本發(fā)明屬于光伏組件背板材料領(lǐng)域，涉及一種具有超低水汽透過率的聚異丁烯背板。
背景技術(shù)：
：伴隨著全球化的能源緊缺和環(huán)境問題，光伏能源以其清潔無污染獲得了世界各國的重視，作為一種補(bǔ)充能源，光伏電站的建設(shè)在世界范圍內(nèi)如火如荼。目前全球光伏電站裝機(jī)總?cè)萘恳呀?jīng)接近80gw，已經(jīng)在全球能源結(jié)構(gòu)中占有重要的比重。目前隨著光伏行業(yè)的不斷發(fā)展和全球性的經(jīng)濟(jì)下行的趨勢的影響，世界各國對于光伏能源的補(bǔ)助力度也在不斷下降，導(dǎo)致光伏組件的成本壓力越來越大，平均到光伏產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)，降低組件各個模塊的成本同時提高產(chǎn)品使用年限是大勢所趨。光伏組件一般是由光轉(zhuǎn)換材料以及封裝材料層疊在一起組成的光電裝置?，F(xiàn)有的單玻組件是光伏組件中應(yīng)用范圍最廣，技術(shù)和成本較為成熟的產(chǎn)品。目前的單玻組件一般都采用含有氟碳材料的pet背板作為外層隔絕材料，以應(yīng)對光伏組件戶外耐候性能的要求。但是常規(guī)的氟碳背板一般采用含有大量溶劑的氟碳涂料涂布或者復(fù)合而成，生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜并且會有污染性廢氣產(chǎn)生。同時目前的pet背板材料水汽透過率一般都會達(dá)到2g/(m2.24h)以上。對于晶硅電池組件而言，pid效應(yīng)是組件功率穩(wěn)定性面臨的重要難題之一。pid效應(yīng)是指光伏面板在長時間工作后性能會發(fā)生逐漸衰減的反應(yīng)。pid效應(yīng)最容易在潮濕的環(huán)境下發(fā)生，且其活躍程度與潮濕程度相關(guān)。對于光伏組件pet類背板材料而言，后期在使用過程中，隨著戶外紫外、濕熱等因素的影響，背板的水汽透過率會發(fā)生不斷增大，對于組件的保護(hù)效果會大大降低。因此開發(fā)一種具有更高的水汽阻隔性能同時耐候性良好的的背板材料，延長組件的使用壽命，對于光伏新能源產(chǎn)品的開發(fā)與推廣具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的光伏組件背板材料水汽阻隔性能較差，導(dǎo)致組件在戶外使用過程中水汽侵蝕導(dǎo)致的功率嚴(yán)重下降的問題，提供一種聚異丁烯背板。本發(fā)明聚異丁烯背板的水汽透過率小于0.1g/m2/24h，隔絕水汽進(jìn)入組件內(nèi)部。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種具有超低水汽透過率的聚異丁烯背板，所述聚異丁烯背板通過以下方法制備得到：(1)將聚異丁烯、活性聚異丁烯、橡膠交聯(lián)劑、硅烷改性烯烴聚合物、補(bǔ)強(qiáng)填料、白色填料、干燥劑和抗氧劑按照質(zhì)量比100：5-10：0.1-0.3：5-30：2-8：20-40：5-10：0.1-0.5取材；(2)將聚異丁烯、活性聚異丁烯、橡膠交聯(lián)劑、補(bǔ)強(qiáng)填料、白色填料、干燥劑和抗氧劑加入捏合機(jī)中，升溫至110-140℃，捏合25-45分鐘；再加入改性烯烴聚合物，繼續(xù)混煉捏合20-40分鐘；(3)將經(jīng)步驟2中混煉好的材料，放入丁基膠擠出機(jī)中擠出成型，擠出溫度為100-150℃，再與離型紙復(fù)合后收卷備用。進(jìn)一步地，所述聚異丁烯背板的厚度為150-500微米。進(jìn)一步地，所述的聚異丁烯的數(shù)均分子量約為10000-120000。進(jìn)一步地，所述的活性聚異丁烯的數(shù)均分子量約為500-3000。進(jìn)一步地，所述橡膠交聯(lián)劑為樹脂類硫化劑。進(jìn)一步地，所述的硅烷改性烯烴聚合物由硅烷偶聯(lián)劑改性的聚丙烯、聚異丁烯、聚異丁烯-異戊二烯、茂金屬催化的乙烯基共聚物中的一種或者幾種按任意配比混合得到；所述的硅烷改性烯烴聚合物的數(shù)均分子量約為1000-500000。