撕、煮、照、烤、冻,第三代超级PVDF如何炼成?(上)
原创: testpv 光伏测试网 昨天
【导语】
作为光伏背板的关键保护材料,抗撕裂、耐蒸煮、抗UV、耐高低温是极其重要的技术指标。最近,一款撕不坏、煮不烂、照不脆、烤不黄、冻不裂的第三代PVDF,由PVDF膜行业领导者 - 杭州福膜新材料科技股份有限公司重磅推出。
“撕不坏”:超韧、高抗撕,撕裂强度是T膜10倍
“煮不烂”:HAST实验断裂伸长率≥200%,是T膜3倍
“照不脆”:UVA 200KWH断裂伸长率≥100%,是T膜2倍
“烤不黄”:170℃热斑试验,100h高温烘烤,△b≤2,是T膜1/10
“冻不裂”:超耐低温:-40℃ TD%≥100%,是T膜的3倍。
1.超级膜性能指标惊爆同行
第3代产品的性能提升是“革命性”的。
通过持续不断的努力,杭州福膜开发的第三代PVDF背板膜取得重大突破, 产品关键性能得到全面、显著的提升。“超级PVDF膜 - FM Solvan PV1010X_PLUS的主要特点有:
撕不坏:超韧、高抗撕,撕裂强度是目前主要竞品T膜的10倍:
图-1 三代膜、普通PVDF膜、T膜(PVF)双向耐撕裂性能比较
煮不烂、照不脆、冻不裂
图-2 PVDF薄膜多种耐老化测试性能比较
烤不黄
图-3.PVDF薄膜模拟热斑试验情况比较
由图-1和图-2可以看出,该产品在各项关键性能上都得到了成倍提升:
撕裂强度是某国外公司T膜的10倍;
超级耐湿热老化:HAST实验后,TD向断裂伸长率≥200%,是T膜的3倍;
抗UV能力大幅增强:UVA 200KWH后,TD向断裂伸长率≥100%,是T膜的2倍;
超耐低温:-40℃ TD%≥100%,是T膜的3倍。
在具有耐低温性的同时,该产品还兼顾了耐热性。实际上,耐热性是T膜试图攻击PVDF膜弱点的另一个“由头”,这是因为T膜的熔点的确比PVDF膜高15-20℃,理论上其耐热性也会好一些。但是按照组件厂商推荐的模拟热斑试验发现,事实并非如此。由图-3可以看出,在模拟热斑试验中,T膜在170℃、烘烤100h后会黄得“惨不忍睹”,其黄变值高达20!而Solvan PV1010X_PLUS却“毫不变色”,其黄变值只有1.2,表现得非常优异,可称之为“烤不黄”的PVDF薄膜。
特别是,第3代PVDF膜在具备超耐低温性能的同时,还能继续保持较低的热收缩性能,满足氟膜标准MD方向收缩率≤2.5%的指标。
最近,我们发现市场上已经开始出现一些无视客户真正需求的“伪韧性”产品,片面强调低温韧性,却忽视了其他关键性能的平衡,如忽视了热收缩率过大对后续工艺的影响,其热收缩率竟高达4.5%以上!这会对背板复合过程和长期使用过程造成较大的风险,可能会引起缩边、橘皮和脱层等风险。
总结来看,福膜科技此次推出的第3代Gen.3 PVDF氟膜产品的特征,可以形象地比喻为“撕不坏、煮不烂、照不脆、烤不黄、冻不裂”。
2.再论PVDF和PVF之争的根源
说到开发该3代PVDF膜的初衷,福膜科技的研发人员既非常感慨,也充满自信,这得感谢国外竞争产品的不断鞭策和激励。作为国内首家量产光伏用PVDF乳白膜的科技型公司,全程经历了国内氟膜产品从无到有的过程。在发布这个升级换代产品的时刻,我们有必要梳理一下PVDF和PVF之争,也有必要回顾一下PVDF背板膜的推广使用历史。
作为材料本身来讲,PVDF和PVF相比,有着很多固有优势。氟含量高,意味着含氟聚合物的固有特性也就越明显,如耐气候老化性能、耐环境化学应力开裂性能、耐脏污性能和阻燃性能等。近几年,PVF主导企业不停地强调PVDF膜材料的缺陷,并且不惜以偏概全,以个别公司、个别光伏组件背板的开裂事件来否定所有PVDF膜材料。归纳起来,其主要论点有2个:
1)PVDF中加入了丙烯酸类聚合物PMMA
2)PVDF膜具有各向异性,膜比较容易被撕裂
但事实上,站在一个专业的高分子材料工程师的角度来看,这种观点是站不住脚的:
第一个观点相当幼稚
高分子材料的共混和合金化技术在行业内是个通用技术,有些时候两种不同的高分子材料共混,除了发挥各自所长外,还会产生协同效应。在光伏用乳白PVDF膜的配方体系中,通过添加少量PMMA,可以改善PVDF的加工性能,更重要的是提供背板和硅胶之间的粘结力(密封边框和粘结接线盒)。在熔体状态下,PMMA和PVDF能达到分子级水平的“互溶”效果(即在共混体系中分子链段无分彼此的水乳交融),这在高分子学科上是个著名案例。并且,在最终膜制品中,共混PMMA的PVDF膜其F含量仍远远高于PVF膜(T膜)。
第二个观点貌似专业
各向异性(anisotropy)是指材料的性能具有方向依赖性。对膜产品来讲,
