一种含PBT的三层结构共挤太阳能电池背板及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种含PBT的三层结构共挤太阳能电池背板及其制备方法，属于太阳能电池背板技术领域。其包括耐候层、粘接层、结构增强层，耐候层和结构增强层通过粘接层固定在一起；本发明专利技术采用共挤工艺将各层材料熔融于不同流道汇合并直接挤出成型，操作工艺简单，粘接层之间不易分离脱落。本发明专利技术制备方法不仅能够简化加工工艺，所制备背板还具有良好的耐候性、机械性能和长期稳定性，同时制备过程中不使用有机溶剂，环保绿色。

A Three-Layer Co-extruder Containing PBT and Its Preparation Method

The invention discloses a three-layer structure co-extruder containing PBT and a preparation method thereof, belonging to the technical field. The invention comprises a weatherproof layer, an adhesive layer, a structural strengthening layer, and a weatherproof layer and a structural strengthening layer fixed together through the adhesive layer; the invention adopts a co-extrusion process to melt the materials of each layer into different runner confluences and merge them into direct extrusion moulding, and the operation process is simple, and the bonding layer is not easy to separate and fall off. The preparation method of the invention can not only simplify the processing technology, but also has good weather resistance, mechanical properties and long-term stability. At the same time, the preparation process does not use organic solvents and is environmentally friendly.

【技术实现步骤摘要】
一种含PBT的三层结构共挤太阳能电池背板及其制备方法
本专利技术属于太阳能电池背板领域，具体涉及一种含PBT的三层结构共挤太阳能电池背板及其制备方法。
技术介绍
近年来由于全球环境问题和化石燃料的枯竭，太阳能作为一种清洁无污染、资源最丰富的可再生能源而受到人们的广泛关注。太阳能电池是能够把太阳能直接转化为电能的有效装置。太阳能电池在长期的室外风吹雨淋，紫外线等自然因素的侵蚀环境下，太阳能电池背板应该使用具有优异的耐候性和耐久性的背板，便于保护太阳能电池，延长其使用寿命。目前市场主流的太阳能电池背板具有五层结构，外层采用具有优异耐候性和抗环境侵蚀性的含氟材料；中间层选用聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），用于提高背板的绝缘性和力学性能；内层为含氟材料或聚烯烃层。但PET结晶速度慢，存在后结晶的问题，必须通过双向拉伸工艺成型，也存在阻隔性能不足的缺陷，而且，含氟材料表面能低，促使其表面光滑、抗摩擦性极好，这既是这类材料的优点也是其缺点，含氟材料作为外耐候层难与PET基材层粘接，在现有技术中多采用聚氨酯层或EVA粘结剂以涂覆的方式将两种薄膜复合。这种生产工艺需先对基材层表面一侧涂覆聚氨酯层或EVA粘接剂，待其固化烘干后，再对其另一侧涂覆粘接剂后与其他膜层复合，整个工艺复杂，操作周期长，且在生产过程中伴随有机溶剂的挥发，污染环境。另外，层间粘接层长期在大气环境下易失效，造成层间分离和脱落，使太阳能电池背板丧失保护作用。对比之下，聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）树脂具有结晶速度快，耐热性好，水汽阻隔性好，尺寸稳定性佳、介电强度高等优点，一直以来作为工程用塑料收到了关注，广泛应用在汽车部件、电气电子行业，其单体结构中比PET多了两个碳原子，其分子链更柔顺，更容易结晶。