專利名稱：一種太陽能背板及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能背板及其制備方法，具體涉及一種以改性聚乙烯樹脂組合物為基材膜的太陽能背板及其制備方法，屬于太陽能電池組件制造技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
太陽能是資源最豐富的可再生能源，具有獨特的優(yōu)勢和巨大的開發(fā)利用潛力，太陽能發(fā)電是太陽能利用途徑中一項新技術(shù)。太陽能光電系統(tǒng)由太陽能電池組、太陽能控制器、蓄電池等組成，太陽能電池組件是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，其中太陽能背板是太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)性封裝材料，對于延長太陽能電池的使用壽命起到了很大的作用，是太陽能電池組件不可或缺的組成部分，同時也是太陽能電池組件的成本重要構(gòu)成之一，制備背板的材料應具有可靠的絕緣性、阻水性、機械性能、耐紫外光老化性以及耐濕熱老化性倉泛。目前由于聚合物材料中沒有單種材料能夠滿足太陽背板的要求，國內(nèi)外主要使用的背板均為多層復合結(jié)構(gòu)，都是以聚酯膜(BOPET)為基材膜，覆合含氟材料如聚氟乙烯膜(PVF)、聚偏二氟乙烯膜(PVDF)或者涂布氟碳樹脂(FEVE)等制造而成的，氟材料價格較貴、機械強度低、生產(chǎn)工藝復雜、與芯層材料的層間剝離強度差、容易脫落，制備的背板粘接性差、電絕緣性低、容易脆化、撕裂。從背板的材料上來看，現(xiàn)有的背板一般都是以聚酯膜(BOPET)為基材，其與相鄰的EVA膠膜的粘結(jié)力無法保證，并且由于材料結(jié)構(gòu)特征，聚酯樹脂分子主鏈中含有大量的酯基，與水具有很好的親和性，容易產(chǎn)生水增塑，同時即使微量的水分也會導致分子主鏈的降解，故而難以克服吸水率高，耐濕熱老化性能差(脆化)的缺陷，很難達到太陽能背板的性能要求。聚乙烯樹脂為乙烯的聚合`物，具有較高的耐磨性、優(yōu)良的電絕緣性、耐應力開裂性和低蠕變性、低水蒸氣透過率以及優(yōu)異的介電性能，并且由于乙烯的分子鏈端中沒有極性官能團，因此吸水率極低，能滿足太陽能電池背板的耐老化、耐候性能要求，但其耐溫等級低、力學性能較差，而無法直接作為太陽能背板基材的材料。此外，對于太陽能背板而言，還需要滿足高層間剝離強度，其直接關(guān)系到太陽能組件的使用壽命，與太陽能組件中的密封硅膠、封裝EVA膠膜之間優(yōu)異的相容性以及低成本的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種太陽能背板及其制備方法，所述背板具有高層間剝離強度、優(yōu)異的耐濕熱老化性、粘接性以及機械絕緣性能，適合于太陽能電池組件的應用。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種太陽能背板，從內(nèi)到外包括內(nèi)表層、芯層和外表層，所述內(nèi)表層、芯層和外表層的質(zhì)量比為10 20 : 20^40 : 40^60 ；
所述內(nèi)表層由聚乙烯樹脂或者乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂、填料以及添加劑制成，所述添加劑為抗氧劑、紫外吸收劑以及光穩(wěn)定劑中的一種或幾種；所述外表層由聚酰胺樹脂、填料以及添加劑制成，所述添加劑為抗氧劑、紫外吸收劑以及光穩(wěn)定劑中的一種或幾種；
所述芯層由改性聚乙烯樹脂組合物制成；
所述改性聚乙烯樹脂組合物以質(zhì)量份計，包括如下組分
交聯(lián)聚乙烯樹脂100份
接枝聚乙烯(Γ50份
填料(Tioo份
催化劑O. Γο. 5份
添加劑O. Γ2. 5份
所述添加劑為抗氧劑、紫外吸收劑以及光穩(wěn)定劑中的一種或幾種；
所述交聯(lián)聚乙烯樹脂由如下組分通過反應制備得到
聚乙烯樹脂100份
硅烷O. 5^2. O份
引發(fā)劑O. 03 O. 2份
所述聚乙烯樹脂為均聚聚乙烯樹脂、共聚聚乙烯樹脂或兩者的混合物；
所述接枝聚乙烯由如下組 分通過接枝反應制備得到
聚乙烯樹脂100份
接枝劑O. 5^2. O份
引發(fā)劑O. 03 O. 2份
所述聚乙烯樹脂為均聚聚乙烯樹脂、共聚聚乙烯樹脂或兩者的混合物。優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述接枝聚乙烯為15 40質(zhì)量份。上述技術(shù)方案中，所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、二醋酸二丁基錫或
者二月桂酸二辛基錫。上述技術(shù)方案中，所述接枝劑為丙烯酸、丙烯酸酯、馬來酸、馬來酸酐或次甲基丁~■酸；所述娃燒為乙稀基二甲氧基娃燒或乙稀基二乙氧基娃燒；所述引發(fā)劑為_■叔丁基過氧化物或過氧化二異丙苯；所述填料為玻璃纖維、碳纖維、滑石粉、云母、硅灰石或鈦白粉。上述技術(shù)方案中，所述聚乙烯樹脂的DSC熔點為12(Tl35°C，熔體流動速率為廣2g/10mino上述太陽能背板的制備包括如下步驟
(1)交聯(lián)聚乙烯樹脂的制備按所述的配比將聚乙烯樹脂、硅烷和引發(fā)劑混合均勻，經(jīng)螺桿熔融擠出加工，制備得到交聯(lián)聚乙烯樹脂；
