CN102585731A

CN102585731A - 一种新型的聚烯烃封装胶膜组合物及其应用

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Publication number: CN102585731A
Application number: CN2011104495353A
Authority: CN
Inventors: 林博; 余鹏; 章明秋; 唐舫成; 汪加胜
Original assignee: Guangzhou Lushan New Materials Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Lushan New Material Co.,Ltd.; Guangzhou Lushan New Materials Co Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: CN102585731B

Abstract

本发明公开了一种新型的聚烯烃封装胶膜组合物，其配方按重量百分比计算包括以下组分：

Description

一种新型的聚烯烃封装胶膜组合物及其应用

技术领域

本发明涉及一种新型的聚烯烃封装胶膜组合物及其应用，其适用于制备封装太阳能电池组件的胶膜以及封装双层玻璃的聚烯烃胶膜。

背景技术

常规的太阳能电池密封基体树脂材料，需要通过交联固化来提高其粘结强度、透光度、耐老化等性能。如中国专利CN201010279726.5公开了一种封装胶膜组合物及其应用，所述组合物主要由质量配比如下的组分组成：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物65～95份，乙烯-辛烯共聚物2～20份，中分子量聚异丁烯2～15份，还包含有约0.1～3份的交联剂、0.05～2份紫外稳定剂，0.05～2份受阻胺类抗氧剂。

通过交联固化树脂封装的组件难以实现缺陷的在线修复，更难以实现废弃组件的回收利用，随着光伏产业的发展，这两个问题日益严峻。另外，基体树脂原料价格的抬高，给封装成本的降低带来压力。

本发明通过选择合适的乙烯-辛烯共聚物，同时辅以其他两种聚合物：乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和聚乙烯，共同组成密封材料的基体，进而提高聚烯烃原料的内聚强度和粘结强度，优化出适用于太阳能电池封装要求用的组件封装胶膜。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新型的聚烯烃封装胶膜组合物，其兼具了太阳能光伏双玻组件所需的加工便利特性和机械力学性能要求，满足太阳能光伏双玻组件或夹层玻璃封装使用要求。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现的：

一种新型的聚烯烃封装胶膜组合物，其配方按重量百分比计算包括以下组分

所述的过氧化物交联剂的作用是增加聚烯烃封装胶膜组合物的耐高温特性，其可选自以下一种或者几种的混合物：叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、过苯甲酸叔戊酯、2，2-双(叔茂基过氧)-丁烷、叔丁基过氧化辛癸酸、叔丁基过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、邻，邻叔丁基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯、双(叔丁基过氧化异丙基)苯、叔丁基过氧化-异丙基碳酸酯、1，1-双(叔丁基过氧基)-3，5，5-三甲基环己烷、邻，邻-叔丁基-邻-异丙基-单-过氧化碳酸酯、邻，邻-叔戊基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化-3，5，5-三甲基己酸酯。

所述的受阻胺类抗氧剂的作用是使聚烯烃封装胶膜组合物具有良好的耐候性，其可选自以下一种或者几种的混合物：N，N’-双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和吗啉-2，4，6-三氯-1，3，5-三嗪的聚合物、2-羟基-4-烷氧基二苯甲酮、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(4-吗啉基)-1，3，5-三嗪的聚合物、3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、聚[[6-1，1，3，3-四-(甲基丁基)氨基]-S-三嗪-2，4-双基]，[[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]]、双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯/甲基-1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯复配物、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯、2，6-二叔丁基-4甲基苯酚、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6(1H，3H，5H)-三酮/二(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯复配物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-2氯-6-(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪的聚合物、丁二酸和4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物。

所述的紫外稳定剂的作用是使聚烯烃封装胶膜组合物具有抗紫外光性能，其可选自以下一种或者几种的混合物：2，8-二甲基-4H，6H-苯并(1，2-d；5，4-d’)双(1，3)-噁嗪-4，6-二酮、2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)苯并三唑、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2-(2’-甲基-4’-羟基苯基)苯并三唑、双-(2-甲氧基-4-羟基-5苯甲酰基苯基)甲烷、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2，2’-(1，4-亚苯基)双-4H-3，1苯并噁嗪-4-酮、2-(2’-羟基-5’-氨苯基)苯并三唑、2-羟基-5-氯二苯甲酮、2，2’-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-苯甲酰基氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2，2’，4，4’-四羟基二苯甲酮、双水杨酸双酚A酯、2，2’-双羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3，’5’-二甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5甲基苯基)-5-羧酸丁基酯苯并三唑。

