一种新型光伏背板用PET膜及其制备方法转让专利

申请号 : CN202211239048.9

文献号 : CN115304896B

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发明人 : 居俊杰孟雪俞明华孙晓华尹伟弛潘俊

申请人 : 苏州易昇光学材料股份有限公司

摘要 :

本发明属于光学材料技术领域,具体涉及一种新型光伏背板用PET膜及其制备方法。太阳能背板中间层的PET膜在户外长期使用中,大气中的水和氧气会透过PET膜下表面的保护层渗入PET膜中,导致PET层水解劣化,失去对太阳能电池片的保护和支撑作用。针对上述问题,本发明提供一种新型光伏背板用PET膜,其原料成分中含有本发明自制的PET功能母粒,所述PET功能母粒结构中含有聚碳化二亚胺结构,可与PET树脂水解生成的羧基化合物反应,阻止水解地进行;同时,抗水解剂结构中兼具脂肪族柔性链和芳香族链,使得自制抗水解剂与PET树脂具有较好的相容性,对保持材料力学性能,延长材料的使用寿命十分有利。

权利要求 :

1.一种光伏背板用PET膜,其特征在于,以重量份数计,包含以下原料:PET树脂 75‑85份;

PP树脂 10份;

PET功能母粒 5‑10份;

相容剂 1.5份;

抗氧剂 0.5份;

所述PET功能母粒,其制备方法包含以下步骤:

将PET树脂、抗水解剂按质量比85‑90:10‑15的比例混合均匀并加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出,然后再对其进行冷却定型、牵引、造粒,即得到直径为2mm、长度为3mm的PET功能母粒;

所述抗水解剂,其制备方法包含以下步骤:

将1.5mol 3,3’‑二氨基二苯甲酮溶于400mL乙酸乙酯并置于恒压滴液漏斗中,搅拌均匀后得到A液;

冰浴条件下,将1mol三光气加入到500mL乙酸乙酯中,边搅拌边滴加A液,滴加完成后,加热回流3‑4小时,反应结束后,对反应溶液进行过滤、减压蒸馏后,即得到中间产物I;

将1.0‑2.0mol中间产物I、1.0‑2.0mol六亚甲基二异氰酸酯加入到三口烧瓶中,加入催化剂,所述催化剂用量为反应物总质量的0.3‑1.5%,在干燥氮气吹扫条件下,于160‑200℃下反应,反应终点通过二正丁胺标定,当反应体系中异氰酸酯含量为0.30‑0.43 mol时,反应结束,然后对反应体系降温至120℃,加入0.30‑0.43mol乙醇封端,搅拌反应1小时后,对反应体系进行降温、减压蒸馏后,即得到抗水解剂。

2.根据权利要求1所述的一种光伏背板用PET膜,其特征在于:所述双螺杆挤出机,其熔融挤出过程中的分区温度分别为240℃、265℃、278℃、280℃、280℃,模口温度为280℃,喂料速度为250克/分钟,主机转速为100转/分钟;切粒速度为1米/分钟。

3.根据权利要求1所述的一种光伏背板用PET膜,其特征在于:所述催化剂为1‑苯基‑3‑甲基膦杂环戊烯、3‑甲基‑1‑苯基磷杂环戊烯‑1‑氧化物或三乙基磷酸酯。

4.根据权利要求1所述的一种光伏背板用PET膜,其特征在于:所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。

5.根据权利要求1‑4任一项所述的一种光伏背板用PET膜,其特征在于:其制备步骤包含以下步骤:按照配方量,将PET树脂、PP树脂、PET功能母粒、相容剂、抗氧剂按比例混合均匀,加入到双螺杆挤出机中挤出铸片,然后再对得到的尺寸为100mm×100mm铸片进行静态双向拉伸,即得到厚度为250微米的薄膜。

6.根据权利要求5所述的一种光伏背板用PET膜,其特征在于:所述双螺杆挤出机,其挤出分区温度分别为275℃、278℃、278℃、280℃、280℃,模头温度为280℃,冷辊温度为15℃。

7.根据权利要求5所述的一种光伏背板用PET膜,其特征在于:所述静态双向拉伸的拉伸倍数为3.3×3.3,预热时间为120秒,拉伸速率为3米/分钟。

说明书 :

一种新型光伏背板用PET膜及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于光学材料技术领域,具体涉及一种新型光伏背板用PET膜及其制备方法。

