一种胶膜背板复合材料的连线生产设备的制作方法

本实用新型涉及胶膜背板生产设备技术领域，具体涉及一种胶膜背板复合材料的连线生产设备。

背景技术：

太阳能电池组件包括晶硅电池片、封装胶膜、背板及玻璃等结构成分，其中封装胶膜在组件中起到举足轻重的作用，它是粘结电池片与背板及玻璃的关键材料，不但要求其具有良好的粘结性，以保证太阳能电池组件结构的稳定性，防止有害物质渗入，还要具有良好的耐老化性能，以提高组件的使用寿命。其次太阳能电池背板是组件中仅次于电池片的重要部分，其主要作用是提高组件的整体机械强度并通过其本身的耐候性、阻隔性和绝缘性对电池片起到保护作用，而目前市场主流背板主要有含氟材料背板与无氟背板两类。

但是目前，无论是封装胶膜还是背板都是单独的行业，两种材料都是通过各自的加工设备进行生产的，生产效率低。其中EVA胶膜或者聚烯烃胶膜等胶膜的生产都是通过单螺杆/双螺杆挤出机把树脂胶粒转换成流动性的熔融体，然后通过T型模头及压花辊、冷却辊挤出成型。背板由于其种类众多，所以加工工艺上会有些不一样，但是目前较多都是多层共挤复合的加工工艺，同时添加了层间材料的预涂覆工艺进行加工处理以及干燥处理系统等。

目前的封装胶膜与背板在光伏组件封装过程中都是独立的体系，所以材料间的剥离强度、收缩率以及耐老化性能需要进行配合考虑，不仅增加了材料本身的认证成本，而且需要及时对产品配方和工艺进行调整，需要的成本投入更多。由于太阳能电池组件的价格持续降低，所以对电池片、胶膜以及背板的价格冲击越来越大。而要保证组件封装后性能不变，需要对现有的封装胶膜和背板进行结构调整、工艺调整，简化生产步骤，开发高性价比的新型封装胶膜背板复合材料迫在眉睫。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种胶膜背板复合材料的连线生产设备，该连线生产设备操作控制方便，使得胶膜生产和背板生产连线一同制备，并在线对胶膜和背板进行复合，生产效率高，并简化了组件的封装程序和封装成本，提高了组件的封装效率、组件的输出功率以及组件的抗PID性能，同时降低了胶膜与背板层间的性能缺陷，提高了产品的性能稳定性，提高了胶膜和背板材料本身的性价比，降低了胶膜背板复合材料的生产成本。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种胶膜背板复合材料的连线生产设备，包括用于生产背板的背板生产装置、用于生产胶膜的胶膜生产装置、用于将胶膜与背板复合的复合装置、用于牵引背板至所述复合装置的背板牵引装置、以及用于收卷复合材料的牵引收卷装置；所述复合装置包括用于冷却胶膜的复合冷却辊和用于将胶膜与背板压合的压花辊，所述胶膜生产装置的输出端、所述牵引收卷装置的输出端均与所述复合冷却辊连接，所述压花辊与所述牵引收卷装置的输入端连接。

进一步地，所述背板生产装置包括用于加入背板物料的第一加料装置、用于熔融挤出背板的第一挤出装置、用于冷却背板的第一冷却辊、以及用于与所述第一冷却辊压合使背板成型的成型橡胶辊。

进一步地，所述第一挤出装置包括用于将背板物料熔融挤出的第一挤出螺杆、用于驱动第一挤出螺杆转动的第一驱动装置、套设于第一挤出螺杆外壁的第一挤出料筒、用于控制背板物料熔体流量的第一计量泵、用于去除背板物料熔体中杂质的第一换网器、以及用于挤出背板片材的第一共挤出模头；所述第一挤出料筒的输入端与所述第一加料装置的输出端连接。

进一步地，所述背板牵引装置包括依次连接的第一橡胶夹辊、第一收卷辊、以及用于将背板传送至所述复合装置的第一导向压辊，所述第一橡胶夹辊与所述胶膜生产装置的输出端相连接。

进一步地，所述胶膜生产装置包括用于加入胶膜物料的第二加料装置、用于熔融挤出胶膜的第二挤出装置、以及用于控制胶膜热收缩率的红外加热管。

进一步地，所述第二挤出装置包括用于将胶膜物料熔融挤出的第二挤出螺杆、用于驱动第二挤出螺杆转动的第二驱动装置、套设于第二挤出螺杆外壁的第二挤出料筒、用于控制胶膜物料熔体流量的第二计量泵、用于去除胶膜物料熔体中杂质的第二换网器、以及用于挤出胶膜片材的第二共挤出模头；所述第二挤出料筒的输入端与所述第二加料装置的输出端连接。

