一种高耐湿热老化性和防腐性的PE膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高耐湿热老化性和防腐性的PE膜及其制备方法，其包括如下重量份的组分：HDPE 35~40份、LLDPE 5~15份、SEBS 5~15份、笼型倍半硅氧烷10~15份、高耐湿热母粒8~15份、茶皂素3~5份、复合热稳定剂1~3份、抗氧剂1~2份和交联剂1~3份、硅烷偶联剂1~3份；采用上述配方制备的PE膜，具有优异的耐湿热老化性和防腐性，可适用在南方高温且多雨气候。

A PE film with high moisture-heat aging resistance and corrosion resistance and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高耐湿热老化性和防腐性的PE膜及其制备方法
本专利技术涉及光伏背板的膜材料，尤其是涉及一种高耐湿热老化性和防腐性的PE膜及其制备方法。
技术介绍
随着晶硅太阳能电池光电转换技术的进步，具有环保节能优势的太阳能电池发电技术得到广泛应用与推广，由此带动了太阳能电池用背板的巨大市场需求。具有单一性能优势的聚合物薄膜材料无法满足太阳能电池背板的性能要求，通常采用多层性能互补的薄膜材料通过复合胶黏剂粘接在一起来制备太阳能电池背板。早期太阳能电池背板结构一般由三层薄膜复合而成，即双层氟膜结构聚氟乙烯(PVF)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/PVF。由于PVF树脂生产对环境污染大，价格昂贵，人们开始研制PVF替代膜材料，具有环保优势和价格优势的聚乙烯薄膜材料开始受到人们的关注。现有专利中授权公告号为CN105538846B的中国专利技术专利公开了一种PE复合薄膜及其制备方法、及包含该膜的太阳能背板，该PE复合薄膜依次包括表层PE膜、芯层PE膜及热封层PE膜；芯层PE膜中加入抗紫外线母粒和白色母，热封层PE膜中加入抗紫外线母粒、白色母以及EVA树脂。PE复合薄膜的基体材料由LDPE和LLDPE构成；抗紫外线母粒的UV32添加量范围控制为PE复合薄膜总重量的2.9～3.7wt％，白色母的添加量占PE复合薄膜总重量的比例为9.8～11.5wt％，制备了具有较高抗拉强度、易剥离程度、热封强度和抗紫外线老化性能均有较大的提升。但是，上述PE复合薄膜的热变形温度不超过120℃，拉伸强度只能达到30Mpa，当使用在南方夏季，特别是遇到梅雨天气时，现有PE薄膜的耐湿热老化性、防腐性还达不到实际需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高耐湿热老化性和防腐性的PE膜及其制备方法，具有优异的耐湿热老化性和防腐性，可适用在南方高温且多雨气候。本专利技术的上述专利技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种高耐湿热老化性和防腐性的PE膜，包括如下重量份的组分：HDPE35～40份、LLDPE5～15份、SEBS5～15份、笼型倍半硅氧烷10～15份、高耐湿热母粒8～15份、茶皂素3～5份、复合热稳定剂1～3份、抗氧剂1～2份和交联剂1～3份、硅烷偶联剂1～3份。通过采用上述技术方案，HDPE是在齐格勒催化剂催化下，在低压条件下聚合的产物，是一种由乙烯共聚生成结晶度高、非极性的热塑性树脂，具有优良的耐化学品性、较强的抗强氧化剂、酸碱盐与有机溶剂的腐蚀和溶解，不吸湿，具有良好的防水蒸汽性，可用于防潮防渗功能，但耐老化性、环境应力开裂较差。LLDPE无毒、无味、无臭，密度处于0.915～0.935g/cm3之间，是乙烯与少量高级α-烯烃在催化剂作用下，经高压或低压聚合而成的一种共聚物，只有少量或没有长支链，但包含一些短支链，没有长支链使聚合物的结晶性较高，相比于LDPE，具有强度高、韧性好、刚性强、耐热、耐寒等优点，还具有良好的耐环境应力开裂、耐撕裂强度等性能，并可耐酸、碱、有机溶剂等。SEBS是以聚苯乙烯为末端段，并以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物，在常温下，聚苯乙烯嵌段硬而强，与中间的弹性体嵌段(软段)不相容，呈相分离状态；聚苯乙烯嵌段形成相区分散于弹性基体相中，并将弹性体嵌段锁接成物理交联的网路；以弹性体为连续相，聚苯乙烯为分散相的网络结构赋予了SEBS与传统硫化橡胶相似的弹性体性能；以HDPE、LLDPE、SEBS混合作为基体，可保证基体同时兼具有较高的强度、良好的抗冲击性、抗老化性和耐酸碱溶剂性。笼型倍半硅氧烷(POSS)是由硅氧多元环形成的立方多面体组成，以Si-O键为无机框架，在硅上带有烃基或者极性官能团，能够通过接枝、共聚或者共混引入到聚合物中，提高聚合物的表面硬度、力学性能、抗氧化性、耐热性、阻燃性和加工流动性，POSS是中空的刚性的笼子，密度低而质量轻，气体渗透性好，尤其是对称的笼型，介电性、光学性、抗辐射性以及热稳定性均较好，POSS以分子级分散于聚合物中，不会产生相分离，应用于户外高温照射，明显增加共混物的耐候性；茶皂素又名茶皂苷，是由茶树种子中提取出来的一类糖苷化合物，是性能优良的表面活性剂，减小辅助填料与混合基体间的接触角，提高辅助填料在混合基体内的润湿作用，从而提高PE膜的表面活性，增强PE膜与胶黏剂层的结合作用。