本发明涉及太阳能电池技术领域，具体是一种阻隔水汽的聚合纳米薄膜及其制备方法。
背景技术：
太阳能电池己经被大量的使用在各个技术领域。背膜是构成太阳能电池组件的重要组成部分，其在整个太阳能电池中主要起着绝缘和阻隔水气的作用，因此需要具备较好的水气阻隔性及绝缘性，这些性能主要是通过背膜中的基材达到的，但由于基材在使用过程中，尤其是在户外使用过程中，容易受到紫外线等的侵蚀造成老化，故需要采用具有耐候性的材料来保护基材，从而形成太阳能电池背膜。现有技术中，太阳能电池背膜的耐候层与基材的附着性较差，使用过程中容易发生脱落。同时，生产的背膜不仅需要挥发大量的溶剂，制备工艺复杂，成本较高，而且自身的层间粘合以及与薄膜的粘合效果都无法达到令人满意的程度，长期户外使用便会出现层间分脱的现象。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种具有良好的耐候性及附着性、阻隔水汽的聚合纳米薄膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种阻隔水汽的聚合纳米薄膜，按照质量份数计的原料包括：聚丙烯酸酯10-25份、碳纳米管8-28份、碳酸钙0.1-2份、三元乙丙橡胶1-8份、聚对苯二甲酸乙二酯10-20份、纳米二氧化锆1-5份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1-8份、硅酮粉1-5份、十二烷基氨基丙酸2-12份、乙酸丁酯30-60份、芳纶纤维1-8份、碳化硅纤维1-8份。
作为本发明进一步的方案：所述阻隔水汽的聚合纳米薄膜，按照质量份数计的原料包括：聚丙烯酸酯12-20份、碳纳米管10-25份、碳酸钙0.1-1份、三元乙丙橡胶2-6份、聚对苯二甲酸乙二酯12-18份、纳米二氧化锆2-3份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物2-6份、硅酮粉1-3份、十二烷基氨基丙酸4-10份、乙酸丁酯35-55份、芳纶纤维2-5份、碳化硅纤维2-5份。
作为本发明进一步的方案：所述阻隔水汽的聚合纳米薄膜，按照质量份数计的原料包括：聚丙烯酸酯14-18份、碳纳米管15-20份、碳酸钙0.1-1份、三元乙丙橡胶3-5份、聚对苯二甲酸乙二酯14-16份、纳米二氧化锆2-3份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物3-5份、硅酮粉2-3份、十二烷基氨基丙酸5-8份、乙酸丁酯40-50份、芳纶纤维3-4份、碳化硅纤维3-4份。
所述阻隔水汽的聚合纳米薄膜的制备方法，包括以下步骤:
1)在容器中加入十二烷基氨基丙酸，然后加入聚丙烯酸酯、碳纳米管、碳酸钙、三元乙丙橡胶与纳米二氧化锆，搅拌均匀，再加入乙酸丁酯，然后再逐步加入硅酮粉、芳纶纤维与碳化硅纤维，搅拌均匀后，得到耐候层组合物；
2)将耐候层组合物涂布于110-170μm厚的采用聚对苯二甲酸乙二酯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物制作的基材上，具体涂布过程如下：先将基材经放卷机放卷，然后自动上料，耐候层组合物在基材上涂布之后经过三段烘板箱烘烤，烘板箱温度分别设为120-125℃，100-108℃，80-90℃，烘道长度为10-25m，线速度为2-20m/min，再通过3-6kg/cm2的压力辊辊压，最后经收卷机收卷，即得聚合纳米薄膜。
作为本发明进一步的方案：步骤2)中采用聚碳酸酯制作的基材的厚度为120-150μm。
作为本发明进一步的方案：步骤2)中烘道长度为15-20m，线速度为5-15m/min。
作为本发明进一步的方案：步骤2)中压力辊辊压压力为4.5kg/cm2。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明具有良好的水气阻隔性、耐候性及附着性，并且薄膜与封装材料之间的粘结强度高。本发明在制作工艺简单，成本较低。本发明的耐候层组合物具有较好的相容性，更有利于涂布生产。本发明的耐候层与基材表面具有较好的附着性，可避免在使用过程中耐候层发生脱落。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种阻隔水汽的聚合纳米薄膜，按照质量份数计的原料包括：聚丙烯酸酯10份、碳纳米管8份、碳酸钙0.1份、三元乙丙橡胶1份、聚对苯二甲酸乙二酯10份、纳米二氧化锆1份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物1份、硅酮粉1份、十二烷基氨基丙酸2份、乙酸丁酯30份、芳纶纤维1份、碳化硅纤维1份。
所述阻隔水汽的聚合纳米薄膜的制备方法，包括以下步骤:
1)在容器中加入十二烷基氨基丙酸，然后加入聚丙烯酸酯、碳纳米管、碳酸钙、三元乙丙橡胶与纳米二氧化锆，搅拌均匀，再加入乙酸丁酯，然后再逐步加入硅酮粉、芳纶纤维与碳化硅纤维，搅拌均匀后，得到耐候层组合物。
2)将耐候层组合物涂布于110μm厚的采用聚对苯二甲酸乙二酯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物制作的基材上，具体涂布过程如下：先将基材经放卷机放卷，然后自动上料，耐候层组合物在基材上涂布之后经过三段烘板箱烘烤，烘板箱温度分别设为120℃，100℃，80℃，烘道长度为10m，线速度为2m/min，再通过3kg/cm2的压力辊辊压，最后经收卷机收卷，即得聚合纳米薄膜。
实施例2