所述的乙烯-辛烯共聚物中辛烯的摩尔含量为20％～50％，所述的乙烯-辛烯共聚物的熔点为40℃～120℃，可以提高该聚烯烃封装胶膜组合物的抗冲模量。

所述的聚乙烯密度为0.90g/cm³～0.95g/cm³，所述的聚乙烯的熔点为80℃～150℃，可以提高该聚烯烃封装胶膜组合物的内聚能。

所述的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中甲基丙烯酸甲酯的质量分数为10％～30％，它的加入提高了聚烯烃封装胶膜组合物组合物的透光率，同时进一步提高了组合物的粘接性能。

本发明组合物应用于制备封装组合物时，还通过添加硅烷偶联剂来提高粘结性能、添加成核剂来降低薄膜材料的雾度，同时为了起到控制薄膜的热收缩形变还可以适当地添加玻璃纤维，此外无机填料的添加也可以起到一定的阻燃功能。

本发明还涉及所述的组合物在制备用于封装太阳能电池组件的聚烯烃胶膜中的应用。

本发明中所述的聚烯烃封装胶膜组合物由乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，以及复配的其他组剂经过混料、熔融挤出、流延成膜、薄膜收卷等工艺过程制得。

本发明还涉及所述的聚烯烃封装胶膜组合物在制备用于封装双层玻璃的聚烯烃胶膜中的应用。

本发明的聚烯烃封装胶膜组合物的有益效果主要体现在：该组合物具有优异的力学抗冲模量、耐老化性能以及较强的玻璃粘结力，同时该组合物便于加工成型，可以实现太阳能组件在线修复性和回收性。

具体实施方式

为了对本发明的结构、特征及其功效，能有更进一步地了解和认识，现举较佳实施例详细说明如下：

实施例1

以质量分数计，在由80份乙烯-辛烯共聚物(美国陶氏POE 8200)、20份的聚乙烯(沙特SABIC 500026)以及20份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美国西湖SP1305)组成的粒料中，加入2份交联剂过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯(阿克苏诺贝尔过氧化物有限公司)、0.05份紫外稳定剂2-(2-羟基-3，5二叔戊基苯基)苯并三唑(美国汽八精化公司UV-328)以及0.5份抗氧剂1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6(1H，3H，5H)-三酮/二(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯复配物(CYANOX 2777)，均匀混合。

将以上混合物在挤出机中进行共混挤出，温度控制在140℃，挤出物经过流延、冷却、分切、收卷工序，获得0.5mm厚的聚烯烃封装胶膜，标记为Un-1。

实施例2

以质量分数计，在由90份乙烯-辛烯共聚物(美国埃克森美孚公司POE 0210)、10份的聚乙烯(沙特SABIC 200024)以及10份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美国西湖SP1307)组成的粒料中，加入1.5份交联剂邻-叔戊基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯(

TAEC)、0.1份紫外稳定剂癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯(Tinuvin 770)以及0.1份抗氧剂2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，均匀混合。

将以上混合物在挤出机中进行共混挤出，温度控制在140℃，挤出物经过流延、冷却、分切、收卷工序，获得0.5mm厚的聚烯烃封装胶膜，标记为Un-2。

实施例3

以质量分数计，在由70份乙烯-辛烯共聚物(日本三井POE DF640)、15份的聚乙烯(SK FT411)以及20份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美国西湖SP1330)组成的粒料中，加入1.5份交联剂过氧化新癸酸叔丁酯(

23C75)、0.1份紫外稳定剂2，2’-双羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮以及0.05份抗氧剂1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6(1H，3H，5H)-三酮/二(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯复配物(CYANOX XS4)，均匀混合。

将以上混合物在挤出机中进行共混挤出，温度控制在140℃，挤出物经过流延、冷却、分切、收卷工序，获得0.5mm厚的聚烯烃封装胶膜，标记为Un-3。

实施例4

以质量分数计，在由90份乙烯-辛烯共聚物(美国陶氏POE 8411)、10份的聚乙烯(SKCA100)以及15份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美国西湖GT7058)组成的粒料中，加入1.0份交联剂邻，邻-叔丁基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯(

MC)、0.1份紫外稳定剂2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑(美国Pure Chemistry Scientific Inc.)以及0.05份抗氧剂3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯(Cyasorb UV 2908)，均匀混合。

将以上混合物在挤出机中进行共混挤出，温度控制在140℃，挤出物经过流延、冷却、分切、收卷工序，获得0.5mm厚的聚烯烃封装胶膜，标记为Un-4。

实施例5

以质量分数计，在由85份乙烯-辛烯共聚物(美国埃克森美孚公司POE 8210)、15份的聚乙烯(中石油HPR1820DX)以及20份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美国杜邦CM 5023)组成的粒料中，加入1.5份交联剂过氧化新癸酸叔丁酯(

