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一种抗力学冲击的光伏胶膜及其制备方法与流程

2021-02-02 18:02:01|411|起点商标网
本发明涉及太阳能电池
技术领域:
,具体涉及一种抗力学冲击的光伏胶膜及其制备方法。
背景技术:
:光伏封装胶膜是太阳能光伏技术产业中的重要材料,起到粘接电池片与光伏玻璃、背板的重要作用,同时兼具对光伏组件的力学缓冲、保护和组件抗pid、对背板的抗紫外保护的多重功能。由于目前光伏组件日益向轻薄化、柔性化方向发展,光伏玻璃逐渐减薄甚至需要被替代,这就要求封装胶膜和背板需要增强机械力学性能,起到抗组件力学冲击的功能。传统的光伏胶膜是以eva(乙烯-醋酸乙烯酯)或poe(乙烯-辛烯)聚合物为基本材料制成,都是弹性体胶膜,非常的柔软,无法起到抗击力学冲击的作用。技术实现要素:本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种抗力学冲击的光伏胶膜及其制备方法。本发明提供一种抗力学冲击的光伏胶膜,该光伏胶膜采用0.1%~45%的弹性体树脂体系、20-95%的热熔热固型树脂体系、以及0.1%~5%的玻璃纤维作为基本材料制作;所述弹性体树脂体系采用95-99%的弹性体树脂,0.05%~5%的抗氧剂,0.25%~5%的自由基交联剂,0.1%~4%的硅烷偶联剂制作。本发明提供的一种抗力学冲击的光伏胶膜,还包括如下附属技术方案:其中,所述弹性体树脂体系和热熔热固型树脂体系的软化点为50~130℃;所述抗力学冲击的光伏胶膜的厚度为300~1000μm。其中,所述热熔热固型树脂体系包括:70%~98%的热熔型环氧树脂、以及2%~30%的有机二羧酸;或,70%~95%的热熔型不饱和聚酯树脂、以及5%~30%的交联剂;或,70%~95%的端羟基热熔型聚酯树脂、以及5%~30%的异氰酸酯固化剂;或,70%~95%的端羧基热熔型聚酯树脂、0%~30%的环氧固化剂、以及0%~30%的异氰酸酯固化剂;或,70%~99%的热熔型环氧改性丙烯酸树脂、以及1%~30%的有机二羧酸;或,80%~95%的热熔型丙烯酸树脂、0%~20%的环氧固化剂、以及0%~20%的异氰酸酯固化剂。其中,所述弹性体树脂包括eva、poe、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚丁二烯橡胶、聚醋酸乙烯酯或聚乙烯醇缩丁醛中的一种或任几种的组合。其中,所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂;其中,所述主抗氧基包括β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯;所述辅抗氧剂包括三(4-壬基酚)亚磷酸酯或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中的一种或两种组成的复配物。其中,所述交联剂包括交联固化剂和助交联剂;其中,所述交联固化剂包括有机过氧化物或偶氮化合物中的一种或两种的混合物;所述有机过氧化物包括过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、4,4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯,过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯或3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯中的一种或任几种的组合;所述助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或二甲基丙烯酸二乙二醇酯中的一种或任几种的组合。其中,所述硅烷偶联剂为包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或任几种的组合。其中,所述有机二羧酸包括马来酸酐、马来酸、富马酸,丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸或葵二酸中的一种或任几种的组合。其中,所述异氰酸酯固化剂为含有多个异氰酸酯基团的有机化合物,其包括异佛尔酮二异氰酸酯及其三聚体或六亚甲基二异氰酸酯及其三聚体。其中,所述环氧固化剂为含有多个环氧基团的有机化合物,其包括2,2'-[[2,2-双[(氧杂环丙基甲氧基)甲基]-1,3-亚丙基]双(氧亚甲基)]双-环氧乙烷、1,4-丁二醇缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚或新戊二醇二缩水甘油醚。