所述硅烷偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)通式為ysix3，其中，y為非水解基團(tuán)，選自鏈烯基、nh2、sh、環(huán)氧、n3、(甲基)丙烯酰氧基；x為可水解基團(tuán)，選自ome、oet、oc2h4och3、osime3。所述改性的方法為高溫熔融解枝法或溶劑體系解枝法。進(jìn)一步地，所述的補(bǔ)強(qiáng)填料為白炭黑；所述的白炭黑為氣相法白炭黑，平均原始粒徑約為5-50納米。進(jìn)一步地，所述的白色填料由鈦白粉、滑石粉、云母、硅酸鎂、氧化鋁、輕質(zhì)碳酸鈣中的一種或者幾種按任意配比混合得到。進(jìn)一步地，所述的干燥劑由3a分子篩、4a分子篩、5a分子篩、無水氯化鈣、無水硫酸鎂中的一種或者幾種按任意配比混合得到。進(jìn)一步地，所述抗氧劑由芳香胺類抗氧劑、受阻酚類抗氧劑的一種或者幾種按任意配比混合得到。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：1.本發(fā)明具有超低水汽透過率的聚異丁烯背板，通過在配方中加入少量活性聚異丁烯并在后續(xù)擠出過程中局部交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的方式，改善了聚異丁烯材料本身具有的冷流性能，增加材料的塑料韌性，使其成為很好的背板材料；同時不發(fā)生交聯(lián)的非活性聚異丁烯可以使得材料保持原有的柔軟性能。加工擠出得到的的聚異丁烯背板材料具有極低的水汽透過率(小于0.1g/m2/24h)，可以使得組件的水汽阻隔性能大幅度提升，有效延長組件使用壽命；同時在通過調(diào)節(jié)白色填料的加入比例，使得白色背板的光反射率滿足組件要求。所述的白色聚異丁烯背板在制作過程中無需使用含有氟碳材料的樹脂或者涂料，生產(chǎn)過程完全無溶劑，環(huán)保高效；同時所得到的背板可以按照現(xiàn)有的組件層壓工藝進(jìn)行層壓，具有很好的兼容性。2.本發(fā)明具有超低水汽透過率的聚異丁烯背板具有良好的熱穩(wěn)定性能和高紫外強(qiáng)度下抗降解性能以及較高的體積電阻率，有效滿足光伏組件對于產(chǎn)品的絕緣和耐候性能的要求，可以保證光伏產(chǎn)品戶外環(huán)境長期穩(wěn)定性的要求。具體實(shí)施方式本發(fā)明具有超低水汽透過率的聚異丁烯(pib)背板，通過使用水汽阻隔性能優(yōu)異的聚異丁烯作為背板材料，同時調(diào)節(jié)白色填料組分的比例，平衡各組分之間的比例，可以滿足光伏組件對于背板材料光反射率和阻水耐候性能的要求。所述的白色聚異丁烯背板無需固化，不需要使用含有氟碳成分的材料，加工過程無需溶劑，環(huán)保高效，層壓工藝可以與現(xiàn)有的組件制作工藝匹配，簡單實(shí)用。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做出詳細(xì)的解釋，但是保護(hù)范圍不限于實(shí)施例。實(shí)施例1：操作步驟：1)原料的混煉：按照上述擬定的原料配方將原料加入混煉機(jī)中，升溫至110℃，捏合45分鐘，然后再加入硅烷改性的聚異丁烯-異戊二烯，繼續(xù)密煉捏合40分鐘。2)擠出收卷過程：將經(jīng)步驟a中混煉好的材料，趁熱放入丁基膠擠出機(jī)中，控制擠出溫度為140℃左右，按照所需寬度擠出成型，控制厚度在150um左右，然后與離型紙復(fù)合后收卷備用。實(shí)施例2：操作步驟：1)原料的混煉：按照上述擬定的原料配方將原料加入混煉機(jī)中，升溫至120℃，捏合25分鐘，然后再加入硅烷改性的聚異丁烯-異戊二烯，繼續(xù)密煉捏合30分鐘。2)擠出收卷過程：將經(jīng)步驟a中混煉好的材料，趁熱放入丁基膠擠出機(jī)中，控制擠出溫度為140℃左右，按照所需寬度擠出成型，控制厚度在500um左右，然后與離型紙復(fù)合后收卷備用。實(shí)施例3：操作步驟：1)原料的混煉：按照上述擬定的原料配方將原料加入混煉機(jī)中，升溫至140℃，捏合25分鐘，然后再加入硅烷改性的聚異丁烯-異戊二烯，繼續(xù)密煉捏合20分鐘。2)擠出收卷過程：將經(jīng)步驟a中混煉好的材料，趁熱放入丁基膠擠出機(jī)中，控制擠出溫度為140℃左右，按照所需寬度擠出成型，控制厚度在250um左右，然后與離型紙復(fù)合后收卷備用。