本发明专利技术公开了一种高热导率绝缘PVB中间膜及制备方法。本发明专利技术方法首先将少层石墨烯和分散剂加入溶剂中，搅拌得到石墨烯分散液；将六方氮化硼和分散剂加入溶剂中，搅拌得到六方氮化硼分散液，离心后取上清液，加入硅烷偶联剂水解液，搅拌得到改性六方氮化硼分散液；然后将石墨烯分散液和改性六方氮化硼分散液混合成添加剂；将聚乙烯醇缩丁醛酯加入溶剂中，搅拌得到PVB树脂分散液，加入添加剂混合均匀，得到PVB中间膜分散液。将PVB中间膜分散液进行涂覆烘干，得到高热导率绝缘PVB中间膜。烘干时，平行于涂覆层放置厚向磁铁，施加磁场。本发明专利技术有效提升PVB中间膜的绝缘效果，具有较强的机械强度和力学性能，并保证材料的透光率。并保证材料的透光率。
【技术实现步骤摘要】
一种高热导率绝缘PVB中间膜及制备方法
[0001]本专利技术属于材料
，涉及一种高热导率绝缘PVB中间膜及制备方法，用于太阳能光伏发电等相关领域。
技术介绍
[0002]PVB中间膜是半透明的薄膜，透光率高，采用PVB中间膜作为的太阳能电池用玻璃的玻璃膜，能有效改善玻璃的透光性，有利于太阳光的吸收，并且PVB中间膜的耐候性强，寿命长还能提高太阳能玻璃的整体机械强度。散热是在太阳能光伏发电领域中的一项关键技术。现有光伏板存在散热问题，无法及时散去光照和内部电池片工作产生的热量，经常会出现“热斑现象”，影响光伏板光电转换效率，减少使用寿命。
[0003]六方氮化硼的二维结构也被称为氮化硼纳米片，单层六方氮化硼的透光率达到92％，热导率、机械强度等性能优异，而且拥有极佳的绝缘性、低介电系数及低介电损耗。氮化硼的热导率约为300W/m
·
K，已经超过市面上大部分导热材料。
[0004]石墨烯是目前为止导热系数最高的材料，高于单壁碳纳米管(3500W/m
·
K)和多壁碳纳米管(3000W/m
·
K)，纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/m
·
K，意味着1m厚的材料，两侧表面的温差为1K，在1秒内通过1平方米面积传递的热量可到达5300W。目前已有研究表面，石墨烯导热膜和石墨烯涂层的导热系数也可达600W/m
·
K。同时，单层石墨烯的透光率达到98％，具有超大的比表面积、优异的导电和导热性能，以及良好的化学稳定性。
技术实现思路
[0005]本专利技术的一个目的是提供一种高热导率绝缘PVB中间膜的制备方法，用于太阳能光伏板中间膜。
[0006]步骤(1)制备石墨烯分散液：
[0007]将少层石墨烯FLG和分散剂加入溶剂中，常温下利用高剪切设备搅拌2～3小时，转速为5000～8000转/小时，得到石墨烯分散液。
[0008]所述的少层石墨烯FLG的横向尺寸0.1～1.0μm，层数为1～10层。每升溶剂加入2.0～20.0g少层石墨烯FLG，优选为5.0～10.0g。每克少层石墨烯FLG对应加入0.02～0.5g分散剂，优选为0.05～0.2g。
[0009]经高剪切设备搅拌后，少层石墨烯FLG进一步被剥离，少层石墨烯FLG的层数减少，部分层数在6～10层的少层石墨烯FLG转化为层数小于等于5层的少层石墨烯FLG，FLG/均匀分散，且在空间静电斥力的作用下无团聚。石墨烯层数越少则热导率越高。
[0010]步骤(2)制备改性六方氮化硼分散液：
[0011]将六方氮化硼h
‑
BN和分散剂加入溶剂中，常温下利用高剪切设备搅拌4～5小时，转速为5000～8000转/小时，得到六方氮化硼分散液。
[0012]所述的六方氮化硼h
‑
BN的横向尺寸0.1～1.0μm，层数为1～10层。每升溶剂加入
2.0～20.0g六方氮化硼h
‑
BN，优选为5.0～10.0g。每克六方氮化硼h
‑
BN对应加入0.02～0.5g分散剂，优选为0.05～0.2g。
[0013]经高剪切设备搅拌后，六方氮化硼h
‑
BN进一步被剥离，六方氮化硼h
‑
BN的层数减少，部分层数在6～10层的六方氮化硼h
‑
BN转化为层数小于等于5层的六方氮化硼h
‑
BN，多种层数的六方氮化硼h
‑
BN均匀分散，且在空间静电斥力的作用下无团聚。六方氮化硼h
‑
BN层数越少则热导率越高。
[0014]将六方氮化硼分散液离心10～60分钟，转速为4000～6000转/小时，取上清液，然后加入硅烷偶联剂水解液，常温下搅拌2～3小时，使六方氮化硼h
‑
BN与硅烷偶联剂连接，得到改性六方氮化硼分散液。
[0015]所述的硅烷偶联剂为氨基类或环氧基类硅烷偶联剂，优选为N
‑
(β
‑
氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
(3,2
‑
环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷中的一种。每升上清液加入0.4～4.0g质量分数为2～8﹪的硅烷偶联剂水解液。
[0016]步骤(3)将石墨烯分散液和改性六方氮化硼分散液按照体积比1:1～3混合成添加剂。
[0017]步骤(4)制备PVB树脂分散液：
[0018]将聚乙烯醇缩丁醛酯PVB加入溶剂中，常温下搅拌3～4小时，转速为500～1500转/分钟，得到PVB树脂分散液。每升溶剂加入20.0～800.0g PVB树脂，优选为100.0～350.0g。
