[发明专利]一种高透明度五元共聚含氟树脂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种高透明度五元共聚含氟树脂及其制备方法与应用，属于太阳能光伏电池材料技术领域。

背景技术

目前生产的太阳能电池组件一般是由低铁钢化玻璃、EVA胶膜、高转换效率的单片太阳能电池、EVA胶膜和由氟塑料、聚酯复合而成的背膜层叠封装而成。利用可靠的焊接技术、高真空加热层压工艺及配备经防腐处理铝合金边框、水密接线盒，制备成结构合理，抗紫外老化和抗风强度好的太阳能电池组件。

钢化玻璃作为太阳能电池组件的上封装材料，具有良好的耐候性、耐溶剂性、耐热性、透明性和防水性，但由于玻璃自身存在易碎、自重大的缺陷，使得太阳能电池组件在运输、安装和使用过程中存在较高的风险，同时玻璃难于粘接的特点会造成封装工艺的复杂化。为了缓解这一难题，有人提出可采用专利CN 201038178Y提到的太阳能电池衬底材料聚酰亚胺膜作为上封装材料，这种薄膜虽然透光率较高，但膜体自身呈褐色，会吸收一部分光，降低光的利用效率。公开号为CN 101597354A(申请号：200910032395.2)的中国专利，公开了一种高性能绝缘防腐氟材料ETFE及其制造方法，是将色谱单峰O₂≤30PPM的四氟乙烯单体45～55％，纯度≥99.9％的乙烯30～40％，第三单体2～3％，活性氧含量≥4.7％的引发剂5～7％，聚合级F141B 7～9％，经过配料、聚合、聚合物蒸馏、后处理、干燥制成氟材料ETFE。该材料可用作航空、航天导线的绝缘材料、核工业的耐辐射模压材料、半导体行业的绝缘防腐材料、大型石化企业的重防腐材料、密封材料以及太阳能行业的高性能薄膜材料等。但该膜存在高温耐开裂强度低，柔韧性差的缺陷。因此，研制一种既具有良好耐候性和防水性、机械强度高，同时兼具透明度高、柔韧性好，易封装、轻而薄的长寿封装材料已成为目前太阳能电池领域急需解决的关键课题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种高透明度五元共聚含氟树脂及其制备方法与应用。

一种高透明度五元共聚含氟树脂，其特征在于，由如下单体共聚而成，均为在共聚物中的摩尔百分数：

乙烯30-45％，四氟乙烯为40-50％，氟乙烯1-7％，偏氟乙烯2-10％，三氟氯乙烯3-15％。

氟乙烯赋予树脂高透明度、良好的耐磨性能和粘接性能，氟乙烯链段在树脂中的含量过高会降低树脂的热分解温度，含量太低则起不到提高透明度的效果；

偏氟乙烯赋予树脂优异的柔韧性、较宽的熔融加工温度范围和良好的加工流动性，偏氟乙烯链段在树脂中的含量过高则会降低树脂的最高使用温度，含量太低则起不到改善树脂柔韧性和加工流动性的作用；

三氟氯乙烯赋予树脂良好的湿气阻隔性，三氟氯乙烯链段在树脂中的摩尔含量过高会导致树脂熔融流动性能变差，含量太低，则起不到防水效果；

优选的，所述氟乙烯、偏氟乙烯和三氟氯乙烯在共聚物中所占的摩尔分数之和为6-30％；优选的，氟乙烯、偏氟乙烯和三氟氯乙烯在共聚物中所占的摩尔分数之和为11-22％。

所述乙烯、四氟乙烯、氟乙烯、偏氟乙烯和三氟氯乙烯的纯度高于99.9％。

所述的高透明度五元共聚含氟树脂在297℃、5kg负载下的熔融流动指数为2-60g/10min；优选的，所述的高透明度五元共聚含氟树脂的熔点为240-280℃。

上述高透明度五元共聚含氟树脂的制备方法，其特征在于，以乙烯、四氟乙烯、氟乙烯、偏氟乙烯和三氟氯乙烯为原料，在分散剂、乳化剂、溶剂、助剂组成的微乳液体系中，加入引发剂，于40-100℃，0.5-4MPa的条件下进行自由基微乳液多元共聚合，然后经过分离、纯化、精制、后处理、造粒步骤制得。

所述的微乳液体系中，各组分质量百分含量如下：

分散剂20-40％，乳化剂10-20％，溶剂40-60％，助剂余量。

所述的分散剂选自全氟烷基羧酸盐、全氟烷氧基羧酸盐、全氟烷基磺酸盐、全氟烷氧基磺酸盐、三嗪类分散剂、全氟羧酸氨盐中的一种或几种。

所述的乳化剂选自阴离子型乳化剂和/或非离子型乳化剂；阴离子型乳化剂选自脂肪酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基磺酸钠、烷基芳基磺酸钠中的一种或几种；非离子型乳化剂选自烷基酚聚醚醇类中的一种或几种；进一步优选的，所述的烷基酚聚醚醇类为壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸或聚氧乙烯脂肪酸醚。

所述的溶剂为去离子水。

所述的助剂为链转移剂，选自甲醇、氯仿、环己烷、四氯化碳中的一种或几种。