进一步地，所述牵引收卷装置包括依次连接的橡胶压辊、第一牵引辊、第二牵引辊、第二橡胶夹辊、第二导向压辊、张力检测辊和第二收卷辊。

进一步地，所述牵引收卷装置还包括用于控制张力检测辊的张力控制器、用于控制第二收卷辊转动的收卷传动装置、以及用于记录收卷长度的在线计米器。

进一步地，所述第一挤出螺杆包括依次连接的第一加料段、第一压缩段和第一均化段，所述第一加料段的螺槽等距等深，所述第一压缩段的螺槽体积从所述第一加料段向所述第一均化段的方向逐渐减小。

进一步地，所述第二挤出螺杆包括依次连接的第二加料段、第二压缩段和第二均化段，所述第二加料段的螺槽等距等深，所述第二压缩段的螺槽体积从所述第二加料段向所述第二均化段的方向逐渐减小。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的连线生产设备操作控制方便，使得胶膜生产和背板生产连线一同制备，同时在线对胶膜和背板进行复合，提高了胶膜背板复合材料的生产效率，并简化了组件的封装程序和封装成本，提高了组件的封装效率、组件的输出功率以及组件的抗PID性能，同时降低了胶膜与背板层间的性能缺陷，提高了产品的性能稳定性，提高了胶膜和背板材料本身的性价比，降低了胶膜背板复合材料的生产成本，实用性高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型所述第一挤出螺杆或所述第二挤出螺杆的截面示意图。

附图标记为：1—背板生产装置、11—第一加料装置、12—第一挤出装置、121—第一挤出螺杆、1211—第一加料段、1212—第一压缩段、1213—第一均化段、122—第一驱动装置、123—第一挤出料筒、124—第一计量泵、125—第一换网器、126—第一共挤出模头、13—第一冷却辊、14—成型橡胶辊、2—胶膜生产装置、21—第二加料装置、22—第二挤出装置、221—第二挤出螺杆、2211—第二加料段、2212—第二压缩段、2213—第二均化段、222—第二驱动装置、223—第二挤出料筒、224—第二计量泵、225—第二换网器、226—第二共挤出模头、23—红外加热管、3—复合装置、31—复合冷却辊、32—压花辊、4—背板牵引装置、41—第一橡胶夹辊、42—第一收卷辊、43—第一导向压辊、5—牵引收卷装置、51—橡胶压辊、52—第一牵引辊、53—第二牵引辊、54—第二橡胶夹辊、55—第二导向压辊、56—张力检测辊、561—张力控制器、57—第二收卷辊、571—收卷传动装置、58—在线计米器。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-2对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

见图1-2，一种胶膜背板复合材料的连线生产设备，包括用于生产背板的背板生产装置1、用于生产胶膜的胶膜生产装置2、用于将胶膜与背板复合的复合装置3、用于牵引背板至所述复合装置3的背板牵引装置4、以及用于收卷复合材料的牵引收卷装置5；所述复合装置3包括用于冷却胶膜的复合冷却辊31和用于将胶膜与背板压合的压花辊32，所述胶膜生产装置2的输出端、所述牵引收卷装置5的输出端均与所述复合冷却辊31连接，所述压花辊32与所述牵引收卷装置5的输入端连接。

本实施例通过将胶膜生产装置2和背板生产装置1在线一同制备，并采用复合装置3在线对胶膜和背板进行复合，制备胶膜背板复合材料，然后在线进行牵引收卷，提高了胶膜背板复合材料的生产效率，降低了生产成本，简化了制备工序，且将胶膜和背板制成复合材料，简化了组件的封装程序和封装成本，提高了组件的封装效率、组件的输出功率以及组件的抗PID性能，同时降低了胶膜与背板层间的性能缺陷，提高了产品的性能稳定性，提高了胶膜和背板材料本身的性价比，降低了胶膜背板复合材料的生产成本，实用性高。

其中，所述复合冷却辊31和压花辊32实现了背板和胶膜的在线复合，且所述压花辊32采用喷砂工艺对其表面进行加工处理，使压花辊32外表面的机械性能发生变化，由于磨料对压花辊32表面的冲击和切削作用，使背板或胶膜工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使压花辊32表面的机械性能得到改善，进而提高了抗疲劳性，增加了压花辊32与材料之间的附着力，把表面的杂质、杂色及氧化层清除掉，同时使介质表面粗化，使基材表面残余应力和提高基材表面硬度的作用，同时胶膜通过压花辊32在生产过程中会产生特定的花纹，不仅增强了胶膜与背板材料的相互粘合效果，而且可以达到防伪的效果，也有利于收卷工序的进行。