[0019]步骤(1)、(2)和(4)采用的溶剂相同，为水、乙醇、乙二醇丁醚BCS、甲基异丁基酮MIBK、乙二醇叔丁醚ETB、异丙醇IPA、N
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甲基吡咯烷酮NMP中的一种。
[0020]步骤(1)和(2)采用的分散剂相同，为高分子表面活性剂，优选为BYK
‑
2050、BYK
‑
3560、BYK
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4509、BYK
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4510中的一种。
[0021]步骤(5)将添加剂与PVB树脂分散液混合均匀，得到PVB中间膜分散液。每千克PVB树脂分散液中加入100～250克添加剂；优选为150～200克。
[0022]步骤(6)将PVB中间膜分散液进行涂覆烘干，烘干时间为20～60min，烘干温度为80～120℃，得到高热导率绝缘PVB中间膜；烘干时，平行于涂覆层放置厚向磁铁，对涂覆的PVB中间膜分散液施加强度为0.1～1.0特斯拉的磁场，使PVB中间膜分散液的石墨烯平面垂直于中间膜表面平面，提高中间膜的散热性。
[0023]本专利技术的另一个目的是提供按照上述方法制备得到的高热导率绝缘PVB中间膜，厚度为0.2～5.0mm。
[0024]本专利技术针对具有优良热传导率和极佳绝缘性能的中间膜存在需求，在复合材料内形成良好的导热通路，既能够快速散去光照产生的热量，又可以快速转移硅电池片工作产生的热量，再加入六方氮化硼提高PVB膜的绝缘性，满足了该需求。
[0025]本专利技术采用在空间位阻斥力下稳定的少层六方氮化硼h
‑
BN和少层石墨烯FLG的结合分散液增强中间膜的导热能力，并用硅烷偶联剂对功能添加剂进行了化学连接，同时外加磁场会促进石墨烯垂直于基体平面定向排列(此排列方式下石墨烯散热效果最好)，本专利技术可将PVB膜在室温下的热导率提高100倍以上(由0.1W/m
·
K提高到10W/m
·
K)。
[0026]本专利技术采用的六方氮化本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高热导率绝缘PVB中间膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)将少层石墨烯和分散剂加入溶剂中，常温下利用高剪切设备进行搅拌，得到石墨烯分散液；每升溶剂加入2.0～20.0g少层石墨烯，每克少层石墨烯对应加入0.02～0.5g分散剂；步骤(2)将六方氮化硼和分散剂加入溶剂中，常温下利用高剪切设备进行搅拌，得到六方氮化硼分散液；每升溶剂加入2.0～20.0g六方氮化硼，每克六方氮化硼对应加入0.02～0.5g分散剂；将六方氮化硼分散液离心后取上清液，然后加入硅烷偶联剂水解液，常温下搅拌2～3小时，得到改性六方氮化硼分散液；所述的硅烷偶联剂为氨基类或环氧基类硅烷偶联剂；每升上清液加入0.4～4.0g质量分数为2～8﹪的硅烷偶联剂水解液；步骤(1)和(2)采用的分散剂相同，为高分子表面活性剂；步骤(3)将石墨烯分散液和改性六方氮化硼分散液按照体积比1:1～3混合成添加剂；步骤(4)将聚乙烯醇缩丁醛酯PVB加入溶剂中，常温下搅拌得到PVB树脂分散液；每升溶剂加入20.0～800.0g聚乙烯醇缩丁醛酯PVB；步骤(1)、(2)和(4)采用相同的溶剂；步骤(5)将添加剂与PVB树脂分散液混合均匀，得到PVB中间膜分散液；每千克PVB树脂分散液中加入100～250克添加剂；步骤(6)将PVB中间膜分散液进行涂覆烘干，得到高热导率绝缘PVB中间膜；烘干时，平行于涂覆层放置厚向磁铁，对涂覆的PVB中间膜分散液施加强度为0.1～1.0特斯拉的磁场，使PVB中间膜分散液中的石墨烯平面垂直于中间膜表面平面。2.如权利要求1所述的一种高热导率绝缘PVB中间膜的制备方法，其特征在于：所述的少层石墨烯的横向尺寸0.1～1.0μm，层数为1～10层。3.如权利要求1所述的一种高热导率绝缘PVB中间膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，每升溶剂加入5.0～10.0g少层石墨烯，每克少层石墨烯对应加入0.05～0.2g分散剂。4.如权利要求1所述的一种高热导率绝缘PVB中间膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，高剪切设备转速为5000～8000转/小时，搅拌时间为2～3小时。5.如权利要求1所述的一种高热导率绝缘PVB中间膜的制备方法，其特征在于：所述的六方氮化硼的横向尺寸0.1～1.0μm，层...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯登华，戎春勇，乔石，刘诗卉，肖翡，西瓦桑布，
申请(专利权)人：湖州市吴兴区核源金属新材研究院，
类型：发明
国别省市：
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