CN104403185A - 一种太阳能电池设备用材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池设备用材料及其制备方法，材料包括：EVA、PVC、邻苯二甲酸二丁酯、石油磺酸苯酯、亚磷酸三苯酯、抗氧剂、辅助抗氧剂、丁基橡胶、二氧化硅、氯化石蜡、硬脂酸钡、癸二酸二辛酯、氧化镁、卵磷脂和玻璃纤维。制备方法为按照重量份将各组分加入到混合搅拌机中，搅拌混合均匀，然后转入到反应釜中，在氨气氛围中加热反应，再在真空条件下升温继续反应后降至室温，最后于双螺杆挤出机中进行挤出成型，得到太阳能电池设备用材料。该材料具有良好的机械性能、耐中性盐雾性和耐老化性能，同时具有优良的击穿电压强度，可广泛用于太阳能电池设备。

Description

一种太阳能电池设备用材料及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能背板用材料领域，具体涉及一种太阳能电池设备用材料及其制备方法。
背景技术
EVA橡塑制品是新型环保塑料包装材料，具有良好的缓冲、抗震、隔热、防潮、抗化验学腐蚀等优点，具无毒、不吸水。EVA橡塑制品经设计可加工成形，其防震性能优于聚苯乙烯(泡沫)等传统包装材料，且符合环保要求，是出口产品的最佳选择。相对于防震包装可以切割、成型；因密度差异较大，还可以有更为广泛的用途。EVA的特点：耐水性：密闭泡孔结构、不吸水、防潮、耐水性能良好。耐腐蚀性：耐海水、油脂、酸、碱等化学品腐蚀，抗菌、无毒、无味、无污染。加工性：无接头，且易于进行热压、剪裁、涂胶、贴合等加工。防震动：回弹性和抗张力高，韧性高，具有良好的防震缓冲性能。保温性：隔热，保温防寒及低温性能优异，可耐严寒和曝晒。隔音性：密闭泡孔，隔音效果好。
EVA树脂的特点是具有良好的柔软性，橡胶般的弹性，在-50℃下仍能够具有较好的可挠性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度好，无毒性。与填料的掺混性好，着色和成型加工性好。EVA树脂用途很广。一般情况下，乙酸乙烯含量在5％以下的EVA，其主要产品是薄膜、电线电缆、LDPE改性剂、胶粘剂等；乙酸乙烯含量在5％～10％的EVA产品为弹性薄膜等；乙酸乙烯含量在20～28％的EVA，主要用于热熔粘合剂和涂层制品；乙酸乙烯含量在5％～45％，主要产品为薄膜(包括农用薄膜)和片材，注塑、模塑制品，发泡制品，热熔粘合剂等。
EVA树脂由于有着独特的性质因此被广泛应用。近年来，在太阳能电池领域，EVA材料被广泛应用，但是由于单一组分的EVA材料机械强度不够，同时耐老化性能和电学性能也不能满足太阳能发电领域的应用要求，因此就需要对其进行复合改性，来开发一种具有良好机械性能、耐老化性能和电学性能的复合材料，满足太阳能电池设备领域的需要。
发明内容
本发明的目的在于为了解决以上现有技术的不足而提供一种太阳能电池设备用材料及其制备方法，提高材料的机械性能、耐老化性能以及电学性能等。
本发明通过以下技术手段实现：
一种太阳能电池设备用材料，以重量组分计包括：EVA 60-70份，PVC 30-40份，邻苯二甲酸二丁酯5-10份，石油磺酸苯酯3-7份，亚磷酸三苯酯2-7份，抗氧剂0.6-1.5份，辅助抗氧剂0.5-1份，丁基橡胶5-10份，二氧化硅1-4份，氯化石蜡1-5份，硬脂酸钡0.8-3份，癸二酸二辛酯2-6份，氧化镁1-4份，卵磷脂0.8-2份，玻璃纤维1-5份。
作为进一步优选，所述的太阳能电池设备用材料，以重量组分计包括：EVA 63-66份，PVC 36-38份，邻苯二甲酸二丁酯7-9份，石油磺酸苯酯4-6份，亚磷酸三苯酯5-7份，抗氧剂0.8-1.2份，辅助抗氧剂0.6-0.8份，丁基橡胶7-9份，二氧化硅2-4份，氯化石蜡2-4份，硬脂酸钡1.5-2.2份，癸二酸二辛酯3-5份，氧化镁2-4份，卵磷脂1.5-1.8份，玻璃纤维2-4份。
作为进一步优选，抗氧剂为抗氧剂CA。
作为进一步优选，辅助抗氧剂为DSTP。
一种以上所述的太阳能电池设备用材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照重量份将各组分加入到混合搅拌机中，搅拌混合均匀，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入到反应釜中，在氨气氛围中加热至70-80℃，搅拌反应50-80分钟，然后在真空条件下升温至130-140℃，继续搅拌反应70-100分钟，降至室温，得到中间物；步骤三，将中间物于双螺杆挤出机中进行挤出成型，得到太阳能电池设备用材料。
作为进一步优选，步骤一中搅拌混合条件为搅拌速度200-260转/分钟，搅拌时间30-40分钟。
