CN102911611A - 一种太阳能电池组件封装用eva胶膜 - Google Patents
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Abstract
一种用于太阳能电池组件封装的EVA胶膜,所述胶膜包括EVA、有机过氧化物交联剂、交联促进剂、防老化剂和含有
Description
技术领域
本发明涉及一种用于太阳能电池组件封装的EVA胶膜。
背景技术
传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,为此,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展。这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。
太阳能电池是太阳能最典型的应用。阳光发电是利用硅半导体的量子效应原理直接把太阳能的可见光转变为电能,可硅晶片若直接暴露于大气中,其光电转换性能易于衰减,失去实用价值。因此,必须借助一种新型的封装材料对硅晶片进行相应的保护。
用于封装太阳能电池的材料需要具有令人满意的透明度,从而提高发电效率;其次,封装材料与电池元件和连接线路的热膨胀性能差异要尽可能小,否则会导致电池片开裂、线路开裂、封装材料剥离和开裂。另外,封装材料必须能够将具有不同膨胀系数的电池材料协调组装而且自身又不发生断裂破坏。因此,封装材料必须是低模量弹性体。
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)是一种热塑性高分子材料,是线性分子结构,成本低,易于加工使用,具有高透光率、高介电常数、低水汽透过和吸水性、优良的粘附性能和力学性能,以及优良的抗紫外光和热氧老化性能,并具有一定的化学惰性。随着国内外不断投身于EVA胶膜的研究热潮,EVA早已成为目前太阳能电池封装工艺中最常用的材料。
虽然EVA已经成为太阳能电池最常用的封装材料,但是还存在一些可靠性方面的风险,EVA与玻璃的粘结是靠乙烯-醋酸乙烯酯中的氢键成分与玻璃产生作用力,达到粘合的目的,这种力比较弱,通常只有30N/cm,与玻璃的粘附力不够大,在长期使用后存在损失甚至出现EVA胶膜与玻璃分离的风险。为了解决这个问题,通常增加粘附力的方法是在EVA中添一种粘附力促进剂,这样可以使EVA胶膜与玻璃的粘附力达到80N/cm以上,但是胶膜在长期湿热老化后,仍然存在粘附力明显降低的弊端,尤其对于一些边缘封装不是很好的组件,容易在边缘粘附力低的地方很形成通道,造成组件短路,最终导致报废。因此,EVA胶膜粘附力降低的问题一直困扰着胶膜厂家。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种在长期湿热老化后,仍然具有优异粘附力保持特性的太阳能电池组件封装用EVA胶膜。
为解决上述问题,本发明提供的技术方案为:
一种太阳能电池组件封装用EVA胶膜,所述EVA胶膜包括EVA、有机过氧化物交联剂、交联促进剂、防老化剂和含有 支链结构的粘附力促进高聚物,所述支链结构连接在粘附力促进高聚物的伯碳、仲碳或者叔碳原子上,其中,n=1~10,m=1~4。
上述太阳能电池组件封装用EVA胶膜中,所述EVA胶膜的组分和重量份数为:
EVA 100重量份;
有机过氧化物交联剂 0.1-3重量份;
交联促进剂 0.1-3重量份;
防老化剂 0.05-2重量份;
粘附力促进高聚物 1-30重量份。
上述太阳能电池组件封装用EVA胶膜中,所述粘附力促进高聚物的添加量为5-20重量份。
上述太阳能电池组件封装用EVA胶膜中,所述粘附力促进高聚物的主链为烯烃-极性单体共聚物、烯烃共聚物或者烯烃均聚物的中的一种。
上述太阳能电池组件封装用EVA胶膜中,所述粘附力促进高聚物的主链为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸异丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-1-戊烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-己烯共聚物、乙烯-戊烯-己烯共聚物、乙烯-丙烯-1,6-己二烯共聚物、乙烯均聚物、丙烯均聚物、异戊二烯均聚物、4-甲基-1-戊烯均聚物中的一种。
上述太阳能电池组件封装用EVA胶膜中,所述粘附力促进高聚物的数均分子量(Mn)为10000~100000。
上述太阳能电池组件封装用EVA胶膜中,所述粘附力促进高聚物的数均分子量(Mn)为20000~60000。
上述太阳能电池组件封装用EVA胶膜中,所述EVA中的醋酸乙烯酯的含量为26%~35%。
上述太阳能电池组件封装用EVA胶膜中,所述防老化剂由紫外光吸收剂、光稳定剂、抗氧剂和酸吸收剂组成。
具体实施方式
普通的EVA胶膜使用的粘附力促进剂虽然也与玻璃间形成了化学键,但是,如果长期户外使用,由于环境中水汽侵入组件内部,常用的粘附力促进剂会在水汽的作用下,粘附力促进剂本身的酯键会发生水解,使本来形成的化学键发生断裂,造成长期恶劣环境下使用后玻璃与胶膜的粘附力明显的降低。