背景技术

[0002] 太阳能电池组件是一种层叠结构,共由面板、胶、电池片、胶、背板组成电池组件主体结构,背板是太阳电池组件中除电池片外最重要的材料,背板是组件中直接与外部环境大面积接触的封装材料,对组件中的电池片起到支撑和保护作用。一般太阳能电池组件使
用寿命都要求25年以上,如此长的使用寿命要求对太阳电池组件封装材料背板质量提出了
严格的限制,背板必须具有可靠的耐候性、水汽阻隔性及绝缘性。
[0003] 目前,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)背板因其具有强度高、耐候性好、热稳定性强等优点成为现阶段市面上的主流背板。目前太阳能背板采用的主体材料均为PET,用以确保太阳能背板具备高机械强度、良好的尺寸稳定性、阻燃性以及高度绝缘性。但PET也存在水汽透过率高,耐水解、耐湿热性能差的缺点。
[0004] 太阳能背板中间层的PET在户外长期使用中,大气环境中的水气和氧气会通过中间层PET薄膜的下表面保护层渗入到中间层,导致PET层水解、劣化,最终与填充树脂脱离,失去对太阳能电池片的保护和支撑作用。

发明内容

[0005] 现有技术中存在的问题是:太阳能背板中间层的PET在长期户外环境使用过程中,大气中的水气和氧气会通过下表面保护层渗入位于中间层的PET材料中,导致PET层水解劣
化,失去对太阳能电池片的保护和支撑功能失效。针对上述问题,本发明提供一种新型光伏背板用PET膜,以重量份数计,包含以下原料成分:
[0006] PET树脂 75‑85份;
[0007] 聚丙烯(PP)树脂 10份;
[0008] PET功能母粒 5‑10份;
[0009] 相容剂 1.5份;
[0010] 抗氧剂 0.5份。
[0011] 具体地,所述PET功能母粒,其制备方法包含以下步骤:
[0012] 将PET树脂、抗水解剂按质量比85‑90:10‑15的比例混合均匀并加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出,然后再对其进行冷却定型、牵引、造粒,即得到直径为2毫米(mm)、长度为3mm的PET功能母粒。
[0013] 具体地,所述双螺杆挤出机,其熔融挤出过程中的分区温度分别为240℃、265℃、278℃、280℃、280℃,模口温度为280℃,喂料速度为250克/分钟,主机转速为100转/分钟;
切粒速度为1米/分钟。
[0014] 具体地,所述抗水解剂,其结构式如下:
[0015] ,
[0016] 其中,m=2‑8,n=9‑13。
[0017] 具体地,所述抗水解剂,其制备方法包含以下步骤:
[0018] (1)将1.5摩尔(mol) 3,3’‑二氨基二苯甲酮溶于400毫升(mL)乙酸乙酯并置于恒压滴液漏斗中,搅拌均匀后得到A液;
[0019] (2)冰浴条件下,将1mol三光气加入到500mL乙酸乙酯中,边搅拌边滴加A液,滴加完成后,加热回流3‑4小时,反应结束后,对反应溶液进行过滤、减压蒸馏后,即得到中间产物I;
[0020] (3)将1.0‑2.0mol中间产物I、1.0‑2.0mol六亚甲基二异氰酸酯加入到三口烧瓶中,加入催化剂,所述催化剂用量为反应物总质量的0.3‑1.5%,在干燥氮气吹扫条件下,于160‑200℃下反应,反应终点通过二正丁胺标定,当反应体系中异氰酸酯含量为0.30‑
0.43mol时,反应结束,然后对反应体系降温至120℃,加入0.30‑0.43mol的乙醇封端,搅拌反应1小时后,对反应体系进行降温、减压蒸馏后,即得到抗水解剂,其具体反应过程如下:
[0021] 。
[0022] 具体地,所述催化剂为1‑苯基‑3‑甲基膦杂环戊烯、3‑甲基‑1‑苯基磷杂环戊烯‑1‑氧化物或三乙基磷酸酯。
[0023] 具体地,所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
[0024] 具体地,所述的一种新型光伏背板用PET膜,其制备步骤包含以下步骤:
[0025] 按照配方量,将PET树脂、PP树脂、PET功能母粒、相容剂、抗氧剂按比例混合均匀,加入到双螺杆挤出机中挤出铸片,然后再对得到的尺寸为100mm×100mm铸片进行静态双向拉伸,即得到厚度为250微米的薄膜。
[0026] 具体地,所述双螺杆挤出机,其挤出分区温度分别为275℃、278℃、278℃、280℃、280℃,模头温度为280℃,冷辊温度为15℃。
[0027] 具体地,所述静态双向拉伸的拉伸倍数为3.3×3.3,预热时间为120秒,拉伸速率为3米/分钟。
[0028] 本发明的有益效果:
[0029] (1)本发明提供了一种新型光伏背板用PET膜,其成分中含有PP树脂、相容剂、抗氧剂,首先,PP树脂对水汽有优异的阻隔性,对PET的水解有较好的阻抗作用;第二,相容剂的存在解决了PP树脂与PET树脂的相容性问题,对PET膜的综合性能有较大提升;第三,抗氧剂对PET材料在高温湿热条件下的抗氧化有较好保护作用,有效延长了材料的使用寿命;
[0030] (2)本发明在新型光伏背板用PET膜中添加有自制的PET功能母粒,所述PET功能母粒结构中含有聚碳化二亚胺和二苯甲酮类分子结构,首先,聚碳化二亚胺为多元碳化二亚胺结构,可与PET树脂水解产生的羧基化合物反应,阻止水解地进行;第二,聚碳化二亚胺具有多个官能度,具有较好的扩链作用,可对断链后的PET树脂进行扩链修复,能维持PET膜性能的稳定;第三,二苯甲酮类与碳化二亚胺直接相连,形成了共轭结构,显著提高了PET膜的抗紫外性能;第四,抗水解剂兼具脂肪族柔性链和芳香族链,与PET树脂基体具有优异的相容性;第五,抗水解剂为多聚体,分子量较大,与PET树脂基体形成链缠结,可与PET树脂基体化学键合,不存在迁移析出的问题。

