一种光伏背板用抗紫外PET薄膜及其制备方法与流程

allin2025-05-20  91


本发明属于高分子材料,具体地说,涉及一种光伏背板用抗紫外pet薄膜及其制备方法。


背景技术:

1、太阳能电池组件通常是一个叠层结构,背板是太阳电池组件中除电池片外最重要的材料,背板对组件中的电池片起到支撑和保护作用,提高太阳能电池组件的机械强度,防止水汽渗透到密封层中而影响电池片的寿命及发电效率,因而背板必须具有可靠的耐候性、水汽阻隔性及绝缘性。

2、目前通常用到的背板结构有tpt结构和tpe结构,其中t指0.020-0.040mm厚的聚氟乙烯(pvf)薄膜,p指0.100-0.300mm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)薄膜,e指0.020-0.180mm厚的乙烯-醋酸乙烯树脂(eva)薄膜,三层膜材料通过胶粘剂复合形成背板。

3、但是,紫外辐射会使pet树脂加速老化,导致pet层降解、劣化、开裂,最终与填充树脂脱离。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种光伏背板用抗紫外pet薄膜及其制备方法。

2、为实现前述发明目的,本发明采用的技术方案包括:

3、一方面,一种光伏背板用抗紫外pet薄膜,包括pet基膜,所述pet基膜表面接枝有第一偶联剂,部分所述第一偶联剂接枝有有机抗紫外剂。

4、本发明中,第一偶联剂选自氨基偶联剂、硅偶联剂、磷酸偶联剂、羧酸偶联剂、聚氨酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、硼酸酯偶联剂中的一种或者多种。

5、本发明中,第一偶联剂具体选用硅烷偶联剂,进一步具体的,第一偶联剂选用硅烷偶联剂kh550。

6、本发明中,有机抗紫外剂可以有的选择有:

7、1、二苯甲酮类:这是应用最广泛的紫外线吸收剂之一。它们可以吸收uv-a、uv-b和uv-c波段的紫外线,但通常不吸收可见光,因此对颜色影响较小。

8、2、水杨酸酯类:水杨酸酯类紫外线吸收剂是应用较早的一类,也在分子中具有内在氢键。

9、3、苯并三唑类:这类抗紫外剂在纺织品中具有较好的应用前景,因为它们具有良好的抗紫外线性能和较少的泛黄现象。

10、4、三嗪类:三嗪类化合物作为一种新的反应型紫外吸收剂,其高性能得到学术和工程技术界的广泛认同。然而,由于它们的色泽问题(如深黄色),主要应用于塑料领域。

11、5、苯甲酸类:苯甲酸类是最早使用也是使用最广泛的有机紫外线吸收剂之一。

12、6、氨基酸类:某些氨基酸衍生物也被用作紫外线吸收剂,它们具有特定的吸收光谱和生物相容性。

13、7、苯酰亚胺类:苯酰亚胺类化合物也表现出一定的紫外线吸收能力,并在某些特定应用中使用。

14、本发明中,有机抗紫外剂具体选用紫外线吸收剂uv-928。

15、优选的,所述第一偶联剂与所述抗紫外剂形成保护层,所述保护层含有第二偶联剂。

16、本发明中,第二偶联剂选自氨基偶联剂、硅偶联剂、磷酸偶联剂、羧酸偶联剂、聚氨酯偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、硼酸酯偶联剂。

17、本发明中,第二偶联剂具体也选用硅烷偶联剂,进一步具体的,第二偶联剂选用硅烷偶联剂kh550。

18、优选的,所述第二偶联剂连接所述保护层或与所述保护层混合。

19、本发明中,第二偶联剂掺杂保护层内,第一,第二偶联剂能够被固定在保护层内,通过第二偶联剂能够提高保护层与胶粘剂的连接强度,从而提高pet基膜与其他膜材料的粘接稳定性,提高pet基膜的抗脱离能力。

20、第二,第二偶联剂能够与保护层缠绕、连接,使得有机抗紫外剂、第一偶联剂和第二偶联剂形成三维网络,第二偶联剂参与形成保护层,并够提高保护层的稳定性。

21、第三,第二偶联剂参与形成保护层,能够提高保护层厚度,从而能够吸收更多的紫外线,减小紫外线对pet基膜的影响。

22、第四,第二偶联剂能够提高保护层内偶联剂含量,有利于提高保护层与胶粘剂的连接稳定性。

23、第五,紫外线能够使得pet基膜表现形成含氧基团,pet表面的含氧基团会促进pet的降解和老化过程;第二偶联剂在紫外线的照射下能够与含氧基团发生反应并连接,从而,第二偶联剂在能够消除pet基膜表面新出现含氧基团的影响的同时,还能够再一次提高基膜与其他膜材料的粘接稳定性。