本发明中的EVA胶膜中使用的粘附力促进剂为粘附力促进高聚物,该粘附力促进高聚物含有支链结构,所述粘附力促进高聚物的支链连接在高聚物伯碳、仲碳或者叔碳原子上。该支链结构易发生水解反应生成硅醇支链,硅醇支链能与玻璃表面的羟基键合,使胶膜与玻璃得以化学粘结,起到增加EVA胶膜粘附力的作用,同时,由于粘附力促进高聚物的支链结构连接在聚合物伯碳、仲碳或者叔碳上,这种连接方式非常稳定,不会因为水汽的存在发生水解现象。也就是说,一旦该粘附力促进高聚物与玻璃间形成化学键就不会发生断裂,因此EVA胶膜与玻璃的粘附力也不会因为长期的户外使用而发生降低。
本发明中,支链必须连接在聚合物伯碳、仲碳或者叔碳原子上,接枝后的聚合物含有以下三种链段结构中的一种或多种:
作为粘附力促进高聚物,其主体结构是由烯烃-极性单体共聚物、烯烃共聚物或者烯烃均聚物构成。
作为烯烃-极性单体共聚物可以列举出以下材料,但不限定于以下材料:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸异丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物等,若考虑到材料的成形性、透明性、柔软性、耐光性等太阳能电池组件封装用EVA胶膜所要求的物理特性及加工适应性,优选使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作为粘附力促进高聚物的主体结构。
作为烯烃共聚物可以列举出以下材料,但不限定于以下材料:乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-1-戊烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-己烯共聚物、乙烯-戊烯-己烯共聚物、乙烯-丙烯-1,6-己二烯共聚物等,若考虑到材料的成形性和透明性,优选使用乙烯-1-辛烯共聚物作为粘附力促进高聚物的主体结构。
作为烯烃均聚物可以列举出以下材料,但不限定于以下材料:乙烯均聚物、丙烯均聚物、异戊二烯均聚物、4-甲基-1-戊烯均聚物等,考虑到材料要在低温下加工,优选使用乙烯均聚物作为粘附力促进高聚物的主体结构。
作为前述粘附力促进高聚物,可以列举出AEI Compounds 公司的SX522A:CM401(硅烷接枝LDPE)和SX720:CM488(硅烷接枝MDPE);三菱化学公司的LINKLON XLE815N(硅烷接枝的LLDPE)、LINKLON QS241HZ(硅烷接枝HDPE)、LINKLON XVF600N(硅烷接枝EVA)和LINKLON XPF860G(硅烷接枝PP);浙江万马高分子材料股份有限公司YJG-3(硅烷接枝PE)等等。
作为前述粘附力促进高聚物,需要对其分子量进行控制,一般选择数均分子量(Mn)为10000~100000的高聚物较为合适。当粘附力促进高聚物的数均分子量(Mn)小于10000时,高聚物的耐老化性能较差,在长时间的使用过程中耐不住老化,对胶膜剥离力以及黄变都会造成负面影响;而当粘附力促进高聚物的数均分子量(Mn)大于100000时,高聚物的流动性能较差,造成胶膜无法生产。进一步,粘附力促进高聚物的数均分子量(Mn)控制在20000~60000,应用效果更佳。
相对于前述太阳能电池组件封装用EVA胶膜中的乙烯-醋酸乙烯酯100重量份,前述粘附力促进高聚物的含量在1~30重量份之间为佳。当粘附力促进高聚物的含量超过30重量份时,会带来产品成本上的不经济;当其用量小于1重量份时,所起到的改善太阳能封装胶膜粘附力的作用不明显,也不能保证胶膜的长久使用;当其用量控制在1~30重量份时,能够很好的解决胶膜与玻璃的粘附力不足的问题,还能够为胶膜提供持久的粘结性。
本发明中的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)具有成本低廉、透明性和柔软的特性,是制备太阳能封装胶膜的主要材料。
用于制作太阳能封装胶膜的乙烯醋酸乙烯酯共聚物优选使用熔体流动速率(Melt Flow Rate)45g/10分钟以下的,较低熔体流动速率的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物制作的胶膜,在进行太阳能电池封装工序中的加热加压时,可以抑制胶膜的快速熔融或位置偏离而从基板端部渗出。
本发明中,作为制备EVA胶膜的主要原料,乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯的含量为26%~35%。当醋酸乙烯酯的含量不足26%时,则高温下交联固化时所得的封装胶膜不具有足够的透光率;当醋酸乙烯酯的含量超过35%时,则在后期使用过程中容易产生羧酸、醇、胺等小分子物质,影响太阳能电池组件的使用寿命。