本发明还提供了一种抗力学冲击的光伏胶膜制备方法,所述方法包括如下步骤:将0.1%~45%的弹性体树脂体系与20-95%的热熔热固型树脂体系充分混合后密炼塑化,经过挤出流延工艺生产,并进行压花、定型处理后,形成所述抗力学冲击的光伏胶膜;其中,所述弹性体树脂体系采用95-99%的弹性体树脂,0.05%~5%的抗氧剂,0.25%~5%的自由基交联剂,0.1%~4%的硅烷偶联剂制作。本发明的光伏胶膜采用热熔热固型树脂及其固化体系为光伏胶膜提供抗力学冲击性;采用玻璃纤维为光伏胶膜提供抗力学冲击性;采用弹性体为胶膜提供韧性,防止在加工制备、运输储存、使用过程中碎裂。并且,本发明的光伏胶膜热压后能为组件提供机械强度,有效抗力学冲击,同时防止光伏胶膜在生产、储存、运输、使用等过程中的碎裂问题。具体实施方式下面结合实例对本发明进行详细的说明。具体实施例仅仅是对本发明的解释,并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到保护。本发明提供一种抗力学冲击的光伏胶膜,该光伏胶膜采用0.1%~45%的弹性体树脂体系、20-95%的热熔热固型树脂体系、以及0.1%~5%的玻璃纤维作为基本材料制作;所述弹性体树脂体系采用95-99%的弹性体树脂,0.05%~5%的抗氧剂,0.25%~5%的自由基交联剂,0.1%~4%的硅烷偶联剂制作。需要说明的是,所述弹性体树脂体系和热熔热固型树脂体系的软化点为50~130℃;所述抗力学冲击的光伏胶膜的厚度为300~1000μm。本发明的光伏胶膜采用热熔热固型树脂及其固化体系为光伏胶膜提供抗力学冲击性;采用玻璃纤维为光伏胶膜提供抗力学冲击性;采用弹性体为胶膜提供韧性,防止在加工制备、运输储存、使用过程中碎裂。并且,本发明的光伏胶膜热压后能为组件提供机械强度,有效抗力学冲击,同时防止光伏胶膜在生产、储存、运输、使用等过程中的碎裂问题。其中,所述热熔热固型树脂体系包括:70%~98%的热熔型环氧树脂、以及2%~30%的有机二羧酸;或,70%~95%的热熔型不饱和聚酯树脂、以及5%~30%的交联剂;或,70%~95%的端羟基热熔型聚酯树脂、以及5%~30%的异氰酸酯固化剂;或,70%~95%的端羧基热熔型聚酯树脂、0%~30%的环氧固化剂、以及0%~30%的异氰酸酯固化剂;或,70%~99%的热熔型环氧改性丙烯酸树脂、以及1%~30%的有机二羧酸;或,80%~95%的热熔型丙烯酸树脂、0%~20%的环氧固化剂、以及0%~20%的异氰酸酯固化剂。优选地,弹性体树脂包括eva、poe、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚丁二烯橡胶、聚醋酸乙烯酯或聚乙烯醇缩丁醛中的一种或任几种的组合。优选地,所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂;更优选地,所述主抗氧基包括β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯;所述辅抗氧剂包括三(4-壬基酚)亚磷酸酯或亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯中的一种或两种组成的复配物。优选地,所述交联剂包括交联固化剂和助交联剂;更优选地,所述交联固化剂包括有机过氧化物或偶氮化合物中的一种或两种的混合物;所述有机过氧化物包括过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、4,4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯,过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯或3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯中的一种或任几种的组合;所述助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或二甲基丙烯酸二乙二醇酯中的一种或任几种的组合。优选地,硅烷偶联剂为包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或任几种的组合。优选地,有机二羧酸包括马来酸酐、马来酸、富马酸,丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸或葵二酸中的一种或任几种的组合。优选地,异氰酸酯固化剂为含有多个异氰酸酯基团的有机化合物;更优选地,异氰酸酯固化剂包括异佛尔酮二异氰酸酯及其三聚体或六亚甲基二异氰酸酯及其三聚体。