一种多层透明UV阻隔膜的制作方法

【技术领域】

本发明涉及光伏领域，具体涉及一种多层透明uv阻隔膜。

背景技术：

含氟聚合物，特别是pvdf因其具有极佳的抗恶劣气候性、耐紫外辐射性和耐化学品性而常被用来作为保护膜材料。pvdf膜可用于光伏系统中背板的保护膜材料。一般情况下，用于背板组成的pvdf膜是乳白膜，对背板具有保护作用。随着光伏行业的发展，双面电池由于具有高效发电的特点已成为未来太阳能电池的发展趋势，在此背景下透明背板应运而生，pvdf膜是透明背板的重要组成部分，是透明背板的关键性保护材料。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多层透明uv阻隔膜，该多层透明uv阻隔膜可应用于光伏系统，比如太阳能电池前板、背板的保护膜，有利于增加电池片的受光率，进而有利于增加电池发电量。同时，可有效保护太阳能电池前板、背板中支撑层材料免受紫外线的长时间辐照和风沙侵蚀、化学腐蚀等，保证太阳能电池前板、背板可长久有效保护电池片，最终带来双面电池的长久、可靠运行。

为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种多层透明uv阻隔膜，包括面层、中间层以及底层，所述面层包括80％-100％重量份的pvdf均聚物或者共聚物，0-20％重量份的流动改性剂，0-4％重量份的uv阻隔剂；

所述中间层包括70-99.5％重量份的pvdf均聚物或者共聚物，0-30％重量份的流动改性剂，0.5-5％重量份uv阻隔剂；

所述底层包括60-100％重量份的pvdf均聚物或者共聚物，0-40％重量份流动改性剂，0-4％重量份的uv阻隔剂；

所述中间层的厚度大于等于所述面层的厚度，所述中间层的厚度大于等于所述底层的厚度，所述流动改性剂是指甲基丙烯酸甲酯均聚物、以甲基丙烯酸甲酯为壳层的核壳结构共聚物、以甲基丙烯酸甲酯为主组分的线性共聚物、以甲基丙烯酸甲酯接枝改性的共聚物中的至少一种,所述多层透明uv阻隔膜对于波长为380-1100nm的光的透过率大于等于85％。

作为一种实施方式，所述面层的pvdf含量与所述底层的pvdf含量相同，所述面层的pvdf含量大于所述中间层的pvdf含量，所述面层包括85-95％重量份的pvdf的均聚物或者共聚物。

作为一种实施方式，所述面层的pvdf含量与所述底层的pvdf含量不相同，所述面层的pvdf含量大于所述中间层的pvdf含量，所述面层包括85-95％重量份的pvdf均聚物或者共聚物。

作为一种实施方式，所述面层的pvdf含量与所述中间层的pvdf含量相同，所述面层的pvdf含量与所述底层的pvdf含量不同，所述面层的pvdf含量为86％-99％，所述中间层包括6-20％重量份的流动改性剂。

作为一种实施方式，所述面层中的含氟聚合物含有小于等于15％重量份的共聚单体。

作为一种实施方式，所述面层的厚度与所述中间层的厚度比为(0.5-1.5)：(2-5)。

作为一种实施方式，所述中间层的厚度与所述底层的厚度的比为(2-5)：(0.25-1.5)。

作为一种实施方式，所述面层的pvdf含量大于等于所述中间层的pvdf含量，所述中间层的pvdf含量大于所述底层的pvdf含量，所述中间层的厚度大于所述面层的厚度，所述中间层的厚度大于等于所述底层的厚度。

作为一种实施方式，所述uv阻隔剂为无机阻隔剂、有机阻隔剂、有机无机杂化阻隔剂中的至少一种，所述无机阻隔剂包括纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铈、纳米氧化镁、纳米氧化铝、纳米蒙脱土或上述几种材料的复合物的至少一种，所述有机阻隔剂包括三嗪类、苯并三氮唑类、二苯甲酮类中的至少一种，有机无机杂化阻隔剂包括无机物基体为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铈、纳米氧化镁、纳米氧化铝的有机无机杂化阻隔剂。

作为一种实施方式，所述uv阻隔剂为无机阻隔剂、有机阻隔剂、有机无机杂化阻隔剂中的至少一种，所述无机阻隔剂包括纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铈、纳米氧化镁、纳米氧化铝、纳米蒙脱土或上述几种材料的复合物的至少一种，所述有机阻隔剂包括三嗪类、苯并三氮唑类、二苯甲酮类重的至少一种，有机无机杂化阻隔剂包括pmma/tio2、环氧树脂/zno2、pbi/sio2。