作为进一步优选，步骤二中真空条件为真空度0.02-0.05MPa。
作为进一步优选，步骤三中挤出成型条件为温度200-220℃，螺杆长径比为10:1，螺杆转速30-40转/分钟。
本发明提供的太阳能电池设备用材料具有良好的综合性能，其中伸长率达到了15％左右，冲击强度达到了52.6MPa以上，耐中性盐雾试验达到了1100小时以上无异常，断裂伸长率达到了326％以上，击穿电压强度达到了25.8KV/mm以上，人工辐射暴露试验达到了2100小时以上，具有良好的机械性能以及耐中性盐雾性和耐老化性能，同时具有优良的击穿电压强度，因此能够很好地用于太阳能电池设备中。
具体实施方式
实施例1
一种太阳能电池设备用材料，以重量组分计包括：EVA 60份，PVC 30份，邻苯二甲酸二丁酯5份，石油磺酸苯酯3份，亚磷酸三苯酯2份，抗氧剂CA 0.6份，辅助抗氧剂DSTP0.5份，丁基橡胶5份，二氧化硅1份，氯化石蜡1份，硬脂酸钡0.8份，癸二酸二辛酯2份，氧化镁1份，卵磷脂0.8份，玻璃纤维1份。
以上所述的太阳能电池设备用材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照重量份将各组分加入到混合搅拌机中，搅拌混合均匀，其中搅拌速度200转/分钟，搅拌时间30分钟，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入到反应釜中，在氨气氛围中加热至70℃，搅拌反应50分钟，然后在真空度0.02MPa的条件下升温至130℃，继续搅拌反应70分钟，降至室温，得到中间物；
步骤三，将中间物于双螺杆挤出机中进行挤出成型，条件为温度200℃，螺杆长径比为10:1，螺杆转速30转/分钟，得到太阳能电池设备用材料。
实施例2
一种太阳能电池设备用材料，以重量组分计包括：EVA 63份，PVC 36份，邻苯二甲酸二丁酯7份，石油磺酸苯酯4份，亚磷酸三苯酯5份，抗氧剂CA 0.8份，辅助抗氧剂DSTP0.6份，丁基橡胶7份，二氧化硅2份，氯化石蜡2份，硬脂酸钡1.5份，癸二酸二辛酯3份，氧化镁2份，卵磷脂1.5份，玻璃纤维2份。
以上所述的太阳能电池设备用材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照重量份将各组分加入到混合搅拌机中，搅拌混合均匀，其中搅拌速度220转/分钟，搅拌时间32分钟，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入到反应釜中，在氨气氛围中加热至73℃，搅拌反应58分钟，然后在真空度0.03MPa的条件下升温至135℃，继续搅拌反应80分钟，降至室温，得到中间物；
步骤三，将中间物于双螺杆挤出机中进行挤出成型，条件为温度210℃，螺杆长径比为10:1，螺杆转速33转/分钟，得到太阳能电池设备用材料。
实施例3
一种太阳能电池设备用材料，以重量组分计包括：EVA 65份，PVC 37份，邻苯二甲酸二丁酯8份，石油磺酸苯酯5份，亚磷酸三苯酯6份，抗氧剂CA 1份，辅助抗氧剂DSTP 0.7份，丁基橡胶8份，二氧化硅3份，氯化石蜡3份，硬脂酸钡1.8份，癸二酸二辛酯4份，氧化镁3份，卵磷脂1.6份，玻璃纤维3份。
以上所述的太阳能电池设备用材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照重量份将各组分加入到混合搅拌机中，搅拌混合均匀，其中搅拌速度250转/分钟，搅拌时间36分钟，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入到反应釜中，在氨气氛围中加热至78℃，搅拌反应70分钟，然后在真空度0.03MPa的条件下升温至138℃，继续搅拌反应80分钟，降至室温，得到中间物；
步骤三，将中间物于双螺杆挤出机中进行挤出成型，条件为温度210℃，螺杆长径比为10:1，螺杆转速35转/分钟，得到太阳能电池设备用材料。
实施例4
一种太阳能电池设备用材料，以重量组分计包括：EVA 66份，PVC 38份，邻苯二甲酸二丁酯9份，石油磺酸苯酯6份，亚磷酸三苯酯7份，抗氧剂CA 1.2份，辅助抗氧剂DSTP0.8份，丁基橡胶9份，二氧化硅4份，氯化石蜡4份，硬脂酸钡2.2份，癸二酸二辛酯5份，氧化镁4份，卵磷脂1.8份，玻璃纤维4份。
以上所述的太阳能电池设备用材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照重量份将各组分加入到混合搅拌机中，搅拌混合均匀，其中搅拌速度250转/分钟，搅拌时间40分钟，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入到反应釜中，在氨气氛围中加热至80℃，搅拌反应70分钟，然后在真空度0.04MPa的条件下升温至138℃，继续搅拌反应95分钟，降至室温，得到中间物；
