聚丙烯树脂的重均分子量Mw为40万，熔体流动速率为5.0g/10min，分子量分布Mw/Mn为5。
α形核为2,2'-亚甲基双(4，6-二叔丁基苯基)磷酸铝，β形核剂为N,N'-二环己基-2,6-萘二甲酰胺，抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲酚，金属灰抑制剂为巴斯夫的IrganoxMD1024，稳定剂为纳米二氧化钛，粒径为40nm。
其中，马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液的制备过程为：在装有搅拌器、温度计和回流冷凝管的反应器中加入聚丙烯和二甲苯，搅拌升温至130℃，加入马来酸酐，待物料完全溶解后添加过氧化苯甲酰，反应5h即得，其中，马来酸酐、过氧化苯甲酰、聚丙烯和二甲苯的质量比为1：0.35：10：25。
其中，制作无机复合材料的原料为层状蒙脱石、层状氮化硼与纳米钛酸钙，三者的质量比为10：5：2，无机复合材料的制备包括如下的步骤：在步骤(1)中对层状蒙脱石和层状氮化硼进行超声水热处理，处理温度为80℃，时间为2h；步骤(2)中采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷对层状氮化硼和纳米钛酸钙进行表面接枝改性处理中，将层状氮化硼和纳米钛酸钙加入到乙醇水溶液中，超声分散15min，加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷高速分散15min，转移至反应瓶中，升温至75℃并恒温搅拌3h；步骤(4)中处理温度为80℃，时间为2h。
其中，一种光伏用聚丙烯金属化膜的制备过程中，在步骤二中将无机复合材料加入至马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液中，加热搅拌获得包裹的无机复合材料，处理温度为80℃，时间为4h；步骤三中电子束能量为3MeV，照射剂量为40kGy；步骤五中纵向拉伸的拉伸比为5倍，横向拉伸的拉伸比为9倍，将冷却后的薄膜在125℃下退火75min。
对比例1
本对比例与实施例1相比，在薄膜制备原料中未添加无机复合材料，其采用同质量占比的聚丙烯树脂代替，其余参照实施例1。
具体为：一种光伏用聚丙烯金属化膜，其中聚丙烯薄膜由以下质量百分比的原料进行制备而成：原料配比如下：8.0％马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液、0.03％α形核剂、0.03％β形核剂、0.5％抗氧化剂、0.5％金属灰抑制剂、0.3％稳定剂，余量为直链聚丙烯树脂。
一种光伏用聚丙烯金属化膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照各组分的质量配比分别称取制备薄膜所需的各原料；
步骤二、将直链聚丙烯树脂进行电子束照射改性处理，电子束能量为4MeV，照射剂量为30kGy；
步骤三、将改性处理的直链聚丙烯树脂、马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液、α形核剂、β形核剂、抗氧化剂、金属灰抑制剂、稳定剂进行研磨混合处理，加热熔融塑化后挤出获得聚丙烯片材；
步骤四、将聚丙烯片材料采用纵向拉伸机和横向拉伸机经双向拉伸后再经冷却辊冷却、退火后，获得聚丙烯薄膜；其中纵向拉伸的拉伸比为5倍，横向拉伸的拉伸比为9倍，将冷却后的薄膜在110℃下退火60min；
步骤五、对得到的聚丙烯薄膜先进行电晕放电处理后再进行时效处理，并将处理后的聚丙烯薄膜送入真空镀膜机，通过真空镀膜机中的输送机构将锌金属送入蒸发坩埚内，锌金属在蒸发坩埚中从锌熔液变为锌蒸气，在镀膜室中对聚丙烯薄膜的电晕面进行真空蒸镀作业形成锌镀层，将铝丝送入蒸发坩埚内，铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸汽，在超声波发生器的作用下，继续在镀膜室中对锌镀层的上表面极性真空蒸镀作业形成铝镀层，进一步进行升温扩散处理得到聚丙烯金属化膜；其中升温扩散处理过程为：以5℃/h，从室温升至40℃，再以10℃/h，从40℃升至80℃，最后以15℃/h，从80℃/h升至110℃，且在升温扩散处理的过程中通入氧气，加速镀铝层形成致密的氧化膜，提高制备聚丙烯金属化膜整体的致密性及稳定性。
