[發明專利]一種高柔性四元共聚含氟樹脂及其制備方法與應用

無效

• 申請號: 201110041370.6
• 申請日: 2011-02-21
• 公開（公告）號: CN102161723A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 王婧;張永明;張恒;蔡勝梅;王亞;宗少杰
• 申請（專利權）人: 山東東岳高分子材料有限公司
• 主分類號: C08F214/26
• 分類號: C08F214/26;C08F210/02;C08F216/14;C08L27/18;H01L31/048
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 趙會祥

技術領域

本發明涉及一種高柔性四元共聚含氟樹脂及其制備方法與應用，屬于太陽能光伏電池材料技術領域。

背景技術

目前生產的太陽能電池組件一般是由低鐵鋼化玻璃、EVA膠膜、高轉換效率的單片太陽能電池、EVA膠膜和由氟塑料、聚酯復合而成的背膜層疊封裝而成。利用可靠的焊接技術、高真空加熱層壓工藝及配備經防腐處理鋁合金邊框、水密接線盒，制備成結構合理，抗紫外老化和抗風強度好的太陽能電池組件。

鋼化玻璃作為太陽能電池組件的上封裝材料，具有良好的耐候性、耐溶劑性、耐熱性、透明性和防水性，但由于玻璃自身存在易碎、自重大的缺陷，使得太陽能電池組件在運輸、安裝和使用過程中存在較高的風險，同時玻璃難于粘接的特點會造成封裝工藝的復雜化。為了緩解這一難題，有人提出可采用專利CN?201038178Y提到的太陽能電池襯底材料聚酰亞胺膜作為上封裝材料，這種薄膜雖然透光率較高，但膜體自身呈褐色，會吸收一部分光，降低光的利用效率。公開號為CN?101597354A(申請號：200910032395.2)的中國專利，公開了一種高性能絕緣防腐氟材料ETFE及其制造方法，是將色譜單峰O₂≤30PPM的四氟乙烯單體45～55％，純度≥99.9％的乙烯30～40％，第三單體2～3％，活性氧含量≥4.7％的引發劑5～7％，聚合級F141B?7～9％，經過配料、聚合、聚合物蒸餾、后處理、干燥制成氟材料ETFE。該材料可用作航空、航天導線的絕緣材料、核工業的耐輻射模壓材料、半導體行業的絕緣防腐材料、大型石化企業的重防腐材料、密封材料以及太陽能行業的高性能薄膜材料等。但該膜存在高溫易開裂，強度低，柔韌性差的缺陷。因此，研制一種既具有良好耐候性和防水性、高透明度，同時兼具柔韌性好、機械強度高、易封裝、輕而薄的長壽封裝材料已成為目前太陽能電池領域急需解決的關鍵課題。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種高柔性太陽能電池封裝膜用四元共聚含氟樹脂。

一種高柔性太陽能電池封裝膜用四元共聚含氟樹脂，其特征在于，由如下單體共聚而成，均為在共聚物中的摩爾百分數：

乙烯30-45％、四氟乙烯40-60％、全氟烷基乙烯基醚1-10％、2-(全氟丙氧基)全氟丙基三氟乙烯基醚1-10％。

優選的，全氟烷基乙烯基醚和2-(全氟丙氧基)全氟丙基三氟乙烯基醚在共聚物中的摩爾百分數含量之和不低于5％。

優選的，全氟烷基乙烯基醚和2-(全氟丙氧基)全氟丙基三氟乙烯基醚單體的摩爾比為(2-3)∶(3-2)。

所述的全氟烷基乙烯基醚的結構式為：

其中R所代表的烷基是指1-6個碳原子的全氟烷基，包括直鏈和支鏈烷基。優選的，所述的烷基為甲基或正丙基。

所述的2-(全氟丙氧基)全氟丙基三氟乙烯基醚的結構式為：

其中，n為1-3的整數，優選的，n等于1。

所述的全氟烷基乙烯基醚和2-(全氟丙氧基)全氟丙基三氟乙烯基醚共聚單體的加入不僅大大提高了原來乙烯和四氟乙烯二元共聚ETFE的的柔韌性，顯著改善了其在高溫條件下的耐熱開裂性能，同時進一步提高了樹脂的表面能，粘接性能更佳。

所述的高柔性四元共聚含氟樹脂，熔點為250-300℃。長期最高使用溫度為200℃。

所述的高柔性四元共聚含氟樹脂，熔體粘度低于10³Pa·s。加工流動性非常好，易于采用加工領域的常規設備加工成膜。

上述高柔性四元共聚含氟樹脂可以通過常規的聚合方法制備得到，如①溶液聚合法：在有機溶劑中進行的共聚反應，溶劑選自氟碳溶劑或氟氯烷烴以及其它合適的有機反應溶劑；②懸浮聚合法：在水相中、在分散劑的存在下進行分散聚合反應或懸浮聚合反應，所述的分散劑選自全氟烷基羧酸鹽、全氟烷氧基羧酸鹽、全氟烷基磺酸鹽、全氟烷氧基磺酸鹽三嗪類分散劑、全氟羧酸氨鹽；③乳液聚合法：在水相中進行的乳液聚合反應，乳化劑的濃度為0.2-3％，所述乳化劑包括陰離子型乳化劑和非離子型乳化劑；④混合溶劑聚合法：在有機溶劑和水的混合體系中進行的聚合反應，合適的有機溶劑選自全氟碳溶劑或氟氯烷烴，可以是端基上含有一個氫原子的氟氯烷烴。

上述的聚合方法中，均采用二(全氟丙氧基酰基)過氧化物作為引發劑，通過熱分解引發單體聚合，偶合終止形成具有穩定全氟端基的聚合物，避免了普通引發劑引發得到的聚合物在加工成型過程中的發泡、分解和變色等副反應。二(全氟丙氧基?；?過氧化物引發劑可以按照本領域公知技術制備，以下為引發劑的結構式：