【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料合成，具体涉及一种聚乙烯醇缩丁醛中间膜及其合成方法与应用，更具体涉及一种抗电势诱导衰减且高透型的聚乙烯醇缩丁醛中间膜及其合成方法与应用。
技术介绍
1、聚乙烯醇缩丁醛(pvb)是一种性能优良的高分子材料，广泛应用于光伏组件中的封装材料。随着光伏产业的快速发展，建筑一体化光伏(building-integratedphotovoltaics,bipv)逐渐成为一种重要的应用领域。bipv将光伏组件作为建筑材料的一部分，不仅能够发电，还能替代传统建筑材料，用于幕墙、屋顶、天窗等。
2、pvb树脂在bipv组件中主要起到以下作用：①封装材料：pvb树脂作为光伏组件的封装材料，主要用于层压玻璃和太阳能电池之间的粘接和保护，pvb提供良好的机械强度和耐候性，确保组件在长期使用中的稳定性和可靠性；②防护层：pvb树脂能有效阻挡水汽和污染物的进入，保护内部的太阳能电池片和其他材料，延长光伏组件的使用寿命；③绝缘层：由于其良好的绝缘性能，pvb树脂在bipv组件中能有效防止电流泄漏，保证光伏系统的安全运行。
3、光伏系统中，pid效应的成因如下：①电场作用：在光伏组件的运行过程中，组件会长时间暴露在电场作用下，尤其是在高压和高湿度环境中，电场会导致组件中的电荷移动和积累，进而影响组件的电性能；②离子迁移：电场作用下，组件中的离子(例如钠离子)会迁移，导致组件内部产生电化学反应，这些反应会破坏组件的结构和材料的电性能。表面泄漏电流：高湿度环境下，组件表面会形成一层导电水膜，导致表面泄漏电流增加，这也
4、pid效应的影响：pid效应会导致光伏组件的输出功率下降，转换效率降低，甚至导致组件失效，具体表现为：①输出功率降低：由于电荷的积累和迁移，组件的内部电阻增加，导致输出功率下降；②效率降低：pid效应破坏了组件的电性能，降低了光电转换效率；③材料劣化：电化学反应导致组件材料(例如封装材料、eva等)劣化，影响其长期使用性能。
5、pvb材料在电场作用下容易出现电势诱导衰减(pid)效应，导致光伏组件性能下降。pid效应主要发生在高电压和高湿度条件下，导致电流泄漏和组件功率衰减。pvb树脂的抗pid性能下降主要有以下几个原因：
6、杂质含量高：在pvb树脂的合成过程中，如果反应不完全或者洗涤不彻底，会残留杂质。这些杂质会在电场作用下移动，导致组件内部产生漏电现象，从而加剧pid效应。
7、湿度和环境条件：pvb树脂在高湿高温环境下会吸收水分，降低其绝缘性能。水分子在电场作用下会形成导电通道，加剧电流泄漏，导致pid效应的发生。
8、pvb树脂的纯度：pvb树脂中的未反应成分或者不纯物质，会在电场作用下发生电化学反应，破坏树脂的结构，降低其绝缘性能和抗pid能力。
9、结构缺陷：在生产过程中，如果pvb树脂粉的粒径分布不均匀或者存在空隙，会导致电场集中效应，增加局部电流密度，进而加剧pid效应。
10、高透光性是光伏组件提高发电效率的重要因素之一。然而，目前pvb树脂粉在透光率方面存在以下痛点：
11、材料纯度不足：合成过程中残留的杂质和未反应物会影响pvb的透明性，导致透光率下降。
12、粒径分布不均：pvb树脂粉粒径分布不均会导致光散射，增加雾度，降低透光率。
13、添加剂选择不当：使用不合适的添加剂或填料会引入光学缺陷，影响材料的透光性能。
14、因此，开发一种既具有抗pid效应又具有高透光性的聚乙烯醇缩丁醛中间膜显得尤为重要。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚乙烯醇缩丁醛中间膜及其合成方法与应用，更具体提供一种抗电势诱导衰减且高透型的聚乙烯醇缩丁醛中间膜及其合成方法与应用。本专利技术通过对聚乙烯醇缩丁醛中间膜的组成与合成方法进行设计，通过将气相二氧化硅纳米颗粒与pvb分子链通过化学接枝反应结合的策略，同时引入纳米氧化锌(zno)和纳米氧化铈(ceo2)等纳米材料，得到pvb-二氧化硅接枝共聚物，以提升聚乙烯醇缩丁醛中间膜的电绝缘性能、机械强度和透明性。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种聚乙烯醇缩丁醛中间膜的合成方法，所述合成方法包括如下步骤：
4、(a)聚乙烯醇和丁醛进行缩醛反应，得到pvb树脂；
5、(b)使用硅烷偶联剂对气相二氧化硅进行表面改性，得到表面改性的气相二氧化硅；
6、(c)在碱性条件下，表面改性的气相二氧化硅和聚乙烯醇进行接枝反应，得到pva-二氧化硅接枝物；
7、(d)在酸性催化剂作用下，pva-二氧化硅接枝物与丁醛进行缩醛反应后，向其中加入纳米材料混合，水洗、过滤、干燥，得到二氧化硅接枝pvb-纳米材料混合物；
