專利名稱：用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚偏氟乙烯材料，尤其涉及一種用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
太陽能電池是將太陽光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿年柟獍l(fā)電裝置，是具有經(jīng)濟效益、環(huán)保效益和可持續(xù)發(fā)展得清潔能源。太陽能電池組件是由高轉(zhuǎn)換效率的單片太陽能轉(zhuǎn)換硅晶片、乙烯一乙酸乙烯酯共聚物膠膜(E/VAC)、低鐵鋼化玻璃和由氟塑料膜、聚酯膜復(fù)合而成的背膜組成。這些元件在真空下加熱層壓成為一個整體，最后經(jīng)安裝防腐鋁合金邊框和接線盒，成為太陽能電池組件成品。目前太陽能電池組件中背膜中的氟塑料膜，與其他薄膜或組件的粘結(jié)問題是一個技術(shù)難點，阻礙了國產(chǎn)氟塑料膜應(yīng)用于太陽能電池背膜，現(xiàn)氟塑料膜仍依靠進口。聚偏氟乙烯(PVDF)是一種堅韌的熱塑性工程塑料，具有高結(jié)晶度，低表面自由能， 具有優(yōu)異的耐候性、耐熱性、耐污性、耐藥性、耐溶劑性，并且還有不粘塵、不吸水、高絕緣強度、耐臭氧、耐自然老化等優(yōu)點。PVDF樹脂制成的防護膜，可應(yīng)用于太陽能電池、燃料電池。 但是由于在應(yīng)用于太陽能電池背膜時需要與E/VAC、PET等聚合物材料膜進行熱壓粘合，如何提高粘結(jié)強度是目前的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料及其制造方法，旨在提高PVDF薄膜的表面自由能，提高其與E/VAC、PET 基材的粘結(jié)強度。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料，包含以下重量百分比成分聚偏氯乙烯55 70%，聚乙烯10 20%，聚乙烯接枝馬來酸酐3 6%，乙烯一辛烯共聚物10 20%，抗氧劑 0. 3 0. 6%,潤滑劑 0. 2 0. 5%。進一步地，上述的用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料，其組分具有如下的重量百分比聚偏氯乙烯65%，聚乙烯14. 3%，聚乙烯接枝馬來酸酐5%，乙烯一辛烯共聚物15%，抗氧劑0. 4%，潤滑劑0. 3%。更進一步地，上述的用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料，所述聚偏氯乙烯熔點145°C，熱分解溫度在320°C以上；所述聚乙烯牌號為聚乙烯HDPE 5070 ；所述聚乙烯接枝馬來酸酐接枝率為1%;所述乙烯一辛烯共聚物的熔融指數(shù)為0. 5g/10min，密度 0. 868g/cm3 ；所述抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168的復(fù)配物；所述潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺。本發(fā)明用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料的制備方法，包括以下步驟①原料混合均勻按照配比將各組分材料加入高速混合桶中使之混合均勻；
②在雙螺桿擠出機內(nèi)熔融共混將步驟①得到的混合物加入雙螺桿擠出機內(nèi)混煉；雙螺桿擠出機共有六段，第一段和第二段擠出溫度在150 170°C，其它幾段擠出溫度在 170 200 0C之間；反應(yīng)物在雙螺桿擠出機中的總停留時間為3 6min，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速在 300 350r. mirT1 ；
③將得到的物料擠出后冷卻、切粒，即得到用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料。再進一步地，上述的用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料的制備方法， 首先，將65份聚偏氯乙烯，14. 3份聚乙烯，5份聚乙烯接枝馬來酸酐，15份乙烯一辛烯共聚物，0. 4份抗氧劑、0. 3份乙撐雙硬脂酰胺加入高速混合桶中使之混合均勻；然后，加入雙螺桿擠出機混煉，雙螺桿每段的溫度分別為=T1=ISO0C, T2=170°C, T3=170°C, T4=180°C, T5=190°C，T6=200°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為r=350r. mirT1，最后，擠出、冷卻、切粒即得到用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在
①本發(fā)明通過在PVDF中加入HDPE改性，可明顯降低PVDF的結(jié)晶程度，有效提高PVDF 的加工可塑性；
②PVDF/HDPE/P0E改性材料具有良好的加工性，可直接注塑、擠出、流延加工，制膜容易；改性材料具有優(yōu)異的耐老化性、耐光、耐候性和柔韌性；
