CN102585710A

CN102585710A - 抗老化太阳能电池封装用eva胶膜

Info

Publication number: CN102585710A
Application number: CN2011103936611A
Authority: CN
Inventors: 戴建民; 张传吉; 成三弟; 俞苗锋; 郑红亚; 谢帆
Original assignee: Zhejiang Chemical Industry Research Institute Co Ltd; Sinochem Lantian Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Chemical Industry Research Institute Co Ltd; Sinochem Lantian Co Ltd
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明提供了一种抗老化太阳能电池封装用EVA胶膜，由以下质量份数的原料组成：乙烯-醋酸乙烯的共聚物100份；交联固化剂1.0～1.4份；辅助交联剂0.1～0.5份；增粘剂0.3～0.7份；抗氧剂0.05～0.15份；辅助抗氧剂0.05～0.15份；光稳定剂0.1～0.3份；紫外光吸收剂0.1～0.3份。本发明中通过添加特定抗氧剂、辅助抗氧剂和光稳定剂等，能够减少生色基团的产生，使得EVA封装胶膜的耐老化性能得到提升，能够经受长时间85℃高温与85%高湿度的环境无黄变、热紫外光老化而不变色，同时还能保持较高的可见光透过率。

Description

抗老化太阳能电池封装用EVA胶膜

技术领域

本发明涉及一种抗老化太阳能电池封装用EVA胶膜。

背景技术

太阳能电池发电是解决地球环境污染与能源短缺问题最有效的途径之一，而在自然环境中使用的太阳能电池组件会受到湿气、氧气和紫外线等环境因素的影响，温度变化、紫外线照射和水汽等的侵蚀都会直接作用于太阳能电池组件，造成其光电转化的性能衰减，严重的会失去实用价值。作为太阳能电池组件结构中最易受到影响的封装材料来说，其研究十分必要，同时也越来越受到人们的重视。

为了能够提高EVA封装胶膜的耐候性、阻隔紫外线和水汽的目的，目前普遍采用添加抗氧剂、光稳定剂来提升EVA封装胶膜的抗老化性能。

目前EVA封装胶膜配方中老化体系大多采用抗氧剂加紫外光吸收剂的组合，其中抗氧剂为受阻酚类或胺类，易于过氧化物的自由基反应生成生色基团。例如美国专利US54475761992，中国发明专利CN200780040284、CN200810120446、CN200810231006、CN200910177161、CN201010011704中都提到了EVA封装胶膜所使用的抗氧剂类型与作用。紫外光吸收剂大多使用二苯甲酮类吸收剂，与过氧化物自由基反应产生的生色集团会影响EVA胶膜的老化性能。例如中国发明专利CN200910098075、CN200910181957、CN201010104602、CN201010272800、CN201010620683中都提到了EVA胶膜所使用的紫外光吸收剂种类与作用。本发明中选取辅助抗氧剂来提升抗氧效果，本发明中的抗氧剂与辅助抗氧剂之间的复配效果优于同类复配体系。同时增添光稳定剂，具有碳自由基捕获的作用，能够减少生色基团的产生。

发明内容

本发明的目的在于引入高效的抗老化助剂，提升EVA封装胶膜的耐老化性能，得到一种能经受长时间85℃高温与85％高湿度的环境无黄变、热紫外光老化而不变色，同时保持较高的可见光透过率的太阳能电池封装用EVA胶膜。