MC)、0.5份紫外稳定剂2-(2-羟基-3，5二叔戊基苯基)苯并三唑(美国汽八精化公司UV-328)以及0.5份抗氧剂2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚，均匀混合。

将以上混合物在挤出机中进行共混挤出，温度控制在140℃，挤出物经过流延、冷却、分切、收卷工序，获得0.5mm厚的聚烯烃封装胶膜，标记为Un-5。

实施例6

以质量分数计，在由85份乙烯-辛烯共聚物(美国陶氏POE 8200)、20份的聚乙烯(沙特SABIC 200024)以及15份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美国杜邦5054)组成的粒料中，加入1.5份交联剂过氧化新癸酸叔丁酯(

23C75)、0.5份紫外稳定剂2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑(美国Pure Chemistry Scientific Inc.)以及0.5份抗氧剂1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6(1H，3H，5H)-三酮/二(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯复配物(CYANOXXS4)，均匀混合。

将以上混合物在挤出机中进行共混挤出，温度控制在140℃，挤出物经过流延、冷却、分切、收卷工序，获得0.5mm厚的聚烯烃封装胶膜，标记为Un-6。

实施例7

以质量分数计，在由70份乙烯-辛烯共聚物(美国埃克森美孚公司POE 5101)、5份的聚乙烯(SK CA100)以及20份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美国杜邦5023)组成的粒料中，加入1.5份交联剂过氧化新癸酸叔丁酯(

MC)、0.5份紫外稳定剂2，2’-双羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮以及0.5份抗氧剂1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6(1H，3H，5H)-三酮/二(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯复配物(CYANOX 2777)，均匀混合。

将以上混合物在挤出机中进行共混挤出，温度控制在140℃，挤出物经过流延、冷却、分切、收卷工序，获得0.5mm厚的聚烯烃封装胶膜，标记为Un-7。

实施例8

以质量分数计，在由75份乙烯-辛烯共聚物(日本三井POE DF640)、7份的聚乙烯沙特(SABIC 200024)以及18份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美国西湖GT7058)组成的粒料中，加入1.5份交联剂叔丁基过氧化-3，5，5-三甲基己酸酯、2.5份紫外稳定剂2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并三唑以及0.5份抗氧剂1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6(1H，3H，5H)-三酮/二(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯复配物(CYANOX 2777)，均匀混合。

将以上混合物在挤出机中进行共混挤出，温度控制在140℃，挤出物经过流延、冷却、分切、收卷工序，获得0.5mm厚的聚烯烃封装胶膜，标记为Un-8。

上述实施例得到的聚烯烃封装胶膜，用下述测试方法进行粘结性能、抗冲击性能、老化性能评价和透光率测试。结果如表1所示。

1.玻璃/聚烯烃封装胶膜粘结强度

测试方法按照国家标准GB/T2790《胶粘剂180℃剥离强度实验方法绕性材料对刚性材料》。

样品制作：取尺寸为150mm×150mm的3mm厚玻璃、上述实施例子中的一种聚烯烃胶膜和TPT背板，按照玻璃/胶膜/背板的顺序放入真空层压机内，在160℃下层压15分钟。

以100mm/min速度在拉力机上进行测定，记录拉伸强度数值。

2.抗冲击性能

测试方法参考《钢化玻璃》GB/T9963-1998和国家标准《建筑幕墙》GB/T21086-2007规定的抗冲击性实验操作方法进行。

样品制作：取尺寸为150mm×150mm的3mm厚玻璃和上述实施例子中的一种聚烯烃胶膜，按照玻璃/胶膜/玻璃的顺序放入真空层压机内，在160℃下层压15分钟。

将直径为63.5mm(重量为1040g)的钢球在垂直高度为1m的距离下，进行自由下路撞击，肉眼观察玻璃/胶膜/玻璃组件是否发生破坏，并记录未发生破裂的最大撞击次数。

3.耐湿热老化性能

按照GB/T2423.3实验方法进行湿热老化试验。

试验测试条件：温度为85℃，现对湿度为85％，试验持续时间为2000h。

试验前、后试样的黄变指数(ΔYI)按国际《塑料黄色指数试验方法》GB2409，由HunterLab ColorQuest测色仪按ASTM进行分析。

4.透光率测试

测试方法参考国家标准GB2410-80《透明塑料透光率和雾度试验方法》规定的透光率测试实验操作方法进行。

样品制作：取尺寸为50mm×50mm的0.55mm厚的上述实施例子中的一种聚烯烃胶膜进行测试试验。胶膜试样应均匀，不应有气泡，载玻片两测量表面应平整光滑且平行，无划伤，无异物和油污等。