原创: testpv 光伏测试网 昨天
【导语】
作为光伏背板的关键保护材料,抗撕裂、耐蒸煮、抗UV、耐高低温是极其重要的技术指标。最近,一款撕不坏、煮不烂、照不脆、烤不黄、冻不裂的第三代PVDF,由PVDF膜行业领导者 - 杭州福膜新材料科技股份有限公司重磅推出。
“撕不坏”:超韧、高抗撕,撕裂强度是T膜10倍
“煮不烂”:HAST实验断裂伸长率≥200%,是T膜3倍
“照不脆”:UVA 200KWH断裂伸长率≥100%,是T膜2倍
“烤不黄”:170℃热斑试验,100h高温烘烤,△b≤2,是T膜1/10
“冻不裂”:超耐低温:-40℃ TD%≥100%,是T膜的3倍。
1.超级膜性能指标惊爆同行
第3代产品的性能提升是“革命性”的。
通过持续不断的努力,杭州福膜开发的第三代PVDF背板膜取得重大突破, 产品关键性能得到全面、显著的提升。“超级PVDF膜 - FM Solvan PV1010X_PLUS的主要特点有:
撕不坏:超韧、高抗撕,撕裂强度是目前主要竞品T膜的10倍:
图-1 三代膜、普通PVDF膜、T膜(PVF)双向耐撕裂性能比较
煮不烂、照不脆、冻不裂
图-2 PVDF薄膜多种耐老化测试性能比较
烤不黄
图-3.PVDF薄膜模拟热斑试验情况比较
由图-1和图-2可以看出,该产品在各项关键性能上都得到了成倍提升:
撕裂强度是某国外公司T膜的10倍;
超级耐湿热老化:HAST实验后,TD向断裂伸长率≥200%,是T膜的3倍;
抗UV能力大幅增强:UVA 200KWH后,TD向断裂伸长率≥100%,是T膜的2倍;
超耐低温:-40℃ TD%≥100%,是T膜的3倍。
在具有耐低温性的同时,该产品还兼顾了耐热性。实际上,耐热性是T膜试图攻击PVDF膜弱点的另一个“由头”,这是因为T膜的熔点的确比PVDF膜高15-20℃,理论上其耐热性也会好一些。但是按照组件厂商推荐的模拟热斑试验发现,事实并非如此。由图-3可以看出,在模拟热斑试验中,T膜在170℃、烘烤100h后会黄得“惨不忍睹”,其黄变值高达20!而Solvan PV1010X_PLUS却“毫不变色”,其黄变值只有1.2,表现得非常优异,可称之为“烤不黄”的PVDF薄膜。
特别是,第3代PVDF膜在具备超耐低温性能的同时,还能继续保持较低的热收缩性能,满足氟膜标准MD方向收缩率≤2.5%的指标。
最近,我们发现市场上已经开始出现一些无视客户真正需求的“伪韧性”产品,片面强调低温韧性,却忽视了其他关键性能的平衡,如忽视了热收缩率过大对后续工艺的影响,其热收缩率竟高达4.5%以上!这会对背板复合过程和长期使用过程造成较大的风险,可能会引起缩边、橘皮和脱层等风险。
总结来看,福膜科技此次推出的第3代Gen.3 PVDF氟膜产品的特征,可以形象地比喻为“撕不坏、煮不烂、照不脆、烤不黄、冻不裂”。
2.再论PVDF和PVF之争的根源
说到开发该3代PVDF膜的初衷,福膜科技的研发人员既非常感慨,也充满自信,这得感谢国外竞争产品的不断鞭策和激励。作为国内首家量产光伏用PVDF乳白膜的科技型公司,全程经历了国内氟膜产品从无到有的过程。在发布这个升级换代产品的时刻,我们有必要梳理一下PVDF和PVF之争,也有必要回顾一下PVDF背板膜的推广使用历史。
作为材料本身来讲,PVDF和PVF相比,有着很多固有优势。氟含量高,意味着含氟聚合物的固有特性也就越明显,如耐气候老化性能、耐环境化学应力开裂性能、耐脏污性能和阻燃性能等。近几年,PVF主导企业不停地强调PVDF膜材料的缺陷,并且不惜以偏概全,以个别公司、个别光伏组件背板的开裂事件来否定所有PVDF膜材料。归纳起来,其主要论点有2个:
1)PVDF中加入了丙烯酸类聚合物PMMA
2)PVDF膜具有各向异性,膜比较容易被撕裂
但事实上,站在一个专业的高分子材料工程师的角度来看,这种观点是站不住脚的:
第一个观点相当幼稚
高分子材料的共混和合金化技术在行业内是个通用技术,有些时候两种不同的高分子材料共混,除了发挥各自所长外,还会产生协同效应。在光伏用乳白PVDF膜的配方体系中,通过添加少量PMMA,可以改善PVDF的加工性能,更重要的是提供背板和硅胶之间的粘结力(密封边框和粘结接线盒)。在熔体状态下,PMMA和PVDF能达到分子级水平的“互溶”效果(即在共混体系中分子链段无分彼此的水乳交融),这在高分子学科上是个著名案例。并且,在最终膜制品中,共混PMMA的PVDF膜其F含量仍远远高于PVF膜(T膜)。
第二个观点貌似专业
各向异性(anisotropy)是指材料的性能具有方向依赖性。对膜产品来讲,