[发明专利]接枝聚乙烯交联膜及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及交联膜的技术领域，特别涉及一种接枝聚乙烯交联膜及其制备方法和应用。

背景技术

太阳能光伏组件用背板(以下简称背板)是用在太阳能光伏组件背面，直接与外部环境接触的光伏封装材料，其耐老化、耐绝缘、耐水气等性能应满足太阳能光伏使用寿命的要求。

背板一般由三层组成，两个面层和一个内层，其中面向光伏组件的面层为内面层，面向环境的面层为外面层，两个面层之间为内层。根据面层是否采用含氟材料，分成双面含氟背板、单面含氟背板、无氟背板三种。双面含氟背板性能优越，典型的双面含氟背板为TPT背板，即两个面层都使用杜邦公司的Tadlar材料，当中使用PET(聚酯薄膜)材料，但价格昂贵，在光伏组件中使用受到其他材料背板的挑战。

目前有许多光伏组件使用单面含氟背板或无氟背板，典型的背板如TPE，BBF等，价格相对较低，但力学性能、电绝缘性能等与双面含氟背板相比有一定差距。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种接枝聚乙烯交联膜及其制备方法和应用。本发明提供的接枝聚乙烯交联膜具备优异的力学性能和电绝缘性能，用作太阳能光伏组件背板的内面层，与含氟外面层复合，可制得性能与双面含氟背板相媲美的单面含氟背板，且价格低廉。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种接枝聚乙烯交联膜，包括如下重量份的组分：硅烷接枝聚乙烯70～85份，白色无机填料10～27份，有机过氧化物交联剂0.5～1.5份，抗紫外老化助剂0.2～0.5份，抗氧剂0.2～1.5份。

优选的，所述有机过氧化物交联剂为2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已烷和/或叔丁基过氧化异丙苯。

优选的，所述白色无机填料包括钛白粉，所述钛白粉的粒径为1～100μm。

优选的，所述白色无机填料还包括纳米二氧化硅，所述纳米二氧化硅的粒径为1～100nm；所述钛白粉和纳米二氧化硅的重量份数比为1:1。

优选的，所述抗紫外老化助剂为二苯甲酮类、苯并三唑类、受阻胺类三种抗紫外老化助剂中的一种或多种的混合物。

优选的，所述二苯甲酮类抗紫外老化助剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，所述苯并三唑类抗紫外老化助剂为2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑，所述受阻胺类抗紫外老化助剂为聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]-s-三嗪-2,4-二基]-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二基-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨]。

优选的，所述抗氧剂包括四[β-(3',5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯。

本发明还提供了上述技术方案所述接枝聚乙烯交联膜的制备方法，包括如下步骤：

1)将每种白色无机填料分别与原料中部分硅烷接枝聚乙烯混合，在150～220℃条件下熔融挤出，切粒、冷却，分别得到粒径为2～5mm的母料；

2)将步骤1)所述母料和剩余的硅烷接枝聚乙烯、有机过氧化物交联剂、抗紫外老化助剂以及抗氧剂混合，将得到的混合物料熔融挤出，所述熔融挤出的过程中温度从100℃升高至170～195℃；

3)将步骤2)所述熔融挤出的物料经压膜定型，冷却，在65～85℃的温度下熟化处理45～72小时，得到接枝聚乙烯交联膜。

优选的，所述每种母料中白色无机填料与硅烷接枝聚乙烯的重量份数比为1:1～1.2。

本发明提供了上述技术方案所述接枝聚乙烯交联膜或上述技术方案所述制备方法得到的接枝聚乙烯交联膜在太阳能光伏组件背板中的应用。

本发明提供了一种接枝聚乙烯交联膜，包括如下重量份的组分：硅烷接枝聚乙烯70～85份，白色无机填料10～27份，有机过氧化物交联剂0.5～1.5份，抗紫外老化助剂0.2～0.5份，抗氧剂0.2～1.5份。本发明以硅烷接枝聚乙烯为主料，在有机过氧化物交联剂的作用下交联聚合形成网状结构的交联聚合物，从而显著提高硅烷接枝聚乙烯的力学性能和电绝缘性能；同时白色无机填料、抗紫外老化助剂、抗氧剂等助剂填充于所述网状结构交联聚合物的空隙中，其中白色无机填料起到良好的补强作用，抗紫外老化助剂显著提高交联聚合物的抗紫外老化性能，抗氧剂的存在可有效延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而最终得到力学性能和电绝缘性能优异的接枝聚乙烯交联膜。