具体实施方式

[0031] 以下结合实施例对本发明进行详细说明。但应理解,以下实施例仅是对本发明实施方式的举例说明,而非是对本发明的范围限定。
[0032] 本发明中以下实施例中所用PET树脂的型号为BG60;
[0033] 本发明中以下实施例中所用PP树脂的型号为B4902;
[0034] 本发明中以下实施例中所用相容剂为马来酸接枝聚丙烯,其型号为H501;
[0035] 本发明中以下实施例中所用抗氧剂为受阻酚类抗氧剂1010。
[0036] 实施例1
[0037] 一种新型光伏背板用PET膜,以重量份数计,原料成分如下:
[0038] PET树脂 80份;
[0039] PP树脂 10份;
[0040] PET功能母粒 8份;
[0041] 相容剂 1.5份;
[0042] 抗氧剂 0.5份。
[0043] 所述PET功能母粒的制备方法,步骤如下:
[0044] 将PET树脂、抗水解剂按88:12的质量比混合均匀并加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出,然后再对其进行冷却定型、牵引、造粒,即得到直径2mm、长度3mm的PET功能母粒。
[0045] 所述双螺杆挤出机的分区温度分别为240℃、265℃、278℃、280℃、280℃,模口温度为280℃;喂料速度为250克/分钟;主机转速为100转/分钟;切粒速度为1米/分钟。
[0046] 所述抗水解剂的制备方法,步骤如下:
[0047] (1)将1.5摩尔(mol)3,3’‑二氨基二苯甲酮溶于400毫升(mL)乙酸乙酯并置于恒压滴液漏斗中,搅拌均匀后得到A液;
[0048] (2)冰浴条件下,将1mol三光气加入到500mL乙酸乙酯中,边搅拌边滴加A液,滴加完成后,加热回流3小时,反应结束后,对反应溶液进行过滤、减压蒸馏后,即得到中间产物I,其红外数据如下:
[0049] 742 cm‑1:‑C‑Cl消失;1712 cm‑1:‑C=O存在;1582 cm‑1、3016cm‑1:苯环存在;‑1
2250cm :异氰酸根存在;
[0050] (3)将1.5mol中间产物I、1.0mol六亚甲基二异氰酸酯加入到三口烧瓶中,加入1‑苯基‑3‑甲基膦杂环戊烯,所述1‑苯基‑3‑甲基膦杂环戊烯的用量为反应物总质量的0.3%,在干燥氮气吹扫条件下,于185℃下反应,反应终点通过二正丁胺标定,当反应体系中异氰酸酯含量为0.31mol时,反应结束,然后对反应体系降温至120℃,加入0.31mol乙醇封端 ,搅拌反应1小时后,对反应体系进行降温、减压蒸馏后,即得到抗水解剂(其数均分子量(Mn)=3012,m=7、n=9),其红外数据如下:
[0051] 2250cm‑1:异氰酸根消失;2122 cm‑1:‑N=C=N‑存在;1712 cm‑1:‑C=O存在;1582 cm‑1 ‑1、3016cm :苯环存在。
[0052] 抗水解剂的核磁氢谱数据如下:
[0053] 1HNMR(400MHz,CDCl3,δppm):7.2‑8.5(64H,苯环);3.32(36H,‑CH2‑);1.25(72H,‑CH2‑);8.92(2H,‑NH‑);2.72(4H,‑CH2‑);0.98(6H,‑CH3)。
[0054] 所述新型光伏背板用PET膜,其制备步骤如下:
[0055] 按照配方量,将PET树脂、PP树脂、PET功能母粒、相容剂、抗氧剂混合均匀,加入到双螺杆挤出机中熔融挤出铸片,然后再对得到的尺寸为100mm×100mm铸片进行静态双向拉伸,即得到厚度为250微米的薄膜,拉伸倍数为3.3×3.3,预热时间为120秒,拉伸速率为3
米/分钟。
[0056] 所述双螺杆挤出机的分区温度分别为275℃、278℃、278℃、280℃、280℃,模头温度为280℃,冷辊温度为15℃。
[0057] 实施例2
[0058] 一种新型光伏背板用PET膜,以重量份数计,原料成分如下:
[0059] PET树脂 78份;
[0060] PP树脂 10份;
[0061] PET功能母粒 10份;
[0062] 相容剂 1.5份;
[0063] 抗氧剂 0.5份。
[0064] 所述PET功能母粒的制备方法,步骤如下:
[0065] 将PET树脂、抗水解剂按90:10的质量比混合均匀并加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出,然后再对其进行冷却定型、牵引、造粒,即得到直径2mm、长度3mm的PET功能母粒。
[0066] 所述双螺杆挤出机的分区温度分别为240℃、265℃、278℃、280℃、280℃,模口温度为280℃;喂料速度为250克/分钟;主机转速为100转/分钟;切粒速度为1米/分钟。