實(shí)施例4：操作步驟：1)原料的混煉：按照上述擬定的原料配方將原料加入混煉機(jī)中，升溫至120℃，捏合45分鐘，然后再加入硅烷改性的聚異丁烯-異戊二烯，繼續(xù)密煉捏合30分鐘。2)擠出收卷過程：將經(jīng)步驟a中混煉好的材料，趁熱放入丁基膠擠出機(jī)中，控制擠出溫度為140℃左右，按照所需寬度擠出成型，控制厚度在200um左右，然后與離型紙復(fù)合后收卷備用。實(shí)施例5：操作步驟：1)原料的混煉：按照上述擬定的原料配方將原料加入混煉機(jī)中，升溫至130℃，捏合30分鐘，然后再加入硅烷改性的聚異丁烯-異戊二烯，繼續(xù)密煉捏合40分鐘。2)擠出收卷過程：將經(jīng)步驟a中混煉好的材料，趁熱放入丁基膠擠出機(jī)中，控制擠出溫度為140℃左右，按照所需寬度擠出成型，控制厚度在180um左右，然后與離型紙復(fù)合后收卷備用。實(shí)施例6：操作步驟：1)原料的混煉：按照上述擬定的原料配方將原料加入混煉機(jī)中，升溫至120℃，捏合45分鐘，然后再加入硅烷改性的聚異丁烯-異戊二烯，繼續(xù)密煉捏合30分鐘。2)擠出收卷過程：將經(jīng)步驟a中混煉好的材料，趁熱放入丁基膠擠出機(jī)中，控制擠出溫度為140℃左右，按照所需寬度擠出成型，控制厚度在270um左右，然后與離型紙復(fù)合后收卷備用。實(shí)施例7：操作步驟：1)原料的混煉：按照上述擬定的原料配方將原料加入混煉機(jī)中，升溫至120℃，捏合45分鐘，然后再加入硅烷改性的聚異丁烯-異戊二烯，繼續(xù)密煉捏合30分鐘。2)擠出收卷過程：將經(jīng)步驟a中混煉好的材料，趁熱放入丁基膠擠出機(jī)中，控制擠出溫度為140℃左右，按照所需寬度擠出成型，控制厚度在250um左右，然后與離型紙復(fù)合后收卷備用。對比例：市場上購買的兩種主流的光伏背板a(涂覆型)和b(覆膜型)。各項(xiàng)性能采用如下測試方法：1.基本性能測試，包括體積電阻率、與eva的剝離強(qiáng)度、水汽透過率。2.耐候性能測試：按照gb/t2423.3試驗(yàn)方法進(jìn)行，恒定濕熱85±2℃、85％±2％rh下老化3000h外觀無鼓泡、無粉化、無流淌即為合格。3.耐紫外光輻照性能:按照國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)iec61345規(guī)定要求進(jìn)行紫外輻照老化測試。試驗(yàn)條件：試樣表面溫度60±5℃；波長為280-400nm范圍，輻照強(qiáng)度為15kw.h/m2，測試樣不出現(xiàn)開裂以及變黃以及表面無油狀揮發(fā)物為合格。表1：基本性能測試結(jié)果表2：耐候性和耐紫外性能測試結(jié)果：名稱耐候性能測試耐紫外光輻照性能實(shí)施例1合格合格實(shí)施例2合格合格實(shí)施例3合格合格實(shí)施例4合格合格實(shí)施例5合格合格實(shí)施例6合格合格實(shí)施例7合格合格對比例1少量開裂、背板變脆合格對比例2背板變脆，基本合格合格由表1、表2數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明實(shí)施例樣品表現(xiàn)除了極低的水汽透過率(數(shù)值小于0.1)和優(yōu)異的耐濕熱以及紫外燈老化性能，與常規(guī)的pet類型的背板相比，除了在與eva層的剝離強(qiáng)度方面有微小的差距，其他各個方面性能都要優(yōu)于pet背板。同時樣品在經(jīng)歷長時間的老化測試之后，并沒有如同常規(guī)的背板材料一樣，發(fā)生pet變脆、粉化等問題，仍舊可以保持材料本身的柔軟性能。通過以上結(jié)果可以驗(yàn)證，本發(fā)明中的一種具有超低水汽透過率的聚異丁烯背板，制備得到的光伏組件用背板顯示了良好的水汽阻隔性能和熱穩(wěn)定性能以及紫外抗降解性能，可以滿足光伏領(lǐng)域?qū)τ诋a(chǎn)品野外環(huán)境長期穩(wěn)定性的要求。上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，不能以此來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實(shí)質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求的保護(hù)的范圍。當(dāng)前第1頁12