一种高局放电压太阳能电池背板基膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于W聚醋为材料的功能薄膜及其制备，设及一种高局放电压太阳能电池 背板基膜及其制备方法。本发明高局放电压太阳能电池背板基膜适用于太阳能光伏电池背 板材料的制造。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着电力设备电压等级的提高和各种有机绝缘材料的广泛应用，电力设 备的局部放电（简称局放）问题越来越突出。局部放电会逐渐腐蚀、损坏绝缘材料，使放电 区域不断扩大，最终导致整个绝缘体的击穿。因此，对太阳能电池背板基膜的局部放电研 究就显得十分重要；现有技术中，对WPET聚醋（即：聚对苯二甲酸乙二醇醋）为主的太阳 能电池背板基膜的局部放电性能提高的研究主要集中在两个方面：一是，中国专利申请号 201410822811.X、公开号CN104494263A提供了 "一种高局放电压光伏背板"，系通过聚对苯 二甲酸乙二醇醋与第Ξ主体树脂聚对苯二甲酸下二醇醋、聚糞二甲酸乙二醇醋、聚糞二甲 酸下二醇醋中的一种或多种按照任意配比混合提高局部放电的电压；二是，日本东洋纺通 过微发泡技术提高聚对苯二甲酸乙二醇醋的局部放电的电压。
[0003] 无论采用第Ξ材料的共混或发泡技术，虽对太阳能背板PET聚醋基膜的局部放 电性能有一定幅度的提高（250μπι厚度的太阳能背板PET背板基膜局部放电的电压达 1100V)，但对太阳能背板PET聚醋基膜要求达到更高局部放电的电压（250μπι厚度的太阳 能背板PET背板基膜局部放电的电压达1500V)还是远远不够的。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种高局放电压太阳能电池 背板基膜及其制备方法。本发明在高局放电压太阳能电池背板基膜的制备中，利用纳米材 料一定的导电性，消除静电电荷在绝缘材料局部集中，W达到局部放电电压提高的目的，从 而提供一种性能良好的高局放电压太阳能电池背板基膜及其制备方法。
[0005] 本发明的内容是：一种高局放电压太阳能电池背板基膜，其特征是：该高局放电 压太阳能电池背板基膜由具有高局放电压功能的A层聚醋薄膜和具有耐水解功能的B层聚 醋薄膜复合组成，A层聚醋薄膜与B层聚醋薄膜的质量比为400~900 :100,该高局放电压 太阳能电池背板基膜的厚度为100μπι~350μπι;
[0006] 所述高局放电压太阳能电池背板基膜在100μπι~350μπι厚度下的局部放电压 为800V~1800V;在121°C(高溫）蒸煮使断裂伸长率衰减至10%时，蒸煮时间达6化~ 8地；在38°C，90%RH(RH为RelativeHumidity,即相对湿度）测试环境下，水蒸气透过率 《1.5g/m2 · 2地；
[0007] 所述高局放电压太阳能电池背板基膜是将400~900质量份A层用的高局放电压 PET树脂和100质量份B层用的耐水解PET树脂通过两台挤出机在260°C~290°C下分别烙 融后，经树脂烙融分配器分层共挤挤出，在15°C~25°C下冷鼓上铸片，再经2. 9~3. 5倍纵 向拉伸、3.ο~3. 5倍横双向拉伸，在190°C~230°C下热定型而制得（PET聚醋薄膜）；
[0008] 所述高局放电压PET树脂由62~920质量份高局放PET母粒、8~10质量份有机 紫外PET母粒、10质量份耐水解PET母粒、W及20~60质量份金红石二氧化铁PET母粒组 成；
[0009] 所述耐水解PET树脂由1质量份耐水解PET母粒和9~99质量份PET聚醋树脂 组成；