[0067] 所述抗水解剂,其制备步骤如下:
[0068] (1)将1.5mol 3,3’‑二氨基二苯甲酮溶于400mL乙酸乙酯并置于恒压滴液漏斗中,搅拌均匀后得到A液;
[0069] (2)冰浴条件下,将1mol三光气加入到500mL乙酸乙酯中,边搅拌边滴加A液,滴加完成后,加热回流4h,反应结束后,对反应溶液进行过滤、减压蒸馏后,即得到中间产物I,所述中间产物I的红外数据如下:
[0070] 742 cm‑1:‑C‑Cl消失;1712 cm‑1:‑C=O存在;1582 cm‑1、3016cm‑1:苯环存在;‑1
2250cm :异氰酸根存在;
[0071] (3)将2mol中间产物I、1.0mol六亚甲基二异氰酸酯加入到三口烧瓶中,加入3‑甲基‑1‑苯基磷杂环戊烯‑1‑氧化物,所述3‑甲基‑1‑苯基磷杂环戊烯‑1‑氧化物的用量为反应物总质量的0.5%,在干燥氮气吹扫条件下,于160℃下反应,反应终点通过二正丁胺标定,当异氰酸酯含量为0.30mol时,反应终止,然后对反应体系降温至120℃,加入0.30mol乙醇封端,搅拌反应1小时后,对反应体系进行降温、减压蒸馏后,即得到抗水解剂(其Mn =3136,m=7、n=10),所获抗水解剂的红外数据如下:
[0072] 2250cm‑1:异氰酸根消失;2122 cm‑1:‑N=C=N‑存在;1712 cm‑1:‑C=O存在;1582 cm‑1 ‑1、3016cm :苯环存在。
[0073] 所获抗水解剂的核磁氢谱数据如下:
[0074] 1HNMR(400MHz,CDCl3,δppm):7.2‑8.5(64H,苯环);3.32(40H,‑CH2‑);1.25(80H,‑CH2‑);8.92(2H,‑NH‑);2.72(4H,‑CH2‑);0.98(6H,‑CH3)。
[0075] 所述新型光伏背板用PET膜,其制备步骤如下:
[0076] 按照配方量,将PET树脂、PP树脂、PET功能母粒、相容剂、抗氧剂混合均匀,加入到双螺杆挤出机中熔融挤出铸片,然后再对得到的尺寸为100mm×100mm铸片进行静态双向拉伸,即得到厚度为250微米的薄膜,拉伸倍数为3.3×3.3,预热时间为120秒,拉伸速率为3
米/分钟。
[0077] 所述双螺杆挤出机的分区温度分别为275℃、278℃、278℃、280℃、280℃,模头温度为280℃,冷辊温度为15℃。
[0078] 实施例3
[0079] 一种新型光伏背板用PET膜,以重量份数计,原料成分如下:
[0080] PET树脂 83份;
[0081] PP树脂 10份;
[0082] PET功能母粒 5份;
[0083] 相容剂 1.5份;
[0084] 抗氧剂 0.5份。
[0085] 所述PET功能母粒的制备方法,步骤如下:
[0086] 将PET树脂、抗水解剂按85:15的质量比混合均匀并加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出,然后再对其进行冷却定型、牵引、造粒,即得到直径2mm、长度3mm的PET功能母粒。
[0087] 所述双螺杆挤出机的分区温度分别为240℃、265℃、278℃、280℃、280℃,模口温度为280℃;喂料速度为250克/分钟;主机转速为100转/分钟;切粒速度为1米/分钟。
[0088] 所述抗水解剂,其制备步骤如下:
[0089] (1)将1.5mol 3,3’‑二氨基二苯甲酮溶于400mL乙酸乙酯并置于恒压滴液漏斗中,搅拌均匀后得到A液;
[0090] (2)冰浴条件下,将1mol三光气加入到500mL乙酸乙酯中,边搅拌边滴加A液,滴加完成后,加热回流3.5h,反应结束后,对反应溶液进行过滤、减压蒸馏后,即得到中间产物I,所述中间产物I的红外数据如下:
[0091] 742 cm‑1:‑C‑Cl消失;1712 cm‑1:‑C=O存在;1582 cm‑1、3015cm‑1:苯环存在;‑1
2250cm :异氰酸根存在;
[0092] (3)将1.5mol中间产物I、2mol六亚甲基二异氰酸酯加入到三口烧瓶中,加入3‑甲基‑1‑苯基磷杂环戊烯‑1‑氧化物,所述3‑甲基‑1‑苯基磷杂环戊烯‑1‑氧化物的用量为反应物总质量的0.5%,在干燥氮气吹扫条件下,于160℃下反应,反应终点通过二正丁胺标定,当异氰酸酯含量为0.43mol时,反应终止,然后对反应体系降温至120℃,加入0.43mol乙醇封端 ,搅拌反应1小时后,对反应体系进行降温、减压蒸馏后,即得到抗水解剂(其Mn=2504,m=3、n=12),所获抗水解剂的红外数据如下:
[0093] 2250cm‑1:异氰酸根消失;2122 cm‑1:‑N=C=N‑存在;1712 cm‑1:‑C=O存在;1582 cm‑1 ‑1、3016cm :苯环存在。
[0094] 其核磁氢谱数据如下:
[0095] 1HNMR(400MHz,CDCl3,δppm):7.2‑8.5(32H,苯环);3.32(48H,‑CH2‑);1.25(96H,‑CH2‑);8.92(2H,‑NH‑);2.72(4H,‑CH2‑);0.98(6H,‑CH3)。
[0096] 所述新型光伏背板用PET膜,其制备步骤如下:
[0097] 按照配方量,将PET树脂、PP树脂、PET功能母粒、相容剂、抗氧剂混合均匀,加入到双螺杆挤出机中熔融挤出铸片,然后再对得到的尺寸为100mm×100mm铸片进行静态双向拉伸,即得到厚度为250微米的薄膜,拉伸倍数为3.3×3.3,预热时间为120秒,拉伸速率为3
米/分钟。
[0098] 所述双螺杆挤出机的分区温度分别为275℃、278℃、278℃、280℃、280℃,模头温度为280℃,冷辊温度为15℃。
[0099] 实施例4
[0100] 一种新型光伏背板用PET膜,以重量份数计,原料成分如下:
[0101] PET树脂 81份;
[0102] PP树脂 10份;
[0103] PET功能母粒 7份;
[0104] 相容剂 1.5份;
[0105] 抗氧剂 0.5份。
[0106] 所述PET功能母粒的制备方法,步骤如下:
[0107] 将PET树脂、抗水解剂按87:13的质量比混合均匀并加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出,然后再对其进行冷却定型、牵引、造粒,即得到直径2mm、长度3mm的PET功能母粒。
[0108] 所述双螺杆挤出机的分区温度分别为240℃、265℃、278℃、280℃、280℃,模口温度为280℃;喂料速度为250克/分钟;主机转速为100转/分钟;切粒速度为1米/分钟。
[0109] 所述抗水解剂,其制备步骤如下:
[0110] (1)将1.5mol 3,3’‑二氨基二苯甲酮溶于400mL乙酸乙酯并置于恒压滴液漏斗中,搅拌均匀后得到A液;
[0111] (2)冰浴条件下,将1mol三光气加入到500mL乙酸乙酯中,边搅拌边滴加A液,滴加完成后,加热回流3小时,反应结束后,对反应溶液进行过滤、减压蒸馏后,即得到中间产物I,所述中间产物I的红外数据如下:
[0112] 742 cm‑1:‑C‑Cl消失;1712 cm‑1:‑C=O存在;1582 cm‑1、3016cm‑1:苯环存在;‑1
2250cm :异氰酸酯存在。
[0113] (3)将2mol中间产物I、1.5mol六亚甲基二异氰酸酯加入到三口烧瓶中,加入三乙基磷酸酯,所述三乙基磷酸酯的用量为反应物总质量的0.5%,在干燥氮气吹扫条件下,于200℃下反应,反应终点通过二正丁胺标定,当异氰酸酯含量为0.415mol时,反应终止,然后对反应体系降温至120℃,加入0.415mol乙醇封端,搅拌反应1小时后,对反应体系进行降
温、减压蒸馏后,即得到抗水解剂(其Mn=2916,m=6、n=10),所获抗水解剂的红外数据如下:
[0114] 2250cm‑1:异氰酸根消失;2122 cm‑1:‑N=C=N‑存在;1712 cm‑1:‑C=O存在;1581 cm‑1 ‑1、3016cm :苯环存在。
[0115] 所获抗水解剂的核磁氢谱数据如下:
[0116] 1HNMR(400MHz,CDCl3,δppm):7.2‑8.5(56H,苯环);3.32(40H,‑CH2‑);1.25(80H,‑CH2‑);8.92(2H,‑NH‑);2.72(4H,‑CH2‑);0.98(6H,‑CH3)。
[0117] 所述新型光伏背板用PET膜,其制备步骤如下:
[0118] 按照配方量,将PET树脂、PP树脂、PET功能母粒、相容剂、抗氧剂混合均匀,加入到双螺杆挤出机中熔融挤出铸片,然后再对得到的尺寸为100mm×100mm铸片进行静态双向拉伸,即得到厚度为250微米的薄膜,拉伸倍数为3.3×3.3,预热时间为120秒,拉伸速率为3
米/分钟。
[0119] 所述双螺杆挤出机的分区温度分别为275℃、278℃、278℃、280℃、280℃,模头温度为280℃,冷辊温度为15℃。
[0120] 实施例5
[0121] 一种新型光伏背板用PET膜,以重量份数计,原料成分如下:
[0122] PET树脂 83份;
[0123] PP树脂 10份;
[0124] PET功能母粒 5份;
[0125] 相容剂 1.5份;
[0126] 抗氧剂 0.5份。
