本发明属于光伏组件回收利用领域,特别是涉及一种点击-动态交联升级回收废弃光伏背板聚酯的方法。
背景技术:
1、废弃高分子材料回收利用资源化是发展绿色低碳循环经济的重要部分。随着绿色能源需求的大量增加,我国的新能源产业发展迅猛,现已成为全球最大的光伏应用市场。光伏组件使用寿命一般在20~25年。
2、高分子背板是光伏组件的重要组成部分,一般为复合结构,以pet膜作为基膜,氟膜或其他塑料薄膜通过胶黏剂黏附在基膜两边。其中高占比的中间层pet聚酯材料主要起着电气绝缘、化学阻隔及力学支撑作用。含氟多层共挤光伏背板难分离难回收,现有回收方法主要为热、化学和物理回收法,热解法能耗大,产生有毒气体污染环境,化学解聚法通常面临回收利用率低、成本高、条件苛刻、再生制品性能差等问题。
3、因此,亟需提供一种简单高效且环境友好的回收光伏背板聚酯的利用方法,补齐光伏产业链绿色低碳循环发展最后一环,助力光伏回收产业的健康发展和资源的高效利用。
技术实现思路
1、本发明针对以上问题,提供一种点击-动态交联升级回收废弃光伏背板聚酯的方法,旨在解决现有回收方案存在着资源利用率低、环境污染、再生制品性能差的问题。其特点是:
2、利用部分降解且羟基封端的pet低聚物与生物基不饱和二元酸再聚合过程将碳碳双键引入聚酯主链,在硼酸酯动态交联剂处理下进行巯基-烯点击反应实现材料的固化,聚合过程中不产生任何废弃物,反应绿色且高效,所制备再生聚酯力学性能优异且易于再加工,大大减少回收能耗,有望部分替代商用聚酯材料。
3、本发明首先公开了一种点击-动态交联升级回收废弃光伏背板聚酯的方法,包括以下步骤:
4、(1)将废弃光伏背板在可再生环保型溶剂中保持一定搅拌速率在60-80℃下搅拌0.5-1h粘接层完全溶胀后取出,将pet层剥离并粉碎;
5、(2)将上述材料添加至一定量糖酵解催化剂和二元醇溶剂中升温至190-220℃并在一定搅拌速率下搅拌2-6h至pet转化为白色浆料后停止反应;
6、(3)将白色浆料用过量水洗涤除去二元醇,随后过滤得到混合物沉淀在30℃下干燥12-24h后磨成粉末;
7、(4)将粉末与生物基不饱和二元酸以摩尔比1:1和一定量催化剂混合放入三口烧瓶中,通入氮气并加热至180℃聚合4-6h得到主链带有碳碳双键的聚酯;
8、(5)将一定量动态交联剂和光引发剂加入至主链带有碳碳双键的聚酯中,搅拌至混合均匀后倒入模具,在紫外灯照下处理15-30min充分交联得到再生聚酯材料。
9、进一步地,步骤(1)所述可再生环保型溶剂为(r)-(+)-柠檬烯;所述搅拌条件为:搅拌温度60-80℃,搅拌时间0.5-1h,搅拌速率400r/min;
10、进一步地,步骤(2)所述糖酵解催化剂选自钛酸四丁酯、乙酸锌或乙酸钴中的一种;所述二元醇选自乙二醇或丙二醇。
11、进一步地,步骤(2)所述糖酵解催化剂添加量为第一中间材料与二元醇溶剂总质量的0.5-1%;所述一定搅拌速率为400r/min。
12、进一步地,步骤(2)所述第一中间材料与二元醇的质量比为1:1-2。
13、进一步地,步骤(4)所述生物基不饱和二元酸选自富马酸、马来酸或粘康酸中任意一种;所述催化剂选自钛酸四丁酯、乙酸锌或乙酸钴中任意一种,添加量为粉末与二元酸总质量的0.5-1%。
14、进一步地,步骤(5)所述动态交联剂为2,2′-(1,4-亚苯基)双[1,3,2-二氧杂硼烷-4-甲硫醇];所述光引发剂选自2,2-二乙氧基苯乙酮或安息香双甲醚。
15、进一步地,步骤(5)所述动态交联剂、光引发剂与步骤(4)所述不饱和二元酸的摩尔当量比为0.5-1:0.1-0.2:1。
16、本发明还公开了一种如任一上述点击-动态交联升级回收废弃光伏背板聚酯的方法制得的再生聚酯材料。
17、与现有技术相比,本发明所述点击-动态交联升级回收废弃光伏背板聚酯方法具有如下效果:
18、(1)本发明首次将简单且绿色高效的点击化学反应应用于废弃聚酯的回收利用,在pet分子链间引入的动态硼酸酯键赋予其优异的力学性能及可再加工性能。
19、(2)通过控制降解反应时间及温度,实现部分降解废弃物分子量可调,控制固化时降温速率调控再生聚酯制品的结晶度,实现性能可调,最终产品再加工能垒低,大大减少回收能耗,有望部分替代商用聚酯材料。
1.一种点击-动态交联升级回收废弃光伏背板聚酯的方法,包括:
2.如权利要求1所述的点击-动态交联升级回收废弃光伏背板聚酯的方法,其中:
3.如权利要求1所述的点击-动态交联升级回收废弃光伏背板聚酯的方法,其中:
4.如权利要求1所述的点击-动态交联升级回收废弃光伏背板聚酯的方法,其中:
5.如权利要求1所述的点击-动态交联升级回收废弃光伏背板聚酯的方法,其中:
6.如权利要求1所述的点击-动态交联升级回收废弃光伏背板聚酯的方法,其中:
7.如权利要求1所述的点击-动态交联升级回收废弃光伏背板聚酯的方法,其中:
8.如权利要求1所述的点击-动态交联升级回收废弃光伏背板聚酯的方法,其中:
9.一种如权利要求1~8任一所述点击-动态交联升级回收废弃光伏背板聚酯的方法制得的再生聚酯材料。