上述技术方案中，多层透明uv阻隔膜包括面层、中间层以及底层，其中中间层包含有uv阻隔助剂，中间层位于面层与底层之间，有利于防止中间层中的uv阻隔助剂析出，从而有利于延长多层透明uv阻隔膜的使用寿命。

【附图说明】

图1是本发明一种多层透明uv阻隔膜的结构示意图。

【具体实施方式】

本发明的“份”是指重量份；本发明的“透明”是指在人的视觉上是透明的，具体的可以是指膜对于波长为380-1100nm的光的透光率在85％以上；本发明的uv阻隔是指膜产品对大部分或者绝大部分的紫外线具有阻隔作用。本发明中的pvdf是聚偏氟乙烯的缩写。

一种多层透明uv阻隔膜，包括面层1、中间层2以及底层3，所述面层1包括80％-100％重量份的pvdf均聚物或者共聚物，0-10％重量份的流动改性剂，0-4％重量份的uv阻隔剂；所述中间层2包括70-99.4％重量份的pvdf均聚物或者共聚物，0-30％重量份的流动改性剂，0.5-5％重量份uv阻隔剂；所述底层3包括60-100％重量份的pvdf均聚物或者共聚物，0-40％重量份流动改性剂，0-4％重量份的uv阻隔剂；其中，所述流动改性剂是指甲基丙烯酸甲酯均聚物、以甲基丙烯酸甲酯为壳层的核壳结构共聚物、以甲基丙烯酸甲酯为主组分的线性共聚物、以甲基丙烯酸甲酯接枝改性的共聚物中的至少一种，其中，以甲基丙烯酸甲酯为主组分表示甲基丙烯酸甲酯摩尔占比在50％以上。所述中间层2的厚度大于等于所述面层的厚度，所述中间层2的厚度大于等于所述底层3的厚度，所述多层透明uv阻隔膜对于波长为380-1100nm的光的透过率大于等于85％。此处需要说明的是，本申请中限定中间层2的厚度大于等于面层1的厚度，所述中间层2的厚度大于等于底层3的厚度，该处的大于等于是为了区分中间层2厚度明显小于面层或底层3的厚度时所作出的限定，比如，当中间层2厚度与面层1厚度的比值为0.9时，应当认为与本申请中所限定的大于等于相近似，或者应当认为在本申请中的大于等于范围内；或者可以说是，由于多层透明uv阻隔膜自身厚度较小，在中间层2差别较小是，所达到的效果差别也比较小，因此在他人实施的方案为中间层2厚度略小于面层1的厚度时，应当看做在本技术方案的保护范围内。该多层透明uv阻隔膜应用于光伏领域，该多层透明uv阻隔膜在应用时，面层1远离电池片，底层3靠近电池片，或者可以说是，在太阳能电池组件封装时，面层1直接接触空气，或者说是，在太阳能电池组件使用时，面层1直接接触空气，面层1具有耐盐雾、耐化学腐蚀等作用，面层1具有保护中间层2和底层3的作用。中间层2较厚，具有支撑作用，或者可以说是中间层2为该多层透明uv阻隔膜的骨架层。底层3相对于面层1和中间层2来说，底层3最靠近太阳能电池片，该底层3具有提供与其他基材面相粘结的作用。该多层透明uv阻隔膜可用于太阳能电池的前板、背板的保护膜材料等。其中，在上述技术方案中，pmma的含量影响该多层透明uv阻隔膜的透明性，因此，为了获得该多层透明uv阻隔膜的一定的透明度，pmma的含量要适当。

作为一种实施方式，所述面层1的pvdf含量与所述底层3的pvdf含量相同，所述面层1的pvdf含量大于所述中间层2的pvdf含量，所述面层1包括85-95％重量份的pvdf的均聚物或者共聚物。该实施方式中，面层1和底层3中的pvdf含量较高，有利于提高该多层透明uv阻隔膜的抗风沙侵蚀性、抗化学腐蚀性和防助剂迁移等性能。

作为一种实施方式，所述面层1的pvdf含量与所述底层3的pvdf含量不相同，所述面层1的pvdf含量大于所述中间层2的pvdf含量，所述面层1包括85-95％重量份的pvdf均聚物或者共聚物。该实施方式中，面层1中的pvdf含量较高，有利于提高该多层透明uv阻隔膜的耐候性性能和抗化学腐蚀性，有利于提高面层1的保护作用。