有机过氧化物交联剂作为胶膜的原料之一,其主要作用是保证乙烯-醋酸乙烯酯具有足够的交联度,提供胶膜足够的力学性能和抗蠕变性。所述有机过氧化物交联剂可以为本领域常用的、适用于EVA胶膜制备的有机过氧化物交联剂,可以是下述物质中的一种或多种混合物:1,1-二(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基己烷-2,5-二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-双(苯甲酰过氧)-己烷、过氧化二异丙苯、双(2-叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化叔丁基异丙苯、二叔丁基过氧化物、过苯甲酸叔戊酯、2,2-双(叔戊基过氧)-丁烷、二叔戊基过氧化物、叔丁基过氧化苯甲酸酯、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、二枯基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、二苯甲酰基过氧化物、二(4-氯苯甲酰基)过氧化物、二(2,4-二氯苯甲酰基)过氧化物、二(4-甲基苯甲酰基)过氧化物、正丁基-4,4-二(叔丁基过氧化)戊酸酯、乙基-3,3-二(叔丁基过氧化)丁酸酯、叔丁基过氧化-异丙基碳酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、邻, 邻-叔丁基-邻异丙基-单-过氧化碳酸酯、邻,邻-叔丁基-邻-(2-乙基己基)-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,优选使用叔丁基过氧化-异丙基碳酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、邻, 邻-叔丁基-邻异丙基-单-过氧化碳酸酯、邻,邻-叔丁基-邻-(2-乙基己基)-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,更优选使用叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯。
相对于胶膜中的乙烯-醋酸乙烯酯100重量份,所述有机过氧化物交联剂的含量为0.1~3重量份。当有机过氧化物交联剂的用量超过3重量份时,会产生与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的相容性问题;当其用量小于0.1重量份时,所得到的封装胶膜的交联度不足,会产生透明度不够的问题。
为了提高乙烯-醋酸乙烯酯的交联速度和交联深度,增加太阳能电池封装工序层压操作的工艺适应范围,本发明在胶膜制备时加入了交联促进剂;作为前述交联促进剂,可以是三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯等3官能团活性单体,也可以是(甲基)丙烯酸酯单官能团、2官能团或者3官能团活性单体,其中优选甲基丙烯酸酯3官能团单体。
相对于胶膜中的乙烯-醋酸乙烯酯100重量份,所述交联促进剂的含量优选为0.1~3重量份。当有机过氧化物交联剂的用量超过3重量份时,会产生与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的相容性问题;当其用量小于0.1重量份时,所造成的交联速度提升不够,难以扩大层压工艺适应范围。
为了延长封胶膜的使用寿命,本发明在胶膜制备时加入了防老化剂,本发明中的防老化剂由紫外光吸收剂、光稳定剂、抗氧剂和酸吸收剂组成。
作为前述紫外光吸收剂,可以抑制由太阳发出的紫外线导致的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的老化,进而出现太阳能电池组件封装用EVA胶膜的黄变现象。本发明中使用的紫外吸收剂可以选用本领域内常用到的紫外线吸收剂,如二苯酮类、苯并三唑类、三嗪类、水杨酸酯类等各种类型的紫外吸收剂。作为二苯酮类紫外吸收剂,可以列举如2-羟基-4-甲氧基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯酮、2-羟基-4辛氧基二苯酮、2-羟基-4-正十二烷氧基二苯酮、2-羟基-4-正十八烷氧基二苯酮、2-羟基-4-苄氧基二苯酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯酮、2-羟基-5-氯二苯酮、2,4-二羟基二苯酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯酮等;作为苯并三唑类紫外光吸收剂,是羟苯基取代的苯并三唑化合物,可以列举如2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二甲基苯基)苯并三唑、2-(2-甲基-4-羟基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3-甲基-5-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3,5-二甲基苯基)-5-甲氧基苯并三唑、(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、(2-羟基-5-叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑等。作为三嗪类紫外线吸收剂,可以列举2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-(己氧基)苯酚等。作为水杨酸酯类,可以列举出水杨酸苯酯、水杨酸对辛基苯酯等;作为紫外光吸收剂优选二苯甲酮类紫外光吸收剂,更具体优选2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮作为太阳能电池组件封装用EVA胶膜的紫外光吸收剂。
