CN111234425A - 一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜以及制备方法 - Google Patents

一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜以及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜，包括聚偏二氟乙烯、抗氧化剂、增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE蜡粉、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、加工助剂，其中按重量配制比例：聚偏二氟乙烯50‑80份、抗氧化剂0.1‑5份、丙烯酸类增韧剂2‑30份、稳定剂0.5‑5份、表面润滑剂PTFE蜡粉0.1‑5份、聚甲基丙烯酸甲酯2‑30份、二氧化钛5‑20份、加工助剂0.1‑3份。本发明耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜，耐高低温，抗氧化，强度高，保温性能好，抗静电，安全性能高，防水防火，环保无毒，成本低，使用寿命长，经久耐用，制作工艺简单，易于实现。

Description

一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜以及制备方法
技术领域
本发明涉及薄膜制备技术领域，尤其是一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜以及制备方法。
背景技术
光伏是清洁能源，也是全世界大力推广的新能源。目前国外杜邦使用PVF (聚氟乙烯)材料通过双拉工艺制得，横纵向在经过老化后都有良好的物理性能保持率。国内所使用PVDF薄膜几乎都是流延法、压延法、吹膜法工艺，以上工艺皆为单向拉伸，材料晶型呈拉伸方向排布，横向容易撕裂，(高温【126℃】或者低温【-40℃】条件下测试)横向断裂伸长率通常≤10％，极端气候下材料容易开裂。
现有的聚偏二氟乙烯薄膜不能耐高低温，容易氧化，使用寿命短，不环保，阻水、防火性能差，保温效果差，制作工艺复杂，成本高，因此，在这里我们提出一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜以及制备方法。
发明内容
本发明针对背景技术中的不足，提供了一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜以及制备方法。
本发明为解决上述现象，采用以下的技术方案，一种聚偏二氟乙烯、抗氧化剂、增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE蜡粉、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、加工助剂，其中按重量配制比例：聚偏二氟乙烯50-80份、抗氧化剂 0.1-5份、丙烯酸类增韧剂2-30份、稳定剂0.5-5份、表面润滑剂PTFE蜡粉 0.1-5份、聚甲基丙烯酸甲酯2-30份、二氧化钛5-20份、加工助剂0.1-3份。
作为本发明的进一步优选方式，包括聚偏二氟乙烯、抗氧化剂、丙烯酸类增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE微粉、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、加工助剂，其中按重量配制比例：聚偏二氟乙烯70份、抗氧化剂1份、丙烯酸类增韧剂10份、稳定剂3份、表面润滑剂PTFE蜡粉1份、聚甲基丙烯酸甲酯5份、二氧化钛10份、加工助剂2份。
作为本发明的进一步优选方式，包括聚偏二氟乙烯、抗氧化剂、丙烯酸类增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE微粉、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、加工助剂，其中按重量配制比例：聚偏二氟乙烯55份、抗氧化剂1份、丙烯酸类增韧剂15份、稳定剂2份、表面润滑剂PTFE蜡粉1份、聚甲基丙烯酸甲酯10份、二氧化钛15份、加工助剂3份。
作为本发明的进一步优选方式，制作步骤包括如下：
S1，混合过滤净化：将原材料聚偏二氟乙烯、抗氧化剂、增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE蜡粉、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、加工助剂混合投放到混合机内；
S2，高速搅拌：将处理后的材料进行搅拌，经过搅拌杆高速搅拌；
S3，熔融造粒：采用双螺杆挤出机进行熔融，在采用造粒机进行造粒成型，得到粒子；
S4，熔融拉伸成型：高温熔化，经过拉伸装置拉伸热处理成型；
S5，冷却收卷：自然冷却至室温，再经过收卷辊筒进行收卷回收，从而得到聚偏二氟乙烯薄膜。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S2中，温度控制在30-80℃，搅拌杆搅拌的转速控制在50r/min-1000r/min。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S3中，粒子的直径为0.35cm，温度控制在150-200℃。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S4中，薄膜厚度为5um-50um，温度控制在150-240℃。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S5中，所述收卷辊筒的侧端连接有电机，且所述收卷辊筒的底部安装有冷却风扇组。
作为本发明的进一步优选方式，所述丙烯酸类增韧剂为无机核壳结构或高分子核壳结构或无机核壳结构与高分子核壳结构的混合结构。
本发明耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜，耐高低温，抗氧化，强度高，保温性能好，抗静电，安全性能高，防水防火，环保无毒，成本低，使用寿命长，经久耐用，制作工艺简单，易于实现，原材料进行共混制成功能性母粒，再用母粒进行流延法、压延法、吹膜法制得薄膜，工艺简单，设备便宜，维护方便，代替进口薄膜，代替国内低端薄膜，厚度：10um～50um，在高温和低温状态下，通过配方改性，单向拉伸的薄膜横向断裂伸长率≥20％，最高可达100％以上，达到极端气候下的使用条件，保证光伏发电的长久可靠性。
附图说明
