耐高低温PVDF背板膜聚合物的制备方法及应用与流程

本发明属于高分子聚合，具体涉及一种耐高低温pvdf背板膜聚合物的制备方法及应用。

背景技术：

1、聚偏氟乙烯树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，具有良好的机械性能，易于被加工成各类制品和膜材料，广泛应用于化工、电子电气及机械工业，是含氟塑料中产量名列第二位的大产品，全球年产能超过8万吨。

2、在光伏领域，pvdf膜能极大的保护太阳能电池背板中间层pet膜层，确保能够安全、可靠、长久发挥支撑组件、阻水阻氧作用。目前pvdf 光伏背板膜有以下几大优势：一是更高的含氟量，使其具有更好的紫外辐照能力，和耐化学性能；二是更优异的阻燃性能，这对于安全性能至关重要，也因为这一特点pvdf成为航空、高铁等交通领域最佳选择；三是更好的致密性，以及由此带来更优异的抗风沙性；四是可回收利用性，具有最大的环保优势，为今后的组件可回收利用技术打下了坚实基础。

3、太阳能光伏背板膜是太阳能光伏电池组件的重要封装材料，一般来说商用晶硅太阳能光伏电池组件对使用寿命的要求是25年，因此太阳能组对于背板的厚度、抗张强度、断裂伸长率、收缩性、层间附着力、与eva粘结强度等性能治标都具有很高的要求。而pvdf膜作为背板的保护膜，需要具备优异的耐候性。

4、太阳能光伏背板膜是太阳能光伏电池组件的重要封装材料，一般来说商用晶硅太阳能光伏电池组件对使用寿命的要求是25年，因此太阳能组对于背板的厚度、抗张强度、断裂伸长率、收缩性、层间附着力、与eva粘结强度等性能治标都具有很高的要求。而pvdf膜作为背板的保护膜，需要具备优异的耐候性。

5、现有技术下，pvdf背板膜在一些极寒和极热地区性能有较为明显降低。在实验过程中发现分子量较高的耐候性较好，分子量分布越小耐候性较好，熔点越低耐候性表现比较优异，所以针对此次发现结果，得出分子量越大，分子量分布越小，熔点越小在极热极低温条件下使用pvdf背板膜效果越好。为了寻求性能更优异pvdf背板膜，制备出分子量越大，分子量分布越小，熔点越低，热稳定性更好的pvdf背板膜是迫在眉睫。

技术实现思路

1、本发明提供一种耐高低温pvdf背板膜聚合物的制备方法及应用，分段补加不同引发剂，可以很好的避免过量高活性引发剂产生暴聚物，又不影响聚合时间，防止反应釜粘结气相pvdf树脂，本发明制备出的pvdf树脂粉末粒径小，分子量大，分子量分布系数在1.2-1.7之间，熔点低，热稳定性更好。

2、本发明的技术方案为：

3、第一方面，公开了耐高低温pvdf背板膜聚合物的制备方法，包括以下步骤：

4、1）在密闭容器中，加入纯水和乳化剂，纯水用量为密闭反应容器体积的60-80%，置换至密闭容器氧含量小于等于15ppm；

5、2）将密闭容器升温至60-95℃，第一次加入偏氟乙烯单体至压强上升到4.5-5.0mpa，第一次加入引发剂和链转移剂；

6、3）保持步骤2）的反应温度不变，发生聚合反应，密闭容器反应压力降到2.9-3.1mpa时，第二次加入偏氟乙烯单体至压强上升至3.5-3.8mpa，稳定0.5-2min并持续通入偏氟乙烯维持压强在3.5-3.8mpa，第二次加入引发剂和链转移剂，反应35-45min后，第三次加入引发剂；

7、4）当偏氟乙烯单体为去离子水用量的30-50%时，停止反应，置换回收剩余单体，经过后处理洗涤烘干，得到聚偏氟乙烯树脂。

8、优选地，步骤1）中乳化剂为壬基酚的聚氧乙烯醚、辛基酚的聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、伯醇聚氧乙烯醚、异辛醇聚氧乙烯醚。

9、优选地，步骤2）中引发剂采用有机引发剂，有机引发剂为氢过氧化异丙苯或氢过氧化特丁基或氢过氧化对孟烷；步骤3）中的引发剂采用无机引发剂，无机引发剂为过硫酸盐类，优选过硫酸钾或过硫酸钠或过硫酸铵。