(2)接枝聚乙烯的制備按所述的配比將聚乙烯樹脂、接枝劑和引發(fā)劑混合均勻，經(jīng)螺桿熔融擠出加工，制備得到接枝聚乙烯；
(3)太陽能背板的制備按配比將制備內(nèi)表層、芯層以及外表層的物料分別加入到三層共擠出片材機組的A螺桿、B螺桿以及C螺桿中，同時在螺桿擠出機熔融擠出，經(jīng)流延、冷卻、牽引、卷取即得到所述太陽能背板。上述制備方法中，所述步驟(I)中的螺桿熔融擠出加工的反應擠出溫度為16(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為95 105轉(zhuǎn)/分；所述步驟⑵以及步驟(3)中的螺桿熔融擠出加工的反應擠出溫度為18(T240°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為95 105轉(zhuǎn)/分。
本發(fā)明中，內(nèi)表層和太陽能電池組件中的EVA膠膜接觸，外表層位于太陽能電池組件的外側(cè)。本發(fā)明中，抗氧劑、紫外光吸收劑、光穩(wěn)定劑均為現(xiàn)有技術(shù)。外表層材料選用的聚酰胺樹脂是重復的酰胺結(jié)構(gòu)單元(-RC0NH-)作為聚合物主鏈的縮聚物，具有較高的拉伸強度、沖擊強度，優(yōu)異的耐磨、自潤滑性能，并且與作為填充密封用的硅膠有良好的粘接性，可以保障后期電池板與鋁合金邊框和接線盒順利組裝成為太陽能電池組件；內(nèi)表層材料選擇具有極低的吸水率和水蒸氣透過率含有乙烯基的樹脂，與作為封裝材料的分子結(jié)構(gòu)中含有大量乙烯鏈段的EVA (乙烯醋酸乙烯共聚物)膠膜有良好的粘合性。本發(fā)明的原理硅烷的引進使部分聚乙烯交聯(lián)，形成類似于橡膠類的交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其獲得優(yōu)異的力學性能、耐環(huán)境應力開裂性能以及耐化學藥品腐蝕性能，而且非常明顯地提高了耐溫等級，可使聚乙烯的耐熱溫度從70°C提高到100°C以上；接枝劑在引發(fā)劑的作用下與聚乙烯發(fā)生接枝反應，接枝聚乙烯既與乙烯基樹脂具有很好的相容性，又可以和相鄰的聚酰胺樹脂具有良好的粘接性，使芯層材料與內(nèi)表層材料以及外表層都具有良好的相容性，增強了三層材料間的層間剝離力，本發(fā)明公開的太陽能背板的層間剝離力為20N/cm，遠高于常用TPT背板的8 N/cm。由于上述技術(shù)方案的采用，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明以交聯(lián)聚乙烯樹脂為主體，以接枝聚乙烯增韌劑進行改性，獲得的改性聚乙烯樹脂組合物具有高的耐溫等級、耐環(huán)境應力開裂性能、耐化學藥品腐蝕性能、抗蠕變性和電性能以及低飽和吸 水率、低水蒸氣透過率，可用于制造太陽能背板。2.通過本發(fā)明公開的改性聚乙烯樹脂組合物制備的太陽能背板在具有高層間剝離強度的同時，也具有耐濕熱老化的性能，同時與EVA層以及硅膠具有良好的粘接性，可用于制造太陽能電池組件。3.本發(fā)明的制備方法簡單易行，成本較低，適于推廣應用。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述
實施例一
一種太陽能背板，其制備方法如下
(I)交聯(lián)聚乙烯樹脂XPE的制備
將100份(質(zhì)量份)茂金屬聚乙烯1327ED (美國埃克森化學公司)、2份乙烯基三甲氧基硅烷A151 (美國道康寧公司)、0. 2份DCP引發(fā)劑(天津阿克蘇公司)分別計量后加入混合器中進行混合均化，均化兩小時后投入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出(雙螺桿采用排氣螺桿，螺桿直徑為75毫米，長徑比33，螺桿溫度控制在16(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為100轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為2 4分鐘);冷卻切粒得到交聯(lián)聚乙烯XPE，其190°C /2. 16公斤的熔體流動速率為O. 2克g/10min。所述茂金屬聚乙烯1327ED，密度O. 927g/cm3, DSC熔點122°C，熔體流動速率1. 3gg/10min (190°C, 2. 16公斤)，拉伸強度(25u)橫向37MPa，縱向47. 5MPa，斷裂伸長率橫向630%，縱向 570%。(2)接枝聚乙烯PE-MA的制備將100份(質(zhì)量份)LLDPE7042 (北京燕山石化公司)、1份馬來酸酐(化學試劑，分析純)、O. 05份DCP引發(fā)劑(天津阿克蘇公司)分別計量后加入混合器中進行混合均化，均化兩小時后投入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出造粒；冷卻切粒得到顆粒狀接枝聚乙烯PE-MA，其1900C /2. 16公斤的熔體流動速率為O. 5g/10min。其中螺桿直徑為75毫米，長徑比33，螺桿溫度控制在160-220°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為100轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為2-4分鐘。所述LLDPE7042 (北京燕山石化公司)為線性低密度聚乙烯，其DSC熔點為125°C，熔體流動速率2g/10min (190°C，2. 16公斤)，數(shù)均分子量17000，重均分子量100000，拉伸強度12MPa，斷裂伸長率500% ；