图1为本发明一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜以及制备方法的步骤框架示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，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。
本发明提供一种技术方案：一种聚偏二氟乙烯、抗氧化剂、增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE蜡粉、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、加工助剂，其中按重量配制比例：聚偏二氟乙烯50-80份、抗氧化剂0.1-5份、丙烯酸类增韧剂2-30份、稳定剂0.5-5份、表面润滑剂PTFE蜡粉0.1-5份、聚甲基丙烯酸甲酯2-30份、二氧化钛5-20份、加工助剂0.1-3份。
制作步骤包括如下：
S1，混合过滤净化：将原材料聚偏二氟乙烯、抗氧化剂、增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE蜡粉、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、加工助剂混合投放到混合机内；
S2，高速搅拌：将处理后的材料进行搅拌，经过搅拌杆高速搅拌；
S3，熔融造粒：采用双螺杆挤出机进行熔融，在采用造粒机进行造粒成型，得到粒子；
S4，熔融拉伸成型：高温熔化，经过拉伸装置拉伸热处理成型；
S5，冷却收卷：自然冷却至室温，再经过收卷辊筒进行收卷回收，从而得到聚偏二氟乙烯薄膜。
步骤S2中，温度控制在30-80℃，搅拌杆搅拌的转速控制在 50r/min-1000r/min。
步骤S3中，粒子的直径为0.35cm，温度控制在150-200℃。
步骤S4中，薄膜厚度为5um-50um，温度控制在150-240℃。
步骤S5中，所述收卷辊筒的侧端连接有电机，且所述收卷辊筒的底部安装有冷却风扇组。
所述丙烯酸类增韧剂为无机核壳结构或高分子核壳结构或无机核壳结构与高分子核壳结构的混合结构。
实例1
本发明提供一种技术方案：包括聚偏二氟乙烯、抗氧化剂、丙烯酸类增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE微粉、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、加工助剂，其中按重量配制比例：聚偏二氟乙烯70份、抗氧化剂1份、丙烯酸类增韧剂10份、稳定剂3份、表面润滑剂PTFE蜡粉1份、聚甲基丙烯酸甲酯5 份、二氧化钛10份、加工助剂2份。
制作步骤包括如下：
S1，混合过滤净化：将原材料聚偏二氟乙烯、抗氧化剂、增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE蜡粉、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、加工助剂混合投放到混合机内；
S2，高速搅拌：将处理后的材料进行搅拌，经过搅拌杆高速搅拌；
S3，熔融造粒：采用双螺杆挤出机进行熔融，在采用造粒机进行造粒成型，得到粒子；
S4，熔融拉伸成型：高温熔化，经过拉伸装置拉伸热处理成型；
S5，冷却收卷：自然冷却至室温，再经过收卷辊筒进行收卷回收，从而得到聚偏二氟乙烯薄膜。
步骤S2中，温度控制在30-80℃，搅拌杆搅拌的转速控制在 50r/min-1000r/min。
步骤S3中，粒子的直径为0.35cm，温度控制在150-200℃。
步骤S4中，薄膜厚度为5um-50um，温度控制在150-240℃。
步骤S5中，所述收卷辊筒的侧端连接有电机，且所述收卷辊筒的底部安装有冷却风扇组。
通过增加二氧化钛、防火阻燃剂和防水剂，防水防火性能高，安全抗静电。
实例2
本发明提供一种技术方案：包括聚偏二氟乙烯、抗氧化剂、丙烯酸类增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE微粉、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、加工助剂，其中按重量配制比例：聚偏二氟乙烯55份、抗氧化剂1份、丙烯酸类增韧剂15份、稳定剂2份、表面润滑剂PTFE蜡粉1份、聚甲基丙烯酸甲酯 10份、二氧化钛15份、加工助剂3份。
制作步骤包括如下：
S1，混合过滤净化：将原材料聚偏二氟乙烯、抗氧化剂、增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE蜡粉、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、加工助剂混合投放到混合机内；
S2，高速搅拌：将处理后的材料进行搅拌，经过搅拌杆高速搅拌；
S3，熔融造粒：采用双螺杆挤出机进行熔融，在采用造粒机进行造粒成型，得到粒子；
S4，熔融拉伸成型：高温熔化，经过拉伸装置拉伸热处理成型；
S5，冷却收卷：自然冷却至室温，再经过收卷辊筒进行收卷回收，从而得到聚偏二氟乙烯薄膜。
步骤S2中，温度控制在30-80℃，搅拌杆搅拌的转速控制在 50r/min-1000r/min。
步骤S3中，粒子的直径为0.35cm，温度控制在150-200℃。
步骤S4中，薄膜厚度为5um-50um，温度控制在150-240℃。
步骤S5中，所述收卷辊筒的侧端连接有电机，且所述收卷辊筒的底部安装有冷却风扇组。
通过增加抗氧化剂、增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE蜡粉和聚甲基丙烯酸甲酯，经久耐用，强度高，稳定可靠，耐腐蚀性能高。
普通单向拉伸薄膜在-40℃地区发生低温脆化情形薄膜开裂导致组件失效，该配方改良薄膜可在该极端温度下仍然保持优秀的耐低温性；普通单向拉伸薄膜在沙漠地区已经软化，该配方薄膜在高温地区仍然保持优秀的强度以及抗冲击性。
本发明参数表格如下表:
薄膜 耐腐蚀性 稳定性 保温性 防水防火性
实施例1 85％ 70％ 70％ 80％
实施例2 90％ 80％ 80％ 65％
综上，本发明耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜，耐高低温，抗氧化，强度高，保温性能好，抗静电，安全性能高，防水防火，环保无毒，成本低，透光率高，使用寿命长，经久耐用，制作工艺简单，易于实现。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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。

