一种用于太阳能光电板的高寿命背膜

摘要

本案公开了一种用于太阳能光电板的高寿命背膜，其从上至下依次设有氟膜层、胶黏剂层、PET层、胶黏剂层和氟膜层；其中，氟膜层包括：乙烯-偏二氟乙烯共聚物、丙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物、对氯苯磺酰胺、四甲基乙二胺和磷酸钙；胶黏剂层包括：丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯基苯基酮和丁酸丁酯。本案通过对传统氟膜的改性，引入乙烯分子后，极大地提高了其与胶黏剂的粘结强度；丙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物的引入不仅可以协同提高氟膜层的耐候性，还能提高胶黏剂在长期暴露于户外后的粘结强度；针对改性的氟膜层，特别开发出丁二烯改性的聚丙烯酸辛酯胶黏剂，其与氟膜层须配套使用，可发挥出更稳定更耐久更强力的粘结强度。

权利要求

1.一种用于太阳能光电板的高寿命背膜，其从上至下依次设有氟膜层、胶黏剂层、PET层、胶黏剂层和氟膜层；

其中，所述氟膜层包括以下重量份的材料：

所述胶黏剂层包括以下重量份的材料：

丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物      30重量份；

苯乙烯基苯基酮               0.2～0.3重量份；

丁酸丁酯                     0.2～0.3重量份；

所述乙烯-偏二氟乙烯共聚物中，乙烯含量为5～6wt％，其余为偏二氟乙烯；

所述乙烯-偏二氟乙烯共聚物的数均分子量为3000～3200g/mol；

所述丙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物中，丙烯含量为18～20wt％，其余为丙烯酸羟乙酯；

所述丙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物的数均分子量为2200～2300g/mol；

所述丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物中，丁二烯含量为8～10wt％，其余为丙烯酸辛酯；

所述丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物的数均分子量为2000～2200g/mol。

2.根据权利要求1所述的用于太阳能光电板的高寿命背膜，其特征在于，所述胶黏剂层还包括0.2～0.3重量份的辛酸乙酯。

3.根据权利要求2所述的用于太阳能光电板的高寿命背膜，其特征在于，所述胶黏剂层还包括0.2～0.3重量份的异丙酸甲酯。

说明书

一种用于太阳能光电板的高寿命背膜

技术领域

[0001] 本发明涉及一种高分子膜组，具体涉及一种用于太阳能光电板的高寿命背膜。

背景技术

[0002] 太阳能光伏板中的背膜作为直接与外环境大面积接触的光伏封装材料，它被要求具备卓越的耐长期老化(湿热、干热、紫外)、耐电气绝缘、水蒸气阻隔等性能。现有的最常见的背膜为含氟背膜，其中含氟背膜又分为双面含氟(TPT)和单面含氟(TPE)背膜，其中，双面含氟背膜的基本结构大致为含氟层/胶/PET/胶/含氟层。但由于含氟背膜的制备技术和表面改性技术都被国外大公司所垄断，国内还未能实现国产化，这也使得国内的光伏背膜产业长期受制于国外制造商，造成背膜成本居高不下，且很难进口。

[0003] 背膜由于其内部PET基材两面存在胶粘剂，而胶粘剂的质量水准不一，加之复合工艺良莠不齐，在电池组件户外长期使用过程中背膜受湿度与温度双重因素的综合影响，易发生粘结胶层水解等损害，最终导致含氟膜与PET基材的层间剥离，难以满足电池组件长期的可靠性要求。国内也曾有过企业尝试去采用一些普通的聚氨酯、环氧类或丙烯酸类胶黏剂去替换国外所使用的胶黏剂，但这些胶黏剂都容易老化，在性能上无法满足25年甚至更久的耐久性要求。因此，开发一类具有优异长期耐候性能的低成本的高寿命背膜产品，是目前背膜开发与技术发展的方向和趋势。

发明内容

[0004] 针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于太阳能光电板的高寿命背膜，其不仅对氟膜进行改性，而且还针对改性后的氟膜开发出与之相配套的高耐久性的胶黏剂，从而可以在性能上满足25年甚至更久的耐久性要求。