8、所述纳米材料包括纳米氧化锌和纳米氧化铈；
9、(e)将步骤(d)得到的二氧化硅接枝pvb-纳米材料混合物和步骤(a)得到的pvb树脂混合，制膜，得到所述聚乙烯醇缩丁醛中间膜。
10、本专利技术通过对聚乙烯醇缩丁醛中间膜(pvb中间膜)的组成与合成方法进行设计，通过将气相二氧化硅纳米颗粒与pvb分子链通过化学接枝反应结合的策略，同时引入纳米氧化锌(zno)和纳米氧化铈(ceo2)等纳米材料，得到二氧化硅接枝pvb-纳米材料混合物，以提升聚乙烯醇缩丁醛中间膜的电绝缘性能、机械强度和透明性，从而满足bipv光伏组件的应用需求。这些改性措施不仅能提高pvb中间膜的抗pid性能，延长光伏组件的使用寿命，还能提高其透光率，增强发电效率。
11、本专利技术中，pva表示聚乙烯醇，pvb表示聚乙烯醇缩丁醛。
12、以下作为本专利技术的优选技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的目的和有益效果。
13、作为本专利技术的优选技术方案，所述聚乙烯醇和丁醛的纯度各自独立地≥99.9％，例如可以是99.9％、99.91％、99.92％、99.93％、99.94％、99.95％或99.96％等。
14、优选地，所述聚乙烯醇的数均分子量为7万～10万，例如可以是7万、7.2万、7.5万、7.8万、8万、8.1万、8.4万、8.6万、8.8万、9万、9.3万、9.6万、9.8万或10万等。
15、优选地，步骤(a)中，所述聚乙烯醇和所述丁醛的质量比为1:(1.6-1.8)，例如可以是1:1.6、1:1.62、1:1.64、1:1.66、1:1.68、1:1.7、1:1.72、1:1.74、1:1.76、1:1.78或1:1.8等。
16、本专利技术中，通过控制步骤(a)中所述聚乙烯醇和所述丁醛的质量比在特定的范围内，以及步骤(d)中所述丁醛和步骤(c)中所述聚乙烯醇的质量比在特定的范围内，可进一步优化聚乙烯醇缩丁醛中间膜的综合性能。
17、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚乙烯醇缩丁醛树脂/中间膜的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述聚乙烯醇和丁醛的纯度各自独立地≥99.9％；
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(c)中，所述表面改性的气相二氧化硅和聚乙烯醇的质量比为1:(25-45)。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(d)中所述丁醛和步骤(c)中所述聚乙烯醇的质量比为1:(1.6-1.8)。
6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述纳米材料和步骤(c)中所述聚乙烯醇的质量比为1:(20-45)；
7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(d)所述水洗的次数为15-20次；
8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(e)中以步骤(a)所述PVB树脂和步骤(d)所述二氧化硅接枝PVB-纳米材料混合物的质量百分含量之和为100％计，所
9.一种如权利要求1-8任一项所述的合成方法制备得到的聚乙烯醇缩丁醛中间膜。
10.一种如权利要求9所述的聚乙烯醇缩丁醛中间膜的应用，其特征在于，所述聚乙烯醇缩丁醛中间膜用于制备光伏组件的封装材料。
...【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯醇缩丁醛树脂/中间膜的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述聚乙烯醇和丁醛的纯度各自独立地≥99.9％；
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(c)中，所述表面改性的气相二氧化硅和聚乙烯醇的质量比为1:(25-45)。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(d)中所述丁醛和步骤(c)中所述聚乙烯醇的质量比为1:(1.6-1.8)。
6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱雄兵，
申请(专利权)人：亿光年高分子材料江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。