(3)內(nèi)表層材料的準備將100份茂金屬聚乙烯1327ED (美國?？松瘜W公司)投入高攪機中，加入20份金紅石型鈦白粉R960 (美國杜邦公司)、0. 2份抗氧劑四[β- (3’，5’-二叔丁基-4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(北京加成助劑研究所，ΚΥ1010)、0.2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮(北京加成助劑研究所，GW531)、0.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(北京加成助劑研究所，GW480)，攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻。將上述物料投入三層共擠出片材機組的A螺桿，螺桿直徑為60暈米,長徑比33。(4)芯層材料的準備將67份交聯(lián)聚乙烯XPE和33份接枝聚乙烯PE-MA投入高攪機中，加入20份金紅石型鈦白粉R960、0. 2份抗氧劑四[ β- (3’，5’ -二叔丁基_4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、O. 2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、O.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，O. 2份二月桂酸二丁基錫(北京加成助劑研究所)攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻。然后將上述物料投入三層共擠出片材機組的B螺桿，螺桿直徑為60毫米，長徑比33。(5)外表層材料的準備將100份聚十二碳二酰己二胺(ΡΑ612)加入干燥器內(nèi)，80°C干燥4小時后投入高攪機中，加入20份金紅石型鈦白粉R960、0. 2份抗氧劑四[B- (3’，5’ - 二叔丁基-4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、O. 2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、O.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻；然后將上述物料投入三層共擠出片材機組的C螺桿，螺桿直徑為60毫米，長徑比33。(6)太陽能背板的制備將三種物料同時在螺桿擠出機熔融擠出，螺桿溫度控制在180-240°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為100轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為2-4分鐘。內(nèi)表層、芯層以及外表層三種物料在分配器內(nèi)進行分配，比例為20/30/50，然后進入T-型模頭，模頭寬度1200_，經(jīng)冷卻、牽引、卷取等工序得到成品SI，三輥冷卻水溫度60-70°C，牽引速度3-4米/分鐘。產(chǎn)品厚度O. 33mm,寬度1000mm。檢測結(jié)果見表I。一種聚乙烯樹脂聚乙烯()樹脂，記為BI，材料性能測試見表I。實施例二
一種太陽能背板，其制備方法如下
(I)交聯(lián)聚乙烯樹脂XPE的制備
將100份(質(zhì)量份)茂金屬聚乙烯1327ED (美國?？松瘜W公司)、2份乙烯基三甲氧基硅烷A151(美國道康寧公司)、0. 16份DCP引發(fā)劑(天津阿克蘇公司)分別計量后加入混合器中進行混合均化，均化兩小時后投入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出(雙螺桿采用排氣螺桿，螺桿直徑為75毫米，長徑比33，螺桿溫度控制在16(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為100轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為2 4分鐘);冷卻切粒得到交聯(lián)聚乙烯XPE，其190°C /2. 16公斤的熔體流動速率為O. 2克g/10min。(2)接枝聚乙烯PE-MA的制備