[0127] 所述PET功能母粒的制备方法,步骤如下:
[0128] 将PET树脂、抗水解剂按90:10的质量比混合均匀并加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出,然后再对其进行冷却定型、牵引、造粒,即得到直径2mm、长度3mm的PET功能母粒。
[0129] 所述双螺杆挤出机的分区温度分别为240℃、265℃、278℃、280℃、280℃,模口温度为280℃;喂料速度为250克/分钟;主机转速为100转/分钟;切粒速度为1米/分钟。
[0130] 所述抗水解剂,其制备步骤如下:
[0131] (1)将1.5mol 3,3’‑二氨基二苯甲酮溶于400mL乙酸乙酯并置于恒压滴液漏斗中,搅拌均匀后得到A液;
[0132] (2)冰浴条件下,将1mol三光气加入到500mL乙酸乙酯中,边搅拌边滴加A液,滴加完成后,加热回流4小时,反应结束后,对反应溶液进行过滤、减压蒸馏后,即得到中间产物I,所述中间产物I的红外数据如下:
[0133] 742 cm‑1:‑C‑Cl消失;1712 cm‑1:‑C=O存在;1582 cm‑1、3015cm‑1:苯环存在;‑1
2250cm :异氰酸酯存在。
[0134] (3)将1mol中间产物I、2mol六亚甲基二异氰酸酯加入到三口烧瓶中,加入3‑甲基‑1‑苯基磷杂环戊烯‑1‑氧化物,所述3‑甲基‑1‑苯基磷杂环戊烯‑1‑氧化物的用量为反应物总质量的0.5%,在干燥氮气吹扫条件下,于200℃下反应,反应终点通过二正丁胺标定,当异氰酸酯含量为0.325mol时,反应终止,然后对反应体系降温至120℃,加入0.325mol乙醇封端,搅拌反应1小时后,对反应体系进行降温、减压蒸馏后,即得到抗水解剂(其Mn=2408,m=
2、n=13),所获抗水解剂的红外数据如下:
[0135] 2250cm‑1:异氰酸根消失;2122 cm‑1:‑N=C=N‑存在;1712 cm‑1:‑C=O存在;1582 cm‑1 ‑1、3016cm :苯环存在。
[0136] 所获抗水解剂的核磁氢谱数据如下:
[0137] 1HNMR(400MHz,CDCl3,δppm):7.2‑8.5(24H,苯环);3.32(52H,‑CH2‑);1.25(104H,‑CH2‑);8.92(2H,‑NH‑);2.72(4H,‑CH2‑);0.98(6H,‑CH3)。
[0138] 所述新型光伏背板用PET膜,其制备步骤如下:
[0139] 按照配方量,将PET树脂、PP树脂、PET功能母粒、相容剂、抗氧剂混合均匀,加入到双螺杆挤出机中熔融挤出铸片,然后再对得到的尺寸为100mm×100mm铸片进行静态双向拉伸,即得到厚度为250微米的薄膜,拉伸倍数为3.3×3.3,预热时间为120秒,拉伸速率为3
米/分钟。
[0140] 所述双螺杆挤出机的分区温度分别为275℃、278℃、278℃、280℃、280℃,模头温度为280℃,冷辊温度为15℃。
[0141] 实施例6
[0142] 一种新型光伏背板用PET膜,以重量份数计,原料成分如下:
[0143] PET树脂 78份;
[0144] PP树脂 10份;
[0145] PET功能母粒 10份;
[0146] 相容剂 1.5份;
[0147] 抗氧剂 0.5份。
[0148] 所述PET功能母粒的制备方法,步骤如下:
[0149] 将PET树脂、抗水解剂按85:15的质量比混合均匀并加入到双螺杆挤出机中进行熔融挤出,然后再对其进行冷却定型、牵引、造粒,即得到直径2mm、长度3mm的PET功能母粒。
[0150] 所述双螺杆挤出机的分区温度分别为240℃、265℃、278℃、280℃、280℃,模口温度为280℃;喂料速度为250克/分钟;主机转速为100转/分钟;切粒速度为1米/分钟。
[0151] 所述抗水解剂,其制备步骤如下:
[0152] (1)将1.5mol 3,3’‑二氨基二苯甲酮溶于400mL乙酸乙酯并置于恒压滴液漏斗中,搅拌均匀后得到A液;
[0153] (2)冰浴条件下,将1mol三光气加入到500mL乙酸乙酯中,边搅拌边滴加A液,滴加完成后,加热回流4小时,反应结束后,对反应溶液进行过滤、减压蒸馏后,即得到中间产物I,所述中间产物I的红外数据如下:
[0154] 742 cm‑1:‑C‑Cl消失;1712 cm‑1:‑C=O存在;1582 cm‑1、3016cm‑1:苯环存在;‑1
2250cm :异氰酸酯存在。
