[發明專利]一種聚偏氟乙烯基薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201410597675.9
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104327433A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 李義濤;程叢;湯誠;李林;楊華軍;栗彥娜;許才盛
• 申請（專利權）人: 東莞市長安東陽光鋁業研發有限公司
• 主分類號: C08L33/12
• 分類號: C08L33/12;C08L27/16;C08K13/06;C08K3/22;C08J5/18;C08J7/12
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;楊晞

技術領域

本發明涉及高分子材料加工領域，具體涉及一種聚偏氟乙烯基薄膜的制備方法，應用于太陽能電池行業的背板保護膜材料。

背景技術

隨著不可再生能源的逐漸枯竭以及礦物類資源生產、使用中產生的各種環境污染問題，各國都在用政策的、法律的手段逐步加大對可再生能源和清潔能源的開發利用，并努力提高其在整個能源使用中的比例。在這些清潔和可再生能源中，太陽能是其中最重要的能源之一。近年來，各國政府在資金、技術和政策等方面都加大對太陽能光伏產業的投入，把太陽能光伏產業的發展作為國家能源安全和可持續發展的戰略目標之一。而我國已經把太陽能光伏的開發和利用上升到國家戰略的高度來對待，未來太陽能電池組件將迎來巨大的需求空間。

太陽能電池模組一般按光伏玻璃-EVA(乙烯-乙酸乙烯(醋酸乙烯)酯共聚物)膠膜-太陽能電池板-EVA膠膜-背板膜疊合于鋁合金框內，目前除背板膜以外的其他封裝材料均已在中國光伏產業實現高度國產化。由于太陽能電池模組置于室外嚴酷的自然環境下，所以背板膜不僅需要具有保護功能，還必須具備25年之久的可靠的絕緣性、阻水性、耐老化性如耐濕熱、干熱、紫外等。太陽能電池背板主要分為不含氟背板與含氟背板兩大類。不含氟背板膜多通過膠粘劑將多層聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)膠粘復合而成(如All?PET)。研究表明，不含氟背板從材料本身特性上就無法滿足商用晶硅太陽能電池組件25年的濕熱、干熱、紫外等環境考驗與使用要求，也就很難適用于晶硅太陽能電池組件的封裝。而含氟背板又分雙面含氟(如TPT)與單面含氟(如TPE)兩種。由于氟樹脂具有獨特的超高耐候性、抗紫外線輻射、高化學穩定性、高機械強度及韌性、防粘性和抗粘污性強、耐熱性好(最高連續使用溫度150℃)等特點，因此被廣泛用于太陽能電池背板中。尤其是其超高的耐候性，使之使用壽命可達25年之久，滿足了對太陽能背板膜的要求。

目前使用最多的含氟塑料背板膜為聚氟乙烯(PVF)薄膜，國際上PVF薄膜的供應商僅有一家--美國DuPont公司，除此之外，有報道稱中國的中化藍天和晨光化工院有小批量生產研發，但不對外供應。隨著近幾年太陽能電池組件需求的猛增，DuPont生產的PVF薄膜的需求也隨之猛增，以至供不應求；且研究表明，PVF樹脂的綜合性能如化學穩定性、阻水性、熱穩定性等不如其它氟塑料，并且加工非常麻煩，其熔點和分解點非常接近，擠出成膜時需要添加潛溶劑或共聚改性，這給膜質量的控制和溶劑的回收都帶來了很高的要求，另外PVF的供應商很少，制備技術被外國大公司所掌握，長期形成壟斷，氟膜價格很高。因此許多公司都考慮使用其它含氟材料來替代PVF薄膜，如聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜、聚三氟氯乙烯(PCTFE)薄膜、乙烯-三氟氯乙烯(ECTFE)薄膜、乙烯-四氟乙烯(ETFE)薄膜等等；美國Honeywell公司和日本AGC分別采用ECTFE和ETFE共聚物制備薄膜用于太陽能背板膜，但由于原料成本較高，不適合大規模推廣。

PVDF是使用量第二大的氟塑料，品種完善，供應商眾多。其熔點和分解點溫度相差較大，使得PVDF更易成型加工，可以使用熱塑性塑料加工方法進行加工。PVDF在分子結構上比PVF多一個氟原子，其氟含量為59％遠大于PVF的41％，應用于背板膜時具有更好的性能，其耐候性、耐紫外性能、高光澤保持性、顏色穩定性(不發黃)、阻隔性以及加工性等均優于PVF。因此，無論從世界范圍內的供應量、加工適應性還是耐候性、阻隔性而言，PVDF都是最合適的太陽能電池背板膜耐候材料，同樣厚度的PVDF薄膜的透濕性大約只有PVF薄膜的五分之一。由于其氟含量高，耐候性能優異，蘇威公司的PVDF6010制成的薄膜，經使用各種老化手段測試后，各項性能指標均無明顯變化。由于PVDF的出色耐候性，法國AKEMA公司采用擠出吹塑工藝制備了三層共擠PVDF/PMMA復合薄膜，商品名為，但由于采用吹塑工藝，使得薄膜熱收縮率較高，且阻水蒸氣透過性不佳。