將100份(質(zhì)量份)LLDPE7042 (北京燕山石化公司)、0. 5份馬來酸酐(化學試劑，分析純)、0. 05份DCP引發(fā)劑(天津阿克蘇公司)分別計量后加入混合器中進行混合均化，均化兩小時后投入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出造粒；冷卻切粒得到顆粒狀接枝聚乙烯PE-MA，其190°C /2. 16公斤的熔體流動速率為O. 5g/10min。其中螺桿直徑為75毫米，長徑比33，螺桿溫度控制在160-220°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為100轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為2-4分鐘。(3)內(nèi)表層材料的準備將100份EVA樹脂14_2 (北京有機化工廠)投入高攪機中，加入20份金紅石型鈦白粉R960、O. 2份抗氧劑四[β- (3’，5’ -二叔丁基_4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、O. 2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、O.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻。然后將上述物料投入三層共擠出片材機組的A螺桿，螺桿直徑為60毫米，長徑比33。(4)芯層材料的準備將67份交聯(lián)聚乙烯XPE和13份接枝聚乙烯PE-MA投入高攪機中，加入30份金紅石型鈦白粉R960、0. 18份抗氧劑四[β- (3’，5’- 二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、O. 14份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、O.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，O. 2份二月桂酸二丁基錫攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻。然后將上述物料投入三層共擠出片材機組的B螺桿，螺桿直徑為60暈米,長徑比33。

(5)外表層材料的準備將100份聚癸二酰癸二胺(PAlOlO)加入干燥器內(nèi)，80°C干燥4小時后投入高攪機中，加入20份金紅石型鈦白粉R960、0. 2份抗氧劑四[β-(3’，5’-二叔丁基_4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、O. 2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、O.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻；然后將上述物料投入三層共擠出片材機組的C螺桿，螺桿直徑為60暈米,長徑比33。(6)太陽能背板的制備將三種物料同時在螺桿擠出機熔融擠出，螺桿溫度控制在180-240°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為100轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為2-4分鐘。內(nèi)表層、芯層以及外表層三種物料在分配器內(nèi)進行分配，比例為20/40/40，然后進入T-型模頭，模頭寬度1200_，經(jīng)冷卻、牽引、卷取等工序得到成品S2，三輥冷卻水溫度60-70°C，牽引速度3-4米/分鐘。產(chǎn)品厚度O. 33mm，寬度1000mm。檢測結(jié)果見表I。實施例三
一種太陽能背板，其制備方法如下
(I)交聯(lián)聚乙烯樹脂XPE的制備將100份(質(zhì)量份)茂金屬聚乙烯1327ED (美國埃克森化學公司)、2份乙烯基三甲氧基硅烷A151 (美國道康寧公司)、0. 2份DCP引發(fā)劑(天津阿克蘇公司)分別計量后加入混合器中進行混合均化，均化兩小時后投入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出(雙螺桿采用排氣螺桿，螺桿直徑為75毫米，長徑比33，螺桿溫度控制在16(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為100轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為2 4分鐘);冷卻切粒得到交聯(lián)聚乙烯XPE，其190°C /2. 16公斤的熔體流動速率為O. 2克g/10min。(2)接枝聚乙烯PE-MA的制備
將100份(質(zhì)量份)LLDPE7042 (北京燕山石化公司)、1份馬來酸酐(化學試劑，分析純)、O. 05份DCP引發(fā)劑(天津阿克蘇公司)分別計量后加入混合器中進行混合均化，均化兩小時后投入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出造粒；冷卻切粒得到顆粒狀接枝聚乙烯PE-MA，其1900C /2. 16公斤的熔體流動速率為O. 5g/10min。其中螺桿直徑為75毫米，長徑比33，螺桿溫度控制在160-220°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為100轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為2-4分鐘。(3)內(nèi)表層材料的準備將100份茂金屬聚乙烯1327ED (美國埃克森化學公司)投入高攪機中，加入20份金紅石型鈦白粉R960、O. 2份抗氧劑四[β_( 3 ’，5 ’ - 二叔丁基_4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、O. 2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、O.