本发明通过抗氧剂与辅助抗氧剂之间的复配来提升抗氧效果，抗氧效果优于同类复配体系。同时增添光稳定剂，具有碳自由基捕获的作用，能够减少生色基团的产生。

为达到发明目的本发明采用的技术方案是：

一种抗老化太阳能电池封装用EVA胶膜，由以下质量份数的原料组成：

乙烯-醋酸乙烯的共聚物100份；

交联固化剂1.0～1.4份；

辅助交联剂0.1～0.5份；

增粘剂0.3～0.7份；

抗氧剂0.05～0.15份；

辅助抗氧剂0.05～0.15份；

光稳定剂0.1～0.3份；

紫外光吸收剂0.1～0.3份。

从粘结性、加工流动性与价格等方面综合考虑，上述乙烯-醋酸乙烯的共聚物中醋酸乙烯质量含量为28～33％，熔体指数值为20～50g/10min；作为优选的方式，熔体指数值为20～33g/10min；作为进一步优选的方式，乙烯-醋酸乙烯的共聚物中醋酸乙烯质量含量为33％，熔体指数值为33g/10min。

上述交联固化剂为叔-丁基过氧化2-乙基己基碳酸酯。

上述辅助交联剂为三烯基甲基三异氰脲酸脂。

上述增粘剂为r-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

上述抗氧剂选自二[3-(1，1-二甲基乙基)-4-羟基-5-甲基苯丙酸]三聚乙二醇、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)-1，3，5-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮中的一种或两种以上组合；优选为二[3-(1，1-二甲基乙基)-4-羟基-5-甲基苯丙酸]三聚乙二醇和/或四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。本发明所述抗氧剂具有比普通EVA封装胶膜使用的抗氧剂具有更加强效的抗氧效果，同时与其他助剂之间的复配也较好。

为增强EVA封装胶膜的抗老化性能，本发明所述EVA胶膜配方中增加辅助抗氧剂，与主抗氧剂形成良好的抗氧体系，增强EVA封装胶膜的耐老化性能，同时也有与其他组分产生协同效应，增强胶膜抗黄变的功能。本发明所述辅助抗氧剂选自三(二聚丙二醇)亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯或三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯中的一种或两种以上组合。

上述光稳定剂选自聚-{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)-亚氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][2-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氮基]-亚己基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氨基]}、聚[[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)胺]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1，6-二己二基[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)亚胺]]]或2-(2H-苯并三唑-2)-4，6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚中的一种或两种以上组合。本发明所述光稳定剂不仅能够保证EVA封装胶膜的光稳定性能，同时能够与紫外光吸收剂协同作用，得到补强的效果。

为了保证EVA封装胶膜在太阳照射下不被其所含的紫外光破坏，本发明所述EVA胶膜配方中含有紫外光吸收剂，所述紫外光吸收剂选自气相二氧化硅、羟基苯基苯并三氮唑类或多羟基二苯甲酮类中的一种或两种以上组合。多羟基二苯甲酮类优选为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。

本发明所述EVA胶膜厚度优选为0.3～0.8mm。

本发明方法采取的生产方法为树脂助剂通过挤出机进行共混挤出，挤出物经流延、冷却、牵引、卷取等工序得到最终卷材。

本发明所提供的太阳能电池封装用EVA胶膜，其耐老化性能强，可通过TUV、UL、SGS等专业测试。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

实施例1

EVA胶膜由以下质量份数的原料组成：

(1)乙烯-醋酸乙烯的共聚物(醋酸乙烯质量含量为33％，熔体指数值为45g/10min)100份；

(2)叔-丁基过氧化2-乙基己基碳酸酯0.5份；

(3)三烯基甲基三异氰脲酸脂0.2份

(4)r-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.3份；

(5)三(壬基苯基)亚磷酸酯0.05份

(6)二[3-(1，1-二甲基乙基)-4-羟基-5-甲基苯丙酸]三聚乙二醇0.3份；

(7)聚[[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)胺]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1，6-二己二基[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶)亚胺]]]0.15份；

(8)气相二氧化硅0.1份。

在60～70℃温度下将乙烯-醋酸乙烯的共聚物、交联固化剂叔-丁基过氧化2-乙基己基碳酸酯和增粘剂r-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，加入紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂，将上述混合物倒入挤压机进共混挤压，控制操作温度为80～90℃，挤压出半成品经流延、冷却、牵引、卷取等工序，最后得到具有优异耐老化性能的太阳能电池封装用EVA胶膜，测其性能。

