一种防水高耐候背板及其制备生产方法与流程

1.本发明涉及光伏组件封装技术领域，具体涉及一种防水高耐候背板及其制备生产方法。


背景技术：

2.对于单玻的太阳能组件而言，背板是将太阳光的能量直接转换成电的太阳光发电系统的中心部件，背面作为下部保护材料的背面封装用片(背板)保护。但背板由于其基材的特殊性，在湿热环境和水汽中容易出现失效、脱层和鼓包等问题，可能会导致组件的失效及短路等问题，更严重的可能会出现组件焊带、汇流条的腐蚀等情况。
3.中国专利cn201110174996.4公开了一种太阳能电池封装保护膜及其制备方法，通过将pvdf树脂、pmma树脂、二氧化钛、流动性改性剂、热稳定剂通过三层共挤，得到保护膜。该保护膜具有耐候性能优异、高阻隔、各层间结合力强、无溶剂污染等有点，但是，得到的保护膜在力学性能以及阻燃性能上还存在不足，从而影响太阳能电池组件的使用寿命。


技术实现要素：

4.本发明的目的是：提供一种防水高耐候背板及其生产方法，用于解决上述技术问题中的至少一个。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
6.一种防水高耐候背板，所述背板包括上表层、基体层和下表层组成，
7.所述上表层的质量百分比组成如下：64-80％的pa6和/或pa66、12-25％的po和/或po-g-mah、3-8％的氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、2-7％的皂化eva，
8.所述基体层的质量百分比组成如下：80-85％的pa66和/或pet、10-15％的马来酸酐接枝低密度聚乙烯pe-g-mah和/或epr-g-mah、0.4-0.6％的聚硅氧烷偶联剂、2-5％的tio2和caco3、1-1.5％的增强玻纤或增强聚酰胺；
9.所述下表层的质量百分比组成如下：50-55％的pa6、pa66和/或hips、10-15％的线性环氧树脂、20-25％的苯乙烯弹性体或熔喷聚乙烯、5-10％的聚氨酯纤维或玻璃纤维。
10.通过在下表层添加质量百分比为5-10％的熔喷聚乙烯、聚氨酯纤维或玻璃纤维，可以保护背板、减少水汽的渗透、提升背板的整体耐候及防水性能。
11.进一步的，所述上表层的厚度为60-120μm，基体层的厚度70-120μm，下表层的厚度50-70μm。
12.进一步的，所述背板在400-700nm光区的反射率为90-92％。
13.进一步的，当背板与封装胶膜之间的粘结力为85～110n/cm时，背板的水汽透过率为13-14％。
14.进一步的，当封装胶膜湿热老化后，背板与封装胶膜之间的粘结力为60～85n/cm时，背板的水汽透过率在16-18％。
15.进一步的，所述上表层、基体层和下表层通过熔融共挤一体化成型。
55％、线性环氧树脂13％、苯乙烯弹性体26％、熔喷聚乙烯6％。
31.制备方法：将上述三层结构的原料按比例分别于高速混炼机中共混和，转速500-600r/min，混合时间15-25min，混合好后各自放入190-195℃的挤出机对应的料仓进行混炼塑化；通过挤出机的三层模口分别将上表层、基体层和下表层进行挤出，并在扁平状的模头口形成熔融态片材；将熔融态的片材进行牵伸，得到上表层厚度为75μm，基体层厚度为140μm，下表层厚度为65μm的板材，后在下表层空气面通过静电喷涂的方法涂布含氟的保护层，切边、收卷，包装入库制备得到防水高耐候背板，测试胶膜与实施例的粘结力，评估该实施例在双85紫外老化下的性能衰减等，并评估背板的稳定性。
32.实施例3
33.配方：上表层中各成分的质量百分比为pa6668％、po 22％、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物(济南裕诺)7％、皂化eva(上海永兴)3％；基体层中各成分的质量百分比为pet 80％、pe-g-mah 13％、聚硅氧烷偶联剂(nouryon china)0.9％、tio2(杜邦)3％、caco32％、增强玻纤1.1％；下表层中各成分的质量百分比为pa6655％、线性环氧树脂(南亚塑胶)14％、苯乙烯弹性体24％、玻璃纤维7％。
34.制备方法：将上述三层结构的原料按比例分别于高速混炼机中共混和，转速500-600r/min，混合时间15-25min，混合好后各自放入190-195℃的挤出机对应的料仓进行混炼塑化；通过挤出机的三层模口分别将上表层、基体层和下表层进行挤出，并在扁平状的模头口形成熔融态片材；将熔融态的片材进行牵伸，得到上表层厚度为60μm，基体层厚度为150μm，下表层厚度为80μm的板材，后在下表层空气面通过静电喷涂的方法涂布含氟的保护层，切边、收卷，包装入库制备得到防水高耐候背板，测试胶膜与实施例的粘结力，评估该实施例在双85紫外老化下的性能衰减等，并评估背板的稳定性。