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻。然后將上述物料投入三層共擠出片材機組的A螺桿，螺桿直徑為60毫米，長徑比33。(4)芯層材料的準備將75份交聯(lián)聚乙烯XPE和38份接枝聚乙烯PE-MA投入高攪機中，加入50份金紅石型鈦白粉R960、0. 3份抗氧劑四[β- (3’，5’ -二叔丁基_4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、O. 2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、O. 15份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，O.1份二月桂酸二丁基錫攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物 料混合均勻。然后將上述物料投入三層共擠出片材機組的B螺桿，螺桿直徑為60暈米,長徑比33。(5)外表層 材料的準備將100份聚癸二酰癸二胺(PAlOlO)加入干燥器內(nèi)，80°C干燥4小時后投入高攪機中，加入20份金紅石型鈦白粉R960、0. 2份抗氧劑四[β-(3’，5’-二叔丁基_4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、O. 2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、O.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻；然后將上述物料投入三層共擠出片材機組的C螺桿，螺桿直徑為60暈米,長徑比33。(6)太陽能背板的制備將三種物料同時在螺桿擠出機熔融擠出，螺桿溫度控制在180-240°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為100轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為2-4分鐘。內(nèi)表層、芯層以及外表層三種物料在分配器內(nèi)進行分配，比例為10/30/60，然后進入T-型模頭，模頭寬度1200_，經(jīng)冷卻、牽引、卷取等工序得到成品S3，三輥冷卻水溫度60-70°C，牽引速度3-4米/分鐘。產(chǎn)品厚度O. 33mm，寬度1000mm。檢測結(jié)果見表I。實施例四
一種太陽能背板，其制備方法如下
(I)交聯(lián)聚乙烯樹脂XPE的制備
將100份高密度聚乙烯5000S (北京燕山石化公司)、2份乙烯基三甲氧基硅烷Al51 (美國道康寧公司)、0. 2份DCP引發(fā)劑(天津阿克蘇公司)分別計量后加入混合器中進行混合均化，均化兩小時后投入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出(雙螺桿采用排氣螺桿，螺桿直徑為75毫米，長徑比33，螺桿溫度控制在16(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為100轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為2 4分鐘);冷卻切粒得到交聯(lián)聚乙烯XPE，其190°C /2. 16公斤的熔體流動速率為 O. 2 克 g/10min。所述高密度聚乙烯5000S為北京燕山石化公司生產(chǎn)，其密度0.954g/cm3，DSC熔點132°C，熔體流動速率O. 8g/10min (190°C，2. 16公斤)，拉伸強度27MPa，斷裂伸長率大于500%，洛氏硬度50R，脆化溫度小于_80°C。(2)接枝聚乙烯PE-MA的制備
將100份(質(zhì)量份)LLDPE7042 (北京燕山石化公司)、1份馬來酸酐(化學試劑，分析純)、O. 05份DCP引發(fā)劑(天津阿克蘇公司)分別計量后加入混合器中進行混合均化，均化兩小時后投入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出造粒；冷卻切粒得到顆粒狀接枝聚乙烯PE-MA，其1900C /2. 16公斤的熔體流動速率為O. 5g/10min。其中螺桿直徑為75毫米，長徑比33，螺桿溫度控制在160-220°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為100轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為2-4分鐘。(3)內(nèi)表層材料的準備將100份EVA樹脂14_2 (北京有機化工廠)投入高攪機中，加入20份金紅石型鈦白粉R960、O. 2份抗氧劑四[β- (3’，5’ -二叔丁基_4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、O. 2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、O.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻。然后將上述物料投入三層共擠出片材機組的A螺桿，螺桿直徑為60毫米，長徑比33。