本发明实施例中，一种阻隔水汽的聚合纳米薄膜，按照质量份数计的原料包括：聚丙烯酸酯25份、碳纳米管28份、碳酸钙2份、三元乙丙橡胶8份、聚对苯二甲酸乙二酯20份、纳米二氧化锆5份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物8份、硅酮粉5份、十二烷基氨基丙酸12份、乙酸丁酯60份、芳纶纤维8份、碳化硅纤维8份。
所述阻隔水汽的聚合纳米薄膜的制备方法，包括以下步骤:
1)在容器中加入十二烷基氨基丙酸，然后加入聚丙烯酸酯、碳纳米管、碳酸钙、三元乙丙橡胶与纳米二氧化锆，搅拌均匀，再加入乙酸丁酯，然后再逐步加入硅酮粉、芳纶纤维与碳化硅纤维，搅拌均匀后，得到耐候层组合物。
2)将耐候层组合物涂布于170μm厚的采用聚对苯二甲酸乙二酯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物制作的基材上，具体涂布过程如下：先将基材经放卷机放卷，然后自动上料，耐候层组合物在基材上涂布之后经过三段烘板箱烘烤，烘板箱温度分别设为125℃，108℃，90℃，烘道长度为25m，线速度为20m/min，再通过6kg/cm2的压力辊辊压，最后经收卷机收卷，即得聚合纳米薄膜。
实施例3
本发明实施例中，一种阻隔水汽的聚合纳米薄膜，按照质量份数计的原料包括：聚丙烯酸酯12份、碳纳米管10份、碳酸钙0.1份、三元乙丙橡胶2份、聚对苯二甲酸乙二酯12份、纳米二氧化锆2份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物2份、硅酮粉1份、十二烷基氨基丙酸4份、乙酸丁酯35份、芳纶纤维2份、碳化硅纤维2份。
所述阻隔水汽的聚合纳米薄膜的制备方法，包括以下步骤:
1)在容器中加入十二烷基氨基丙酸，然后加入聚丙烯酸酯、碳纳米管、碳酸钙、三元乙丙橡胶与纳米二氧化锆，搅拌均匀，再加入乙酸丁酯，然后再逐步加入硅酮粉、芳纶纤维与碳化硅纤维，搅拌均匀后，得到耐候层组合物。
2)将耐候层组合物涂布于120μm厚的采用聚对苯二甲酸乙二酯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物制作的基材上，具体涂布过程如下：先将基材经放卷机放卷，然后自动上料，耐候层组合物在基材上涂布之后经过三段烘板箱烘烤，烘板箱温度分别设为120℃，100℃，80℃，烘道长度为15m，线速度为5m/min，再通过4.5kg/cm2的压力辊辊压，最后经收卷机收卷，即得聚合纳米薄膜。
实施例4
本发明实施例中，一种阻隔水汽的聚合纳米薄膜，按照质量份数计的原料包括：聚丙烯酸酯20份、碳纳米管25份、碳酸钙1份、三元乙丙橡胶6份、聚对苯二甲酸乙二酯18份、纳米二氧化锆3份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物6份、硅酮粉3份、十二烷基氨基丙酸10份、乙酸丁酯55份、芳纶纤维5份、碳化硅纤维5份。
所述阻隔水汽的聚合纳米薄膜的制备方法，包括以下步骤:
1)在容器中加入十二烷基氨基丙酸，然后加入聚丙烯酸酯、碳纳米管、碳酸钙、三元乙丙橡胶与纳米二氧化锆，搅拌均匀，再加入乙酸丁酯，然后再逐步加入硅酮粉、芳纶纤维与碳化硅纤维，搅拌均匀后，得到耐候层组合物。
2)将耐候层组合物涂布于150μm厚的采用聚对苯二甲酸乙二酯与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物制作的基材上，具体涂布过程如下：先将基材经放卷机放卷，然后自动上料，耐候层组合物在基材上涂布之后经过三段烘板箱烘烤，烘板箱温度分别设为125℃，108℃，90℃，烘道长度为20m，线速度为15m/min，再通过4.5kg/cm2的压力辊辊压，最后经收卷机收卷，即得聚合纳米薄膜。
实施例5
本发明实施例中，一种阻隔水汽的聚合纳米薄膜，按照质量份数计的原料包括：聚丙烯酸酯14份、碳纳米管1份、碳酸钙0.1份、三元乙丙橡胶3份、聚对苯二甲酸乙二酯14份、纳米二氧化锆2份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物3份、硅酮粉2份、十二烷基氨基丙酸5份、乙酸丁酯40份、芳纶纤维3份、碳化硅纤维3份。
制备过程与实施例3一致。
实施例6
本发明实施例中，一种阻隔水汽的聚合纳米薄膜，按照质量份数计的原料包括：聚丙烯酸酯18份、碳纳米管20份、碳酸钙1份、三元乙丙橡胶5份、聚对苯二甲酸乙二酯16份、纳米二氧化锆3份、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物5份、硅酮粉3份、十二烷基氨基丙酸8份、乙酸丁酯50份、芳纶纤维4份、碳化硅纤维4份。
制备过程与实施例3一致。
将上述实施例制备的聚合纳米薄膜应用于太阳能电池背膜并进行性能测试，试验如下：
一、水蒸气透过率试验
根据标准ASTM F 1249，采用TSY-W2水蒸气透过率测试仪对上述背膜的水蒸气透过率进行测试。
二、耐候性试验
根据标准ISO 4892-2，采用Q-sun氙灯型耐候试验机对上述背膜的耐候性进行测试。
三、附着力试验
根据标准GB/T 9286-1998，采用漆膜划格仪(昆山三诺仪器QFH漆膜划格仪，划格等级最高级为0级)对上述背膜的附着力进行测试。
四、粘结强度试验
粘结强度依据国家标准GB/T8808进行测试。
将试验一至四的试验数据进行统计，试验结果见表1。
表1
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。