【技术实现步骤摘要】
本申请涉及太阳能背板膜加工，更具体地说，涉及一种用于太阳能背板的tpu膜及其制备方法。
技术介绍
1、太阳能背板膜位于太阳能电池板的背面，起到保护组件、隔绝水汽和氧气、防止组件内部氧化的作用，其结构主要包括基材层、涂层、胶粘层、功能层和保护膜层。其中，功能层是为了满足太阳能背板膜的使用需要而设置的，当其在最外层时，是与外部环境接触的，因此需要良好的耐候性，能够抵抗紫外线、湿热等恶劣环境因素的影响，延长太阳能背板膜的使用寿命。为了提高功能层的耐候性，耐候层通常选用含氟材料，如聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯等，其原因在于，含氟材料内部的c-f键键能高，具有极强的抗老化性能和耐腐蚀稳定性。
2、然而，由于含氟材料具有低表面能特性，使得其与其他层的界面结合力较弱，难以形成良好的粘结界面，使用时间长久后，背板膜会出现分层、剥离等质量问题，尤其是在云贵、西藏、青海以及新疆地区更容易出现。为了提高含氟耐候层与其他材料的界面结合力，现有技术采用低温等离子处理、化学蚀刻等方法对含氟材料表面进行改性，增加其表面能，从而提高与胶粘剂的粘结强度。其中，低温等离子处理设备通常较为昂贵，且需要定期维护以确保其稳定性和效率，增加生产成本和运营负担，同时在大面积或复杂形状的含氟材料上进行低温等离子处理时，存在处理不均匀的问题。化学蚀刻需要精确控制蚀刻液的浓度、温度、处理时间等参数，以确保处理效果的一致性，处理工艺复杂性且操作难度，同时含氟材料的表面质量可能会发生变化，如表面变暗、变黑或粗糙度增加等，会影响产品的外观和性能。
技术
1、为了解决含氟材料与其他界面结合力较弱的问题，本申请提供一种用于太阳能背板的tpu膜及其制备方法。
2、第一方面，本申请提供一种用于太阳能背板的tpu膜，采用如下的技术方案：一种用于太阳能背板的tpu膜，由以下重量百分比的原料制备得到：
3、聚氨酯40-50％
4、聚氟乙烯10-15％
5、有机硅树脂4-8％
6、油酸酰胺2-4％
7、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-10％
8、相容剂2-4％
9、抗氧化剂0.5-1％
10、钛白粉6-8％
11、其余量为中空玻璃微珠。
12、通过采用上述技术方案，制备得到的用于太阳能背板的tpu膜表面性能高，有效提高了tpu膜与其他层的界面结合力，减少了长期使用过程中的分层和剥离现象。
13、本申请中通过加入大量的聚氨酯，其原因在于聚氨酯具有良好的粘结性和弹性，能够促进耐候层与其他层的界面结合。同时有机硅树脂和油酸酰胺的加入，通过改善表面能和提高分子间相互作用力，显著增强了tpu膜与其他层的界面结合力，同时也提高tpu膜抗紫外线性能、耐湿热性以及耐腐蚀性，使得tpu适应更复杂的环境，延长其使用寿命。
14、本申请中聚氟乙烯提高tpu膜抗老化性能和耐腐蚀稳定性，能够有效抵抗紫外线、湿热等恶劣环境因素的影响，从而延长太阳能背板膜的使用寿命。但是本申请中为了减少含氟材料具有低表面能特性的影响，故而减少其用量，会导致tpu膜的抗老化性能和耐腐蚀稳定性降低，本申请中添加钛白粉和中空微玻璃珠进一步提高tpu膜的抗老化性能和耐腐蚀稳定性。钛白粉通过紫外线反射和散射能力，有效地减少了紫外线对基材的直接照射，降低了紫外线引发的光化学反应速率。中空玻璃微珠具有优异的耐酸、耐碱和耐腐蚀等性能，可以在各种化学环境下保持稳定的性能，可以提高tpu膜的耐腐蚀性。乙烯-醋酸乙烯共聚物在熔融状态下，渗透到相邻材料的微小孔隙中，形成更强的物理和化学结合，使得tpu膜结构更稳定。
15、另外，本申请中的配方易于加工成型，适合大规模生产，且成本相对较低，降低了生产成本和运营负担。
16、优选的，所述聚氨酯的数均分子量为3-10万。
17、通过采用上述技术方案，优化聚氨酯的数均分子量，聚氨酯分子链的长度适中，能够更好地与其他材料形成物理和化学结合，减少分层和剥离的可能，同时在此范围内使得tpu膜的加工性能大大提高，过低的分子量会导致材料流动性过强，难以控制tpu形状；而过高的分子量则会使材料变得过于坚硬，加工难度增加，影响tpu膜的质量。
18、优选的，所述有机硅树脂是由乙烯基聚二甲基硅氧烷和聚芳基有机硅树脂按照重量份比为(3-5)：1混合得到。
19、通过采用上述技术方案，提高tpu膜的耐候性和耐腐蚀性。乙烯基聚二甲基硅氧烷具有良好的柔韧性、耐高低温性能和化学稳定性，不易老化或变质；聚芳基有机硅树脂具有优异的耐候性和耐腐蚀性，提高抵抗外部环境侵蚀的能力，二者联用即能增强tpu膜的强度和韧性，又能提高tpu膜的耐候性和耐腐蚀性。同时乙烯基聚二甲基硅氧烷和聚芳基有机硅树脂的混合使用还有助于提升有机硅树脂层与其他材料层之间的界面结合力，助于减少分层和剥离的风险，提高太阳能背板tpu膜的整体稳定性和耐久性。
