一种复合膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种复合膜及其制备方法和应用，该复合膜包括至少一层透光层和一层基材层；所述的透光层在365 nm~410 nm波段的紫外光透光率大于50%；所述的基材层在365 nm~410 nm波段的紫外光透光率小于20%；所述基材层的组份至少包括有主体树脂、紫外光固化聚合物、活性稀释剂、光引发剂和填充剂；所述透光层的组份至少包括有主体树脂。本发明专利技术的制备方法通过在层间制造皲裂与相分离，提高挤出材料界面的渗透程度，显著增强复合膜层间粘结力，克服了因各层之间的粘结力下降出现的层间分离现象，实现耐水解及耐候性大幅度提升，提高封装组件的使用寿命。组件的使用寿命。组件的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种复合膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光伏发电
，具体涉及一种复合膜及其制备方法和应用，该复合膜的层间粘结力显著增强。

技术介绍

[0002]近些年，光伏发电技术快速发展，得到了全球各界的广泛认可，全球装机量呈快速上升的趋势。太阳能背膜做为光伏发电组件的重要封装材料之一，越来越多的企业参与到太阳能背膜的设计、生产产业链，背膜技术得以不断迭代与发展。在众多制造技术中，共挤技术因具有制备工艺简便，成本优势明显，低VOC排放等诸多优势，近些年成为行业封装背膜重点发展方向。封装背膜可以借助共挤技术将多层材料挤出一体成型，也可以借助共挤技术制备复合强化芯层。
[0003]光伏发电系统在户外会经受高低温、潮湿、紫外、风砂、盐雾、化学腐蚀等复杂老化因子的长期作用。这些老化因子不断侵蚀封装背膜的各层材料，破坏背膜整体的完整性与连接致密性，使封装背膜的阻隔功能逐渐丧失，进而使得光伏组件功率大幅衰减。共挤技术工艺制造的一体成型背膜或芯层，通常是将各层材料加热到熔融态挤出压合定型而成，层间粘结力主要依靠界面分子链相互渗透，缠绕，铆合而形成。由于共挤材料分子刚性大，易结晶，界面致密光滑，以及为了提高阻隔性能而引入高比例的填料的阻挡，使得界面分子链相互渗透难度大，只能建立浅层链接。再加上挤出复合膜界面间不会构建类似与熔融共混的酯交换反应，界面无法构建化学链接。在复杂老化因子的作用下，时有发生层间脱离的现象。因此，共挤工艺生产的复合膜的层间粘结力仍需改善，以满足光伏发电对于背膜性能的严苛要求。
[0004]提高复合膜层间粘结力，现有技术主要有两大类方案：其一，各层材料中引入相容剂实现。如CN 112409938A公开了一种三层结构共挤背板，通过在耐候层中添加聚烯烃极性基团接枝共聚物为相容剂，有效提高聚酰胺聚醚嵌段共聚物与聚烯烃的相容性，在共挤工艺中无需额外增加粘合膜层就可以实现耐候层与芯层的有效粘合。
[0005]其二，通过增加界面的粗糙度实现。（1）如CN 113001856 A公开了一种智能卡，通过在柔软状态的PET两侧喷涂聚乙烯醇粉末，压延后使聚乙烯醇嵌入PET片材表面，用温水洗除聚乙烯醇粉末，得到具有蜂窝状表面的聚酯膜，提高了卡片层间粘结力。（2）如CN 203055940 U公开了一种两层结构的太阳能电池背板，通过在聚烯烃层表面设置磨砂纹或压花纹提高聚烯烃层和太阳能电池组件中的EVA层粘结力。（3）添加不同粒径和形状的填料，如BaSO4、SiO2、TiO2、CaCO3、高岭土等，增大基材的表面粗糙度，提高涂层和镀铝层附着力。（4）等离子体表面处理，增大基材的表面粗糙度，提高涂层和镀铝层附着力。
[0006]现有技术多有瑕疵，不能满足共挤复合膜的使用需求。如相容剂的引入，机理是借助聚合物分子间的键合力，降低两相组分间的界面张力，促进相分散，减小相分离，改善界面间的粘着力。但这种效果需要在混熔条件下才能实现，对于复合膜这类刚性片材界面的
改善效果微乎其微。现有提高界面粗糙度的方法在目前背膜或复合强化芯层的生产过程中无法操作执行。因此，市场急需开发新的方案用于增强共挤复合膜的层间粘结力。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的缺陷，提供一种复合膜及其制备方法和应用。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种复合膜，该复合膜包括至少一层透光层和一层基材层；所述的透光层在365 nm~410 nm波段的紫外光透光率大于50 %；所述的基材层在365 nm~410 nm波段的紫外光透光率小于20 %；所述基材层的组份至少包括有主体树脂、紫外光固化聚合物、活性稀释剂、光引发剂和填充剂；所述透光层的组份至少包括有主体树脂。
[0009]作为一种优选技术方案，基材层中所述紫外光固化聚合物的数均分子量小于所述主体树脂的数均分子量。
[0010]作为一种优选技术方案，基材层中所述紫外光固化聚合物的数均分子量与所述主体树脂的数均分子量的比值不高于50%。
[0011]作为一种优选技术方案，基材层中所述主体树脂的数均分子量大于10000，所述紫外光固化聚合物的数均分子量小于5000。
[0012]作为一种优选技术方案，按重量份计，所述的基材层中包含主体树脂50~150份、紫外光固化聚合物5~20份、活性稀释剂0.5~3份、光引发剂0.1~2份和填充剂4.4~21份。
[0013]作为一种优选技术方案，所述的基材层中还包含阻聚剂和其他助剂；按重量份计，所述的基材层中包含主体树脂50~150份、紫外光固化聚合物5~20份、活性稀释剂0.5~3份、光引发剂0.1~2份、填充剂4.4~21份、阻聚剂0.001~0.02份和其他助剂0.6~4份。
[0014]作为一种优选技术方案，所述的透光层中还包含助剂；按重量份计，所述的透光层包含主体树脂50~150份和助剂0.1~3.0份。
[0015]进一步优选的，所述基材层的其他助剂包含抗氧剂和抗水解剂中的至少一种。更进一步优选的，所述的其他助剂包含抗氧剂和抗水解剂。更进一步优选的，按重量份计，各其他助剂的成分含量为：抗氧剂0.1~1.0份、抗水解剂0.5~3份。