对比例2
本对比例与实施例1相比，薄膜制备过程中添加无机材料，但未进行复合处理，在制备聚丙烯薄膜的过程中，将层状蒙脱石、层状氮化硼以及纳米钛酸钙粉末直接与其它原料进行混合，其余参照实施例1。
具体为：一种光伏用聚丙烯金属化膜，其中聚丙烯薄膜由以下质量百分比的原料进行制备而成：原料配比如下：8.0％马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液、2.0％无机材料、0.03％α形核剂、0.03％β形核剂、0.5％抗氧化剂、0.5％金属灰抑制剂、0.3％稳定剂，余量为直链聚丙烯树脂。
无机材料的原料为层状蒙脱石、层状氮化硼与纳米钛酸钙，三者的质量比为8：4：2，三者不进行复合，单独进行加入混合。
一种光伏用聚丙烯金属化膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照各组分的质量配比分别称取制备薄膜所需的各原料；
步骤二、将直链聚丙烯树脂进行电子束照射改性处理，电子束能量为4MeV，照射剂量为30kGy；
步骤三、将改性处理的直链聚丙烯树脂、层状蒙脱石、层状氮化硼、纳米钛酸钙、α形核剂、β形核剂、抗氧化剂、金属灰抑制剂、稳定剂进行研磨混合处理，加热熔融塑化后挤出获得聚丙烯片材；
步骤四、将聚丙烯片材料采用纵向拉伸机和横向拉伸机经双向拉伸后再经冷却辊冷却、退火后，获得聚丙烯薄膜；其中纵向拉伸的拉伸比为5倍，横向拉伸的拉伸比为9倍，将冷却后的薄膜在110℃下退火60min；
步骤五、对得到的聚丙烯薄膜先进行电晕放电处理后再进行时效处理，并将处理后的聚丙烯薄膜送入真空镀膜机，通过真空镀膜机中的输送机构将锌金属送入蒸发坩埚内，锌金属在蒸发坩埚中从锌熔液变为锌蒸气，在镀膜室中对聚丙烯薄膜的电晕面进行真空蒸镀作业形成锌镀层，将铝丝送入蒸发坩埚内，铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸汽，在超声波发生器的作用下，继续在镀膜室中对锌镀层的上表面极性真空蒸镀作业形成铝镀层，进一步进行升温扩散处理得到聚丙烯金属化膜；其中升温扩散处理过程为：以5℃/h，从室温升至40℃，再以10℃/h，从40℃升至80℃，最后以15℃/h，从80℃/h升至110℃，且在升温扩散处理的过程中通入氧气，加速镀铝层形成致密的氧化膜，提高制备聚丙烯金属化膜整体的致密性及稳定性。
对比例3
本对比例与实施例1相比，直链聚丙烯树脂原料预先未经过电子束照射处理，其余参照实施例1。
具体为：
一种光伏用聚丙烯金属化膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照各组分的质量配比分别称取制备薄膜所需的各原料；
步骤二、将无机复合材料加入至马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液中，加热搅拌获得包裹的无机复合材料，处理温度为70℃，时间为5h；
步骤三、将直链聚丙烯树脂、包裹的无机复合材料、α形核剂、β形核剂、抗氧化剂、金属灰抑制剂、稳定剂进行研磨混合处理，加热熔融塑化后挤出获得聚丙烯片材；
步骤四、将聚丙烯片材料采用纵向拉伸机和横向拉伸机经双向拉伸后再经冷却辊冷却、退火后，获得聚丙烯薄膜；其中纵向拉伸的拉伸比为5倍，横向拉伸的拉伸比为9倍，将冷却后的薄膜在110℃下退火60min；