③改性材料中添加HDPE、P0E成分，制備的太陽能電池背膜可以更好的與E/VAC、PET等聚合物材料膜熱壓粘合，應(yīng)用于太陽能電池防護膜，有效緩解外力對電池片的沖擊破壞有， 很好的信價比。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料及其制備方法，通過對PVDF改性，將PVDF材料與HDPE、POE共混，旨在提高PVDF薄膜的表面自由能，提高其與E/VAC、PET基材的粘結(jié)強度。用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料，成分重量比為聚偏氯乙烯 (PVDF) 55 70%，聚乙烯(HDPE) 10 20%，聚乙烯接枝馬來酸酐3 6%，乙烯一辛烯共聚物(POE) 10 20%，抗氧劑0. 3 0. 6%,潤滑劑0. 2 0. 5%。優(yōu)選配方為聚偏氯乙烯65%，聚乙烯14. 3%，聚乙烯接枝馬來酸酐5%，乙烯一辛烯共聚物15%，抗氧劑0. 4%，潤滑劑0. 3%。其中，聚偏氯乙烯熔點145°C，熱分解溫度在320°C以上；聚乙烯牌號為聚乙烯HDPE 5070;聚乙烯接枝馬來酸酐接枝率為1%;乙烯一辛烯共聚物的熔融指數(shù)為 0. 5g/10min，密度0. 868g/cm3 ；抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168的復(fù)配物；潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺。具體的制備過程為
①原料混合均勻按照配比將各組分材料加入高速混合桶中使之混合均勻；
②在雙螺桿擠出機內(nèi)熔融共混將步驟①得到的混合物加入雙螺桿擠出機內(nèi)混煉；雙螺桿擠出機共有六段，第一段和第二段擠出溫度在150 170°C，其它幾段擠出溫度在170 200 V之間；反應(yīng)物在雙螺桿擠出機中的總停留時間為3 6min，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速在 300 350r. mirT1 ；
③將得到的物料擠出后冷卻、切粒，即得到用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料。實施例1:
首先，將65份聚偏氯乙烯，14. 3份聚乙烯，5份聚乙烯接枝馬來酸酐，15份乙烯一辛烯共聚物，0. 4份抗氧劑、0. 3份乙撐雙硬脂酰胺加入高速混合桶中使之混合均勻；然后，加入雙螺桿擠出機混煉，雙螺桿每段的溫度分別為1\=1501，T2=170°C, T3=170°C, T4=180°C, T5=190°C，T6=200°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為r=350r. mirT1，最后，擠出、冷卻、切粒即得到用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料。實施例2:
首先，將陽份聚偏氯乙烯，19. 9份聚乙烯，4份聚乙烯接枝馬來酸酐，20份乙烯一辛烯共聚物，0. 6份抗氧劑、0. 5份乙撐雙硬脂酰胺加入高速混合桶中使之混合均勻；然后，加入雙螺桿擠出機混煉，雙螺桿每段的溫度分別為1\=1501，T2=160°C, T3=170°C, T4=180°C, T5=190°C，T6=200°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為r=340r. mirT1，最后，擠出、冷卻、切粒即得到用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料。實施例3:
首先，將70份聚偏氯乙烯，16份聚乙烯，3份聚乙烯接枝馬來酸酐，10份乙烯一辛烯共聚物，0. 5份抗氧劑、0. 5份乙撐雙硬脂酰胺加入高速混合桶中使之混合均勻；然后，加入雙螺桿擠出機混煉，雙螺桿每段的溫度分別為=T1=IBO0C, T2=170°C, T3=170°C, T4=180°C, T5=190°C，T6=200°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為r=320r. mirT1，最后，擠出、冷卻、切粒即得到用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料。實施例4
首先，將60份聚偏氯乙烯，15. 5份聚乙烯，6份聚乙烯接枝馬來酸酐，18份乙烯一辛烯共聚物，0. 3份抗氧劑、0. 2份乙撐雙硬脂酰胺加入高速混合桶中使之混合均勻；然后，加入雙螺桿擠出機混煉，雙螺桿每段的溫度分別為1\=1501，T2=170°C, T3=170°C, T4=180°C, T5=190°C，T6=200°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為r=300r. mirT1，最后，擠出、冷卻、切粒即得到用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料。按國家標準測試其性能，結(jié)果如表1所示。