含氟材料的昂贵价格也一直太阳能电池背板行业亟以解决的问题。宁波长阳科技有限公司的专利号为Z201110380482.4公开了一种太阳能电池背板及其制备方法，该背板采用PETG为耐候层、PET为结构增强层、EVOH为阻隔层进行多层共挤，无需使用粘接剂，但PETG材料的耐候性和抗环境侵蚀性远远不及含氟材料，同时各层之间不采用粘接剂在长时间的使用下，也容易出现层与层之间脱落分离现象。申请人的股东杭州福膜新材料科技股份有限公司拥有申请号为201010536756.X的中国专利，其公开了一种聚偏氟乙烯薄膜专用料，可以用于制备耐候性优异、低水蒸汽透过率、力学性能优异的聚偏氟乙烯薄膜，应用到太阳能电池背板中可实现非常好的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种成本相对较低，工艺更为简单的含PBT的三层结构共挤太阳能电池背板，耐候层具有良好的耐候性能，结构增强层具有良好的耐热性和水汽阻隔性，且该背板的粘接层不再采用传统的涂覆工艺，而是与其他层直接熔融共挤成型，简化生产加工工艺。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种含PBT的三层结构共挤太阳能电池背板，其特征在于：包括耐候层、粘接层和结构增强层，耐候层和结构增强层通过粘接层固定在一起；所述耐候层为改性聚偏氟乙烯层，按重量份数包括：60-75份聚偏氟乙烯、5-10份纳米级填料、0.5-3.5份流动改性剂、10-20份增强树脂、5-10份无机填料、0.1-2份热稳定助剂；所述粘接层为丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物层、乙烯-醋酸乙烯共聚物层或聚氨酯层中任一种；所述结构增强层为改性聚对苯二甲酸丁二醇酯层，按重量份数包括：50-90份聚对苯二甲酸丁二醇酯、5-30份纳米钛白粉、5-40份增韧剂、0.1-2份抗氧剂。本专利技术所述流动改性剂为邻苯二甲酸酯二甲酯、邻苯二甲酸酯二乙酯、邻苯二甲酸酯二丁酯、邻苯二甲酸酯二己酯、邻苯二甲酸酯二辛酯、邻苯二甲酸酯二异辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯任一种或任几种的组合。本专利技术所述丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物层中，丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中任一种或任几种。本专利技术所述的增强树脂为丙烯酸酯类树脂和/或甲基丙烯酸酯类树脂。本专利技术所述无机填料为二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡、硫化锌中的任一种或任几种。本专利技术所述热稳定剂为二月桂酸二丁基锡、马来酸二正辛基锡、双（马来酸单丁酯）二丁基锡、双（月桂硫醇）二丁基锡、S，S’-双（硫代甘醇酸异辛酯）二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锂、硬脂酸锌、硬脂酸铝、双硬脂酸铝、月桂酸钙、月桂酸锌、蓖麻醇酸钙、2-乙基己酸锌中的任一种或任几种。本专利技术所述的纳米级填料为纳米级二氧化硅和/或纳米级碳酸钙。本专利技术所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂BHT、抗氧剂DLTP中的任一种。本专利技术所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物中任一种。一种含PBT的三层结构共挤太阳能电池背板的制备方法，其特征在于：具体包括下述步骤：（1）使用高速混合机将聚偏氟乙烯、纳米级填料、流动改性剂、增强树脂、无机填料和热稳定助剂常温下机械混合5-10分钟后，采用双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒，挤出温度200-230℃，螺杆转速200-350rpm，得到改性聚偏氟乙烯粒料；（2）使用高速混合机将聚对苯二甲酸丁二醇酯、纳米钛白粉、增韧剂和抗氧剂在常温下机械混合5-10分钟后，采用双螺杆挤出机进行熔融挤出造粒，挤出温度200-230℃，螺杆转速200-350rpm，得到改性聚对苯二甲酸丁二醇酯粒料；（3）将步骤1-2所得到的改性聚偏氟乙烯粒料和改性聚对苯二甲酸丁二醇酯粒料，以及粘接层料分别加入各自的挤出机中，熔融塑化后通过各自流道在模头内汇合挤出成复合薄膜，经冷却辊挤压、冷却、牵引、切边、收卷制成所述的含PBT的三层结构共挤太阳能电池背板。