24、优选的,所述保护层还含有助剂,所述助剂选自抗氧化剂、增韧剂、增黏剂、导热填料、无机抗紫外剂、光稳定剂中的一种或者多种。

25、本发明中,助剂具体选用无机抗紫外剂,无机抗紫外剂具体选用纳米氧化锌。

26、优选的,部分所述第二偶联剂接枝有所述助剂。

27、本发明中,部分第二偶联剂接枝助剂,能够提高助剂在保护层内的连接稳定性,使得助剂参与形成保护层,并提高保护层的抗紫外能力。

28、优选的,所述助剂粒径小于20nm。

29、另一方面,一种光伏背板用抗紫外pet薄膜的制备方法,包括如下步骤:

30、处理基膜:将pet基膜通过氧化或紫外线照射,使得表面形成含氧基团,得到预处理基膜;

31、偶联剂处理:将有机抗紫外剂与过量第一偶联剂混合反应后得混合液;

32、混合反应:将预处理基膜与混合液反应后烘干,即得光伏背板用抗紫外pet薄膜。

33、优选的,所述偶联剂处理步骤中,有机抗紫外剂与过量第一偶联剂混合反应后再补入第一偶联剂,得到混合液。

34、优选的,所述混合反应步骤中,烘干温度≤50℃。

35、本发明中主要原料的介绍如下:

36、紫外线吸收剂uv-928:紫外线吸收剂uv-928具有多种显著优点包括:

37、①优异的紫外线吸收能力:uv-928能有效吸收紫外线,特别是uv-a和uv-b波段的紫外线,从而降低紫外线对涂层和其他光敏材料的损害;

38、②宽广的吸收特性:uv-928具有较宽的吸收光谱,能在不同波长范围内提供稳定的紫外线防护效果,这使得它在各种应用场景下都具有较好的适用性;

39、③良好的溶解度和分散性:uv-928具有较高的溶解度和分散性,能轻松融入各种涂料、油漆和塑料等基材中,确保紫外线防护效果的均匀性和稳定性;

40、④耐高温和环境耐久性好:uv-928在高温环境下仍能保持稳定的紫外线防护效果,同时具有良好的环境耐久性,能抵抗化学腐蚀和氧化作用,从而确保涂层和其他光敏材料的长期稳定性;

41、⑤配合其他光稳定剂使用效果更佳:uv-928与受阻胺类光稳定剂等其他添加剂配合使用,能进一步提高涂层的耐用程度,抑制涂层失光、变色、裂纹、脱层等问题的发生;

42、⑥广泛的应用范围:uv-928适用于多种高性能涂料,如粉末涂料、卷钢涂料、汽车漆等,也可用于常规的涂料体系,为涂层提供长期的紫外线防护;

43、硅烷偶联剂kh550:硅烷偶联剂kh550在耐热、耐紫外、耐老化方面具有出色的性能具体如下:

44、①耐热性:

45、热稳定性好:硅烷偶联剂kh550在高温条件下能够维持其化学稳定性,不会因高温而发生分解、氧化或脱附等反应。这种稳定性使得硅烷偶联剂kh550在高温工艺中表现出色,能够保证产品在高温环境中的性能和稳定性;

46、物理性能不变:硅烷偶联剂kh550在高温环境下仍能保持其物理性质,如凝胶时间、流动性、分散性等,从而确保在高温条件下的工艺要求得到满足;

47、抗高温疲劳:硅烷偶联剂kh550能在高温环境下长期运行而不易发生疲劳断裂等现象,这对于需要长时间在高温环境中工作的设备或材料来说至关重要,能够显著延长其使用寿命。

48、本发明中,硅烷偶联剂kh550能够长期耐受室外环境。

49、②耐紫外性:

50、紫外线防护:硅烷偶联剂kh550能够增强材料对紫外线的抵抗能力,减少紫外线对材料表面的破坏。这主要通过硅烷偶联剂kh550在材料表面形成一层保护膜,从而阻挡紫外线的侵害;

51、延缓老化:紫外线是导致材料老化的重要因素之一。硅烷偶联剂kh550通过增强材料的抗紫外线性能,能够延缓材料的老化过程,保持其长期稳定性和性能。

52、③耐老化性:

53、改善耐候性:硅烷偶联剂kh550能够改善材料的耐候性,即材料在自然环境条件下(如阳光、雨水、风等)的耐久性能。通过增强材料的化学稳定性和物理性能,硅烷偶联剂kh550使材料能够更好地抵抗自然环境中的侵蚀和破坏;

54、延长使用寿命:硅烷偶联剂kh550通过提高材料的耐热性、耐紫外性和耐候性等性能,能够显著延长材料的使用寿命。这对于需要长时间使用的产品或设备来说具有重要意义,能够降低更换和维护成本。

55、纳米氧化锌:纳米氧化锌作为抗紫外剂具有显著的优势,主要表现在以下几个方面:

56、①强大的紫外线吸收能力:纳米氧化锌具有不透明性强、稳定性好的特点,能够在广泛的波长范围内吸收紫外线。这使得纳米氧化锌成为一种高效的抗紫外剂,能够有效阻挡紫外线对材料的伤害;

57、②优异的防护性能:纳米氧化锌的粒径较小,比表面积大,因此具有较高的表面活性。这种特性使得纳米氧化锌能够更好地与材料结合,形成一层致密的防护层,有效阻挡紫外线的穿透。此外,纳米氧化锌还具有良好的光散射能力,能够将吸收的紫外线转化为热能或其他形式的能量,进一步减少紫外线对材料的伤害;

58、③安全性高:纳米氧化锌作为一种无机材料,具有较高的安全性和稳定性。它不会与皮肤发生化学反应,也不会引起过敏反应或刺激,有利于生产加工。因此,纳米氧化锌是一种安全可靠的抗紫外剂,适合长期使用。

59、与现有技术相比,本发明的优点包括:

60、(1)本发明提供的一种光伏背板用抗紫外pet薄膜,pet基膜表面通过第一偶联剂接枝有机抗紫外剂,能够提高pet薄膜抗紫外能力,同时,未接枝有机抗紫外剂的第一偶联剂能够更好地与胶粘剂连接,从而能够在提高pet薄膜抗紫外能力的同时,提高pet基膜与其他膜材料的粘接稳定性,从而能够提高pet基膜的抗脱离能力;

61、(2)本发明提供的一种光伏背板用抗紫外pet薄膜,第一偶联剂在pet基膜表面形成第一偶联剂层,紫外线穿过第一偶联剂层时部分紫外线能够被第一偶联剂层吸收,从而减少紫外线对pet基膜的影响;同时,紫外线能够促进第一偶联剂发生反应,使得第一偶联剂与胶粘剂固化程度提高,提高pet基膜与其他膜材料的粘接稳定性,提高pet基膜的抗脱离能力。


技术特征:

1.一种光伏背板用抗紫外pet薄膜,包括pet基膜,其特征在于:所述pet基膜表面接枝有第一偶联剂,部分所述第一偶联剂接枝有有机抗紫外剂。

2.根据权利要求1所述的一种光伏背板用抗紫外pet薄膜,其特征在于:所述第一偶联剂与所述抗紫外剂形成保护层,所述保护层含有第二偶联剂。

3.根据权利要求2所述的一种光伏背板用抗紫外pet薄膜,其特征在于:所述第二偶联剂连接所述保护层或与所述保护层混合。

4.根据权利要求2所述的一种光伏背板用抗紫外pet薄膜,其特征在于:所述保护层还含有助剂,所述助剂选自抗氧化剂、增韧剂、增黏剂、导热填料、无机抗紫外剂、光稳定剂中的一种或者多种。

5.根据权利要求4所述的一种光伏背板用抗紫外pet薄膜,其特征在于:部分所述第二偶联剂接枝有所述助剂。

6.根据权利要求4所述的一种光伏背板用抗紫外pet薄膜,其特征在于:所述助剂粒径小于20nm。

7.一种如权利要求1所述的光伏背板用抗紫外pet薄膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:所述偶联剂处理步骤中,有机抗紫外剂与过量第一偶联剂混合反应后再补入第一偶联剂,得到混合液。

9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:所述混合反应步骤中,烘干温度≤50℃。


技术总结
本发明公开了一种光伏背板用抗紫外PET薄膜及其制备方法,该光伏背板用抗紫外PET薄膜包括包括PET基膜,PET基膜表面接枝有第一偶联剂,部分第一偶联剂接枝有有机抗紫外剂;光伏背板用抗紫外PET薄膜的制备方法包括处理基膜、偶联剂处理、混合反应几个步骤。本发明提供的一种光伏背板用抗紫外PET薄膜具有提高PET基膜的抗脱离能力的效果。

技术研发人员:洪婉晨,彭超,王燕
受保护的技术使用者:苏州塑宝塑胶科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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