[0005] 本发明的技术方案概述如下：

[0006] 一种用于太阳能光电板的高寿命背膜，其从上至下依次设有氟膜层、胶黏剂层、PET层、胶黏剂层和氟膜层；

[0007] 其中，所述氟膜层包括以下重量份的材料：

[0008]

[0009] 所述胶黏剂层包括以下重量份的材料：

[0010] 丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物         30重量份；

[0011] 苯乙烯基苯基酮                  0.2～0.3重量份；

[0012] 丁酸丁酯                        0.2～0.3重量份。

[0013] 优选的是，所述的用于太阳能光电板的高寿命背膜，其中，所述乙烯-偏二氟乙烯共聚物中，乙烯含量为5～6wt％，其余为偏二氟乙烯。

[0014] 优选的是，所述的用于太阳能光电板的高寿命背膜，其中，所述乙烯-偏二氟乙烯共聚物的数均分子量为3000～3200g/mol。

[0015] 优选的是，所述的用于太阳能光电板的高寿命背膜，其中，所述丙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物中，丙烯含量为18～20wt％，其余为丙烯酸羟乙酯。

[0016] 优选的是，所述的用于太阳能光电板的高寿命背膜，其中，所述丙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物的数均分子量为2200～2300g/mol。

[0017] 优选的是，所述的用于太阳能光电板的高寿命背膜，其中，所述丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物中，丁二烯含量为8～10wt％，其余为丙烯酸辛酯。

[0018] 优选的是，所述的用于太阳能光电板的高寿命背膜，其中，所述丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物的数均分子量为2000～2200g/mol。

[0019] 优选的是，所述的用于太阳能光电板的高寿命背膜，其中，所述胶黏剂层还包括0.2～0.3重量份的辛酸乙酯。

[0020] 优选的是，所述的用于太阳能光电板的高寿命背膜，其中，所述胶黏剂层还包括0.2～0.3重量份的异丙酸甲酯。

[0021] 本发明的有益效果是：本案通过对传统氟膜的改性，引入乙烯分子后，极大地提高了其与胶黏剂的粘结强度；同时，乙烯的改性还使得氟膜具有更加优异的耐候性能和结构韧性；丙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物作为辅助改性树脂，不仅可以协同提高氟膜层的耐候性，还能有效提高胶黏剂在长期暴露于户外后的粘结强度；针对改性的氟膜层，特别开发出丁二烯改性的聚丙烯酸辛酯胶黏剂，其与氟膜层须配套使用，可发挥出更稳定更耐久更强力的粘结强度，从而有效延长了背膜的使用寿命。

具体实施方式

[0022] 下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

[0023] 本案提出一实施例的用于太阳能光电板的高寿命背膜，其从上至下依次设有氟膜层、胶黏剂层、PET层、胶黏剂层和氟膜层；

[0024] 其中，氟膜层包括以下重量份的材料：

[0025]

[0026] 聚偏二氟乙烯是常规用的氟膜，但这样氟膜对与之相粘结的胶黏剂的要求十分的高，因此，为了能够提高这种氟膜对胶黏剂的适应能力，需要对这种氟膜自身进行改性，以使得改性后的氟膜能够“适应”更低级别的胶黏剂。通过研究发现，乙烯与偏二氟乙烯共聚后，可以实现这一目的，乙烯的改性使得氟膜可以更容易与胶黏剂产生更高的粘结强度。乙烯-偏二氟乙烯共聚物是无规共聚物，其合成方法与聚偏二氟乙烯的合成方法相同。丙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物与乙烯-偏二氟乙烯共聚物结合后，可进一步提高氟膜与胶黏剂的粘结强度，但与其结构类似的乙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物、丙烯-丙烯酸乙酯共聚物、丙烯-丙烯酸甲酯共聚物等均没有这一效果。对氯苯磺酰胺主要用于提高氟膜的抗老化性，以防止氟膜长期暴露室外后变硬发脆。四甲基乙二胺、磷酸钙与乙烯-偏二氟乙烯共聚物结合后，除了可以减小氟膜在高低温下的涨缩幅度，还可以提高氟膜与胶黏剂的粘结强度。丙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物为无规共聚物，它的制备方法和聚丙烯酸羟乙酯的制备方法相同，只需在聚合前，向丙烯酸羟乙酯单体中加入相应量的丙烯单体，随后混匀、聚合即可。