作为前述光稳定剂,主要是指受阻胺类的有机物。通常认为受阻胺的光稳定剂具有自由基捕捉、单线态氧猝灭、氢过氧化物分解的作用,能够为高分子聚合物提供有效的保护。本领域内常用到的受阻胺光稳定剂可列举出:双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、丁二酸与(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇)的聚合物、聚{[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]}、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,市场上的产品可以列举出CYASORB UV-3346、SYASORB UV-3529(CYTEC公司)、Lowilite-62、Lowilite-94、Lowilite-6294、Lowilite-92、Lowilite-77(科聚亚公司)、Tinuvin 744、Tinuvin 770、Tinuvin 765、Tinuvin 144、Tinuvin 622LD、CHIMASSORB 944LD(汽巴精化)等等。上述光稳定剂可以单独使用,也可以组合使用。
作为光稳定剂,优选组合2种光稳定剂使用,具体优选Lowilite-62和Lowilite-94组合使用。
作为前述抗氧剂,主要有受阻酚抗氧剂、亚磷酸酯抗氧剂两种。
作为前述受阻酚抗氧剂,通常认为具有捕捉自由基,终止热氧老化链反应,提高高分子材料耐热氧老化的作用。本领域内常用到的受阻酚抗氧剂市场化产品可举出:CYANOX-1790、CYANOX 2246、CYANOX 425(CYTEC公司)、Anox-20、Anox-330、Lowinox-1790、Lowinox CA-22、Lowinox GP-45、Lowinox HD-98、Naugard PS-48(科聚亚公司)、IRGANOX-1010、IRGANOX-1076、RGANOX-1098、IRGANOX-1135(汽巴精化)等等。前述受阻酚抗氧剂可以单独使用,也可以组合使用,具体比例没有限定,本发明优选使用IRGANOX-1010。
作为前述亚磷酸酯抗氧剂,通常认为其具有分解氢过氧化物,抑制高分子材料加工黄变的作用。本领域内常用到的亚磷酸酯抗氧剂市场化产品可列举出:STAB-1178、STAB-317、STAB-517、STAB-2112、STAB-1500、STAB-AS4500(台湾长春化学有限公司)、Weston-705、Weston-430、Weston-TNPP、Ultranox-619F、Ultranox-626(科聚亚公司)、IRGAFOS-168、IRGAFOS P-EPQ、IRGAFOS TNPP(汽巴精化)等等。前述亚磷酸酯抗氧剂可以单独使用,也可以组合使用,具体比例没有限定,本发明优选使用IRGAFOS-168。
前述的受阻酚抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂可以单独使用其中的一种,也可以组合两种使用,具体比例没有限定,本发明优选使用IRGAFOS-168作为抗氧剂。
作为前述酸吸收剂优选使用无机粒子。作为本领域内常用到的酸吸收剂主要为金属氧化物、金属氢氧化物、金属碳酸盐及复合金属氢氧化物。具体可列举出:氧化镁、氢氧化钙、氧化钙、氧化锌、水滑石、氢氧化镁、氢氧化钡、碳酸镁、碳酸钡、碳酸钙、硼酸钙、硬脂酸锌、苯二甲酸钙、亚磷酸钙、硅酸钙、硅酸镁、硼酸镁、偏硼酸镁、偏硼酸钙、偏硼酸钡、氧化铝、氢氧化铝等等。作为前述无机粒子可以单独使用其中的一种,也可以组合多种使用。本发明优选使用纳米氢氧化镁(烟台艾弗尔化工科技有限公司)为酸吸收剂。
本发明中,上述防老化剂中各种组分的具体用量没有特别限定。
除了以上介绍的紫外光吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、酸吸收剂,前述防老化剂还可以包含内酯类、叔胺类自由基捕捉剂、碳化二亚胺类抗水解剂等等。
相对于胶膜中的乙烯-醋酸乙烯酯100重量份,所述防老化剂的含量优选为0.05~2重量份。当防老化剂的用量超过2重量份时,会产生防老化剂过度使用的问题,造成太阳能电池组件封装用EVA胶膜黄变及透明性降低;当其用量小于0.05重量份时,胶膜的防老化效果不足,难以保证太阳能组件的长久的使用寿命。