[0010] 所述高局放PET母粒的制备方法是：先将质量比为无机纳米材料：乙二醇=3 : 100的无机纳米材料和乙二醇，用（高速）研磨机研磨化~她，制成含粒径100皿~300皿 无机纳米材料的乙二醇研磨液；取1000质量份对苯二甲酸、392~449质量份乙二醇研磨 液加入反应器中，反应器内初压力0. 2MPa，当反应器内溫度升至230°C~250°C，开始（缓 慢）泄压，收集醋化馈出水分，通过出水量计算醋化率，当醋化率达到97%时，加入0. 25~ 0. 35质量份催化剂Ξ氧化二錬、0. 1~0. 2质量份稳定剂憐酸Ξ苯醋，揽拌15min~20min， 接着开始（缓慢）抽真空，至反应器内余压小于60化，并升溫至280°C~290°C进行缩聚，缩 聚时间化~地，充入成出料，即制得高局放阳T母粒；其中：所述无机纳米材料是纳米二 氧化铁、纳米二氧化娃、纳米氧化锋、纳米硫酸领、W及纳米Ξ氧化二侣中的一种或任意两 种的混合物；
[0011] 所述有机紫外PET母粒的制备方法是：先将PET聚醋树脂在150°C~170°C干燥 化~化，然后将400~900质量份PET聚醋树脂和100质量份有机紫外线吸收剂在料仓中 混合均匀，通过双螺杆挤出机1#在265°C~285°C的溫度下烙融挤出、造粒，即制得有机紫 外PET母粒；其中：所述PET聚醋树脂为特性粘度为0. 60dl/g~0. 85dl/g的PET聚醋树 脂；所述有机紫外线吸收剂是UV-234、UV-3030、UV-1577、UV-944中的一种或任意两种的混 合物，运些有机紫外线吸收剂产品都是中国化工市场上常用产品，产品生产企业有宿迁联 盛化学有限公司、襄阳福润达化工有限公司和苏州亮彩化工有限公司等企业；
[0012] 所述耐水解阳T母粒的制备方法是：先将PET聚醋树脂在150°C~170°C干燥化~ 3h，然后将400~900质量份PET聚醋树脂和100质量份耐水解剂在料仓中混合均匀，通过 双螺杆挤出机2#在235°C~275°C的溫度下烙融挤出、造粒，即制得耐水解PET母粒；其中： 所述耐水解剂是芳香族的单体型碳化二亚胺或聚合型碳化二亚胺；所述阳T聚醋树脂为特 性粘度为0. 60dl/g~0. 85dl/g的PET聚醋树脂。
[0013] 本发明的内容中：所述耐水解剂是德国朗盛化学提供的St油axoll、St油axol P100、St油axolP200、St油axolP400中的一种或任意两种的混合物，运些耐水解剂产品都 是中国化工市场上常用产品。
[0014] 本发明的内容中：所述金红石二氧化铁阳T母粒为中国化工市场常用的宁波色母 粒有限公司M598牌号金红石二氧化铁阳T母粒（或称M598PET聚醋铁母粒、M598PET聚醋 铁母料）。
[0015] 本发明的内容中：所述PET聚醋树脂均是特性粘度为0. 60dl/g~0. 85dl/g的PET 聚醋树脂（产品生产企业有：美国杜邦公司、仪征化纤股份有限公司和佛山化纤集团有限 公司等）。
[0016] 本发明的另一内容是：一种高局放电压太阳能电池背板基膜的制备方法，其特征 是步骤为：
[0017] a、制备高局放电压阳Τ树脂：
[001引 第一步，制备高局放PET母粒：
[0019] 先将质量比为无机纳米材料：乙二醇=3 :100的无机纳米材料和乙二醇，用（高 速）研磨机研磨化~化，制成含粒径lOOnm~300nm无机纳米材料的乙二醇研磨液，备用；
[0020] 取1000质量份对苯二甲酸（简称PTA)、392~449质量份乙二醇研磨液加入反应 器中，反应器内初压力0. 2MPa，当反应器内溫度升至230°C~250°C(醋化溫度），开始（缓 慢）泄压，收集醋化馈出水分，通过出水量计算醋化率，当醋化率达到97%时，加入0. 25~ 0. 35质量份催化剂Ξ氧化二錬、0. 1~0. 2质量份稳定剂憐酸Ξ苯醋，揽拌15min~20min， 接着开始（缓慢）抽真空，至反应器内余压小于60化，并升溫至280°C~290°C(缩聚溫度） 进行缩聚，缩聚时间化~地，充入成出料，即得到高局放PET母粒，备用；
[0021] 所述无机纳米材料是纳米二氧化铁、纳米二氧化娃、纳米氧化锋、纳米硫酸领、纳 米Ξ氧化二侣中的一种或任意两种的混合物；
[002引第二步，制备有机紫外PET母粒：