[0155] (3)将1mol中间产物I、2mol六亚甲基二异氰酸酯加入到三口烧瓶中,加入三乙基磷酸酯,所述三乙基磷酸酯的用量为反应物总质量的0.5%,在干燥氮气吹扫条件下,于200℃下反应,反应终点通过二正丁胺标定,当异氰酸酯含量为0.30mol时,反应终止,然后对反应体系降温至120℃,加入0.30mol乙醇封端 ,搅拌反应1小时后,对反应体系进行降温、减压蒸馏后,即得到抗水解剂(其Mn =3232,m=8、n=9),所获抗水解剂的红外数据如下:
[0156] 2250cm‑1:异氰酸根消失;2122 cm‑1:‑N=C=N‑存在;1712 cm‑1:‑C=O存在;1581 cm‑1 ‑1、3016cm :苯环存在。
[0157] 所获抗水解剂的核磁氢谱数据如下:
[0158] 1HNMR(400MHz,CDCl3,δppm):7.2‑8.5(72H,苯环);3.32(36H,‑CH2‑);1.25(72H,‑CH2‑);8.92(2H,‑NH‑);2.72(4H,‑CH2‑);0.98(6H,‑CH3)。
[0159] 所述新型光伏背板用PET膜,其制备步骤如下:
[0160] 按照配方量,将PET树脂、PP树脂、PET功能母粒、相容剂、抗氧剂混合均匀,加入到双螺杆挤出机中熔融挤出铸片,然后再对得到的尺寸为100mm×100mm铸片进行静态双向拉伸,即得到厚度为250微米的薄膜,拉伸倍数为3.3×3.3,预热时间为120秒,拉伸速率为3
米/分钟。
[0161] 所述双螺杆挤出机的分区温度分别为275℃、278℃、278℃、280℃、280℃,模头温度为280℃,冷辊温度为15℃。
[0162] 经计算,本发明实施例1‑6所获PET膜中发挥抗水解作用的聚碳化二亚胺结构占整个PET薄膜质量百分含量为:实施例1,0.96%;实施例2,1.0%;实施例3,0.75%;实施例4,
0.91%;实施例5,0.5%;实施例6,1.5%。
[0163] 经计算,本发明实施例1‑6所获PET膜中发挥抗紫外作用的二苯甲酮共轭结构占整个PET薄膜质量百分含量为:实施例1,0.54%;实施例2,0.56%;实施例3,0.26%;实施例4,
0.48%;实施例5,0.14%;实施例6,0.92%。
[0164] 对比例1同实施例1,不同之处在于,对比例1中未添加PP树脂,其PET树脂的重量份数为90份。
[0165] 对比例2同实施例1,不同之处在于,对比例2中未添加相容剂,
[0166] 对比例3同实施例1,不同之处在于,对比例3中未添加抗氧剂。
[0167] 对比例4同实施例1,不同之处在于,对比例4中未添加PET功能母粒。
[0168] 对比例5同实施例1,不同之处在于,对比例5中PET功能母粒的制备方法如下:
[0169] 将PET树脂、抗水解剂按88:12的比例进行混合,加入到双螺杆挤出机中进行挤出,冷却定型,牵引,造粒;双螺杆挤出机温度设置为240℃、265℃、278℃、280℃、280℃,模口温度为280℃;喂料速度为250克/分钟;主机转速为100转/分钟;切粒速度为1米/分钟。
[0170] 所述抗水解剂,制备步骤如下:
[0171] (1)将1.5mol 3,3’‑二氨基二苯甲酮溶于400mL乙酸乙酯并置于恒压滴液漏斗中,搅拌均匀后得到A液;
[0172] (2)冰浴条件下,将1mol三光气加入到500mL乙酸乙酯中,边搅拌边滴加A液,滴加完成后,加热回流3小时,反应结束后,对反应溶液进行过滤、减压蒸馏后,即得到中间产物I,所述中间产物I的红外数据如下:
[0173] 742 cm‑1:‑C‑Cl消失;1712 cm‑1:‑C=O存在;1582 cm‑1、3015cm‑1:苯环存在;‑1
2250cm :异氰酸酯存在。
[0174] (3)将2mol中间产物I加入到三口烧瓶中,加入1‑苯基‑3‑甲基膦杂环戊烯,1‑苯基‑3‑甲基膦杂环戊烯的加入量占反应物总质量的0.3%,干燥氮气吹扫,在185℃下反应,反应终点通过二正丁胺标定,待反应体系中异氰酸酯降低至一半时,反应结束,将反应体系的温度降至120℃,加入2mol乙醇进行封端反应,反应1小时后,对反应体系进行降温、减压蒸馏后,得到芳香型抗水解剂,其红外数据如下:
[0175] 2250cm‑1:异氰酸根消失;2122 cm‑1:‑N=C=N‑存在;1712 cm‑1:‑C=O存在;1582 cm‑1 ‑1、3016cm :苯环存在。
[0176] 对比例6同实施例1,不同之处在于,对比例6中PET功能母粒的制备方法如下:
[0177] 将PET树脂、抗水解剂按88:12的比例进行混合,加入到双螺杆挤出机中进行挤出,冷却定型,牵引,造粒;双螺杆挤出机温度设置为240℃、265℃、278℃、280℃、280℃,模口温度为280℃;喂料速度为250克/分钟;主机转速为100转/分钟;切粒速度为1米/分钟。