本发明的EVA胶膜中还可以添加通用型粘附力促进剂,具体类型和用量不限定。
本发明提供的EVA胶膜可以采用公知的方法制得:将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、有机过氧化物交联剂、交联促进剂、防老化剂、粘附力促进高聚物经混料、挤出、成膜和分切收卷得到EVA胶膜。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
将3重量份的叔丁基过氧化-异丙基碳酸酯(萨恩化学技术有限公司)作为有机过氧化物交联剂和3重量份的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(沙多玛SR350)作为交联促进剂加入100重量份的VA含量为26重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和1重量份的硅烷接枝LDPE(AEI Compounds 公司的SX522A:CM401)中混合均匀;再将2重量份的防老化剂(含有0.8重量份的2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮(台湾永光化学Eversorb 52)作为紫外光吸收剂、0.6重量份的Lowilite-62和Lowilite-94重量比1:1的混合物(科聚亚公司)作为光稳定剂、0.2重量份的四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(汽巴精化的IRGANOX-1010)和0.2重量份的三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(汽巴精化IRGAFOS-168)的混合物作为抗氧剂、0.2重量份的纳米氢氧化镁(烟台艾弗尔化工科技有限公司)为酸吸收剂)添加到上述混合物中,混合均匀。将混合均匀的物料加入到熔融挤出流延机上挤出,挤出物经流延、冷却、牵引、卷曲工序,即得膜厚0.6mm的EVA胶膜。
实施例2
将1重量份的叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯(北京嘉义化成有限公司TBEC)作为有机过氧化物交联剂和0.5重量份的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(沙多玛SR350)作为交联促进剂加入100重量份的VA含量为28重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和10重量份的硅烷接枝EVA(三菱化学公司的LINKLON XVF600N)中混合均匀;再将1重量份的防老化剂(含有0.2重量份的2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮(台湾永光化学Eversorb 52)作为紫外光吸收剂、0.2重量份的Lowilite-62和Lowilite-94重量比1:1的混合物(科聚亚公司)作为光稳定剂、0.2重量份的四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(汽巴精化的IRGANOX-1010)和0.1重量份的三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(汽巴精化IRGAFOS-168)的混合物作为抗氧剂、0.3重量份的纳米氢氧化镁(烟台艾弗尔化工科技有限公司)为酸吸收剂)添加到上述混合物中,混合均匀。将混合均匀的物料加入到熔融挤出流延机上挤出,挤出物经流延、冷却、牵引、卷曲工序,即得膜厚0.6mm的EVA胶膜。
实施例3
将0.1重量份的过氧化碳酸-2-乙基己酸叔丁酯(兰州助剂厂LQ-TAEC)作为有机过氧化物交联剂和0.1重量份的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(沙多玛SR350)作为交联促进剂加入100重量份的VA含量为28重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和30重量份的硅烷接枝MDPE(AEI Compounds 公司的SX720:CM488)中混合均匀;再将0.05重量份的防老化剂(含有0.02重量份的2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮(台湾永光化学Eversorb 52)作为紫外光吸收剂、0.01重量份的Lowilite-62和Lowilite-94重量比1:1的混合物(科聚亚公司)作为光稳定剂、0.01重量份的三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(汽巴精化IRGAFOS-168)作为抗氧剂、0. 01重量份的纳米氢氧化镁(烟台艾弗尔化工科技有限公司)为酸吸收剂)添加到上述混合物中,混合均匀。将混合均匀的物料加入到熔融挤出流延机上挤出,挤出物经流延、冷却、牵引、卷曲工序,即得膜厚0.6mm的EVA胶膜。