(4)芯層材料的準備將75份交聯(lián)聚乙烯XPE和25份接枝聚乙烯PE-MA投入高攪機中，加入20份金紅石型鈦白粉R960、0. 2份抗氧劑四[β- (3’，5’ -二叔丁基_4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、O. 2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、O.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，O. 2份二月桂酸二丁基錫攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻。然后將上述物料投入三層共擠出片材機組的B螺桿，螺桿直徑為60暈米,長徑比33`。(5)外表層材料的準備將100份聚癸二酰癸二胺(PAlOlO)加入干燥器內(nèi)，80°C干燥4小時后投入高攪機中，加入20份金紅石型鈦白粉R960、0. 2份抗氧劑四[β-(3’，5’-二叔丁基_4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、O. 2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、O.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻；然后將上述物料投入三層共擠出片材機組的C螺桿，螺桿直徑為60暈米,長徑比33。(6)太陽能背板的制備將三種物料同時在螺桿擠出機熔融擠出，螺桿溫度控制在180-240°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為100轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為2-4分鐘。內(nèi)表層、芯層以及外表層三種物料在分配器內(nèi)進行分配，比例為20/30/50，然后進入T-型模頭，模頭寬度1200mm，經(jīng)冷卻、牽引、卷取等工序得到成品S4，三輥冷卻水溫度60_70°C，牽引速度3-4米/分鐘。產(chǎn)品厚度O. 33mm，寬度1000mm。檢測結(jié)果見表I。實施例五
一種太陽能背板，其制備方法如下(I)交聯(lián)聚乙烯樹脂XPE的制備
將100份高密度聚乙烯5000S (北京燕山石化公司)、0. 5份乙烯基三甲氧基硅烷A151(美國道康寧公司)、0.1份DCP引發(fā)劑(天津阿克蘇公司)分別計量后加入混合器中進行混合均化，均化兩小時后投入雙螺桿擠出機中進行熔融擠出(雙螺桿采用排氣螺桿，螺桿直徑為75毫米，長徑比33，螺桿溫度控制在16(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為100轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為2 4分鐘);冷卻切粒得到交聯(lián)聚乙烯XPE，其190°C /2. 16公斤的熔體流動速率為O. 2克g/10min。(2)內(nèi)表層材料的準備將100高密度聚乙烯5000S (北京燕山石化公司)投入高攪機中，加入20份金紅石型鈦白粉R960 (美國杜邦公司)、0. 2份抗氧劑四[β- (3’，5’-二叔丁基-4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(北京加成助劑研究所，ΚΥ1010)、0.2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮(北京加成助劑研究所，GW531)、0.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(北京加成助劑研究所，GW480)，攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻。將上述物料投入三層共擠出片材機組的A螺桿，螺桿直徑為60暈米,長徑比33 ；
(3)芯層材料的準備將100份交聯(lián)聚乙烯XPE投入高攪機中，加入100份金紅石型鈦白粉R960、0.5份抗氧劑四[β- (3’，5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、O. 5份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、O. 5份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，O. 5份二月桂酸二丁基錫(北京加成助劑研究所)攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻。然后將上述物料投入三層共擠出片材機組的B螺桿，螺桿直徑為60暈米，長徑比33。(4)外表層 材料的準備將100份聚十二碳二酰己二胺ΡΑ612 (山東東辰工程塑料有限公司)加入干燥器內(nèi)，80°C干燥4小時,測試水分含量(90°C,3小時)小于O. 1%。然后將物料投入高攪機中，加入20份金紅石型鈦白粉R960、0. 2份抗氧劑四[β- (3’，5’-二叔丁基-4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、O. 2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、O.