Claims (9)

1.一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜，其特征在于，包括聚偏二氟乙烯、抗氧化剂、丙烯酸类增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE蜡粉、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、防火阻燃剂和防水剂，其中按重量配制比例：聚偏二氟乙烯50-80份、抗氧化剂0.1-5份、丙烯酸类增韧剂2-30份、稳定剂0.5-5份、表面润滑剂PTFE蜡粉0.1-5份、聚甲基丙烯酸甲酯2-30份、二氧化钛5-20份、加工助剂0.1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜，其特征在于，包括聚偏二氟乙烯、抗氧化剂、丙烯酸类增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE微粉、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、加工助剂，其中按重量配制比例：聚偏二氟乙烯70份、抗氧化剂1份、丙烯酸类增韧剂10份、稳定剂3份、表面润滑剂PTFE蜡粉1份、聚甲基丙烯酸甲酯5份、二氧化钛10份、加工助剂2份。
3.根据权利要求1所述的一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜，其特征在于，包括聚偏二氟乙烯、抗氧化剂、丙烯酸类增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE微粉、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、加工助剂，其中按重量配制比例：聚偏二氟乙烯55份、抗氧化剂1份、丙烯酸类增韧剂15份、稳定剂2份、表面润滑剂PTFE蜡粉1份、聚甲基丙烯酸甲酯10份、二氧化钛15份、加工助剂3份。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，制作步骤包括如下：
S1，混合过滤净化：将原材料聚偏二氟乙烯、抗氧化剂、增韧剂、稳定剂、表面润滑剂PTFE蜡粉、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化钛、加工助剂混合投放到混合机内；
S2，高速搅拌：将处理后的材料进行搅拌，经过搅拌杆高速搅拌；
S3，熔融造粒：采用双螺杆挤出机进行熔融，在采用造粒机进行造粒成型，得到粒子；
S4，熔融拉伸成型：高温熔化，经过拉伸装置拉伸热处理成型；
S5，冷却收卷：自然冷却至室温，再经过收卷辊筒进行收卷回收，从而得到聚偏二氟乙烯薄膜。
5.根据权利要求4所述的一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中，温度控制在30-80℃，搅拌杆搅拌的转速控制在50r/min-1000r/min。
6.根据权利要求4所述的一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S3中，粒子的直径为0.35cm，温度控制在150-200℃。
7.根据权利要求4所述的一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S4中，薄膜厚度为5um-50um，温度控制在150-240℃。
8.根据权利要求4所述的一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所述收卷辊筒的侧端连接有电机，且所述收卷辊筒的底部安装有冷却风扇组。
9.根据权利要求4所述的一种光伏用耐高低温聚偏二氟乙烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸类增韧剂为无机核壳结构或高分子核壳结构或无机核壳结构与高分子核壳结构的混合结构。
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