作为一种实施方式，所述面层1的pvdf含量与所述中间层2的pvdf含量相同，所述面层1的pvdf含量与所述底层3的pvdf含量不同，所述面层1的pvdf含量为86％-99％，所述中间层2包括6-20％重量份的pmma。该实施方式中，中间层2的pvdf含量较高，有利于提高该多层透明uv阻隔膜的耐候性性能和与其它基材的粘接性能。

作为一种实施方式，所述面层1中的含氟聚合物含有小于等于15％重量份的共聚单体。

作为一种实施方式，所述面层1的厚度与所述中间层2的厚度比为(0.5-1.5)：(2-5)。作为一种实施方式，所述中间层2的厚度与所述底层3的厚度的比为(2-5)：(0.25-1.5)。上述两种实施方式中，中间层2的厚度大于面层1的厚度，中间层2的厚度大于底层3的厚度，中间层2为骨架层，主要提供所述多层透明uv阻隔膜的强韧性能。当中间层2的厚度过大时，抗腐蚀性能下降，功能性不足；当中间层2的厚度过小时，不能起到骨架层的支撑作用。

作为一种实施方式，所述多层透明uv阻隔膜的透光率大于等于85％。

作为一种实施方式，所述面层1的pvdf含量大于所述中间层2的pvdf含量，所述中间层2的pvdf含量大于所述底层3的pvdf含量，所述中间层2的厚度大于所述面层1的厚度，所述中间层2的厚度大于等于所述底层3的厚度。

作为一种实施方式，所述uv阻隔剂为无机阻隔剂、有机阻隔剂、有机无机杂化阻隔剂中的至少一种，所述无机阻隔剂包括纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铈、纳米氧化镁、纳米氧化铝、纳米蒙脱土或上述几种材料的复合物中的至少一种，所述有机阻隔剂包括三嗪类、苯并三氮唑类、二苯甲酮类重的至少一种，uv阻隔剂还包括有机无机杂化阻隔剂，其中有机无机杂化阻隔剂包括无机物基体为纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铈、纳米氧化镁、纳米氧化铝的有机无机杂化阻隔剂。如pmma/tio2、环氧树脂/zno2、pbi/sio2阻隔剂，其中，pmma/tio2属于机无机杂化纳米复合材料，具体是指pmma与tio2杂化的纳米复合材料；环氧树脂/zno2属于有机无机杂化纳米复合材料，具体是指环氧树脂与zno2杂化的纳米复合材料；pbi/sio2属于有机无机杂化纳米复合材料，具体是指pbi与sio2杂化的纳米复合材料。

请参考如下实施例，以下实施例中，选用杜邦公司生产的纳米二氧化钛为uv阻隔剂，选用巴斯夫公司生产的受阻酚/亚磷酸酯(50/50)为抗氧剂，实施例1-12选用三菱化学公司生产的pmma为流动改性剂，实施例13-19选用acr树脂(三菱化学的pa533j)为流动改性剂。实施例1-16中，面层1：中间层2：底层3的厚度比值为1:3:1。

实施例1：

面层1成分为：pvdf含量为80％重量份、pmma含量为20％重量份，uv阻隔剂0％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为85％、pmma为14.5％、uv阻隔剂为0.5％；

底层3的成分为：pvdf含量为60％、pmma为40％、uv阻隔剂为0％。

实施例2：

面层1成分为：pvdf含量为90％重量份、pmma含量为10％重量份，uv阻隔剂0％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为85％、pmma为14.5％、uv阻隔剂为0.5％；

底层3的成分为：pvdf含量为60％、pmma为40％、uv阻隔剂为0％。

实施例3：

面层1成分为：pvdf含量为90％重量份、pmma含量为6％重量份，uv阻隔剂4％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为85％、pmma为14.5％、uv阻隔剂为0.5％；

底层3的成分为：pvdf含量为60％、pmma为40％、uv阻隔剂为0％。

实施例4：

面层1成分为：pvdf含量为100％重量份、pmma含量为0％重量份，uv阻隔剂0％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为85％、pmma为14.5％、uv阻隔剂为0.5％；

底层3的成分为：pvdf含量为60％、pmma为40％、uv阻隔剂为0％。

实施例5：

面层1成分为：pvdf含量为100％重量份、pmma含量为0％重量份，uv阻隔剂0％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为70％、pmma为29.5％、uv阻隔剂为0.5％；

底层3的成分为：pvdf含量为100％、pmma为0％、uv阻隔剂为0％。

实施例6：

面层1成分为：pvdf含量为100％重量份、pmma含量为0％重量份，uv阻隔剂0％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为785％、pmma为14.5％、uv阻隔剂为0.5％；