[002引先将阳T聚醋树脂在150°C~170°C干燥化~3h，然后将400~900质量份阳T聚醋树脂和100质量份有机紫外线吸收剂在料仓中混合均匀，通过双螺杆挤出机1#在 265°C~285°C的溫度下烙融挤出、造粒，即制得有机紫外PET母粒，备用；
[0024] 所述PET聚醋树脂为特性粘度为0. 60dl/g~0. 85dl/g的PET聚醋树脂；
[00巧]所述有机紫外线吸收剂是UV-234、UV-3030、UV-1577、UV-944中的一种或任意两 种的混合物，运些有机紫外线吸收剂产品都是中国化工市场上常用产品；生产厂家有：宿 迁联盛化学有限公司、襄阳福润达化工有限公司和苏州亮彩化工有限公司等企业；
[0026] 第Ξ步，制备耐水解PET母粒：
[0027] 先将阳T聚醋树脂在150°C~170°C干燥化~3h，然后将400~900质量份阳T聚 醋树脂和100质量份耐水解剂在料仓中混合均匀，通过双螺杆挤出机2#在235°C~275°C 的溫度下烙融挤出、造粒，即制得耐水解PET母粒，备用；
[0028] 所述耐水解剂是单体碳化二亚胺或聚合型碳化二亚胺；
[0029] 所述PET聚醋树脂为特性粘度为0. 60dl/g~0. 85dl/g的PET聚醋树脂；
[0030] 第四步，准备外购（即市场上购买的）的金红石二氧化铁阳T母粒；
[0031] 第五步，制备高局放电压阳T树脂：
[0032] 将第一、二、Ξ和四步制备高局放PET母粒62~920质量份、有机紫外PET母粒 8~10质量份、耐水解PET母粒10质量份和外购的金红石二氧化铁PET母粒20~60质量 份，混合均匀，在干燥溫度150°C~170°C下，干燥化~地后，经双螺杆挤出机3#在265 °C~ 285°C溫度下挤出，切粒，即制得高局放电压PET树脂，备用；
[0033]b、制备耐水解阳T树脂：
[0034] 将步骤a中第Ξ步制备的耐水解PET母粒1质量份和PET聚醋树脂9~99质量 份混合均匀，在干燥溫度150°C~170°C下，干燥化~地后，经双螺杆挤出机4#在265°C~ 285°C溫度下挤出，切粒，备用；
[0035] 所述PET聚醋树脂为特性粘度为0. 60dl/g~0. 85dl/g的PET聚醋树脂；
[0036]C、制备高局放电压太阳能电池背板基膜：
[0037] 将A层用步骤a中制备的高局放电压PET树脂与B层用步骤b中制备的耐水解 PET树脂按质量比为4~9 :1分别备料，并分别通过挤出机A、挤出机B，在260°C~290°C下烙融后，经树脂烙融分配器分层共挤挤出，在15°C~25°C下冷鼓上复合铸片，复合铸片 再在70°C~80°C下经2. 9~3. 5倍纵向拉伸、然后经Is~5s冷却至15°C~20°C，再在 110°C~130°C下进行3. 0~3. 5倍横向拉伸，经双向拉伸的薄膜进入电加热通道热定型区， 其中第一区为200°C~210°C、第二区为210°C~215°C、第Ξ区为215°C~220°C、第四区为 215°C~220°C、第五区为225°C~230°C、第六区为190°C~200°C，薄膜热定型时间为8s~ 120s;经过热定型区的薄膜再经60°C~70°C、Is~20s和室溫下两个阶段的冷却，收卷，即 制得高局放电压太阳能电池背板基膜。
[0038] 本发明的另一内容中：步骤a中所述耐水解剂是德国朗盛化学提供的St油axol I、St油axolP100、St油axolP200、St油axolP400中的一种或任意两种的混合物，运些耐 水解剂产品都是中国化工市场上常用产品。
[0039] 本发明的另一内容中：步骤a中所述金红石二氧化铁PET母粒为中国化工市场常 用的宁波色母粒有限公司M598牌号金红石二氧化铁阳T母粒（或称M598PET聚醋铁母粒、 M598PET聚醋铁母料）。
[0040] 本发明的另一内容中：所述PET聚醋树脂均是特性粘度为0. 60dl/g~0. 85dl/g 的阳T聚醋树脂（产品生产企业有：美国杜邦公司、仪征化纤股份有限公司和佛山化纤集团 有限公司等）。
[0041] 所述制得的高局放