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻。然后將上述物料投入三層共擠出片材機組的C螺桿，螺桿直徑為90暈米，長徑比33。(5)太陽能背板的制備將三種物料同時在螺桿擠出機熔融擠出，螺桿溫度控制在180-240°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為100轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為2-4分鐘。內(nèi)表層、芯層以及外表層三種物料在分配器內(nèi)進行分配，比例為20/30/50，然后進入T-型模頭，模頭寬度1200_，經(jīng)冷卻、牽引、卷取等工序得到成品S5，三輥冷卻水溫度60-70°C，牽引速度
3-4米/分鐘。產(chǎn)品厚度O. 33mm，寬度1000mm。檢測結(jié)果見表I。對比例一
一種太陽能背板，其制備方法如下
(I)內(nèi)表層材料的準備將100份茂金屬聚乙烯1327ED投入高攪機中，加入20份金紅石型鈦白粉R960 (美國杜邦公司)、O. 2份抗氧劑四[β- (3’，5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(北京加成助劑研究所，ΚΥ1010)、0.2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮(北京加成助劑研究所，GW531)、0.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(北京加成助劑研究所，GW480)，攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻。將上述物料投入三層共擠出片材機組的A螺桿，螺桿直徑為60毫米，長徑比33 ；
(2)芯層材料的準備將100份茂金屬聚乙烯1327ED投入高攪機中，加入20份金紅石型鈦白粉R960、0.2份抗氧劑四[β- (3’，5’ - 二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、O. 2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、O.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，O. 2份二月桂酸二丁基錫(北京加成助劑研究所)攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻。然后將上述物料投入三層共擠出片材機組的B螺桿，螺桿直徑為60暈米,長徑比33。(3)外表層材料的準備將100份聚十二碳二酰己二胺ΡΑ612 (山東東辰工程塑料有限公司)加入干燥器內(nèi)，80°C干燥4小時,測試水分含量(90°C,3小時)小于O. 1%。然后將物料投入高攪機中，加入20份金紅石型鈦白粉R960、0. 2份抗氧劑四[β- (3’，5’-二叔丁基-4’ -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、O. 2份紫外光吸收劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、O.1份光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，攪拌30分鐘，轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘，將物料混合均勻。然后將上述物料投入三層共擠出片材機組的C螺桿，螺桿直徑為90暈米，長徑比33。(4)太陽能背板的制備將三種物料同時在螺桿擠出機熔融擠出，螺桿溫度控制在180-240°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為1 00轉(zhuǎn)/分，物料在螺桿內(nèi)的停留時間為2-4分鐘。內(nèi)表層、芯層以及外表層三種物料在分配器內(nèi)進行分配，比例為20/30/50，然后進入T-型模頭，模頭寬度1200_，經(jīng)冷卻、牽引、卷取等工序得到成品BI，三輥冷卻水溫度60-70°C，牽引速度
3-4米/分鐘。產(chǎn)品厚度O. 33mm，寬度1000mm。檢測結(jié)果見表I。對比例二
為TPT類型背板(昆山臺虹公司)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為PVF/PET/PVF，厚度O. 33mm,記為B2，檢測結(jié)果見表I。對比例三
為TPE類型背板(日本東洋鋁公司)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為PVDF/PET/PE，厚度O. 33mm,記為B3，檢測結(jié)果見表I。對比例四
為FEVE類型背板(蘇州中來公司)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為FEVE/PET/FEVE，厚度O. 30mm,記為B4，檢測結(jié)果見表I。表I實施例和對比例中各種背板的表征
權(quán)利要求
