[发明专利]一种热可逆交联聚合物薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热可逆交联聚合物，特别是可光转换的超支化聚合物及其制备方法。

背景技术

依照太阳能光伏组件的使用寿命推断，在不远的将来，将会有大量的光伏组件报废。光伏组件中的晶体硅电池和金属部件价格昂贵，废弃后还会给环境带来极大的污染，而热固性封装材料不熔不溶的性质又给组件分离带来困难目前，太阳能光伏组件的回收利用主要有两种方法，一种是煅烧法，即高温煅烧整个光伏组件，再从熔融液中分离、纯化分别得到晶体硅和金属。另一种是用酸碱浸泡光伏组件，利用酸碱液的蚀刻作用将封装胶膜剥离，然后分离得到的晶体硅和金属再分别熔融、提纯。这两种回收方法不仅效率低下，而且能耗高，得到的晶体硅纯度也难以达到再利用的要求。因此，光伏组件中各构件之间的分离、回收和再利用已成为世界性的难题。

本研究研发一种新型的热可逆交联型太阳能光伏组件用封装胶膜，以解决光伏组件中各构件之间的分离、回收和再利用的难题。热可逆交联反应主要是基于双烯体（如呋喃）和亲双烯体（如双马来酰亚胺）的可逆Diels-Alder 反应（如以下反应式所示），将带有双烯体的单体接枝到聚合物侧链上，再与亲双烯体反应制备热可逆交联的聚合物。该聚合物可以通过先加热使交联键发生逆DA反应（retro-DA），然后在降温过程中重新进行DA反应使侧链交联。该种热可逆交联的聚合物的优点在于可以进行重复多次的可逆交联。

 Diels-Alder 反应。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种热可逆交联聚合物。

本发明的目的之二在于提供一种热可逆交联聚合物的制备方法。

本发明的目的之三在于体统一种热可逆交联聚合物的应用。

发明通过以下技术方案实现上述目的。

发明提供了一种热可逆交联聚合物，其特征在于由以下原料反应制得：

含有羟基的聚合物；

呋喃类化合物；

亲双烯体类化合物；

所述呋喃类化合物为含呋喃基团的有机酸类化合物。

优选地，所述的呋喃类化合物为2-呋喃甲酸、3-呋喃甲酸、2-呋喃基丙稀酸、呋喃二甲酸、或呋喃苯胺酸。

优选地，由以下重量份数的原料反应制得：

含有羟基的聚合物  100份；

含呋喃基团的有机酸类化合物  40～60份；

亲双烯体类化合物  4～6份。

更为优选地，由以下重量份数的原料反应制得：

含有羟基的聚合物  100份；

含呋喃基团的有机酸类化合物  50份；

亲双烯体类化合物  5份。

优选地，所述含有羟基的聚合物为乙烯/乙烯醇共聚物（EVOH）、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、多羟基聚丙烯酸树脂、或壳聚糖。

优选地，所述含呋喃基团的有机酸类化合物为2-呋喃甲酸、3-呋喃甲酸。

优选地，所述亲双烯体类化合物为为双马来酰亚胺、1，8-双马来酰亚胺-3，6-二氧杂辛烷。

发明同时提供了一种热可逆交联聚合物的制备方法：将含有羟基的聚合物与呋喃类化合物反应得到热可逆交联聚合物，再与亲双烯体类化合物进一步反应获得。

具体地说，所述方法包括以下步骤：

（1）将含有羟基的聚合物和呋喃类化合物溶解于有机溶剂中，添加催化剂，80～120℃进行酯化反应，获得呋喃接枝聚合物；所述催化剂为4-二甲氨基吡啶、二丁基二月桂酸锡、草酸亚锡、浓硫酸、对甲苯磺酸、或1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐。

（2）将呋喃接枝聚合物进一步与亲双烯体类化合物反应获得。可以优选地通过溶液共混、模压、流延等加工工艺混合得到热可逆交联聚合物。

优选地，步骤（1）所述的溶剂为二甲基亚砜或N,N-二甲基甲酰胺；（1）所述的酯化反应进行时间为48~72h，反应结束后，通过加入过量丙酮，沉淀出呋喃接枝聚合物。

优选地，其特征在于所述催化剂的添加量为聚合物总质量的5～6wt‰。

本发明所制备获得的热可逆交联聚合物可应用作为太阳能封装胶膜。

发明是通过酯化反应将具有热可逆反应的官能团引入到聚合物分子链中，通过特定的加工工艺将热可逆交联聚合物与另一种可逆交联助剂混合并制备成薄膜材料。这种热可逆交联聚合物薄膜可以在特定温度下，进行Diels-Alder反应发生交联，然后在另一温度下进行逆Diels-Alder反应发生解交联反应，实现聚合物的热可逆交联。