35.实施例4
36.配方：上表层中各成分的质量百分比为pa669％、po-g-mah 20％、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物(济南裕诺)6％、皂化eva(上海永兴)5％；基体层中各成分的质量百分比为pa6680％、马来酸酐接枝低密度聚乙烯(pe-g-mah)14％、聚硅氧烷偶联剂(nouryon china)0.6％、tio2(杜邦)2％、caco32％、增强玻纤1.4％；下表层中各成分的质量百分比为pa6654％、线性环氧树脂(南亚塑胶)15％、苯乙烯弹性体24％、熔喷聚乙烯7％。
37.制备方法：将上述三层结构的原料按比例分别于高速混炼机中共混和，转速500-600r/min，混合时间15-25min，混合好后各自放入190-195℃的挤出机对应的料仓进行混炼塑化；通过挤出机的三层模口分别将上表层、基体层和下表层进行挤出，并在扁平状的模头口形成熔融态片材；将熔融态的片材进行牵伸，得到上表层厚度为80μm，基体层厚度为140μm，下表层厚度为60μm的板材，后在下表层空气面通过静电喷涂的方法涂布含氟的保护层，切边、收卷，包装入库制备得到防水高耐候背板，测试胶膜与实施例的粘结力，评估该实施例在双85紫外老化下的性能衰减等，并评估背板的稳定性。
38.实施例5
39.配方：上表层中各成分的质量百分比为pa6671％、po 22％、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物(济南裕诺)5％、皂化eva(上海永兴)2％；基体层中各成分的质量百分比为pa682％、马来酸酐接枝低密度聚乙烯(pe-g-mah)13％、聚硅氧烷偶联剂(nouryon china)0.5％、tio2(杜邦)2.5％、caco31％、增强玻纤1％；下表层中各成分的质量百分比为pa6654％、线性环
氧树脂(南亚塑胶)16％、苯乙烯弹性体25％、熔喷聚乙烯5％。
40.制备方法：将上述三层结构的原料按比例分别于高速混炼机中共混和，转速500-600r/min，混合时间15-25min，混合好后各自放入190-195℃的挤出机对应的料仓进行混炼塑化；通过挤出机的三层模口分别将上表层、基体层和下表层进行挤出，并在扁平状的模头口形成熔融态片材；将熔融态的片材进行牵伸，得到上表层厚度为120μm，基体层厚度为125μm，下表层厚度为65μm的板材，后在下表层空气面通过静电喷涂的方法涂布含氟的保护层，切边、收卷，包装入库制备得到防水高耐候背板，测试胶膜与实施例的粘结力，评估该实施例在双85紫外老化下的性能衰减等，并评估背板的稳定性。
41.实施例6
42.配方：上表层中各成分的质量百分比为pa670％、po-g-mah 19％、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物(济南裕诺)6％、皂化eva(上海永兴)5％；基体层中各成分的质量百分比为pet 82％、epr-g-mah 13％、聚硅氧烷偶联剂(nouryon china)0.6％、tio2(杜邦)1％、caco31％、增强玻纤2.4％；下表层中各成分的质量百分比为pa654％、线性环氧树脂(南亚塑胶)14％、苯乙烯弹性体24％、熔喷聚乙烯8％。
43.制备方法：将上述三层结构的原料按比例分别于高速混炼机中共混和，转速500-600r/min，混合时间15-25min，混合好后各自放入190-195℃的挤出机对应的料仓进行混炼塑化；通过挤出机的三层模口分别将上表层、基体层和下表层进行挤出，并在扁平状的模头口形成熔融态片材；将熔融态的片材进行牵伸，得到上表层厚度为70μm，基体层厚度为135μm，下表层厚度为70μm的板材，后在下表层空气面通过静电喷涂的方法涂布含氟的保护层，切边、收卷，包装入库制备得到防水高耐候背板，测试胶膜与实施例的粘结力，评估该实施例在双85紫外老化下的性能衰减等，并评估背板的稳定性。
44.实施例7
