一种含氟材料的太阳能背板膜的分离方法与流程

本发明涉及高分子材料的回收利用领域，具体涉及一种含氟材料的太阳能背板膜的分离与回收方法。

背景技术：

光伏组件大多使用寿命在20-25年，随着光伏产业在我国的迅猛发展，我国在三到五年内，光伏组件的回收将成为限制光伏产业生存与发展的严峻问题。太阳能背板膜是光伏组件拆分后的重要产物，其位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护和支撑作用，要求具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。绝大多数背板膜具有三层结构（pvdf/pet/pvdf），外层为pvdf具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为pet聚脂薄膜，具有良好的绝缘性能，内外层靠eva等胶黏剂粘接。现处理一般是通过焚烧发电或填埋，由于含氟化合物的化学性质非常稳定，仅通过填埋含氟化合物得不到分解将占用大量的土地资源；而焚烧又会产生剧毒的氟化氢气体。另外，由于含氟高分子材料具有较大的经济价值，如过仅是填埋或焚烧，会造成资源的极大浪费。

中国发明专利（卓东贤,等.一种太阳能背板材料的回收方法，201710343354.x）公开了一种太阳能背板材料的分离方法，基于不同塑料界面性能差异，利用不同表面活性的分离液可以成功地将太阳能背板材料贴合在一起的含氟材料和pet薄膜层进行成功剥离。然而，剥离下来的含氟材料和pet膜混杂在一起，由于密度及其接近，吹风筛选、红外识别分离和旋风分离等常见技术无法将含氟材料和pet薄膜有效的分离。因此，如何简易有效地分离剥离后的混合膜，是太阳能背板膜回收、资源化再利用的关键。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种含氟材料的太阳能背板膜的分离与回收方法，基于含氟材料和pet薄膜密度的不同，本发明提出了运用简单的离心分离技术，通过控制离心液密度，将剥离下来的高分子材料分离成为较为纯净的含氟材料和pet方法。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种太阳能背板膜的分离方法，包括以下步骤：

一种含氟材料的太阳能背板膜的分离方法，所述分离方法中使用的原料的用量关系，按照重量份计包括：100份太阳能背板材料、20-500份的水、1-50份的碱、0.1-5份的渗透剂、1-60份的有机溶剂、30~2000份离心分离液；

具体方法包括以下步骤：

（1）将100份太阳能背板材料经20-500份的水、1-50份的碱、0.1-5份的渗透剂和1-60份的有机溶剂组成的分离液，在30-100℃下处理0.1-72小时后分离的背板膜用水清洗干净；

（2）选择无机盐溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在5~80℃下的密度为1.2~2.0g/cm³；

（3）将步骤（1）中所得的混合膜与30~2000份步骤（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经10~20000转/分钟离心0.1~60分钟后，静置0.1~100h后，分层分离。

所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氨水中的一种或几种的组合；所述渗透剂为非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和氟类表面活性剂中的一种或几种的组合。所述非离子表面活性剂为jfc-1、jfc-e和jfc-2中的一种或几种的组合。所述阴离子表面活性剂为快速渗透剂t、耐碱渗透剂oep-70、耐碱渗透剂aep和高温渗透剂jfc-m中一种或几种的组合。所述氟类表面活性剂为全氟辛酸钠表面活性剂、全氟辛基磺酸钠表面活性剂、乙氧基类氟碳表面活性剂、含氟聚氧乙烯醚类表面活性剂中一种或几种的组合。所述有机溶剂为甲醇、乙醇、n-甲基吡咯烷酮、乙二醇苯醚、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、六氟异丙醇、丙酮、苯甲醇、甲苯和乙酸乙酯中的一种或者几种的组合。

所述无机盐为bacl2、cacl2、kcl、mgcl、nacl、na2so4、mgso4、caso4、nano3、mg(no3)2、kno3或ca(no3)2中的一种或几种的组合。

本发明的显著优点在于：

（1）相对于传统的离心分离技术，本发明提供了一种通过调节无机盐水溶液的密度，来实现对不同密度基材有效分离的技术，其分离效率可以达到100%；

（2）分离设备简单常用，而且具备工艺简单、原料和人力成本低和无污染等优势。采用本发明所公开分离处理方法，对即将到来的太阳能组件回收利用的高潮，具有重要的应用价值。

附图说明

图1沉降到离心液底部的薄膜红外谱图；

图2漂浮在离心液表面的薄膜红外谱图。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

实施例1

（1）将100份太阳能背板材料经20份的水、50份的氢氧化钠、5份jfc-1和60份丙酮组成的分离液，在30℃下处理0.1小时后分离的背板膜用水清洗干净；

（2）选择bacl2的水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在5℃下的密度为1.2g/cm³；

（3）将（1）中所得的混合膜与200份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经10转/分钟离心0.1分钟后，静置0.1h后，分层分离。