β縫、\\\\實ιStP^i 2- Stfi^ 3· AfiiH 4-？Zis5l^ (MP3)-29,4-24.3-29.5.25. S-長箄( ),340 -360260·3稱負變指數(shù);UV, ICjCHm;-lj^1..S—. I 1.3. I 1》 綜上所述，本發(fā)明通過對PVDF改性，將PVDF材料與HDPE、P0E共混，聚乙烯接枝馬來酸酐做增容劑，一方面不會對PVDF的老化性能造成過多的影響，另一方面可降低PVDF的結(jié)晶程度，有效提高PVDF的加工可塑性，同時提高改性PVDF薄膜的表面自由能，提高其與E/VAC、PET基材的粘結(jié)強度。
權(quán)利要求
1.用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料，其特征在于包含以下重量百分比成分聚偏氯乙烯55 70%，聚乙烯1(Γ20%，聚乙烯接枝馬來酸酐3飛％，乙烯一辛烯共聚物 10 20%，抗氧劑0. 3 0. 6%,潤滑劑0. 2 0. 5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料，其特征在于其組分具有如下的重量百分比聚偏氯乙烯65%，聚乙烯14. 3%，聚乙烯接枝馬來酸酐5%，乙烯一辛烯共聚物15%，抗氧劑0. 4%，潤滑劑0. 3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料，其特征在于所述聚偏氯乙烯熔點145°C，熱分解溫度在320°C以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料，其特征在于所述聚乙烯牌號為聚乙烯HDPE 5070。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料，其特征在于所述聚乙烯接枝馬來酸酐接枝率為1%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料，其特征在于所述乙烯一辛烯共聚物的熔融指數(shù)為0. 5g/10min，密度0. 868g/cm3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料，其特征在于所述抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168的復(fù)配物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料，其特征在于所述潤滑劑為乙撐雙硬脂酰胺。
9.權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟①原料混合均勻按照配比將各組分材料加入高速混合桶中使之混合均勻；②在雙螺桿擠出機內(nèi)熔融共混將步驟①得到的混合物加入雙螺桿擠出機內(nèi)混煉；雙螺桿擠出機共有六段，第一段和第二段擠出溫度在150 170°C，其它幾段擠出溫度在 170 200°C之間；反應(yīng)物在雙螺桿擠出機中的總停留時間為3 6min，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速在 300 350r. mirT1 ；③將得到的物料擠出后冷卻、切粒，即得到用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料的制備方法，其特征在于首先，將65份聚偏氯乙烯，14. 3份聚乙烯，5份聚乙烯接枝馬來酸酐， 15份乙烯一辛烯共聚物，0. 4份抗氧劑、0. 3份乙撐雙硬脂酰胺加入高速混合桶中使之混合均勻；然后，加入雙螺桿擠出機混煉，雙螺桿每段的溫度分別為1\=1501，T2=170°C, T3= 170°C，T4=1800C，T5=1900C，T6=200°C，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為 r=350r. min—1，最后，擠出、冷卻、切粒即得到用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料及制造方法，成分為聚偏氯乙烯55~70%，聚乙烯10~20%，聚乙烯接枝馬來酸酐3~6%，乙烯－辛烯共聚物10~20%，抗氧劑0.3～0.6%，潤滑劑0.2～0.5%；其工藝先按照配比將各組分材料加入高速混合桶中使之混合均勻；將得到的混合物加入雙螺桿擠出機內(nèi)混煉；雙螺桿擠出機共有六段，第一段和第二段擠出溫度在150～170℃，其它幾段擠出溫度在170～200℃之間；反應(yīng)物在雙螺桿擠出機中的總停留時間為3～6min，雙螺桿擠出機轉(zhuǎn)速在300～350r.min-1；將得到的物料擠出后冷卻、切粒，即得到用于太陽能電池防護膜的改性聚偏氟乙烯材料。通過在PVDF中加入HDPE改性，可明顯降低PVDF的結(jié)晶程度，有效提高PVDF的加工可塑性。
文檔編號C08L27/08GK102408649SQ201110281560
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者汪倩文, 趙東明 申請人:蘇州禾昌聚合材料股份有限公司