[0027] 胶黏剂层包括以下重量份的材料：

[0028] 丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物        30重量份；

[0029] 苯乙烯基苯基酮                 0.2～0.3重量份；

[0030] 丁酸丁酯                       0.2～0.3重量份。

[0031] 尽管氟膜经改性后，其与普通胶黏剂的粘结强度得到大幅提高，但依然未能在性能上满足25年的耐久性要求，因此，依然需要开发新型的胶黏剂。本案提出的胶黏剂可以满足光伏板背膜的各项指标要求，但需注意的是，本案开发的胶黏剂须与本案改性的氟膜配套使用才能获得最优的粘结效果。经丁二烯改性的聚丙烯酸辛酯可以与氟膜产生更加耐久的粘结强度，丁二烯的引入也同时增加了丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物的抗老化性能。苯乙烯基苯基酮与丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物结合后，可提高胶黏剂对PET层的粘结强度，因为若只提高与氟膜层的粘结强度，依然不足以提高背膜整体的结构稳定性，还需对PET的结合强度进行改进。丁酸丁酯与丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物结合后，可选择性地只提高对氟膜的粘结强度，而对其他种类的氟膜则没有改善效果。丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物是无规共聚物，其制备方法和聚丙烯酸辛酯的制备方法相同，只需在聚合前，向丙烯酸辛酯单体中加入相应量的丁二烯单体，随后混匀、聚合即可。

[0032] 作为本案另一实施例，其中，乙烯-偏二氟乙烯共聚物中，乙烯含量为5～6wt％，其余为偏二氟乙烯。研究发现，当对乙烯-偏二氟乙烯共聚物中乙烯的含量进行限定后，可使背膜获得更优的性能。因此，乙烯-偏二氟乙烯共聚物中乙烯的含量应受到限定。

[0033] 作为本案又一实施例，其中，乙烯-偏二氟乙烯共聚物的数均分子量为3000～3200g/mol。乙烯-偏二氟乙烯共聚物的数均分子量可以影响氟膜层与胶黏剂层的结合强度，因此，乙烯-偏二氟乙烯共聚物的数均分子量也应受到限制。

[0034] 作为本案又一实施例，其中，丙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物中，丙烯含量为18～20wt％，其余为丙烯酸羟乙酯。研究发现，当对丙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物中丙烯的含量进行限定后，可使背膜获得更优的性能。因此，丙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物中丙烯的含量应受到限定。

[0035] 作为本案又一实施例，其中，丙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物的数均分子量为2200～2300g/mol。丙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物的数均分子量可以影响氟膜层与胶黏剂层的结合强度，因此，丙烯-丙烯酸羟乙酯共聚物的数均分子量也应受到限制。

[0036] 作为本案又一实施例，其中，丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物中，丁二烯含量为8～10wt％，其余为丙烯酸辛酯。研究发现，当对丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物中丁二烯的含量进行限定后，可使背膜获得更优的性能。因此，丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物中丁二烯的含量应受到限定。

[0037] 作为本案又一实施例，其中，丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物的数均分子量为2000～2200g/mol。丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物的数均分子量可以影响氟膜层与胶黏剂层的结合强度，因此，丁二烯-丙烯酸辛酯共聚物的数均分子量也应受到限制。

[0038] 作为本案又一实施例，其中，胶黏剂层还包括0.2～0.3重量份的辛酸乙酯。辛酸乙酯可有效保证背膜在低温下依然能对氟膜保持足够高的粘结强度，但与之结构类似的己酸甲酯、辛酸丁酯、庚酸乙酯则没有这一效果。

[0039] 作为本案又一实施例，其中，胶黏剂层还包括0.2～0.3重量份的异丙酸甲酯。异丙酸甲酯在与辛酸乙酯结合使用后，还能协同提高在高温下胶黏剂对氟膜的高粘结强度。因此，异丙酸甲酯及其添加量应被限制。

[0040] 表一列出不同实施例的氟膜层和胶黏剂层的具体组成以及所得背膜的性能参数：

[0041] 表一

[0042]

[0043]

[0044]

[0045] 表二列出不同对比例的氟膜层和胶黏剂层的具体组成以及所得背膜的性能参数：

[0046] 表二

[0047]

[0048]

[0049] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。