分离后的薄膜的红外光谱如图1和图2所示。图1为沉降到离心液底部的薄膜红外谱图，由图1可见，薄膜在波数为2954cm^-1处有特征吸收峰，则说明有c-h伸缩振动存在；在1405cm^-1有特征吸收峰，在1405cm^-1处有特征吸收峰，则说明有-ch2的变形振动吸收峰；在波数为1155cm^-1处有特征吸收峰，则说明有-cf2的伸缩振动存在。所以可以判定该背板材料是pvdf；

图2漂浮在离心液表面的薄膜红外谱图，由图2可见，薄膜在波数为1716cm^-1有特征吸收峰存在，则可以表明有酯羰基c=o的伸缩振动存在；在波数为1300-1000cm^-1出现特征吸收峰，则表明有c-o伸缩振动，该化合物为酯类化合物；在波数为2968cm^-1出现特征吸收峰，则表明有c-h伸缩振动；并且在800-880cm^-1处有吸收峰，则说明该层薄膜材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。

实施例2

（1）将100份太阳能背板材料经500份水、1份氢氧化钾、0.1份jfc-e和10份乙醇组成的分离液，在100℃下处理72小时后分离的背板膜用水清洗干净；

（2）选择cacl2高盐水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在80℃下的密度为2.0g/cm³；

（3）将（1）中所得的混合膜与30份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经20000转/分钟离心60分钟后，静置100h后，分层分离。

实施例3

（1）将100份太阳能背板材料经100份水、20份氢氧化钙、1份jfc-2和20份甲醇组成的分离液，在50℃下处理10小时后分离的背板膜用水清洗干净；

（2）选择kcl高盐水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在20℃下的密度为1.5g/cm³；

（3）将（1）中所得的混合膜与2000份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经10000转/分钟离心5分钟后，静置0.5后，分层分离。

实施例4

（1）将100份太阳能背板材料经100份水、20份氨水、1份快速渗透剂t、0.5份含氟聚氧乙烯醚类表面活性剂和20份n-甲基吡咯烷酮组成的分离液，在50℃下处理10小时后分离的背板膜用水清洗干净；

（2）选择kcl、nacl和na2so4的高盐溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在8℃下的密度为1.5g/cm³；

（3）将（1）中所得的混合膜与300份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经7000转/分钟离心20分钟后，静置20h后，分层分离。

实施例5

（1）将100份太阳能背板材料经100份水、20份氨水、5份氢氧化钠、1份耐碱渗透剂oep-70和20份乙二醇苯醚组成的分离液，在70℃下处理10小时后分离的背板膜用水清洗干净；

（2）选择mgcl2的高盐水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在55℃下的密度为1.8g/cm³；

（3）将（1）中所得的混合膜与400份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经5000转/分钟离心20分钟后，静置1h后，分层分离。

实施例6

（1）将100份太阳能背板材料经100份水、20份氨水、5份氢氧化钠、1份耐碱渗透剂oep-70、1份耐碱渗透剂aep、20份乙二醇苯醚和10份n,n-二甲基甲酰胺组成的分离液，在60℃下处理10小时后分离的背板膜用水清洗干净；

（2）选择mgcl2和bacl2的高盐水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在45℃下的密度为1.6g/cm³；

（3）将（1）中所得的混合膜与100份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经8000转/分钟离心15分钟后，静置5h后，分层分离。

实施例7

（1）将100份太阳能背板材料经100份水、20份氢氧化钠、1份耐碱渗透剂aep、1份高温渗透剂jfc-m、20份二甲基亚砜和10份六氟异丙醇组成的分离液，在60℃下处理10小时后分离的背板膜用水清洗干净；

（2）选择cacl2、mgso4和caso4的高盐水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在30℃下的密度为1.6g/cm³；

（3）将（1）中所得的混合膜与50份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经15000转/分钟离心20分钟后，静置20h后，分层分离。

实施例8

（1）将100份太阳能背板材料经100份水、20份氢氧化钠、1份全氟辛酸钠、1份全氟辛基磺酸钠、5份苯甲醇和10份甲苯的有机溶剂组成的分离液，在60℃下处理10小时后分离的背板膜用水清洗干净；

（2）选择nano3和mg(no3)2的高盐水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在60℃下的密度为1.7g/cm³；

（3）将（1）中所得的混合膜与150份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经10000转/分钟离心30分钟后，静置15h后，分层分离。

实施例9

（1）将100份太阳能背板材料经100份水、20份氢氧化钠、1份乙氧基类氟碳表面活性剂、5份乙酸乙酯和10份甲苯组成的分离液，在60℃下处理10小时后分离的背板膜用水清洗干净；

（2）选择kno3和ca(no3)2的高盐水溶液作为离心分离液，并且调整离心分离液在10℃下的密度为1.5g/cm³；

（3）将（1）中所得的混合膜与250份（2）中所得的离心分离液加入离心机中，经2000转/分钟离心50分钟后，静置1h后，分层分离。

上述实施例并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。