1.一種太陽能背板，從內(nèi)到外包括內(nèi)表層、芯層和外表層，其特征在于所述內(nèi)表層、 芯層和外表層的質(zhì)量比為10 20 20 40 40 60 ；所述內(nèi)表層由聚乙烯樹脂或者乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂、填料以及添加劑制成，所述添加劑為抗氧劑、紫外吸收劑以及光穩(wěn)定劑中的一種或幾種；所述外表層由聚酰胺樹脂、填料以及添加劑制成，所述添加劑為抗氧劑、紫外吸收劑以及光穩(wěn)定劑中的一種或幾種；所述芯層由改性聚乙烯樹脂組合物制成；所述改性聚乙烯樹脂組合物以質(zhì)量份計，包括如下組分交聯(lián)聚乙烯樹脂100份接枝聚乙烯(Γ50份填料(Tioo份催化劑O. Γο. 5份添加劑O. Γ2. 5份所述添加劑為抗氧劑、紫外吸收劑以及光穩(wěn)定劑中的一種或幾種；所述交聯(lián)聚乙烯樹脂由如下組分通過反應制備得到聚乙烯樹脂100份硅烷O. 5^2. O份引發(fā)劑O. 03 O. 2份所述聚乙烯樹脂為均聚聚乙烯樹脂、共聚聚乙烯樹脂或兩者的混合物；所述接枝聚乙烯由如下組分通過接枝反應制備得到聚乙烯樹脂100份接枝劑O. 5^2. O份引發(fā)劑O. 03 O. 2份所述聚乙烯樹脂為均聚聚乙烯樹脂、共聚聚乙烯樹脂或兩者的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能背板，其特征在于所述改性聚乙烯樹脂組合物中接枝聚乙烯為15 40質(zhì)量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能背板，其特征在于所述接枝劑為丙烯酸、丙烯酸酯、 馬來酸、馬來酸酐或次甲基丁二酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能背板，其特征在于所述硅烷為乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能背板，其特征在于所述催化劑為二月桂酸二丁基錫、 辛酸亞錫、二醋酸二丁基錫或者二月桂酸二辛基錫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能背板，其特征在于所述引發(fā)劑為二叔丁基過氧化物或過氧化二異丙苯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能背板，其特征在于所述填料為玻璃纖維、碳纖維、滑石粉、云母、硅灰石或鈦白粉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能背板，其特征在于所述聚乙烯樹脂的DSC熔點為 120 135°C，熔體流動速率為I 2 g/10min。
9.一種制備如權(quán)利要求1所述的太陽能背板的方法，其特征在于，包括如下步驟(1)交聯(lián)聚乙烯樹脂的制備按權(quán)利要求1所述的配比將聚乙烯樹脂、硅烷和引發(fā)劑混合均勻，經(jīng)螺桿熔融擠出加工，制備得到交聯(lián)聚乙烯樹脂；(2)接枝聚乙烯的制備按權(quán)利要求1所述的配比將聚乙烯樹脂、接枝劑和引發(fā)劑混合均勻，經(jīng)螺桿熔融擠出加工，制備得到接枝聚乙烯；(3)太陽能背板的制備按配比將制備內(nèi)表層、芯層以及外表層的物料分別加入到三層共擠出片材機組的A螺桿、B螺桿以及C螺桿中，同時在螺桿擠出機熔融擠出，經(jīng)流延、冷卻、牽引、卷取即得到所述太陽能背板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中的螺桿熔融擠出加工的反應擠出溫度為16(T220°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為95 105轉(zhuǎn)/分；所述步驟(2)和步驟(3) 中的螺桿熔融擠出加工的反應擠出溫度為18(T240°C，螺桿轉(zhuǎn)速控制為95 105轉(zhuǎn)/分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能背板，從內(nèi)到外包括內(nèi)表層、芯層和外表層，以質(zhì)量比例計，內(nèi)表層∶芯層∶外表層=10~20∶20~40∶40~60；所述內(nèi)表層由乙烯基樹脂、填料以及添加劑制成；外表層由聚酰胺樹脂、填料以及添加劑制成；所述芯層由改性聚乙烯樹脂組合物制成。本發(fā)明同時開發(fā)了一種新的聚乙烯樹脂組合物，包括交聯(lián)聚乙烯樹脂100份、接枝聚乙烯0~50份、催化劑0.1~0.5份、填料0~100份以及添加劑0~2.5份。本發(fā)明開發(fā)的新的太陽能背板通過共擠出的工藝制備得到，獲得的最終產(chǎn)品在具有優(yōu)良的粘接性、高層間剝離強度的同時，也具有耐老化，尤其是耐濕熱老化的性能，同時具有低飽和吸水率、低水蒸氣透過率以及優(yōu)異的電絕緣性，并且制備工藝簡易、成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號H01L31/048GK103050563SQ20121058257
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者羅吉江, 符書臻 申請人:蘇州度辰新材料有限公司