本专利技术进一步设置为：所述高耐湿热母粒包括如下重量份的组分：PP20～25份、聚醚醚酮树脂5～10份、增韧材料5～10份、羟乙基纤维素5～10份、三聚甘油单硬脂酸酯1～3份、硬脂酸正丁酯2～5份。通过采用上述技术方案，PP为无色、无毒、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.91g/cm3，等规PP结晶度高，结构规整，具有优异的力学性能，提高SEBS基体的抗冲击强度，同时，等规PP的熔点高达167℃，具有优异的耐热、耐腐蚀的特性，采用等规PP，产品及工艺稳定可控，具有较好的耐热及抗溶剂性。聚醚醚酮(PEEK)是分子主链中含有链节的线性芳香族高分子化合物，属于半结晶性、热塑性塑料，机械特性方面，PEEK是韧性和刚性兼备的塑料，特别是它对交变应力的优良耐疲劳性是所有塑料中较出众的，可与合金相媲美；自润滑性方面，PEEK在所有塑料中具有出众的滑动特性，特别是与碳纤、石墨混合时PEEK的自润滑性更佳；PEEK具有优异的耐腐蚀性，能溶解或者破坏它的只有浓硫酸，它的耐腐蚀性与镍钢相近。由于PP聚醚醚酮的抗拉强度、硬度均较高，添加增韧材料可弥补高耐湿热母粒的抗冲击性和柔韧性，防止高耐湿热母粒在成型过程中易开裂的缺陷。增韧填料作为辅助填料，具有良好的增韧作用，将其添加在混合基体中，有助于提高基体的弹性、抗冲击性；羟乙基纤维素同属于可溶性纤维素醚类，具有良好的增稠、分散、粘合和成膜性能，溶于水后形成水基纤维素类粘合剂填充到复合体系内，可增加填料与填料之间或者填料与基体之间的相互作用力，增加了各种组分之间的粘结力，进而提高该PE膜的整体结构强度。三聚甘油单硬脂酸酯添加在制备高耐湿热母粒的反应体系中，起到分散剂、保湿稳定剂的优点；硬脂酸正丁酯作为润滑剂，可减小增韧材料与PP、聚醚醚酮树脂混合时的摩擦力，具有较好的热稳定性。本专利技术进一步设置为：所述增韧材料选用氯化聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯或者轻质碳酸钙中的任意一种。通过采用上述技术方案，氯化聚乙烯为白色粉末，无毒无味，具有优良的耐候性、耐腐蚀、耐老化以及优异的韧性，甚至在-30℃仍有较好的柔韧性，与其他高分子材料具有良好的相容性，同时，氯化聚乙烯的加工性能较好，门尼粘度在50～100之间，具有较好的流动性；甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯是PE的重要增韧改性剂，还能最大限度保持PE的透明性，它与PE两相之间是半相容的，即具有较好的界面相容性，可在混合体系内保持粒子形状完整，随着甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯含量的增加，分散的颗粒逐渐凝结起来形成海岛结构，当材料受到外力冲击时，发生形变并诱发银纹和剪切带，通过银纹和剪切带分散和吸收冲击能量，形成材料从脆性断裂向韧性断裂的转变，从而达到增韧的目的；轻质碳酸钙的粒子很小，单位质量的比表面能愈大，增大了填料与聚合物基质的接触面积，从而使轻质碳酸钙具有因粒子微细和链状结构而生成的物理缠结作用，又本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐湿热老化性和防腐性的PE膜，其特征在于，包括如下重量份的组分：HDPE 35~40份、LLDPE 5~15份、SEBS 5~15份、笼型倍半硅氧烷 10~15份、高耐湿热母粒 8~15份、茶皂素 3~5份、复合热稳定剂 1~3份、抗氧剂 1~2份和交联剂 1~3份、硅烷偶联剂1~3份。

【技术特征摘要】
1.一种高耐湿热老化性和防腐性的PE膜，其特征在于，包括如下重量份的组分：HDPE35~40份、LLDPE5~15份、SEBS5~15份、笼型倍半硅氧烷10~15份、高耐湿热母粒8~15份、茶皂素3~5份、复合热稳定剂1~3份、抗氧剂1~2份和交联剂1~3份、硅烷偶联剂1~3份。2.根据权利要求1所述的一种高耐湿热老化性和防腐性的PE膜，其特征在于，所述高耐湿热母粒包括如下重量份的组分：PP20~25份、聚醚醚酮树脂5~10份、增韧材料5~10份、羟乙基纤维素5~10份、三聚甘油单硬脂酸酯1~3份、硬脂酸正丁酯2~5份。3.根据权利要求2所述的一种高耐湿热老化性和防腐性的PE膜，其特征在于：所述增韧材料选用氯化聚乙烯、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯或者轻质碳酸钙中的任意一种。4.根据权利要求2所述的一种高耐湿热老化性和防腐性的PE膜，其特征在于，所述高耐湿热母粒的制备方法包括如下步骤：（1）将PP、聚醚醚酮树脂、羟乙基纤维素、三聚甘油单硬脂酸酯添加至高速混合机中，搅拌温度调节至150℃，调节搅拌速度为230~235r/min；（2）继续加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：张嘉磊，张国良，
申请(专利权)人：江阴市江泰高分子新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32