一種高局放電壓太陽能電池背板基膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于W聚醋為材料的功能薄膜及其制備，設(shè)及一種高局放電壓太陽能電池 背板基膜及其制備方法。本發(fā)明高局放電壓太陽能電池背板基膜適用于太陽能光伏電池背 板材料的制造。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著電力設(shè)備電壓等級的提高和各種有機絕緣材料的廣泛應(yīng)用，電力設(shè) 備的局部放電（簡稱局放）問題越來越突出。局部放電會逐漸腐蝕、損壞絕緣材料，使放電 區(qū)域不斷擴大，最終導致整個絕緣體的擊穿。因此，對太陽能電池背板基膜的局部放電研 究就顯得十分重要；現(xiàn)有技術(shù)中，對WPET聚醋（即：聚對苯二甲酸乙二醇醋）為主的太陽 能電池背板基膜的局部放電性能提高的研究主要集中在兩個方面：一是，中國專利申請?zhí)?201410822811.X、公開號CN104494263A提供了 "一種高局放電壓光伏背板"，系通過聚對苯 二甲酸乙二醇醋與第Ξ主體樹脂聚對苯二甲酸下二醇醋、聚糞二甲酸乙二醇醋、聚糞二甲 酸下二醇醋中的一種或多種按照任意配比混合提高局部放電的電壓；二是，日本東洋紡通 過微發(fā)泡技術(shù)提高聚對苯二甲酸乙二醇醋的局部放電的電壓。
[0003] 無論采用第Ξ材料的共混或發(fā)泡技術(shù)，雖對太陽能背板PET聚醋基膜的局部放 電性能有一定幅度的提高（250μπι厚度的太陽能背板PET背板基膜局部放電的電壓達 1100V)，但對太陽能背板PET聚醋基膜要求達到更高局部放電的電壓（250μπι厚度的太陽 能背板PET背板基膜局部放電的電壓達1500V)還是遠遠不夠的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高局放電壓太陽能電池 背板基膜及其制備方法。本發(fā)明在高局放電壓太陽能電池背板基膜的制備中，利用納米材 料一定的導電性，消除靜電電荷在絕緣材料局部集中，W達到局部放電電壓提高的目的，從 而提供一種性能良好的高局放電壓太陽能電池背板基膜及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明的內(nèi)容是：一種高局放電壓太陽能電池背板基膜，其特征是：該高局放電 壓太陽能電池背板基膜由具有高局放電壓功能的A層聚醋薄膜和具有耐水解功能的B層聚 醋薄膜復合組成，A層聚醋薄膜與B層聚醋薄膜的質(zhì)量比為400~900 :100,該高局放電壓 太陽能電池背板基膜的厚度為100μπι~350μπι;
[0006] 所述高局放電壓太陽能電池背板基膜在100μπι~350μπι厚度下的局部放電壓 為800V~1800V;在121°C(高溫）蒸煮使斷裂伸長率衰減至10%時，蒸煮時間達6化~ 8地；在38°C，90%RH(RH為RelativeHumidity,即相對濕度）測試環(huán)境下，水蒸氣透過率 《1.5g/m2 · 2地；
[0007] 所述高局放電壓太陽能電池背板基膜是將400~900質(zhì)量份A層用的高局放電壓 PET樹脂和100質(zhì)量份B層用的耐水解PET樹脂通過兩臺擠出機在260°C~290°C下分別烙 融后，經(jīng)樹脂烙融分配器分層共擠擠出，在15°C~25°C下冷鼓上鑄片，再經(jīng)2. 9~3. 5倍縱 向拉伸、3.ο~3. 5倍橫雙向拉伸，在190°C~230°C下熱定型而制得（PET聚醋薄膜）；
[0008] 所述高局放電壓PET樹脂由62~920質(zhì)量份高局放PET母粒、8~10質(zhì)量份有機 紫外PET母粒、10質(zhì)量份耐水解PET母粒、W及20~60質(zhì)量份金紅石二氧化鐵PET母粒組 成；
[0009] 所述耐水解PET樹脂由1質(zhì)量份耐水解PET母粒和9~99質(zhì)量份PET聚醋樹脂 組成；