[0178] 所述抗水解剂,制备步骤如下:
[0179] 将2mol六亚甲基二异氰酸酯加入到三口烧瓶中,加入1‑苯基‑3‑甲基膦杂环戊烯,所述1‑苯基‑3‑甲基膦杂环戊烯用量为反应物总质量的0.3%,干燥氮气吹扫,在185℃下反应,反应终点通过二正丁胺标定,待反应体系中异氰酸酯降低至一半时,将反应体系的温度降至120℃,加入2mol的乙醇进行封端反应,反应1小时后,对反应容易进行降温、减压蒸馏后,得到脂肪型抗水解剂,其红外数据如下:
[0180] 2250cm‑1:异氰酸根消失;2122 cm‑1:‑N=C=N‑存在。
[0181] 对比例7同实施例1,不同之处在于,对比例7中光伏背板用PET膜,以重量份数计,原料组成如下:
[0182] PET树脂 80份;
[0183] PP树脂 10份;
[0184] 紫外吸收剂UV531 0.6份;
[0185] 相容剂 1.5份;
[0186] 抗氧剂 0.5份。
[0187] 性能测试
[0188] 对本发明实施例1‑6以及对比例1‑7所获光伏背板用PET膜进行相关性能测试,具体测试结果如表1所示。
[0189] 其中,测试方法如下:
[0190] (1)水汽透过率:按照GB/T 26253‑2010所描述的方法进行测试。测试条件为:38℃、相对湿度90%。
[0191] (2)拉伸强度、断裂伸长率:按照 GB/T 1040‑2006 测试紫外线加速老化试验(PCT)50小时、双85湿热老化试验(DH)1000小时前后样品的力学性能,拉伸速度为100 毫米/分钟。
[0192] (3)PCT:将试验样品置于紫外灯老化试验箱(型号为UVZN‑320)中,按照ISO4892.3《塑料 实验室光源曝晒方法 第3部分 荧光紫外灯》中所述的方法对试验样品进行
紫外线加速老化试验(PCT),测试条件如下:
[0193] 光源,UVA‑340;
[0194] 辐射能量,0.83W/( m2 nm) ;
[0195] 试验温度,70℃;
[0196] 每光照4小时,关灯间歇1小时,循环测试50小时。
[0197] (4)DH:将样品加入到恒温恒湿试验箱中,在85℃、85%的湿度下持续试验1000小时。
[0198] (5)迁移性:将PET薄膜以乙腈浸泡24h,取浸泡液,测定紫外‑可见光谱,设定波长为200‑500纳米范围。迁移性的表示方法为:5为摩尔吸收系数最低,即迁移性最优;1为摩尔吸收系数最大,即迁移性最差。
[0199] 表1
[0200] 测试项 备注 实施例实施例实施例实施例 实施例实施例 对比例对比例对比例对比例对比例 对比例对比例1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7
水汽透过率/ (g·cm‑2·d / 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 2.5 2.0 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8
‑1)
初始 拉伸强度/MPa 181 186 178 178 172 188 138 98 166 162 184 170 164
初始 断裂伸长率/% 140 144 136 138 130 147 181 92 129 131 130 145 130
DH 1000小时 拉伸强度保持率/% 73.5 74.7 62.2 69.8 55.4 75.9 53.6 48.5 66.4 31.8 65.4 67.8 47.7DH 1000小时 断裂伸长率保持 75.7 73.8 64.0 70.3 56.1 79.4 54,5 47.8 67.7 30.0 65.8 68.4 49.2率/%
PCT 50小时 拉伸强度保持率/% 62.5 62.0 55.4 59.2 50.6 64.9 63.9 55.8 60.1 35.7 57.2 45.3 60.6PCT 50小时 断裂伸长率保持 64.4 63.2 56.1 60.0 50.2 66.4 65.2 58.2 62.6 33.2 58.3 49.5 60.1率/%
迁移性 / 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 1 1 1
[0201] 注:表1中,MPa为兆帕。
[0202] 以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术
性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。