吹膜成型的ETFE薄膜及其制备方法和应用与流程

本发明属于etfe薄膜，具体涉及一种用于薄膜电池前板的吹膜成型etfe薄膜及其制备方法。

背景技术：

1、光伏组件的重量问题是一项重大挑战。轻量化光伏组件面临的主要挑战是如何在保持机械稳定性和耐候性的前提下替换玻璃前板。相较晶硅电池，薄膜电池更轻更薄，其轻质组件一般采用柔性基材和聚合物前板作为耐久的绝缘保护材料。

2、作为设置在薄膜电池直接接触太能辐照在外层材料，需要兼具耐久性、耐紫外、高透光率、长效紫外线阻隔、机械韧性、耐磨性、耐化学品性、优异的粘结性、易清洁性、轻质和柔性等众多性能要求。

3、etfe(乙烯与四氟乙烯共聚物)膜材透光性特别好，号称“软玻璃”，质量轻，只有同等大小玻璃的1％；韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于400％；引起含氟率比较高，所以耐候性、耐化学腐蚀性和自洁性强，特别符合薄膜电池前板材料的要求。

4、但etfe膜材的加工温度较高，目前主要通过高温熔化etfe颗粒后经挤压成型得到，可用于建筑屋面或墙面材料。如果etfe作为薄膜电池前板的话，挤压成型后需经过双向拉伸等工序，参数控制困难，所以生产效率更高的吹膜成型更为理想。材料中的水分在吹膜过程中易形成气泡，影响薄膜平整度，进而降低透光率。

技术实现思路

1、本发明提供了一种吹膜成型的etfe薄膜及其制备方法和应用，用以解决目前etfe薄膜吹膜过程中易产生气泡的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：所述吹膜成型的etfe薄膜，其原料包括如下组分：etfe、硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅和三氧化二铝；所述硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅在其他物料经双螺杆挤出机混炼后再添加其中，然后经单螺杆挤出机挤出，最后经吹膜机成型。

3、组分中，三氧化二铝和硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅可以有效吸收物料中的水分，尽量避免成膜时形成气泡。物料在双螺杆挤出机中混炼时可通过高温下较为稳定的纳米三氧化二铝吸潮除水，而硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅长时间加热易分解失效，因此前期混炼不添加，物料在双螺杆挤出机中混炼时可通过高温下较为稳定的三氧化二铝吸潮除水待物料通过单螺杆时再加入，单螺杆可以将硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅与物料混合的同时将物料中存在的气体尽量挤压排出，防止吹膜时产生气泡。

4、可选地，所述硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅中的硅烷偶联剂为kh550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)。

5、可选地，所述三氧化二铝为气相合成法制备的纳米三氧化二铝。

6、气相纳米三氧化二铝具有降低聚合物结晶度和提高链运动能力的作用，有利于膜的透光率和成膜性。

7、可选地，原料还包括uv吸收剂和抗氧化剂。

8、可选地，所述uv吸收剂为三嗪类uv吸收剂，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂。

9、本发明还提供了上述吹膜成型的etfe薄膜的制备方法，其包括如下步骤：

10、s1:将原料中各组分按如下质量份配比称重备用：

11、etfe 70-90份

12、硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅 1-2份

13、三氧化二铝1-2份；

14、s2:将除了硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅之外的其他组分投入双螺杆挤出机中混炼；

15、s3:从双螺杆挤出机混炼后的产物导入单螺杆挤出机排气，将硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅投入单螺杆挤出机；

16、s4:从单螺杆挤出机导出产物经高压计量泵泵入吹膜机吹膜。

17、可选地，所述双螺杆挤出机中1-9区温度设定依次为200℃、220℃、320℃、325℃、330℃、335℃、340℃、350℃、350℃。

18、可选地，所述单螺杆挤出机中各区温度依次为200-220℃、240-270℃、270-290℃、290-310℃、300-320℃、280-300℃，螺杆转速50-120转/分钟。

19、可选地，成型膜泡后依次经多组辊牵引并收卷，在牵引过程中多组辊温控在40-200℃之间呈梯度降低。

20、本发明还提供了一种太阳能薄膜电池，其包括依次贴合的前板层、封装胶膜层、金属化电路层、薄膜电池基材层、封装胶膜层和柔性基材层，所述前板层为上述吹膜成型的etfe薄膜。

21、本发明提供的技术方案，通过分阶段添加不同的吸潮试剂，并且在混炼后再次通过单螺杆挤出机排气，控制吹膜时物料中水分含量及气泡的产生，保证产品表面平整度，提高薄膜透光率。

技术特征：

1.一种吹膜成型的etfe薄膜，其特征在于，原料包括如下组分：etfe、硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅和三氧化二铝；所述硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅在其他物料经双螺杆挤出机混炼后再添加其中，然后经单螺杆挤出机挤出，最后经吹膜机成型。

2.根据权利要求1所述吹膜成型的etfe薄膜，其特征在于，所述硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅中的硅烷偶联剂为kh550。

3.根据权利要求1所述吹膜成型的etfe薄膜，其特征在于，所述三氧化二铝为气相合成法制备的纳米三氧化二铝。

4.根据权利要求1所述吹膜成型的etfe薄膜，其特征在于，原料还包括uv吸收剂和抗氧化剂。

5.根据权利要求1所述吹膜成型的etfe薄膜，其特征在于，所述uv吸收剂为三嗪类uv吸收剂，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂。

6.权利要求1-5中任一所述吹膜成型的etfe薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机中1-9区温度设定依次为200℃、220℃、320℃、325℃、330℃、335℃、340℃、350℃、350℃。

8.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述单螺杆挤出机中各区温度依次为200-220℃、240-270℃、270-290℃、290-310℃、300-320℃、280-300℃，螺杆转速50-120转/分钟。

9.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，成型膜泡后依次经多组辊牵引并收卷，在牵引过程中多组辊温控在40-200℃之间呈梯度降低。

10.一种太阳能薄膜电池，其特征在于，包括依次贴合的前板层、封装胶膜层、金属化电路层、薄膜电池基材层、封装胶膜层和柔性基材层，所述前板层为权利要求1-5中任一所述吹膜成型的etfe薄膜。

技术总结
本发明属于ETFE薄膜技术领域，具体涉及一种用于薄膜电池前板的吹膜成型ETFE薄膜及其制备方法。其原料包括如下组分：ETFE、硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅和三氧化二铝；所述硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅在其他物料经双螺杆挤出机混炼后再添加其中，然后经单螺杆挤出机挤出，最后经吹膜机成型。本发明提供的技术方案，通过分阶段添加不同的吸潮试剂，并且在混炼后再次通过单螺杆挤出机排气，控制吹膜时物料中水分含量及气泡的产生，保证产品表面平整度，提高薄膜透光率。

技术研发人员：唐超,李华
受保护的技术使用者：苏州固泰新材股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25