底层3的成分为：pvdf含量为100％、pmma为0％、uv阻隔剂为0％。

实施例7：

面层1成分为：pvdf含量为100％重量份、pmma含量为0％重量份，uv阻隔剂0％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为85％、pmma为10％、uv阻隔剂为5％；底层3的成分为：pvdf含量为100％、pmma为0％、uv阻隔剂为0％。

实施例8：

面层1成分为：pvdf含量为100％重量份、pmma含量为0％重量份，uv阻隔剂0％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为99.5％、pmma为0％、uv阻隔剂为0.5％；底层3的成分为：pvdf含量为100％、pmma为0％、uv阻隔剂为0％。

实施例9：

面层1成分为：pvdf含量为100％重量份、pmma含量为0％重量份，uv阻隔剂0％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为85％、pmma为10％、uv阻隔剂为5％；底层3的成分为：pvdf含量为60％、pmma为40％、uv阻隔剂为0％。

实施例10：

面层1成分为：pvdf含量为100％重量份、pmma含量为0％重量份，uv阻隔剂0％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为85％、pmma为10％、uv阻隔剂为5％；底层3的成分为：pvdf含量为80％、pmma为20％、uv阻隔剂为0％。

实施例11：

面层1成分为：pvdf含量为100％重量份、pmma含量为0％重量份，uv阻隔剂0％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为85％、pmma为10％、uv阻隔剂为5％；底层3的成分为：pvdf含量为80％、pmma为16％、uv阻隔剂为4％。

实施例12：

面层1成分为：pvdf含量为90％重量份、pmma含量为6％重量份，uv阻隔剂4％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为85％、pmma为10％、uv阻隔剂为5％；底层3的成分为：pvdf含量为80％、pmma为16％、uv阻隔剂为4％。

实施例13：

面层1成分为：pvdf含量为80％重量份、pmma含量为18％重量份，uv阻隔剂2％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为80％、pmma为18％、uv阻隔剂为2％；底层3的成分为：pvdf含量为80％、pmma为18％、uv阻隔剂为2％。

实施例14：

面层1成分为：pvdf含量为80％重量份、pmma含量为18％重量份，uv阻隔剂2％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为80％、pmma为18％、uv阻隔剂为2％；底层3的成分为：pvdf含量为100％、pmma为0％、uv阻隔剂为0％。

实施例15：

面层1成分为：pvdf含量为80％重量份、pmma含量为18％重量份，uv阻隔剂2％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为80％、pmma为16％、uv阻隔剂为4％；底层3的成分为：pvdf含量为80％、pmma为16％、uv阻隔剂为4％。

实施例16

面层1成分为：pvdf含量为100％重量份、pmma含量为0％重量份，uv阻隔剂0％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为80％、pmma为18％、uv阻隔剂为2％；底层3的成分为：pvdf含量为80％、pmma为20％、uv阻隔剂为0％；其中，面层1、中间层2以及底层3的厚度比值为1:10:1。

实施例17

面层1成分为：pvdf含量为100％重量份、pmma含量为0％重量份，uv阻隔剂0％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为80％、pmma为18％、uv阻隔剂为2％；底层3的成分为：pvdf含量为80％、pmma为20％、uv阻隔剂为0％；其中，面层1、中间层2以及底层3的厚度比值为1:4:0.8。

实施例18

面层1成分为：pvdf含量为100％重量份、pmma含量为0％重量份，uv阻隔剂0％重量份；

中间层2的成分为：pvdf含量为80％、pmma为18％、uv阻隔剂为2％；底层3的成分为：pvdf含量为80％、pmma为20％、uv阻隔剂为0％；其中，面层1、中间层2以及底层3的厚度比值为3:4:3。

对比例1

对比例1为市面上采购的厚度为25微米的纯pvdf膜。

对比例2

对比例2为市面上采购的厚度为25微米的含有uv阻隔剂的pvdf单层膜。

由实施例1-实施例18中得出，pmma的含量增加有助于该多层透明uv阻隔膜的透明度增加；uv阻隔剂含量的增加有助于该多层透明uv阻隔膜的200-380nm的阻隔率的提高。与对比例2相比，该多层透明uv阻隔膜的耐紫外辐射较好，对比例2中，200-380nm阻隔率经过双852000h或uv辐照3000h后，阻隔率下降明显的主要原因为膜中的uv阻隔剂析出；本申请的多层结构有利于阻止uv阻隔剂的析出，从而保持该多层透明uv阻隔膜的紫外阻隔性能。当其应用于太阳能电池背板或前板时，有利于减少在其内部的如胶层、基材层等紫外辐射，从而有利于延长在其内部的如胶层、基材层等的使用寿命，进而可以延长背板或前板的使用寿命。