10、优选地，步骤2）和步骤3）中的链转移剂采用硫代羰基硫化物，优选硫代氨基甲酸盐或二硫脂或黄原酸酯。

11、优选地，所述步骤1）中乳化剂用量为偏氟乙烯总质量的0.5-1.1%。

12、优选地，步骤2）中，所述有机引发剂用量为偏氟乙烯总质量的0.05-0.8%；步骤3）中，所述无机引发剂用量为偏氟乙烯总质量的0.1-1.1%。

13、优选地，步骤2）和步骤3）中，所述链转移剂用量为偏氟乙烯总质量的0.4-2.2%。

14、优选地，步骤4）中，所述密闭容器选用耐高压卧式釜，搅拌形式采用螺带搅拌，搅拌器转速范围在30-120rpm/min。

15、第二方面，公开了所述的耐高低温pvdf背板膜聚合物的制备方法制备的pvdf背板膜聚合物作为背板膜的应用。

16、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

17、（1）本发明中实施分段补加不同引发剂，可以很好的避免过量高活性引发剂产生暴聚物，又不影响聚合时间，防止反应釜粘结气相pvdf树脂，易于后续清洗耐高压卧式釜；（2）本发明中乳化剂采用非离子表面活性剂相较于全氟辛酸表面活性剂毒性低，不易受电解质、ph值的影响，无毒、无刺激、生物降解性好；（3）本发明产生的乳液适用于生产洗涤，用水量少，洗涤时间更短，极大提高生产能力；（4）有机、无机引发剂混合使用，避免单独使用有机引发剂产生的暴聚物和自聚物增多，也能避免单独使用无机引发剂反应时间过长，影响生产效率的问题；（5）本发明制备出pvdf树脂粉末粒径小，分子量大，分子量分布系数在1.2-1.7之间，熔点低，热稳定性更好。

技术特征：

1.耐高低温pvdf背板膜聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的耐高低温pvdf背板膜聚合物的制备方法，其特征在于，步骤1）中乳化剂为壬基酚的聚氧乙烯醚、辛基酚的聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、伯醇聚氧乙烯醚、异辛醇聚氧乙烯醚。

3.如权利要求1所述的耐高低温pvdf背板膜聚合物的制备方法，其特征在于，步骤2）中引发剂采用有机引发剂，有机引发剂为氢过氧化异丙苯或氢过氧化特丁基或氢过氧化对孟烷；步骤3）中的引发剂采用无机引发剂，无机引发剂为过硫酸盐类，优选过硫酸钾或过硫酸钠或过硫酸铵。

4.如权利要求1所述的耐高低温pvdf背板膜聚合物的制备方法，其特征在于，步骤2）和步骤3）中的链转移剂采用硫代羰基硫化物，优选硫代氨基甲酸盐或二硫脂或黄原酸酯。

5.如权利要求1所述的耐高低温pvdf背板膜聚合物的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中乳化剂用量为偏氟乙烯总质量的0.5-1.1%。

6.如权利要求1所述的耐高低温pvdf背板膜聚合物的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述有机引发剂用量为偏氟乙烯总质量的0.05-0.8%；步骤3）中，所述无机引发剂用量为偏氟乙烯总质量的0.1-1.1%。

7.如权利要求1所述的耐高低温pvdf背板膜聚合物的制备方法，其特征在于，步骤2）和步骤3）中，所述链转移剂用量为偏氟乙烯总质量的0.4-2.2%。

8.如权利要求1所述的耐高低温pvdf背板膜聚合物的制备方法，其特征在于，步骤4）中，所述密闭容器选用耐高压卧式釜，搅拌形式采用螺带搅拌，搅拌器转速范围在30-120rpm/min。

9.如权利要求1-8任一项所述的耐高低温pvdf背板膜聚合物的制备方法制备的pvdf背板膜聚合物作为背板膜的应用。

技术总结
本发明公开了一种耐高低温PVDF背板膜聚合物的制备方法，属于高分子聚合技术领域。其技术方案为：包括以下步骤：1）在密闭容器中，加入纯水和乳化剂；2）将密闭容器升温，加入偏氟乙烯单体至压强上升到4.5‑5.0MPa，加入引发剂和链转移剂；3）密闭容器反应压力降到2.9‑3.1MPa时，加入偏氟乙烯单体至压强上升至3.5‑3.8MPa，第二次加入引发剂和链转移剂，反应35‑45min后，加入引发剂；4）停止反应，置换回收剩余单体，经过后处理洗涤烘干，得到聚偏氟乙烯树脂。本发明分段补加不同引发剂，可以很好的避免过量高活性引发剂产生暴聚物，又不影响聚合时间，防止反应釜粘结气相PVDF树脂。

技术研发人员：舒长青,刘庆德,齐学正
受保护的技术使用者：汇智工程科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14