本实施例中，所述背板生产装置1包括用于加入背板物料的第一加料装置11、用于熔融挤出背板的第一挤出装置12、用于冷却背板的第一冷却辊13、以及用于与所述第一冷却辊13压合使背板成型的成型橡胶辊14。

本实施例的背板生产装置1通过采用上述装置，能使背板物料经过熔融挤出后制得背板片材，便于后续与胶膜进行连线复合，简化了胶膜背板复合材料的制备工序，提高了生产效率，使制得的胶膜背板复合材料简化了组件的封装程序和封装成本。其中，所述的第一加料装置11通常都使用锥形加料斗，其容积要求至少能提供一个小时的用量，料斗底部有截断装置，以便调整和切断料流，在料斗的侧面装有视孔和标定计量的装置，还可带有防止原料从空气中吸收水分的减压装置或者加热装置，还可自带搅拌器，能为其自动上料或加料；所述成型橡胶辊14以金属或其他材料为辊芯，外覆橡胶等材料，与纯金属辊筒相比，本实施例的成型橡胶辊14具有弹性好、耐高温、耐腐蚀、耐臭氧、耐磨防粘、噪声小、吸水性强和消光等特点，硬度在40～85°。

本实施例中，所述第一挤出装置12包括用于将背板物料熔融挤出的第一挤出螺杆121、用于驱动第一挤出螺杆121转动的第一驱动装置122、套设于第一挤出螺杆121外壁的第一挤出料筒123、用于控制背板物料熔体流量的第一计量泵124、用于去除背板物料熔体中杂质的第一换网器125、以及用于挤出背板片材的第一共挤出模头126；所述第一挤出料筒123的输入端与所述第一加料装置11的输出端连接。

本实施例的第一挤出装置12通过采用上述装置，能使背板物料经过熔融挤出、过滤除杂后挤出制得背板片材，便于后续与胶膜进行连线复合，简化了胶膜背板复合材料的制备工序，提高了生产效率，使制得的胶膜背板复合材料简化了组件的封装程序和封装成本。

其中，所述第一驱动装置122包括电动机、变速箱和轴承等组件，第一驱动装置122为第一挤出螺杆121供给第一挤出螺杆121在挤出过程中所需的力矩和转速，能使第一挤出螺杆121稳定转动，进而保持制得的背板质量均匀一致；所述第一挤出料筒123套设于第一挤出螺杆121外壁，且第一挤出料筒123的外部周围设有加热及冷却系统；所述第一计量泵124用于输送熔融后的背板物料熔体；所述第一换网器125设置在第一挤出螺杆121与第一共挤出模头126之间，且第一换网器125内置有过滤网，对背板物料熔体中的杂质进行过滤除杂；所述第一共挤出模头126采用模内共挤的方式进行，各层流道都有单独的温度控制，相邻两层原料之间工艺温差在30℃以上，层之间设置隔温结构，防止窜温影响，并增加油路起到恒温的作用，背板的不同结构层经过各自挤出流道在距离模口处一小段位置开始复合，缩短了复合停留的时间，把层与层之间的影响降到最小，使产品的物理性能达到最佳状态。

本实施例中，所述背板牵引装置4包括依次连接的第一橡胶夹辊41、第一收卷辊42、以及用于将背板传送至所述复合装置3的第一导向压辊43，所述第一橡胶夹辊41与所述胶膜生产装置2的输出端相连接。

本实施例的背板牵引装置4通过采用上述装置，能将成型的背板在线牵引至复合装置3中，与胶膜一同压合、复合，制成胶膜背板复合材料，背板牵引装置4起到将背板与胶膜复合起来的输送作用，改变了传统胶膜与背板分开两个设备各自制备的工艺，使得背板与胶膜同时生产，并利用背板牵引装置4输送背板至复合装置3中，简化了制备工序，提高了生产效率，降低了生产成本。