45.配方：上表层中各成分的质量百分比为pa6635％、pa645％、po-g-mah 12％、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物(济南裕诺)3％、皂化eva(上海永兴)5％；基体层中各成分的质量百分比为pa6682％、马来酸酐接枝低密度聚乙烯(pe-g-mah)6％、epr-g-mah 6％、聚硅氧烷偶联剂(nouryon china)0.4％、tio2(杜邦)2％、caco32％、增强玻纤1.6％；下表层中各成分的质量百分比为hips 21％、pa6630％、线性环氧树脂(南亚塑胶)18％、苯乙烯弹性体21％、熔喷聚乙烯10％。
46.制备方法：将上述三层结构的原料按比例分别于高速混炼机中共混和，转速500-600r/min，混合时间15-25min，混合好后各自放入190-195℃的挤出机对应的料仓进行混炼塑化；通过挤出机的三层模口分别将上表层、基体层和下表层进行挤出，并在扁平状的模头口形成熔融态片材；将熔融态的片材进行牵伸，得到上表层厚度为80μm，基体层厚度为150μm，下表层厚度为50μm的板材，后在下表层空气面通过静电喷涂的方法涂布含氟的保护层，切边、收卷，包装入库制备得到防水高耐候背板，测试胶膜与实施例的粘结力，评估该实施例在双85紫外老化下的性能衰减等，并评估背板的稳定性。
47.实施例8
48.配方：上表层中各成分的质量百分比为pa6630％、pa634％、po-g-mah 25％、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物(济南裕诺)6％、皂化eva(上海永兴)5％；基体层中各成分的质量百分比为pa6622％、pa638％、pet23％、马来酸酐接枝低密度聚乙烯(pe-g-mah)11％、聚硅氧
烷偶联剂(nouryon china)0.5％、tio2(杜邦)5％、增强玻纤0.5％；下表层中各成分的质量百分比为hips 21％、pa621％、pa6618％线性环氧树脂(南亚塑胶)11％、苯乙烯弹性体23％、熔喷聚乙烯6％。
49.制备方法：将上述三层结构的原料按比例分别于高速混炼机中共混和，转速500-600r/min，混合时间15-25min，混合好后各自放入190-195℃的挤出机对应的料仓进行混炼塑化；通过挤出机的三层模口分别将上表层、基体层和下表层进行挤出，并在扁平状的模头口形成熔融态片材；将熔融态的片材进行牵伸，得到上表层厚度为110μm，基体层厚度为140μm，下表层厚度为60μm的板材，后在下表层空气面通过静电喷涂的方法涂布含氟的保护层，切边、收卷，包装入库制备得到防水高耐候背板，测试胶膜与实施例的粘结力，评估该实施例在双85紫外老化下的性能衰减等，并评估背板的稳定性。
50.对比例1
51.配方：上表层中各成分的质量百分比为pa6680％、po-g-mah 10％皂化eva(上海永兴)10％；基体层中各成分的质量百分比为pa6682％、马来酸酐接枝低密度聚乙烯(pe-g-mah)13％、聚硅氧烷偶联剂(nouryon china)1％、tio2(杜邦)4％；下表层中各成分的质量百分比为hips70％、线性环氧树脂(南亚塑胶)21％、熔喷聚乙烯9％。
52.制备方法：将上述三层结构的原料按比例分别于高速混炼机中共混和，转速500-600r/min，混合时间15-25min，混合好后各自放入190-195℃的挤出机对应的料仓进行混炼塑化；通过挤出机的三层模口分别将上表层、基体层和下表层进行挤出，并在扁平状的模头口形成熔融态片材；将熔融态的片材进行牵伸，得到上表层厚度为110μm，基体层厚度为130μm，下表层厚度为70μm的板材，后在下表层空气面通过静电喷涂的方法涂布含氟的保护层，切边、收卷，包装入库制备得到防水高耐候背板，测试胶膜与实施例的粘结力，评估该实施例在双85紫外老化下的性能衰减等，并评估背板的稳定性。
53.对比例2
54.配方：上层中各成分的质量百分比为pa6640％、pa630％、po-g-mah 17％、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物(济南裕诺)％、皂化eva(上海永兴)9％；下层中各成分的质量百分比为pa6642％、pet 12％、hips 21％、苯乙烯弹性体13％、聚硅氧烷偶联剂(nouryon china)0.5％、tio2(杜邦)2％、caco33％、增强玻纤5％、熔喷聚乙烯1.5％。