试验测试条件：温度：23±5℃；相对湿度：50±20％。

根据透过试样的光通量和射到试样上的光通量之比来确定胶膜试样的透光率。

表1：实施例1-8制得的聚烯烃封装胶膜性能对比

上述结果很好地说明了本发明组合物兼具有优秀的玻璃粘结性能、抗冲击性能以及能够满足光伏组件长期在户外使用的性能维持特征。本发明聚烯烃封装胶膜组合物可以满足BIPV光伏组件所需要的封装胶膜的特性以及夹层玻璃封装使用的要求。

以上所述仅为本发明之较佳实施例而已，并非以此限制本发明的实施范围，凡熟悉此项技术者，运用本发明的原则及技术特征，所作的各种变更及装饰，皆应涵盖于本权利要求书所界定的保护范畴之内。

Claims

1.一种新型的聚烯烃封装胶膜组合物，其配方按重量百分比计算包括以下组分：

2.如权利要求1所述的新型的聚烯烃封装胶膜组合物，其特征在于，所述过氧化物交联剂为下列中的一种或者两种以上的混合物：叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、过苯甲酸叔戊酯、2，2-双(叔茂基过氧)-丁烷、叔丁基过氧化辛癸酸、叔丁基过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、邻，邻叔丁基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯、双(叔丁基过氧化异丙基)苯、叔丁基过氧化-异丙基碳酸酯、1，1-双(叔丁基过氧基)-3，5，5-三甲基环己烷、邻，邻-叔丁基-邻-异丙基-单-过氧化碳酸酯、邻，邻-叔戊基-邻-(2-乙基己基)-单-过氧化碳酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化-3，5，5-三甲基己酸酯。

3.如权利要求1所述的新型的聚烯烃封装胶膜组合物，其特征在于，所述的紫外稳定剂为下列中的一种或者两种以上的混合物：2，8-二甲基-4H，6H-苯并(1，2-d；5，4-d’)双(1，3)-噁嗪-4，6-二酮、2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)苯并三唑、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2-(2’-甲基-4’-羟基苯基)苯并三唑、双-(2-甲氧基-4-羟基-5苯甲酰基苯基)甲烷、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2，2’-(1，4-亚苯基)双-4H-3，1苯并噁嗪-4-酮、2-(2’-羟基-5’-氨苯基)苯并三唑、2-羟基-5-氯二苯甲酮、2，2’-四亚甲基双(3，1-苯并噁嗪-4-酮)、2，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-苯甲酰基氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2，2’，4，4’-四羟基二苯甲酮、双水杨酸双酚A酯、2，2’-双羟基-4，4’-二甲氧基二苯甲酮、2-(2’-羟基-3，’5’-二甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5甲基苯基)-5-羧酸丁基酯苯并三唑。

4.如权利要求1所述的新型的聚烯烃封装胶膜组合物，其特征在于，所述的受阻胺类抗氧剂为下列中的一种或者两种以上的混合物：N，N’-双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和吗啉-2，4，6-三氯-1，3，5-三嗪的聚合物、2-羟基-4-烷氧基二苯甲酮、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-二氯-6-(4-吗啉基)-1，3，5-三嗪的聚合物、3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、聚[[6-1，1，3，3-四-(甲基丁基)氨基]-S-三嗪-2，4-双基]，[[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]]、双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯/甲基-1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯复配物、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯、2，6-二叔丁基-4甲基苯酚、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苯甲基)-1，3，5-三嗪-2，4，6(1H，3H，5H)-三酮/二(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯复配物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-1，6-己二胺和2，4-2氯-6-(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪的聚合物、丁二酸和4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物。

5.如权利要求1所述的新型的聚烯烃封装胶膜组合物，其特征在于，所述的乙烯-辛烯共聚物中辛烯的摩尔含量为20％～50％，所述的乙烯-辛烯共聚物的熔点为40℃～120℃。

6.如权利要求1所述的新型的聚烯烃封装胶膜组合物，其特征在于所述的聚乙烯密度为0.90g/cm³～0.95g/cm³，所述的聚乙烯的熔点为80℃～150℃。

7.如权利要求1所述的新型的聚烯烃封装胶膜组合物，其特征在于，所述的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中甲基丙烯酸甲酯的质量分数为10％～30％。

8.如权利要求1所述的新型的聚烯烃封装胶膜组合物应用于太阳能电池组件的封装。

9.如权利要求1所述的新型的聚烯烃封装胶膜组合物应用于双层玻璃的封装。