[0016]进一步优选的，所述透光层的助剂包含抗氧剂和抗水解剂中的至少一种。更进一步优选的，所述的助剂包含抗氧剂和抗水解剂。更进一步优选的，按重量份计，各助剂的成分含量为：抗氧剂0.05~1.0份、抗水解剂0.05~2.0份。
[0017]所述透光层的助剂中包含或不包含填充剂。所述的填充剂为颜料或/和填料；透光层优选为不添加颜料或/和填料。
[0018]作为一种优选技术方案，所述透光层的主体树脂为聚烯烃类树脂、乙烯
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醋酸乙烯酯共聚物EVA、热塑性聚氨酯弹性体TPU、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、聚酰胺PA中的至少一种；所述的聚烯烃类树脂为聚烯烃弹性体POE、低密度聚乙烯LDPE、高密度聚乙烯HDPE、聚丙烯PP及丙烯类共聚物中的至少一种；所述基材层的主体树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚萘二甲酸乙二醇酯PEN、
聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、聚酰胺PA、聚丙烯PP及丙烯类共聚物、聚碳酸酯PC中的至少一种。
[0019]作为一种优选技术方案，所述的紫外光固化聚合物为可紫外光固化的含有丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基或烯丙基的预聚物及改性类预聚物中的至少一种（该预聚物能降低苯环含量，减弱与低透光基材层的相容性）；进一步优选的，所述的紫外光固化聚合物为聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚酯改性丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂中的至少一种；作为一种优选技术方案，所述的活性稀释剂为多官能团稀释剂，参与交联的活性官能团数量大于等于2；进一步优选的，活性官能团数量大于等于3；进一步优选的，所述的活性稀释剂为丙烯酸酯，更进一步优选的，所述的丙烯酸酯为二缩乙二醇双丙烯酸酯DEGDA、二缩乙二醇双甲基丙烯酸酯DEGMA、三羟甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合膜，其特征在于，该复合膜包括至少一层透光层和一层基材层；所述的透光层在365 nm~410 nm波段的紫外光透光率大于50 %；所述的基材层在365 nm~410 nm波段的紫外光透光率小于20 %；所述基材层的组份至少包括有主体树脂、紫外光固化聚合物、活性稀释剂、光引发剂和填充剂；所述透光层的组份至少包括有主体树脂。2.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，基材层中所述紫外光固化聚合物的数均分子量小于所述主体树脂的数均分子量。3.根据权利要求2所述的复合膜，其特征在于，基材层中所述紫外光固化聚合物的数均分子量与所述主体树脂的数均分子量的比值不高于50%。4.根据权利要求2或3所述的复合膜，其特征在于，基材层中所述主体树脂的数均分子量大于10000，所述紫外光固化聚合物的数均分子量小于5000。5.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，按重量份计，所述的基材层中包含主体树脂50~150份、紫外光固化聚合物5~20份、活性稀释剂0.5~3份、光引发剂0.1~2份和填充剂4.4~21份。6.根据权利要求1或5所述的复合膜，其特征在于，所述的基材层中还包含阻聚剂和其他助剂；按重量份计，所述的基材层中包含主体树脂50~150份、紫外光固化聚合物5~20份、活性稀释剂0.5~3份、光引发剂0.1~2份、填充剂4.4~21份、阻聚剂0.001~0.02份和其他助剂0.6~4份。7.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，所述的透光层中还包含助剂；按重量份计，所述的透光层包含主体树脂50~150份和助剂0.1~3.0份。8.根据权利要求6所述的复合膜，其特征在于，所述基材层的其他助剂包含抗氧剂和抗水解剂中的至少一种。9.根据权利要求7所述的复合膜，其特征在于，所述透光层的助剂包含抗氧剂和抗水解剂中的至少一种。10.根据权利要求7或9所述的复合膜，其特征在于，所述透光层的助剂中包含或不包含填充剂。11.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，所述透光层的主体树脂为聚烯烃类树脂、乙烯
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醋酸乙烯酯共聚物、热塑性聚氨酯弹性体、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺中的至少一种；所述的聚烯烃类树脂为聚烯烃弹性体、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯及丙烯类共聚物中的至少一种；所述基材层的主体树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚丙烯及丙烯类共聚物、聚碳酸酯中的至少一种。12.根据权利要求1、2、3或5所述的复合膜，其特征在于，所述的紫外光固化聚合物为可紫外光固化的含有丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基或烯丙基的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇辉，屠烨顺，墨秋芹，王帅峰，
申请(专利权)人：苏州福斯特光伏材料有限公司，
类型：发明
国别省市：