本实施例中，所述胶膜生产装置2包括用于加入胶膜物料的第二加料装置21、用于熔融挤出胶膜的第二挤出装置22、以及用于控制胶膜热收缩率的红外加热管23。

本实施例的胶膜生产装置2通过采用上述装置，能使胶膜物料经过熔融挤出后制得胶膜片材，从第二挤出装置22挤出后直接与背板片材在复合装置3中进行压合、复合形材，实现了背板与胶膜的在线制备，并同时进行复合，简化了胶膜背板复合材料的制备工序，提高了生产效率，使制得的胶膜背板复合材料简化了组件的封装程序和封装成本。所述的第二加料装置21通常都使用锥形加料斗，其容积要求至少能提供一个小时的用量，料斗底部有截断装置，以便调整和切断料流，在料斗的侧面装有视孔和标定计量的装置，还可带有防止原料从空气中吸收水分的减压装置或者加热装置，还可自带搅拌器，能为其自动上料或加料；所述红外加热管23是将钨丝伸入到充气的石英管内部，钨丝在交流电压作用下发热并加热石英管中的气体，由此产生红外线辐射。

本实施例中，所述第二挤出装置22包括用于将胶膜物料熔融挤出的第二挤出螺杆221、用于驱动第二挤出螺杆221转动的第二驱动装置222、套设于第二挤出螺杆221外壁的第二挤出料筒223、用于控制胶膜物料熔体流量的第二计量泵224、用于去除胶膜物料熔体中杂质的第二换网器225、以及用于挤出胶膜片材的第二共挤出模头226；所述第二挤出料筒223的输入端与所述第二加料装置21的输出端连接。

本实施例的第二挤出装置22通过采用上述装置，能使胶膜物料经过熔融挤出、过滤除杂后挤出制得胶膜片材，而第二共挤出模头226的输出端位于复合冷却辊31和压花辊32之间的上方，胶膜物料从第二共挤出模头226挤出后进入复合冷却辊31和压花辊32之间的空隙，并直接与从背板牵引装置15输送过来的背板片材在复合装置3中进行压合、复合形材(在复合冷却辊31和压花辊32之间进行复压合)，实现了背板与胶膜的在线制备，并同时进行复合，简化了胶膜背板复合材料的制备工序，提高了生产效率，使制得的胶膜背板复合材料简化了组件的封装程序和封装成本。

其中，所述第二驱动装置222包括电动机、变速箱和轴承等组件，第二驱动装置222为第二挤出螺杆221供给第二挤出螺杆221在挤出过程中所需的力矩和转速，能使第二挤出螺杆221稳定转动，进而保持制得的胶膜质量均匀一致；所述第二挤出料筒223套设于第二挤出螺杆221外壁，且第二挤出料筒223的外部周围设有加热及冷却系统；所述第二计量泵224用于输送熔融后的胶膜物料熔体；所述第二换网器225设置在第二挤出螺杆221与第二共挤出模头226之间，且第二换网器225内置有过滤网，对胶膜物料熔体中的杂质进行过滤除杂；所述第二共挤出模头226采用模内共挤的方式进行。

本实施例中，所述牵引收卷装置5包括依次连接的橡胶压辊51、第一牵引辊52、第二牵引辊53、第二橡胶夹辊54、第二导向压辊55、张力检测辊56和第二收卷辊57。

本实施例的牵引收卷装置5通过采用上述装置，能使制得的胶膜背板复合材料充分地冷却定型、展平，并以恒定的速度将胶膜背板复合材料进行收卷，其中，所述第二收卷辊57内设有气胀轴，可对胶膜背板复合材料进行定位，保证胶膜背板复合材料位置满足收卷要求；所述第二牵引辊53由2-8个牵引组件组成，优选的，第二牵引辊53由4个牵引辊组件组成。

本实施例中，所述牵引收卷装置5还包括用于控制张力检测辊56的张力控制器561、用于控制第二收卷辊57转动的收卷传动装置571、以及用于记录收卷长度的在线计米器58。

本实施例的所述张力控制器561用于检测胶膜背板复合材料的收卷张力，并控制张力检测辊56，所述在线计米器58用于在胶膜背板复合材料收卷过程中记录收卷的藏毒，而所述收卷传动装置571则可在张力控制器561和在线计米器58的协助下控制第二收卷辊57的转动收卷。

本实施例中，所述第一挤出螺杆121包括依次连接的第一加料段1211、第一压缩段1212和第一均化段1213，所述第一加料段1211的螺槽等距等深，所述第一压缩段1212的螺槽体积从所述第一加料段1211向所述第一均化段1213的方向逐渐减小。