步骤五、对得到的聚丙烯薄膜先进行电晕放电处理后再进行时效处理，并将处理后的聚丙烯薄膜送入真空镀膜机，通过真空镀膜机中的输送机构将锌金属送入蒸发坩埚内，锌金属在蒸发坩埚中从锌熔液变为锌蒸气，在镀膜室中对聚丙烯薄膜的电晕面进行真空蒸镀作业形成锌镀层，将铝丝送入蒸发坩埚内，铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸汽，在超声波发生器的作用下，继续在镀膜室中对锌镀层的上表面极性真空蒸镀作业形成铝镀层，进一步进行升温扩散处理得到聚丙烯金属化膜；其中升温扩散处理过程为：以5℃/h，从室温升至40℃，再以10℃/h，从40℃升至80℃，最后以15℃/h，从80℃/h升至110℃，且在升温扩散处理的过程中通入氧气，加速镀铝层形成致密的氧化膜，提高制备聚丙烯金属化膜整体的致密性及稳定性。
对比例4
本对比例与实施例1相比，在制备聚丙烯薄膜的原料中未添加金属灰抑制剂，其采用同质量占比的聚丙烯树脂代替，其余参照实施例1。
具体为：一种光伏用聚丙烯金属化膜，其中聚丙烯薄膜由以下质量百分比的原料进行制备而成：原料配比如下：8.0％马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液、2.0％无机复合材料、0.03％α形核剂、0.03％β形核剂、0.5％抗氧化剂、0.3％稳定剂，余量为直链聚丙烯树脂。
一种光伏用聚丙烯金属化膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、按照各组分的质量配比分别称取制备薄膜所需的各原料；
步骤二、将无机复合材料加入至马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液中，加热搅拌获得包裹的无机复合材料，处理温度为70℃，时间为5h；
步骤三、将直链聚丙烯树脂进行电子束照射改性处理，电子束能量为4MeV，照射剂量为30kGy；
步骤四、将改性处理的直链聚丙烯树脂、包裹的无机复合材料、α形核剂、β形核剂、抗氧化剂、稳定剂进行研磨混合处理，加热熔融塑化后挤出获得聚丙烯片材；
步骤五、将聚丙烯片材料采用纵向拉伸机和横向拉伸机经双向拉伸后再经冷却辊冷却、退火后，获得聚丙烯薄膜；其中纵向拉伸的拉伸比为5倍，横向拉伸的拉伸比为9倍，将冷却后的薄膜在110℃下退火60min；
步骤六、对得到的聚丙烯薄膜先进行电晕放电处理后再进行时效处理，并将处理后的聚丙烯薄膜送入真空镀膜机，通过真空镀膜机中的输送机构将锌金属送入蒸发坩埚内，锌金属在蒸发坩埚中从锌熔液变为锌蒸气，在镀膜室中对聚丙烯薄膜的电晕面进行真空蒸镀作业形成锌镀层，将铝丝送入蒸发坩埚内，铝丝在蒸发坩埚中从铝熔液变为铝蒸汽，在超声波发生器的作用下，继续在镀膜室中对锌镀层的上表面极性真空蒸镀作业形成铝镀层，进一步进行升温扩散处理得到聚丙烯金属化膜；其中升温扩散处理过程为：以5℃/h，从室温升至40℃，再以10℃/h，从40℃升至80℃，最后以15℃/h，从80℃/h升至110℃，且在升温扩散处理的过程中通入氧气，加速镀铝层形成致密的氧化膜，提高制备聚丙烯金属化膜整体的致密性及稳定性。
对上述实施例1-3以及对比例1-4制备得到的聚丙烯金属化膜进行相关性能测试，测试的结果如表1所示。
从上述实施例1-3以及对比例1-4制备得到的试样的测试结果对比来看，本发明实施例1-3所制备得到的光伏电容器用聚丙烯薄膜的介电常数以及较高温度条件下的击穿电压都显著较高，而得到的聚丙烯薄膜在高温条件下充放电循环10000次以后，其电容量的变化率也都维持在很低的变化范围内，能够使用的最高温度条件也相对较高，且镀层与聚丙烯薄膜之间的牢固度较高，不易剥落。从介电常数、击穿电压、电容量变化率以及最高使用温度测试指标来看，本发明的聚丙烯薄膜具有高耐压高耐温性能，显示出了良好的稳定性。
相比本发明，对比例1-4所制备得到的聚丙烯薄膜在各个性能测试中与本发明相比都较劣。具体来看，对比例1与实施例1相比，薄膜制备原料中未添加无机复合材料，取而代之的是同质量占比的聚丙烯树脂材料；对比例2与实施例1相比，薄膜中添加有无机材料，但未进行复合处理，在制备聚丙烯薄膜的过程中，将层状蒙脱石、层状氮化硼以及纳米钛酸钙粉末直接与其它原料进行混合；对比例3与实施例1相比，直链聚丙烯树脂原料预先未经过电子束照射处理；对比例4与实施例1相比，在制备聚丙烯薄膜的原料中未添加金属灰抑制剂，取而代之的是同质量占比的聚丙烯树脂材料。