实施例4
将0.1重量份的叔丁基过氧化硬脂酰碳酸酯(武汉西化WH-3062)作为有机过氧化物交联剂和3重量份的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(沙多玛SR350)作为交联促进剂加入100重量份的VA含量为33重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和15重量份的硅烷接枝LLDPE(三菱化学公司的LINKLON XLE815N)中混合均匀;再将1.5重量份的防老化剂(含有0.3重量份的2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮(台湾永光化学Eversorb 52)作为紫外光吸收剂、0.5重量份的Lowilite-62和Lowilite-94重量比1:1的混合物(科聚亚公司)作为光稳定剂、0.4重量份的四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(汽巴精化的IRGANOX-1010)作为抗氧剂、0. 3重量份的纳米氢氧化镁(烟台艾弗尔化工科技有限公司)为酸吸收剂)添加到上述混合物中,混合均匀。将混合均匀的物料加入到熔融挤出流延机上挤出,挤出物经流延、冷却、牵引、卷曲工序,即得膜厚0.6mm的EVA胶膜。
实施例5
将2重量份的叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯(北京嘉义化成有限公司TBEC)和1重量份的叔丁基过氧化-异丙基碳酸酯(萨恩化学技术有限公司)的混合物作为有机过氧化物交联剂和3重量份的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(沙多玛SR350)作为交联促进剂加入100重量份的VA含量为35重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和20重量份的硅烷接枝PE(浙江万马高分子材料股份有限公司YJG-3)中混合均匀;再将1.2重量份的防老化剂(含有0.2重量份的2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮(台湾永光化学Eversorb 52)作为紫外光吸收剂、0.05重量份的Lowilite-62和Lowilite-94重量比1:1的混合物(科聚亚公司)作为光稳定剂、0.1重量份的四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(汽巴精化的IRGANOX-1010)和0.35重量份的三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(汽巴精化IRGAFOS-168)的混合物作为抗氧剂、0. 5重量份的纳米氢氧化镁(烟台艾弗尔化工科技有限公司)为酸吸收剂)添加到上述混合物中,混合均匀。将混合均匀的物料加入到熔融挤出流延机上挤出,挤出物经流延、冷却、牵引、卷曲工序,即得膜厚0.6mm的EVA胶膜。
实施例6
将1.5重量份的过氧化碳酸-2-乙基己酸叔丁酯(兰州助剂厂LQ-TAEC)和1.5重量份的双(2-乙基己基)过氧化二碳酸酯(常州市武进佳华化工)的混合物作为有机过氧化物交联剂和0.1重量份的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(沙多玛SR350)作为交联促进剂加入100重量份的VA含量为30重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和5重量份的硅烷接枝PP(三菱化学公司的LINKLON XPF860G)中混合均匀;再将1重量份的防老化剂(含有0.3重量份的2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮(台湾永光化学Eversorb 52)作为紫外光吸收剂、0.05重量份的Lowilite-62和Lowilite-94重量比1:1的混合物(科聚亚公司)作为光稳定剂、0.35重量份的三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(汽巴精化IRGAFOS-168)作为抗氧剂、0. 3重量份的纳米氢氧化镁(烟台艾弗尔化工科技有限公司)为酸吸收剂)添加到上述混合物中,混合均匀。将混合均匀的物料加入到熔融挤出流延机上挤出,挤出物经流延、冷却、牵引、卷曲工序,即得膜厚0.6mm的EVA胶膜。
实施例7
