耐老化背板膜用聚酯切片的制备方法与流程

本发明涉及聚酯切片，尤其是一种耐老化背板膜用聚酯切片的制备方法。

背景技术：

1、目前，太阳能电池板产品使用年限一般按照25年以上进行设计，由于太阳能电池模组是放置在室外的电气产品，要确保产品达到如此长的使用期限，就需要严格控制各组件质量，尤其是背板封装材料，除了要具有保护功能以外，还必须具备25年之久的可靠的绝缘性能、水汽阻隔性、耐老化性能。

2、pet膜通常具有较好的机械性能、光学性能以及耐老化性能等，但在耐湿热性、水蒸气透过性等方面处于劣势，难以满足太阳能电池背板膜的使用要求。

3、现有的聚酯通常是通过二元羧酸或具有酯形成的二元羧酸的衍生物与乙二醇类等二元醇成分的缩聚工序来制造。然而，在聚酯的表面会存在很多的羧基或羟基，在水分存在的环境下，容易引起水解反应，存在随着时间的流逝显著劣化的趋势，因此，在户外使用的太阳能电池模块所使用的聚酯要求具有较高的耐候性，特别是耐水解性，为了制造具有较高的耐候性的pet薄膜，通常可通过使熔融聚合后的pet树脂进行固相聚合得到末端羧基量较少的pet树脂。但是，固相缩聚存在以下不足：反应原料需要充分混合，固体粒子粒径要求达到一定的细度，固相缩聚反应速率低，生成的小分子副产物不易脱除。

技术实现思路

1、本发明的目的是：提供一种耐老化背板膜用聚酯切片的制备方法，用于解决上述技术问题中的至少一个。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

3、耐老化背板膜用聚酯切片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

4、s1对苯二甲酸与乙二醇在一定的压力和温度条件下酯化生成对苯二甲酸乙二醇酯，乙二醇与对苯二甲酸的摩尔比为1.1-1.8:1，控制该步骤中的酯化率为98.6％-98.8％；

5、s2加入改性二氧化钛对预缩聚体进行原位缩聚，然后在对苯二甲酸乙二醇酯的反应体系内加入三氧化二锑的乙二醇溶液和乙二醇稀释后的磷酸，在高温、真空和催化剂作用下，发生预缩聚反应得到预缩聚体；

6、s3预缩聚体进行终缩聚得到终缩聚体聚对苯二甲酸乙二醇酯，出料切粒干燥后得到聚酯切片粗品；

7、s4将步骤s3中制得的聚酯切片粗品在165-170℃温度真空干燥5-6h，冷却后加入羧基加成型扩链剂，在高速混料机中混合均匀，挤出冷却切粒后制得所述聚酯切片。

8、进一步的，所述步骤s1中的反应温度为260-262℃，反应压力为0.1-0.5mpa。

9、进一步的，所述步骤s2中预缩聚包括预缩聚阶段一和预缩聚阶段二，并及时排出反应过程中产生的乙二醇；

10、所述预缩聚阶段一的反应温度为275-278℃，绝对压力为23.6-23.8kpa，反应时间为30-35min，控制缩聚转化率为86.85-87.21％，酯化率为98.5-98.6％；

11、所述预缩聚阶段二的反应温度为278-280℃，绝对压力为3-4kpa，反应时间为40-45min，控制缩聚转化率为88-90％，酯化率为99.5-99.6％。

12、进一步的，所述步骤s3中终缩聚的反应温度为285-290℃，绝对压力为0.15-0.18kpa，反应时间为210-250min，控制缩聚转化率99.05-99.15％，酯化率99.78-99.85％。

13、进一步的，所述羧基加成型扩链剂选自双环氧乙烷化合物、双环亚胺醚化合物、内酰胺化合物中的一种。

14、进一步的，所述双环氧乙烷化合物选用苯乙烯-emc的共聚物smc，所述smc的添加量为pet质量的0.2-0.3％。

15、进一步的，所述聚酯切片的特性粘度为0.78-0.83dl/g，末端羧基含量为5-8mol/t。

16、进一步的，所述步骤s2中改性二氧化钛的制备方法包括以下步骤：

17、s201对二氧化钛进行表面包覆二氧化硅；

18、s202将表面包覆二氧化硅的二氧化钛分散在乙醇溶液中，加入硅烷偶联剂kh-570对其表面进行有机改性得到所述改性二氧化钛。

19、进一步的，所述二氧化钛的粒径为0.4-0.8微米，添加量为聚酯切片总量计为800-1200ppm。

20、进一步的，所述步骤s201具体包括：在分散的二氧化钛浆液中加入硅酸钠和稀硫酸溶液，硅酸钠的添加量为二氧化钛质量的2-6％，溶液的ph值为6-8，反应温度为75-80℃，硅酸钠水解成硅酸包覆在二氧化钛表面。