优选地,环氧固化剂为含有多个环氧基团的有机化合物,其包括2,2'-[[2,2-双[(氧杂环丙基甲氧基)甲基]-1,3-亚丙基]双(氧亚甲基)]双-环氧乙烷、1,4-丁二醇缩水甘油醚、二甘醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚或新戊二醇二缩水甘油醚。本发明还提供了一种抗力学冲击的光伏胶膜制备方法,所述方法包括如下步骤:将0.1%~45%的弹性体树脂体系与20-95%的热熔热固型树脂体系充分混合后密炼塑化,经过挤出流延工艺生产,并进行压花、定型处理后,形成所述抗力学冲击的光伏胶膜;其中,所述弹性体树脂体系采用95-99%的弹性体树脂,0.05%~5%的抗氧剂,0.25%~5%的自由基交联剂,0.1%~4%的硅烷偶联剂制作。下面将以具体的实施例对发明的抗力学冲击的光伏胶膜进行详细地说明。在下述实施例中,弹性树脂体系:乙烯-辛烯共聚物(poe),其中,辛烯的含量为30%。抗氧剂:主抗氧基为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯;辅抗氧剂为三(4-壬基酚)亚磷酸酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的复配物。交联剂:交联固化剂为过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯和3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯的复配物;助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的复配物。硅烷偶联剂:乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。热熔热固型树脂体系:热熔型环氧改性丙烯酸树脂,壬二酸。玻璃纤维:长度3mm。实施例1弹性体树脂体系配方按照poe:抗氧剂:交联剂:硅烷偶联剂=100:0.5:2:0.5;热熔热固型树脂体系配方按照热熔型环氧改性丙烯酸树脂:壬二酸=100:2;弹性体树脂体系:热熔热固型树脂体系:玻璃纤维=1:2:0.02。将上述材料按上述比例充分混合均匀,加入到密炼机中密炼,塑化温度60~90℃,塑化完全后转移到挤出机进行熔融挤出,挤出机、模头各区域的温度湿度80~90℃,经共挤模头挤出,途经流延辊冷却,压花工序后进行定型,最后再测厚、切边、收卷,观察收卷胶膜的韧性,包装入库。160℃层压组件20min,然后进行抗冲击性能测试,胶膜单独层压测试透光率。实施例2弹性体树脂体系配方按照poe:抗氧剂:交联剂:硅烷偶联剂=100:0.5:2:0.5;热熔热固型树脂体系配方按照热熔型环氧改性丙烯酸树脂:壬二酸=100:2;弹性体树脂体系:热熔热固型树脂体系:玻璃纤维=1:4:0.02。将上述材料按上述比例充分混合均匀,加入到密炼机中密炼,塑化温度60~90℃,塑化完全后转移到挤出机进行熔融挤出,挤出机、模头各区域的温度湿度80~90℃,经共挤模头挤出,途经流延辊冷却,压花工序后进行定型,最后再测厚、切边、收卷,观察收卷胶膜的韧性,包装入库。160℃层压组件20min,然后进行抗冲击性能测试,胶膜单独层压测试透光率。实施例3弹性体树脂体系配方按照poe:抗氧剂:交联剂:硅烷偶联剂=100:0.5:2:0.5;热熔热固型树脂体系配方按照热熔型环氧改性丙烯酸树脂:壬二酸=100:2;弹性体树脂体系:热熔热固型树脂体系:玻璃纤维=1:6:0.02。将上述材料按上述比例充分混合均匀,加入到密炼机中密炼,塑化温度60~90℃,塑化完全后转移到挤出机进行熔融挤出,挤出机、模头各区域的温度湿度80~90℃,经共挤模头挤出,途经流延辊冷却,压花工序后进行定型,最后再测厚、切边、收卷,观察收卷胶膜的韧性,包装入库。160℃层压组件20min,然后进行抗冲击性能测试,胶膜单独层压测试透光率。实施例4弹性体树脂体系配方按照poe:抗氧剂:交联剂:硅烷偶联剂=100:0.5:2:0.5;热熔热固型树脂体系配方按照热熔型环氧改性丙烯酸树脂:壬二酸=100:2;弹性体树脂体系:热熔热固型树脂体系:玻璃纤维=1:8:0.02。将上述材料按上述比例充分混合均匀,加入到密炼机中密炼,塑化温度60~90℃,塑化完全后转移到挤出机进行熔融挤出,挤出机、模头各区域的温度湿度80~90℃,经共挤模头挤出,途经流延辊冷却,压花工序后进行定型,最后再测厚、切边、收卷,观察收卷胶膜的韧性,包装入库。160℃层压组件20min,然后进行抗冲击性能测试,胶膜单独层压测试透光率。