步骤三，将中间物于双螺杆挤出机中进行挤出成型，条件为温度216℃，螺杆长径比为10:1，螺杆转速38转/分钟，得到太阳能电池设备用材料。
实施例5
一种太阳能电池设备用材料，以重量组分计包括：EVA 70份，PVC 40份，邻苯二甲酸二丁酯10份，石油磺酸苯酯7份，亚磷酸三苯酯7份，抗氧剂CA 1.5份，辅助抗氧剂DSTP1份，丁基橡胶10份，二氧化硅4份，氯化石蜡5份，硬脂酸钡3份，癸二酸二辛酯6份，氧化镁4份，卵磷脂2份，玻璃纤维5份。
以上所述的太阳能电池设备用材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照重量份将各组分加入到混合搅拌机中，搅拌混合均匀，其中搅拌速度260转/分钟，搅拌时间40分钟，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入到反应釜中，在氨气氛围中加热至80℃，搅拌反应80分钟，然后在真空度0.05MPa的条件下升温至140℃，继续搅拌反应100分钟，降至室温，得到中间物；
步骤三，将中间物于双螺杆挤出机中进行挤出成型，条件为温度220℃，螺杆长径比为10:1，螺杆转速40转/分钟，得到太阳能电池设备用材料。
对以上实施例制备得到的太阳能电池设备用材料进行性能测试，结果如下：
从以上试验结果可以看出，本发明提供的太阳能电池设备用材料具有良好的综合性能，其中伸长率达到了15％左右，冲击强度达到了52.6MPa以上，耐中性盐雾试验达到了1100小时以上无异常，断裂伸长率达到了326％以上，击穿电压强度达到了25.8KV/mm以上，人工辐射暴露试验达到了2100小时以上，具有良好的机械性能以及耐中性盐雾性和耐老化性能，同时具有优良的击穿电压强度，因此能够很好地用于太阳能电池设备中。

Claims (8)

1.一种太阳能电池设备用材料，其特征在于，以重量组分计包括：EVA 60-70份，PVC 30-40份，邻苯二甲酸二丁酯5-10份，石油磺酸苯酯3-7份，亚磷酸三苯酯2-7份，抗氧剂0.6-1.5份，辅助抗氧剂0.5-1份，丁基橡胶5-10份，二氧化硅1-4份，氯化石蜡1-5份，硬脂酸钡0.8-3份，癸二酸二辛酯2-6份，氧化镁1-4份，卵磷脂0.8-2份，玻璃纤维1-5份。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池设备用材料，其特征在于，以重量组分计包括：EVA 63-66份，PVC 36-38份，邻苯二甲酸二丁酯7-9份，石油磺酸苯酯4-6份，亚磷酸三苯酯5-7份，抗氧剂0.8-1.2份，辅助抗氧剂0.6-0.8份，丁基橡胶7-9份，二氧化硅2-4份，氯化石蜡2-4份，硬脂酸钡1.5-2.2份，癸二酸二辛酯3-5份，氧化镁2-4份，卵磷脂1.5-1.8份，玻璃纤维2-4份。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池设备用材料，其特征在于，抗氧剂为抗氧剂CA。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能电池设备用材料，其特征在于，辅助抗氧剂为DSTP。
5.权利要求1或2所述的太阳能电池设备用材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按照重量份将各组分加入到混合搅拌机中，搅拌混合均匀，得到混合物一；
步骤二，将混合物一转入到反应釜中，在氨气氛围中加热至70-80℃，搅拌反应50-80分钟，然后在真空条件下升温至130-140℃，继续搅拌反应70-100分钟，降至室温，得到中间物；
步骤三，将中间物于双螺杆挤出机中进行挤出成型，得到太阳能电池设备用材料。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池设备用材料的制备方法，其特征在于，步骤一中搅拌混合条件为搅拌速度200-260转/分钟，搅拌时间30-40分钟。
7.根据权利要求5所述的太阳能电池设备用材料的制备方法，其特征在于，步骤二中真空条件为真空度0.02-0.05MPa。
8.根据权利要求5所述的太阳能电池设备用材料的制备方法，其特征在于，步骤三中挤出成型条件为温度200-220℃，螺杆长径比为10:1，螺杆转速30-40转/分钟。
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