55.制备方法：将上述三层结构的原料按比例分别于高速混炼机中共混和，转速500-600r/min，混合时间15-25min，混合好后各自放入190-195℃的挤出机对应的料仓进行混炼塑化；通过挤出机的三层模口分别将上表层、基体层和下表层进行挤出，并在扁平状的模头口形成熔融态片材；将熔融态的片材进行牵伸，得到上层厚度为210μm，下层厚度为240μm的板材，后在下表层空气面通过静电喷涂的方法涂布含氟的保护层，切边、收卷，包装入库制备得到防水高耐候背板，测试胶膜与实施例的粘结力，评估该实施例在双85紫外老化下的性能衰减等，并评估背板的稳定性。
[0056][0057]
测试标准：
[0058]
反射率(400-700nm)：≥92％
[0059]
拉升强度(mpa)：≥23
[0060]
水汽透过率(％)：≤15
[0061]
与eva胶膜的剥离强度(n/cm)：≥100
[0062]
表1不同实施例性能测试
[0063]
通过对比不同实施例和对比例反射率、拉升强度、水汽透过和剥离强度，发现实施例4相较于其他实施例和对比例有较明显的优势。
[0064]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：
1.一种防水高耐候背板，其特征在于：所述背板包括上表层、基体层和下表层组成，所述上表层的质量百分比组成如下：64-80％的pa6和/或pa66、12-25％的po和/或po-g-mah、3-8％的氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、2-7％的皂化eva，所述基体层的质量百分比组成如下：80-85％的pa66和/或pet、10-15％的马来酸酐接枝低密度聚乙烯pe-g-mah和/或epr-g-mah、0.4-0.6%的聚硅氧烷偶联剂、2-5%的tio2和caco3、1-1.5%的增强玻纤或增强聚酰胺；所述下表层的质量百分比组成如下：50-55％的pa6、pa66和/或hips、10-15％的线性环氧树脂、20-25％的苯乙烯弹性体或熔喷聚乙烯、5-10％的聚氨酯纤维或玻璃纤维。2.根据权利要求1所述的一种防水高耐候背板，其特征在于：所述上表层的厚度为60-120μm，基体层的厚度70-120μm，下表层的厚度50-70μm。3.根据权利要求1所述的一种防水高耐候背板，其特征在于：所述背板在400-700nm光区的反射率为90-92%。4.根据权利要求1所述的一种防水高耐候背板，其特征在于：当背板与封装胶膜之间的粘结力为85-110n/cm时，背板的水汽透过率为13-14%。5.根据权利要求1所述的一种防水高耐候背板，其特征在于：当封装胶膜湿热老化后，背板与封装胶膜之间的粘结力为60-85n/cm时，背板的水汽透过率在16-18%。6.根据权利要求1所述的一种防水高耐候背板，其特征在于：所述上表层、基体层和下表层通过熔融共挤一体化成型。7.如权利要求1-6中任一项所述的一种防水高耐候背板的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：s1按照上表层、基体层和下表层各组分比例称取原料；s2将三层结构所需的原料分别于高速混炼机中共混和，转速500-600r/min，混合时间15-25min，混合好后各自放入挤出机对应的料仓进行混炼塑化；s3通过挤出机的三层模口分别将上表层、基体层和下表层进行挤出，并在扁平状的模头口形成熔融态片材；s4将熔融态的片材进行牵伸，后在其表面通过静电喷涂的方法涂布含氟的保护层；s5通过目测的方法对薄膜表面质量进行检测，后收卷。8.根据权利要求7所述的一种防水高耐候背板的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中挤出机的温度为190-105℃。

技术总结
本发明涉及光伏组件封装技术领域，具体涉及一种防水高耐候背板及其制备生产方法；背板包括上表层、基体层和下表层组成，下表层的质量百分比组成如下：50-55％的PA6、PA66或HIPS、10-15％的线性环氧树脂、20-25％的苯乙烯弹性体或熔喷聚乙烯、5-10％的聚氨酯纤维或玻璃纤维；本发明中的防水高耐候背板各层之间通过添加粘结剂实现各层的粘合，通过对基体层和下表层中配方的调整，解决了常规背板在湿热环境中可能存在的脆化和背板粉化等问题，推动组件使用过程中的耐候性能，有效改善单玻组件湿热环境中失效和水汽从背板侵蚀的问题，促进组件在湿热环境地区的大规模推广和使用。湿热环境地区的大规模推广和使用。


技术研发人员：陈书亮 吕松 黄宝玉 刘俊 沈慧
受保护的技术使用者：常州斯威克光伏新材料有限公司
技术研发日：2023.04.25
技术公布日：2023/9/22