将2重量份的过氧化二碳酸二十四酯(上海睿哲化工有限公司MYPC)作为有机过氧化物交联剂和2重量份的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(沙多玛SR350)作为交联促进剂加入100重量份的VA含量为35重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和25重量份的硅烷接枝LDPE(AEI Compounds 公司的SX522A:CM401)中混合均匀;再将2重量份的防老化剂(含有0.1重量份的2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮(台湾永光化学Eversorb 52)作为紫外光吸收剂、0.9重量份的Lowilite-62和Lowilite-94重量比1:1的混合物(科聚亚公司)作为光稳定剂、0.1重量份的四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(汽巴精化的IRGANOX-1010)和0.5重量份的三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(汽巴精化IRGAFOS-168)的混合物作为抗氧剂、0.4重量份的纳米氢氧化镁(烟台艾弗尔化工科技有限公司)为酸吸收剂)添加到上述混合物中,混合均匀。将混合均匀的物料加入到熔融挤出流延机上挤出,挤出物经流延、冷却、牵引、卷曲工序,即得膜厚0.6mm的EVA胶膜。
比较例
去除实施例1中粘附力促进高聚物——1重量份的硅烷接枝LDPE(AEI Compounds 公司的SX522A:CM401),替换为2重量份的γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(德国EVONIK公司的MEMO)作为粘附力促进剂添加到混合物中制得0.6mm胶膜。
评价
按照下述方法进行太阳能电池组件封装用EVA胶膜的粘附力的测试:
将EVA胶膜切成75mm×150mm的大小,使用太阳能超白布纹玻璃(厚4mm,大小75mm×150mm)和太阳能电池背板(厚300um,大小150mm×450mm),依次层叠玻璃/EVA胶膜/背板获得层叠体,将这样操作得到的层叠体用真空层压机在真空、温度为145℃的条件下,脱气7分钟,加压至1kg/cm2保持13分钟,通过这样的操作可以保证EVA胶膜充分交联和EVA与玻璃的有效粘接。然后使用拉力试验机(上海泰试德仪器设备有限公司的DZ-BL-1000型)按照ASTM D 903测试胶膜与玻璃的粘附力,实施例所测得的结果见表1。
表1:胶膜与玻璃的粘附力测试数据表
从上表中可以看到:
1.通过添加前述粘附力促进高聚物,可以有效提高太阳能电池组件封装用EVA胶膜与玻璃的粘附力。
2.添加了前述粘附力促进高聚物的EVA胶膜,经过双八五1000小时的湿热老化后,粘附力基本不降低,而不加前述粘附力促进高聚物的EVA胶膜双八五1000小时的湿热老化后,胶膜与玻璃的粘附力下降严重。
Claims (9)
1.一种太阳能电池组件封装用EVA胶膜,其特征在于,所述EVA胶膜包括EVA、有机过氧化物交联剂、交联促进剂、防老化剂和含有 支链结构的粘附力促进高聚物,所述支链结构连接在粘附力促进高聚物的伯碳、仲碳或者叔碳原子上,其中,n=1~10,m=1~4。
2.根据权利要求1所述太阳能电池组件封装用EVA胶膜,其特征在于,所述EVA胶膜的组分和重量份数为:
EVA 100重量份;
有机过氧化物交联剂 0.1-3重量份;
交联促进剂 0.1-3重量份;
防老化剂 0.05-2重量份;
粘附力促进高聚物 1-30重量份。
3.根据权利要求1或2所述太阳能电池组件封装用EVA胶膜,其特征在于,所述粘附力促进高聚物的添加量为5-20重量份。
4.根据权利要求3所述太阳能电池组件封装用EVA胶膜,其特征在于,所述粘附力促进高聚物的主链为烯烃-极性单体共聚物、烯烃共聚物或者烯烃均聚物的中的一种。
5.根据权利要求4所述太阳能电池组件封装用EVA胶膜,其特征在于,所述粘附力促进高聚物的主链为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸异丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-1-戊烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、乙烯-1-辛烯共聚物、乙烯-丙烯-己烯共聚物、乙烯-戊烯-己烯共聚物、乙烯-丙烯-1,6-己二烯共聚物、乙烯均聚物、丙烯均聚物、异戊二烯均聚物、4-甲基-1-戊烯均聚物中的一种。
6.根据权利要求5所述太阳能电池组件封装用EVA胶膜,其特征在于,所述粘附力促进高聚物的数均分子量(Mn)为10000~100000。
7.根据权利要求6所述太阳能电池组件封装用EVA胶膜,其特征在于,所述粘附力促进高聚物的数均分子量(Mn)为20000~60000。
8.根据权利要求7所述太阳能电池组件封装用EVA胶膜,其特征在于,所述EVA中的醋酸乙烯酯的含量为26%~35%。
9.根据权利要求8所述太阳能电池组件封装用EVA胶膜,其特征在于,所述防老化剂由紫外光吸收剂、光稳定剂、抗氧剂和酸吸收剂组成。
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