实施例5弹性体树脂体系配方按照poe:抗氧剂:交联剂:硅烷偶联剂=100:0.5:2:0.5;热熔热固型树脂体系配方按照热熔型环氧改性丙烯酸树脂:壬二酸=100:2;弹性体树脂体系:热熔热固型树脂体系:玻璃纤维=1:12:0.02。将上述材料按上述比例充分混合均匀,加入到密炼机中密炼,塑化温度60~90℃,塑化完全后转移到挤出机进行熔融挤出,挤出机、模头各区域的温度湿度80~90℃,经共挤模头挤出,途经流延辊冷却,压花工序后进行定型,最后再测厚、切边、收卷,观察收卷胶膜的韧性,包装入库。160℃层压组件20min,然后进行抗冲击性能测试,胶膜单独层压测试透光率。表1—实施例1-5性能测试项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5胶膜收卷完好完好完好碎碎抗冲击性noyesyesyesyes透过率(%)92.392.292.091.991.8实施例6弹性体树脂体系配方按照poe:抗氧剂:交联剂:硅烷偶联剂:=100:0.5:2:0.5;热熔热固型树脂体系配方按照热熔型环氧改性丙烯酸树脂:壬二酸=100:2;弹性体树脂体系:热熔热固型树脂体系:玻璃纤维=1:6:0.01。将上述材料比例充分混合均匀,加入到密炼机中密炼,塑化温度60~90℃,塑化完全后转移到挤出机进行熔融挤出,挤出机、模头各区域的温度湿度80~90℃,经共挤模头挤出,途经流延辊冷却,压花工序后进行定型,最后再测厚、切边、收卷,观察收卷胶膜的韧性,包装入库。160℃层压组件20min,然后进行抗冲击性能测试,胶膜单独层压测试透光率。实施例7弹性体树脂体系配方按照poe:抗氧剂:交联剂:硅烷偶联剂:=100:0.5:2:0.5;热熔热固型树脂体系配方按照热熔型环氧改性丙烯酸树脂:壬二酸=100:2;弹性体树脂体系:热熔热固型树脂体系:玻璃纤维=1:6:0.02。将上述材料比例充分混合均匀,加入到密炼机中密炼,塑化温度60~90℃,塑化完全后转移到挤出机进行熔融挤出,挤出机、模头各区域的温度湿度80~90℃,经共挤模头挤出,途经流延辊冷却,压花工序后进行定型,最后再测厚、切边、收卷,观察收卷胶膜的韧性,包装入库。160℃层压组件20min,然后进行抗冲击性能测试,胶膜单独层压测试透光率。实施例8弹性体树脂体系配方按照poe:抗氧剂:交联剂:硅烷偶联剂:=100:0.5:2:0.5;热熔热固型树脂体系配方按照热熔型环氧改性丙烯酸树脂:壬二酸=100:2;弹性体树脂体系:热熔热固型树脂体系:玻璃纤维=1:6:0.03。将上述材料比例充分混合均匀,加入到密炼机中密炼,塑化温度60~90℃,塑化完全后转移到挤出机进行熔融挤出,挤出机、模头各区域的温度湿度80~90℃,经共挤模头挤出,途经流延辊冷却,压花工序后进行定型,最后再测厚、切边、收卷,观察收卷胶膜的韧性,包装入库。160℃层压组件20min,然后进行抗冲击性能测试,胶膜单独层压测试透光率。实施例9弹性体树脂体系配方按照poe:抗氧剂:交联剂:硅烷偶联剂:=100:0.5:2:0.5;热熔热固型树脂体系配方按照热熔型环氧改性丙烯酸树脂:壬二酸=100:2;弹性体树脂体系:热熔热固型树脂体系:玻璃纤维=1:6:0.04。将上述材料比例充分混合均匀,加入到密炼机中密炼,塑化温度60~90℃,塑化完全后转移到挤出机进行熔融挤出,挤出机、模头各区域的温度湿度80~90℃,经共挤模头挤出,途经流延辊冷却,压花工序后进行定型,最后再测厚、切边、收卷,观察收卷胶膜的韧性,包装入库。160℃层压组件20min,然后进行抗冲击性能测试,胶膜单独层压测试透光率。实施例10弹性体树脂体系配方按照poe:抗氧剂:交联剂:硅烷偶联剂:=100:0.5:2:0.5;热熔热固型树脂体系配方按照热熔型环氧改性丙烯酸树脂:壬二酸=100:2;弹性体树脂体系:热熔热固型树脂体系:玻璃纤维=1:6:0.05。将上述材料比例充分混合均匀,加入到密炼机中密炼,塑化温度60~90℃,塑化完全后转移到挤出机进行熔融挤出,挤出机、模头各区域的温度湿度80~90℃,经共挤模头挤出,途经流延辊冷却,压花工序后进行定型,最后再测厚、切边、收卷,观察收卷胶膜的韧性,包装入库。160℃层压组件20min,然后进行抗冲击性能测试,胶膜单独层压测试透光率。表2—实施例6-10性能测试项目实施例6实施例7实施例8实施例9实施例10胶膜收卷碎完好完好完好完好抗冲击性noyesyesyesyes透光率92.492.091.891.591.3最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。当前第1页1 2 3 

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