20、优选的，所述中空玻璃微珠为改性中空玻璃微珠，由以下方法制备得到：
21、1)将中空玻璃微珠置于氢氧化钠溶液中，浸泡，过滤，淋洗，干燥，得到羟基化中空玻璃微珠；
22、2)将羟基化中空玻璃微珠和脂肪醇混合，升温至60-80℃，搅拌2-3h，得到初品；
23、3)将初品与硅烷偶联剂混合搅拌，得到改性中空玻璃微珠。
24、优选的，制备所述改性中空玻璃微珠所用原料如下：
25、中空玻璃微珠20-30份
26、氢氧化钠溶液20-30份
27、脂肪醇15-20份
28、硅烷偶联剂4-6份。
29、通过采用上述技术方案，通过羟基化、与脂肪醇反应以及硅烷偶联剂处理，可提高中空玻璃微珠在tpu膜中的稳定性和相容性，从而提升tpu膜的耐腐蚀性能和力学性能。
30、中空玻璃微珠与聚氨酯、有机硅树脂、聚氟乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合性差，导致其在聚氨酯体系中分散均匀性差，影响tpu膜的耐腐蚀性。步骤1)将中空玻璃微珠置于氢氧化钠溶液中浸泡，可以使其表面部分溶解，形成羟基官能团，有利于后续的反应。在2)中通过将羟基化中空玻璃微珠和脂肪醇进行反应，使得脂肪醇分子能够吸附在中空玻璃微珠表面，有助于减少微珠之间的团聚现象，使得微珠在复合材料中分布更加均匀。在步骤3)通过将初品与硅烷偶联剂混合搅拌反应，增强中空玻璃微珠与聚氨酯、有机硅树脂、聚氟乙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物之间的界面结合力，进而提高tpu膜的力学性能和耐腐蚀性能。
31、优选的，所述氢氧化钠溶液的质量分数为30-50％。
32、通过采用上述技术方案，优化氢氧化钠溶液的质量分数，有利于促进中空玻璃微珠表面羟基化，有利于后续处理。
33、优选的，所述相容剂是由马来酸酐接枝聚乙烯树脂和乙烯醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物按照重量份比为(4-6)：3混合得到。
34、通过采用上述技术方案，优化相容本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于太阳能背板的TPU膜，其特征在于，由以下重量百分比的原料制备得到：
2.根据权利要求1所述的一种用于太阳能背板的TPU膜，其特征在于：所述聚氨酯的数均分子量为3-10万。
3.根据权利要求1所述的一种用于太阳能背板的TPU膜，其特征在于：所述有机硅树脂是由乙烯基聚二甲基硅氧烷和聚芳基有机硅树脂按照重量份比为（3-5）：1混合得到。
4.根据权利要求1所述的一种用于太阳能背板的TPU膜，其特征在于：所述中空玻璃微珠为改性中空玻璃微珠，由以下方法制备得到：
5.根据权利要求4所述的一种用于太阳能背板的TPU膜，其特征在于，制备所述改性中空玻璃微珠所用原料如下：
6.根据权利要求4所述的一种用于太阳能背板的TPU膜，其特征在于：所述氢氧化钠溶液的质量分数为30-50%。
7.根据权利要求1所述的一种用于太阳能背板的TPU膜，其特征在于：所述相容剂是由马来酸酐接枝聚乙烯树脂和乙烯醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐共聚物按照重量份比为（4-6）：3混合得到。
8.根据权利要求1所述的一种用于太阳能背板的
9.根据权利要求1所述的一种用于太阳能背板的TPU膜，其特征在于：所述钛白粉的平均粒径为50-100nm，所述中空玻璃微珠的平均粒径为100-200nm。
10.一种如权利要求1-9任一项所述用于太阳能背板TPU膜的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于太阳能背板的tpu膜，其特征在于，由以下重量百分比的原料制备得到：
2.根据权利要求1所述的一种用于太阳能背板的tpu膜，其特征在于：所述聚氨酯的数均分子量为3-10万。
3.根据权利要求1所述的一种用于太阳能背板的tpu膜，其特征在于：所述有机硅树脂是由乙烯基聚二甲基硅氧烷和聚芳基有机硅树脂按照重量份比为（3-5）：1混合得到。
4.根据权利要求1所述的一种用于太阳能背板的tpu膜，其特征在于：所述中空玻璃微珠为改性中空玻璃微珠，由以下方法制备得到：
5.根据权利要求4所述的一种用于太阳能背板的tpu膜，其特征在于，制备所述改性中空玻璃微珠所用原料如下：
6.根据权利要求4所述的一种用于太阳能背板的tpu膜，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊伟，王朝华，
申请(专利权)人：东莞市华盛新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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