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论双面含氟背板中的“三鹿” 背板

全球光伏 2022-05-20




氮含量是表征奶粉中蛋白含量的指标,但是有奶粉公司为保证氮含量加入三聚氰胺以至爆发了 2008 年的“三鹿奶粉事件”。



在光伏行业一直对背板供应商要求背板的氟含量,来保证背板的可靠性,电站业主们为了用的“放心”,在招标文件中也明文规定了“双面含氟背板”



本来是意指两面氟膜或者一面氟膜一面氟涂料型的背板。但是有一面氟膜、一面聚烯烃膜的背板公司为了迎合这个指标在聚烯烃中共混了 1%-5% 的氟树脂(聚烯烃膜通常指以聚乙烯、聚丙烯为主的膜材,如市场上的 E 膜、 M 膜、 H 膜、P 膜等)。这类产品能不能算双面含氟?


组件厂家技术人员虽知这不能算做双面含氟,但其产品管理部或者销售部却一直误认为这是两面含氟背板。实际上,聚烯烃中共混了 1%-5% 的氟树脂与三聚氟氰胺型奶粉有异曲同工之妙,此类背板并不能算做两面含氟背板:



1 业主之所以要“含氟” 是因为氟树脂中的 C-F 键能大于 UV 光的强度,看中耐 UV 好。实际上是要求两面以氟树脂为主,而背板公司在聚烯烃中加入微量的氟材料只能过 EDX 核磁共震或者元素分析测出来。实际交货产品中的氟含量不到 3%.



2 UV 光的强度大于 C-C 化学键的强度而小于 C-F 化学键的强度,所以 C-F 键 UV 稳定性非常好。通过挤出机把氟树脂中的氟原子和聚烯烃中的碳原子是不可能分散分子级的,埃米级别,而共混的氟树脂中的 C-F 与护聚烯烃的 C-C 键的距离远,不能起到保护的作用,所以 UV 光还是会把 C-C 打断引起降解。

 


3 共混不行,只能共聚。共聚可以实现原子级的分散,例如四氟乙烯-乙烯共聚物 ETFE,具有良好的耐 UV 性能。在光伏行业有多年应用案例,耐老化性能优异。




4 常见光伏用的氟树脂和聚烯烃并不相溶,加一起会产生相分离(类似水中加油)。产生分相的情况反而会弄巧成拙,引起材料的机械性能下降。所述常见聚树脂有聚四氟乙烯 PTFE、聚全氟乙丙烯 FPE、聚乙烯六氟丙烯 ETFE、聚偏二氟乙烯 PVDF、聚偏氟乙烯 PVF、聚三氟氯乙烯 PCTFE。另外一个可能是能通过共混一些本来塑料行业用于其他用途的改性的含氟助剂来实现,这类非主流就不评价了。


氟树脂(白色)与聚烯烃(黑色)共混的示意图






所以: 

1. 氟树脂与聚烯烃通过物理共混并不能达到原子级分散,其耐 UV 性也不会提高。


2. 相反,氟树脂的与聚烯烃的相溶性差,共混时会产生分相(类似水与油), 反而会降低其机械性能,尤其是老化后的性能。 


3. 更重要的是,其氟含量低于3%(通常是用氧氮燃烧-滴定法表征,价格 300 元左右,中科院上海有机化学研究所可以测试)。






聚烯烃面添加氟树脂的这类背板只是为了迎合“含氟”两字, 对性能有害无益;氟元素作为微量元素仍在,含量之低只能通过电镜找到团聚的颗粒再用元素分析表征,并不能称为““双面含氟”。


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来源:赛伍Cybrid

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