[发明专利]一种制备聚偏氟乙烯薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池行业的背板保护膜材料领域，具体涉及一种聚偏氟乙烯薄膜的制备方法。

技术背景

聚偏氟乙烯(PVDF)是由偏氟乙烯(VDF)均聚而成，是一种性能优异的热塑性塑料，具有良好的机械性能、耐腐蚀性能和优异的耐候性，因而广泛应用于化工设备的管道内衬、反应罐内衬以及建筑保护膜等。近年来，太阳能发电逐渐兴起并发展迅猛，起支撑、阻隔和保护电池片作用的太阳能电池背板膜作为电池组件的重要组成部分，越来越受到人们的重视。传统的TPT型背板膜主要由聚氟乙烯(PVF)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合而成，但由于PVF的生产技术主要掌握在杜邦一家公司手中，价格昂贵，产量远不能满足市场需求，而PVDF与PVF具有很多相似的性质，且PVDF含氟量远高于PVF，因而具有更好的耐候性，因此近年来PVDF薄膜开始大量的应用于太阳能电池背板膜中。

太阳能背板膜除了需要具有较高的耐候性、粘结性、阻隔性等性能外，还需要具有较低的透光率，以提高发电效率。然而现有专利中几乎没有提到透光率这一性能。专利CN 202917522 U中提到了一种高反射率太阳能电池背板，该背板的基材为聚酯，但是聚酯薄膜的耐候性远低于PVDF薄膜。

为了提高PVDF薄膜的遮盖力、耐老化性，降低薄膜透光率，常在PVDF薄膜成型过程中适量加入一些白色无机颜料，如二氧化钛、碳酸钙、二氧化硅等。但是，研究表明，这些无机颜料在树脂基体中分散性较差，极易团聚且薄膜容易产生缺陷。含氟表面活性剂由于具有两亲性，可改善PVDF与无机颜料间的相容性。中国专利CN 102516691 B中提到使用全氟辛酸铵以及全氟壬氧基苯磺酸盐来改善二氧化钛与PVDF的相容性。但全氟辛酸铵属高毒物质，分解温度约为200℃，在高温加工下易产生有毒氟化物；全氟壬氧基苯磺酸盐的熔点在250～260℃，而该专利采用简单共混的方式直接加入全氟壬氧基苯磺酸盐，由于PVDF的加工温度一般在220～230℃左右，在此温度下，全氟壬氧基苯磺酸盐不能充分熔融，导致薄膜塑化不均匀，二氧化钛分散性差，薄膜缺陷较多等问题，但若提高加工温度，一方面增加了能耗，另一方面高温可能导致PVDF分解，产生HF腐蚀性气体。

发明内容

本发明的目的是针对上述含氟薄膜因无机颜料分散不均导致薄膜缺陷较多以及透光率等问题，提供一种透光率低、无机填料分散性好、薄膜缺陷少的PVDF基薄膜的制备方法，该方法制备的薄膜厚度均匀、无明显缺陷、透光率低、耐老化性能优异等。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种制备聚偏氟乙烯薄膜的方法：使用质量比为0.33～3:1的二氧化钛A和二氧化钛B进行制备；所述二氧化钛A和二氧化钛B是经含氟表面活性剂分散于醇水混合液中搅拌混匀，升温至50～90℃，加入二氧化钛继续搅拌2h后，经过滤、洗涤、干燥、气流粉碎所得；二氧化钛A和二氧化钛B的粒径分别为0.5～2μm和0.01～0.5μm。

根据上述技术方案提供的方法，还包括以下步骤：按重量份计，将60～95份聚偏氟乙烯、5～40份的聚甲基丙烯酸甲酯、5～30份的改性二氧化钛、0.1～1份的紫外吸收剂加入高速混合机后，高速混合搅拌均匀；将混匀后的混合料加入到双螺杆挤出机中在180-230℃下熔融后挤出造粒，得到母粒；将母粒加入到单螺杆挤出机中在200～230℃下熔融后，经由薄膜口模，通过流延拉伸装置成型，并将薄膜经过150℃的热处理定型后经过切边和电晕处理后冷却收卷，即得聚偏氟乙烯基薄膜。

根据上述技术方案提供的方法，含氟表面活性剂选自全氟丁基磺酸钾、全氟壬氧基苯磺酸钠，含量为二氧化钛质量的0.1％～2％。

根据上述技术方案提供的方法，醇选自甲醇、乙醇、正丙醇或正丁醇。

根据上述技术方案提供的方法，醇水混合液中醇水的质量比为4:1～16。

根据上述技术方案提供的方法，二氧化钛的含量为醇水混合液质量的1％～20％。

根据上述技术方案提供的方法，紫外吸收剂选自二苯甲酮类、苯并三唑类或三嗪类中中的一种或几种，其中：二苯甲酮类选自2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，苯并三唑类选自2-(2-羟基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑，三嗪类选自2，4，6-三(2’正丁氧基苯基)-1，3，5-三嗪。

除非明确地说明与此相反，否则，本发明引用的所有范围包括端值。例如，“升温到50～90℃”，表示温度的范围为50℃≤T≤90℃。

本发明的实施方式中使用的水均为去离子水。