本实施例的第一挤出螺杆121在第一驱动装置122的带动下可同向旋转啮合或反向旋转啮合，第一加料段1211是从背板物料入口向前延伸的一段，背板物料在第一加料段1211中是固体，第一加料段1211主要是使背板物料受压、受热前移；而第二压缩段2212是第一挤出螺杆121中部的一段，背板物料在第二压缩段2212中受热前移并压实熔化，同时也能排气；第一均化段1213是第一挤出螺杆121最后的一段，设有梯形螺棱，梯形螺棱按照螺旋的形状进行排列，第一均化段1213的作用是使熔化后的背板物料熔体进一步塑化均匀，并使背板物料流体定量、定压地由第二共挤出模头226挤出。

其中，本实施例通过严格控制通过第一加料段1211的螺槽深度、第一压缩段1212的螺槽体积，能通过改变螺纹结构和螺槽深度，随着第一挤出螺杆121的转动，背板物料熔体在第一均化段1213进行螺纹运动，熔体受到的压力角不断变化，使得背板物料熔体不断分流后混合挤出，不仅提高了背板物料的混合均匀性和对液体助剂的吸收效果，而且提高了产品的性能指标和成型质量。

本实施例中，所述第二挤出螺杆221包括依次连接的第二加料段2211、第二压缩段2212和第二均化段2213，所述第二加料段2211的螺槽等距等深，所述第二压缩段2212的螺槽体积从所述第二加料段2211向所述第二均化段2213的方向逐渐减小。

本实施例的第二挤出螺杆221在第二驱动装置222的带动下可同向旋转啮合或反向旋转啮合，第二加料段2211是从胶膜物料入口向前延伸的一段，胶膜物料在第二加料段2211中是固体，第二加料段2211主要是使胶膜物料受压、受热前移；而第二压缩段2212是第二挤出螺杆221中部的一段，胶膜物料在第二压缩段2212中受热前移并压实熔化，同时也能排气；第二均化段2213是第二挤出螺杆221最后的一段，设有梯形螺棱，梯形螺棱按照螺旋的形状进行排列，第二均化段2213的作用是使熔化后的胶膜物料熔体进一步塑化均匀，并使胶膜物料流体定量、定压地由第二共挤出模头226挤出。

其中，本实施例通过严格控制通过第二加料段2211的螺槽深度、第二压缩段2212的螺槽体积，能通过改变螺纹结构和螺槽深度，随着第二挤出螺杆221的转动，胶膜物料熔体在第二均化段2213进行螺纹运动，熔体受到的压力角不断变化，使得胶膜物料熔体不断分流后混合挤出，不仅提高了胶膜物料的混合均匀性和对液体助剂的吸收效果，而且提高了产品的性能指标和成型质量。

本实用新型的胶膜背板复合材料连线生产设备的具体操作如下所示：

生产时，由第一挤出螺杆121将背板物料熔融，通过第一计量泵124控制背板物料熔体的流量，通过第一换网器125除去背板物料中的杂质后，再由第一共挤出模头126挤出背板片材，背板片材输出后通过第一冷却辊13、成型橡胶辊14、第一橡胶夹辊41、第一收卷辊42、第一导向压辊43将成型背板片材输送到复合装置3的复合冷却辊31和压花辊32之间，同时胶膜通过第二挤出螺杆221将胶膜物料熔融，通过第二计量泵224控制背板物料熔体的流量，通过第二换网器225除去背板物料中的杂质后，再由第二挤出模头挤出胶膜片材，红外加热管23控制胶膜热收缩率。背板与胶膜同时进入复合冷却辊31和压花辊32之间，复合后的胶膜背板复合材料再经过橡胶压辊51、第一牵引辊52、第二牵引辊53、第二橡胶夹辊54、第二导向压辊55、张力检测辊56后进入第二收卷辊57进行收卷，同时张力控制器561、在线计米器58以及收卷传动装置571进行调控。

本实用新型的胶膜背板复合材料在生产时，背板物料与胶膜物料分别经过各自的挤出螺杆熔融后，再经过各自的挤出模头输出片材，背板片材输出后通过背板牵引装置4输送到压花辊32和复合冷却辊31之间，胶膜与背板实现复合，然后通过橡胶压辊51、第一牵引辊52、第二牵引辊53、第二橡胶夹辊54、第二导向压辊55、张力检测辊56后进入第二收卷辊57进行收卷，以上过程中伴随切边工艺，如此实现了将背板与胶膜实现在线一体化生产来制得新型的光伏封装材料，简化了光伏组件封装工序，提高了封装效率，降低了生产成本，制得的胶膜背板复合材料具有良好的阻隔性、耐热性、电绝缘性和耐老化性、使用寿命长，满足太阳能组件对封装辅材的性能要求，同时两种材料实现在线生产后，不仅减少了原材料的生产浪费，而且也减少了原材料对环境的污染。

上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本实用新型构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。