实施例2

EVA胶膜由以下质量份数的原料组成：：

(1)乙烯-醋酸乙烯的共聚物(醋酸乙烯质量含量为33％，熔体指数值为33g/10min)100份；

(2)叔-丁基过氧化2-乙基己基碳酸酯0.5份；

(3)三烯基甲基三异氰脲酸脂0.3份

(4)r-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.3份；

(5)三(二聚丙二醇)亚磷酸酯0.05份；

(6)四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.08份；

(7)聚-{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)-亚氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][2-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氮基]-亚己基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氨基]}0.2份

(8)2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.08份。

表1为太阳能电池封装用E V A胶膜的老化性能测试结果

老化性能测试使用耐候老化试验箱，依据标准ISO4892-2进行测试。

从表1中可以看出，经过紫外照射2000小时，样品均保持较好的抗紫外老化性能，ΔYI在2以内，透光率保持在95％以上。经过1000小时的湿热老化，均能满足行业指标要求(ΔYI≤2，透光率保持率≥95％)。

Claims

1.一种抗老化太阳能电池封装用EVA胶膜，其特征在于：所述EVA胶膜由以下质量份数的原料组成：

乙烯-醋酸乙烯的共聚物 100份；

交联固化剂 1.0～1.4份；

辅助交联剂 0.1～0.5份；

增粘剂 0.3～0.7份；

抗氧剂 0.05～0.15份；

辅助抗氧剂 0.05～0.15份；

光稳定剂 0.1～0.3份；

紫外光吸收剂 0.1～0.3份；

所述乙烯-醋酸乙烯的共聚物中醋酸乙烯质量含量为28～33%，熔体指数值为20～50g/10min；

所述交联固化剂为叔-丁基过氧化2-乙基己基碳酸酯；

所述辅助交联剂为三烯基甲基三异氰脲酸脂；

所述增粘剂为ｒ－甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；

所述抗氧剂选自二[3-(1,1-二甲基乙基)-4-羟基-5-甲基苯丙酸]三聚乙二醇、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮中的一种或两种以上组合；

所述辅助抗氧剂选自三(二聚丙二醇)亚磷酸酯、三（壬基苯基）亚磷酸酯或三（2,4－二叔丁基苯基）亚磷酸酯中的一种或两种以上组合；

所述光稳定剂选自聚-{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)-亚氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][2-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氮基]-亚已基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氨基]}、聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1,6-二己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]]]或2-(2H-苯并三唑-2)-4,6-二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚中的一种或两种以上组合；

所述紫外光吸收剂选自气相二氧化硅、羟基苯基苯并三氮唑类或多羟基二苯甲酮类中的一种或两种以上组合。

2.按照权利要求1所述的抗老化太阳能电池封装用EVA胶膜，其特征在于所述乙烯-醋酸乙烯的共聚物熔体指数值为20～33g/10min。

3. 按照权利要求2所述的抗老化太阳能电池封装用EVA胶膜，其特征在于所述乙烯-醋酸乙烯的共聚物中醋酸乙烯质量含量为33%，熔体指数值为33g/10min。

4. 按照权利要求1所述的抗老化太阳能电池封装用EVA胶膜，其特征在于所述EVA胶膜厚度为0.3～0.8mm。

5. 按照权利要求1所述的抗老化太阳能电池封装用EVA胶膜，其特征在于所述多羟基二苯甲酮类优选为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。

6. 按照权利要求1所述的抗老化太阳能电池封装用EVA胶膜，其特征在于所述抗氧剂为二[3-(1,1-二甲基乙基)-4-羟基-5-甲基苯丙酸]三聚乙二醇和/或四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

7.按照权利要求1所述的抗老化太阳能电池封装用EVA胶膜，其特征在于所述稳定剂为聚-{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)-亚氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][2-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氮基]-亚已基-[4-(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-氨基]}和/或聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1,6-二己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]]]。