[0010] 所述高局放PET母粒的制備方法是：先將質(zhì)量比為無機納米材料：乙二醇=3 : 100的無機納米材料和乙二醇，用（高速）研磨機研磨化~她，制成含粒徑100皿~300皿 無機納米材料的乙二醇研磨液；取1000質(zhì)量份對苯二甲酸、392~449質(zhì)量份乙二醇研磨 液加入反應(yīng)器中，反應(yīng)器內(nèi)初壓力0. 2MPa，當反應(yīng)器內(nèi)溫度升至230°C~250°C，開始（緩 慢）泄壓，收集醋化饋出水分，通過出水量計算醋化率，當醋化率達到97%時，加入0. 25~ 0. 35質(zhì)量份催化劑Ξ氧化二錬、0. 1~0. 2質(zhì)量份穩(wěn)定劑憐酸Ξ苯醋，攬拌15min~20min， 接著開始（緩慢）抽真空，至反應(yīng)器內(nèi)余壓小于60化，并升溫至280°C~290°C進行縮聚，縮 聚時間化~地，充入成出料，即制得高局放陽T母粒；其中：所述無機納米材料是納米二 氧化鐵、納米二氧化娃、納米氧化鋒、納米硫酸領(lǐng)、W及納米Ξ氧化二侶中的一種或任意兩 種的混合物；
[0011] 所述有機紫外PET母粒的制備方法是：先將PET聚醋樹脂在150°C~170°C干燥 化~化，然后將400~900質(zhì)量份PET聚醋樹脂和100質(zhì)量份有機紫外線吸收劑在料倉中 混合均勻，通過雙螺桿擠出機1#在265°C~285°C的溫度下烙融擠出、造粒，即制得有機紫 外PET母粒；其中：所述PET聚醋樹脂為特性粘度為0. 60dl/g~0. 85dl/g的PET聚醋樹 脂；所述有機紫外線吸收劑是UV-234、UV-3030、UV-1577、UV-944中的一種或任意兩種的混 合物，運些有機紫外線吸收劑產(chǎn)品都是中國化工市場上常用產(chǎn)品，產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)有宿遷聯(lián) 盛化學有限公司、襄陽福潤達化工有限公司和蘇州亮彩化工有限公司等企業(yè)；
[0012] 所述耐水解陽T母粒的制備方法是：先將PET聚醋樹脂在150°C~170°C干燥化~ 3h，然后將400~900質(zhì)量份PET聚醋樹脂和100質(zhì)量份耐水解劑在料倉中混合均勻，通過 雙螺桿擠出機2#在235°C~275°C的溫度下烙融擠出、造粒，即制得耐水解PET母粒；其中： 所述耐水解劑是芳香族的單體型碳化二亞胺或聚合型碳化二亞胺；所述陽T聚醋樹脂為特 性粘度為0. 60dl/g~0. 85dl/g的PET聚醋樹脂。
[0013] 本發(fā)明的內(nèi)容中：所述耐水解劑是德國朗盛化學提供的St油axoll、St油axol P100、St油axolP200、St油axolP400中的一種或任意兩種的混合物，運些耐水解劑產(chǎn)品都 是中國化工市場上常用產(chǎn)品。
[0014] 本發(fā)明的內(nèi)容中：所述金紅石二氧化鐵陽T母粒為中國化工市場常用的寧波色母 粒有限公司M598牌號金紅石二氧化鐵陽T母粒（或稱M598PET聚醋鐵母粒、M598PET聚醋 鐵母料）。
[0015] 本發(fā)明的內(nèi)容中：所述PET聚醋樹脂均是特性粘度為0. 60dl/g~0. 85dl/g的PET 聚醋樹脂（產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)有：美國杜邦公司、儀征化纖股份有限公司和佛山化纖集團有限 公司等）。
[0016] 本發(fā)明的另一內(nèi)容是：一種高局放電壓太陽能電池背板基膜的制備方法，其特征 是步驟為：
[0017] a、制備高局放電壓陽Τ樹脂：
[001引 第一步，制備高局放PET母粒：
[0019] 先將質(zhì)量比為無機納米材料：乙二醇=3 :100的無機納米材料和乙二醇，用（高 速）研磨機研磨化~化，制成含粒徑lOOnm~300nm無機納米材料的乙二醇研磨液，備用；
[0020] 取1000質(zhì)量份對苯二甲酸（簡稱PTA)、392~449質(zhì)量份乙二醇研磨液加入反應(yīng) 器中，反應(yīng)器內(nèi)初壓力0. 2MPa，當反應(yīng)器內(nèi)溫度升至230°C~250°C(醋化溫度），開始（緩 慢）泄壓，收集醋化饋出水分，通過出水量計算醋化率，當醋化率達到97%時，加入0. 25~ 0. 35質(zhì)量份催化劑Ξ氧化二錬、0. 1~0. 2質(zhì)量份穩(wěn)定劑憐酸Ξ苯醋，攬拌15min~20min， 接著開始（緩慢）抽真空，至反應(yīng)器內(nèi)余壓小于60化，并升溫至280°C~290°C(縮聚溫度） 進行縮聚，縮聚時間化~地，充入成出料，即得到高局放PET母粒，備用；
[0021] 所述無機納米材料是納米二氧化鐵、納米二氧化娃、納米氧化鋒、納米硫酸領(lǐng)、納 米Ξ氧化二侶中的一種或任意兩種的混合物；
[002引第二步，制備有機紫外PET母粒：