21、采用本发明中的技术方案的有益效果是：

22、本发明中添加的二氧化钛先进行表面无机改性后进行有机改性，可以避免二氧化钛在反应体系中颗粒发生聚集造成聚合物的粘稠度增加，提高了二氧化钛在聚酯体系内的分散均匀性，同时将亲水性的表面转变为憎水表面，可以提高聚酯对二氧化钛的润湿性。此外，本发明中通过添加二氧化钛可以提高背板膜的抗紫外效果。

23、本发明中通过分别控制步骤s1中酯化反应的酯化率以及缩聚过程中的酯化率，同时对聚酯切片采用羧基加成型扩链剂进行改性，可以显著降低端羧基的含量，进一步提高背板膜的耐候性。

技术特征：

1.耐老化背板膜用聚酯切片的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的耐老化背板膜用聚脂切片的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中的反应温度为260-262℃，反应压力为0.1-0.5 mpa。

3.根据权利要求1所述的耐老化背板膜用聚脂切片的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中预缩聚包括预缩聚阶段一和预缩聚阶段二，并及时排出反应过程中产生的乙二醇；

4.据权利要求1所述的耐老化背板膜用聚脂切片的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中终缩聚的反应温度为285-290℃，压力为0.15-0.18kpa，反应时间为210-250min，控制缩聚转化率99.05-99.15%，酯化率99.78-99.85%。

5.根据权利要求1所述的耐老化背板膜用聚脂切片的制备方法，其特征在于：所述羧基加成型扩链剂选自双环氧乙烷化合物、双环亚胺醚化合物、内酰胺化合物中的一种。

6.根据权利要求5所述的耐老化背板膜用聚脂切片的制备方法，其特征在于：所述双环氧乙烷化合物选用苯乙烯-emc的共聚物smc，所述smc的添加量为pet质量的0.2-0.3%。

7.根据权利要求1所述的耐老化背板膜用聚脂切片的制备方法，其特征在于：所述聚酯切片的特性粘度为0.78-0.83dl/g，末端羧基含量为5-8mol/t。

8.根据权利要求1所述的耐老化背板用聚酯切片的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中改性二氧化钛的制备方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的耐老化背板膜用聚脂切片的制备方法，其特征在于：所述二氧化钛的粒径为0.4-0.8微米，添加量为聚酯切片总量计为800-1200ppm。

10.根据权利要求8所述的耐老化背板用聚酯切片的制备方法，其特征在于：所述步骤s201具体包括：在分散的二氧化钛浆液中加入硅酸钠和稀硫酸溶液，硅酸钠的添加量为二氧化钛质量的2-6%，溶液的ph值为6-8，反应温度为75-80℃，硅酸钠水解成硅酸包覆在二氧化钛表面。

技术总结
本发明涉及聚酯切片技术领域，尤其是一种耐老化背板膜用聚酯切片的制备方法；包括以下步骤：对苯二甲酸与乙二醇进行酯化反应；加入改性二氧化钛对预缩聚体进行原位缩聚，然后在对苯二甲酸乙二醇酯的反应体系内加入三氧化二锑的乙二醇溶液和乙二醇稀释后的磷酸，发生预缩聚反应得到预缩聚体；预缩聚体进行终缩聚得到终缩聚体聚对苯二甲酸乙二醇酯得到聚酯切片粗品；将制得的聚酯切片粗品加入羧基加成型扩链剂，在高速混料机中混合均匀，挤出冷却切粒后制得聚酯切片；本发明中通过分别控制步骤S1中酯化反应的酯化率以及缩聚过程中的酯化率，同时对聚酯切片采用羧基加成型扩链剂进行改性，可以显著降低端羧基的含量，进一步提高背板膜的耐候性。

技术研发人员：刘勤学,杨帅,周俊
受保护的技术使用者：常州勤邦新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15