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、选用聚对苯二甲酸丁二醇酯层作为结构增强层，PBT结晶速度更快，且具有优良的耐热性能和落沙耐磨性、尺寸稳定性好，因太阳能电池背板具有优良的落沙耐磨性、尺寸稳定性和耐热性能；2、减少背板结构层数，使用改性后粒料作为各层材料，在保证产品性能的前提下舍去传统价格昂贵的内耐候层含氟材料，大幅度降低生产成本；3、粘接层为共聚物层，制备过程中无需使用溶剂，避免了传统制备过程中溶剂挥发带来的安全和环保问题；4、三层结构通过熔融共挤的方式结合在一起，粘接层与结构增强层、耐候层表面存在熔融和化学反应，各层之间粘接更为牢固，不易现传统涂布方式的粘接层厚度不匀、分层脱落等现象，产品的耐候性优良、更能在较长时间内满足太阳能电池背板产品耐候性的需要，保证太阳能电池的使用效率；5、采用多层共挤的工艺制备太阳能电池背板，突破传统的制备工艺，避免粘接层涂布于结构增强层的过程，操作工艺简单化，粘接层之间不易分离脱落，且背板各层厚度、性能可控可调，易于实现大规模、自动化、连续化的生产，生产效率高，是一种性能优异的新型太阳能电池背板，该背板还具有良好的耐候性、机械性能和长期稳定性，同时制备过程中不使用有机溶剂，环保绿色。具体实施方式下面通过实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含PBT的三层结构共挤太阳能电池背板，其特征在于：包括耐候层、粘接层和结构增强层，耐候层和结构增强层通过粘接层固定在一起；所述耐候层为改性聚偏氟乙烯层，按重量份数包括：60‑75份聚偏氟乙烯、5‑10份纳米级填料、0.5‑3.5份流动改性剂、10‑20份增强树脂、5‑10份无机填料、0.1‑2份热稳定助剂；所述粘接层为丙烯酸酯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物层、乙烯‑醋酸乙烯共聚物层或聚氨酯层中任一种；所述结构增强层为改性聚对苯二甲酸丁二醇酯层，按重量份数包括：50‑90份聚对苯二甲酸丁二醇酯、5‑30份纳米钛白粉、5‑40份增韧剂、0.1‑2份抗氧剂。

【技术特征摘要】
1.一种含PBT的三层结构共挤太阳能电池背板，其特征在于：包括耐候层、粘接层和结构增强层，耐候层和结构增强层通过粘接层固定在一起；所述耐候层为改性聚偏氟乙烯层，按重量份数包括：60-75份聚偏氟乙烯、5-10份纳米级填料、0.5-3.5份流动改性剂、10-20份增强树脂、5-10份无机填料、0.1-2份热稳定助剂；所述粘接层为丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物层、乙烯-醋酸乙烯共聚物层或聚氨酯层中任一种；所述结构增强层为改性聚对苯二甲酸丁二醇酯层，按重量份数包括：50-90份聚对苯二甲酸丁二醇酯、5-30份纳米钛白粉、5-40份增韧剂、0.1-2份抗氧剂。2.根据权利要求1所述的含PBT的三层结构共挤太阳能电池背板，其特征在于：所述流动改性剂为邻苯二甲酸酯二甲酯、邻苯二甲酸酯二乙酯、邻苯二甲酸酯二丁酯、邻苯二甲酸酯二己酯、邻苯二甲酸酯二辛酯、邻苯二甲酸酯二异辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯任一种或任几种的组合。3.根据权利要求1所述的含PBT的三层结构共挤太阳能电池背板，其特征在于：所述丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物层中，丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯中任一种或任几种。4.根据权利要求1所述的含PBT的三层结构共挤太阳能电池背板，其特征在于：所述的增强树脂为丙烯酸酯类树脂和/或甲基丙烯酸酯类树脂。5.根据权利要求1所述的含PBT的三层结构共挤太阳能电池背板，其特征在于：所述无机填料为二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙、硫酸钡、硫化锌中的任一种或任几种。6.根据权利要求1所述的含PBT的三层结构共挤太阳能电池背板，其特征在于：所述热稳定剂为二月桂酸二丁基锡、马来酸二正辛基锡、双（马来酸单丁酯）二丁基锡、双...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾方明，赵黎，李剑春，
申请(专利权)人：杭州福禧新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33