[002引先將陽T聚醋樹脂在150°C~170°C干燥化~3h，然后將400~900質(zhì)量份陽T聚醋樹脂和100質(zhì)量份有機紫外線吸收劑在料倉中混合均勻，通過雙螺桿擠出機1#在 265°C~285°C的溫度下烙融擠出、造粒，即制得有機紫外PET母粒，備用；
[0024] 所述PET聚醋樹脂為特性粘度為0. 60dl/g~0. 85dl/g的PET聚醋樹脂；
[00巧]所述有機紫外線吸收劑是UV-234、UV-3030、UV-1577、UV-944中的一種或任意兩 種的混合物，運些有機紫外線吸收劑產(chǎn)品都是中國化工市場上常用產(chǎn)品；生產(chǎn)廠家有：宿 遷聯(lián)盛化學有限公司、襄陽福潤達化工有限公司和蘇州亮彩化工有限公司等企業(yè)；
[0026] 第Ξ步，制備耐水解PET母粒：
[0027] 先將陽T聚醋樹脂在150°C~170°C干燥化~3h，然后將400~900質(zhì)量份陽T聚 醋樹脂和100質(zhì)量份耐水解劑在料倉中混合均勻，通過雙螺桿擠出機2#在235°C~275°C 的溫度下烙融擠出、造粒，即制得耐水解PET母粒，備用；
[0028] 所述耐水解劑是單體碳化二亞胺或聚合型碳化二亞胺；
[0029] 所述PET聚醋樹脂為特性粘度為0. 60dl/g~0. 85dl/g的PET聚醋樹脂；
[0030] 第四步，準備外購（即市場上購買的）的金紅石二氧化鐵陽T母粒；
[0031] 第五步，制備高局放電壓陽T樹脂：
[0032] 將第一、二、Ξ和四步制備高局放PET母粒62~920質(zhì)量份、有機紫外PET母粒 8~10質(zhì)量份、耐水解PET母粒10質(zhì)量份和外購的金紅石二氧化鐵PET母粒20~60質(zhì)量 份，混合均勻，在干燥溫度150°C~170°C下，干燥化~地后，經(jīng)雙螺桿擠出機3#在265 °C~ 285°C溫度下擠出，切粒，即制得高局放電壓PET樹脂，備用；
[0033]b、制備耐水解陽T樹脂：
[0034] 將步驟a中第Ξ步制備的耐水解PET母粒1質(zhì)量份和PET聚醋樹脂9~99質(zhì)量 份混合均勻，在干燥溫度150°C~170°C下，干燥化~地后，經(jīng)雙螺桿擠出機4#在265°C~ 285°C溫度下擠出，切粒，備用；
[0035] 所述PET聚醋樹脂為特性粘度為0. 60dl/g~0. 85dl/g的PET聚醋樹脂；
[0036]C、制備高局放電壓太陽能電池背板基膜：
[0037] 將A層用步驟a中制備的高局放電壓PET樹脂與B層用步驟b中制備的耐水解 PET樹脂按質(zhì)量比為4~9 :1分別備料，并分別通過擠出機A、擠出機B，在260°C~290°C下烙融后，經(jīng)樹脂烙融分配器分層共擠擠出，在15°C~25°C下冷鼓上復合鑄片，復合鑄片 再在70°C~80°C下經(jīng)2. 9~3. 5倍縱向拉伸、然后經(jīng)Is~5s冷卻至15°C~20°C，再在 110°C~130°C下進行3. 0~3. 5倍橫向拉伸，經(jīng)雙向拉伸的薄膜進入電加熱通道熱定型區(qū)， 其中第一區(qū)為200°C~210°C、第二區(qū)為210°C~215°C、第Ξ區(qū)為215°C~220°C、第四區(qū)為 215°C~220°C、第五區(qū)為225°C~230°C、第六區(qū)為190°C~200°C，薄膜熱定型時間為8s~ 120s;經(jīng)過熱定型區(qū)的薄膜再經(jīng)60°C~70°C、Is~20s和室溫下兩個階段的冷卻，收卷，即 制得高局放電壓太陽能電池背板基膜。
[0038] 本發(fā)明的另一內(nèi)容中：步驟a中所述耐水解劑是德國朗盛化學提供的St油axol I、St油axolP100、St油axolP200、St油axolP400中的一種或任意兩種的混合物，運些耐 水解劑產(chǎn)品都是中國化工市場上常用產(chǎn)品。
[0039] 本發(fā)明的另一內(nèi)容中：步驟a中所述金紅石二氧化鐵PET母粒為中國化工市場常 用的寧波色母粒有限公司M598牌號金紅石二氧化鐵陽T母粒（或稱M598PET聚醋鐵母粒、 M598PET聚醋鐵母料）。
[0040] 本發(fā)明的另一內(nèi)容中：所述PET聚醋樹脂均是特性粘度為0. 60dl/g~0. 85dl/g 的陽T聚醋樹脂（產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)有：美國杜邦公司、儀征化纖股份有限公司和佛山化纖集團 有限公司等）。
[0041] 所述制得的高局放