试验结果表明了，本发明添加无机复合材料、电子束照射聚丙烯树脂原料以及添加金属灰抑制剂，都能够在一定程度是提升聚丙烯薄膜的高耐压以及高耐温性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种光伏用聚丙烯金属化膜，其特征在于，包括聚丙烯薄膜和金属镀层，所述聚丙烯薄膜由以下质量百分比的原料进行制备而成：5.0-10.0％马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液、1.0-4.0％无机复合材料、0.01-0.05％α形核剂、0.01-0.05％β形核剂、0.1-1.0％抗氧化剂、0.1-0.8％金属灰抑制剂、0.1-0.5％稳定剂，余量为直链聚丙烯树脂；
所述直链聚丙烯树脂的重均分子量Mw为30-40万，熔体流动速率为2.0-5.0g/10min，分子量分布Mw/Mn为4-7；
所述无机复合材料由层状蒙脱石、层状氮化硼与纳米钛酸钙材料复合制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜，其特征在于，α形核剂选自二亚苄基山梨醇或2,2'-亚甲基双(4，6-二叔丁基苯基)磷酸铝。
3.根据权利要求1所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜，其特征在于，所述β形核剂选自1,2-羟基硬脂酸钾或N,N'-二环己基-2,6-萘二甲酰胺。
4.根据权利要求1所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜，其特征在于，所述抗氧化剂为2,6-二叔丁基对甲酚。
5.根据权利要求1所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜，其特征在于，所述稳定剂为紫外线吸收剂纳米二氧化钛。
6.根据权利要求1所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜，其特征在于，所述无机复合材料的制备方法如下：
(1)对层状蒙脱石和层状氮化硼进行超声水热处理；
(2)采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷对层状氮化硼和纳米钛酸钙进行表面接枝改性处理；
(3)将层状蒙脱石、表面接枝改性处理的层状氮化硼以及纳米钛酸钙进行真空干燥处理；
(4)将干燥处理后的粉末材料加入去离子水中进行超声水热处理，将获得的悬浮液置于烘箱中进行干燥处理，得到无机复合材料。
7.根据权利要求6所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜，其特征在于，层状蒙脱石、层状氮化硼与纳米钛酸钙的质量比为(5-10):(3-6):(1-2)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜的制备方法，其特征在于，包括如下的步骤：
步骤一、按照各组分的质量配比分别称取制备薄膜所需的各原料；
步骤二、将无机复合材料加入至马来酸酐接枝聚丙烯的二甲苯溶液中，加热搅拌获得包裹的无机复合材料；
步骤三、将直链聚丙烯树脂进行电子束照射改性处理；
步骤四、将改性处理的直链聚丙烯树脂、包裹的无机复合材料、α形核剂、β形核剂、抗氧化剂、金属灰抑制剂、稳定剂进行研磨混合处理，加热熔融塑化后挤出获得聚丙烯片材；
步骤五、将聚丙烯片材料采用纵向拉伸机和横向拉伸机经双向拉伸后再经冷却辊冷却、退火后，获得聚丙烯薄膜；
步骤六、对得到的聚丙烯薄膜先进行电晕放电处理后再进行时效处理，并将处理后的聚丙烯薄膜送入真空镀膜机，在聚丙烯薄膜的电晕面进行真空蒸镀作业形成锌镀层，然后在镀锌表面再镀一层铝镀层并进行升温扩散处理得到所述聚丙烯金属化膜。
9.根据权利要求8所述的一种光伏用聚丙烯金属化膜的制备方法，其特征在于，所述电子束能量为3-5MeV，照射剂量为20-50kGy。
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