CN104497405A - 太阳能光伏组件eva胶膜的母料、制备方法和相应的eva胶膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能光伏组件EVA胶膜的母料，其特征在于，包括EVA树脂颗粒；以及粉状添加剂和液体添加剂中的至少一种。本发明还提供了上述母料的制备方法和相应的太阳能光伏组件EVA胶膜的制备方法。采用本发明太阳能光伏组件EVA胶膜的母料、制备方法和相应的太阳能光伏组件EVA胶膜的制备方法，避免了常用的太阳能光伏组件EVA胶膜生产过程中添加剂分散容易不均匀的缺点，提高了EVA胶膜的质量，十分具有实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及材料领域，特别涉及太阳能光伏组件封装材料的制造领域，具体涉及一种太阳能光伏组件EVA胶膜的母料、制备方法和相应的太阳能光伏组件EVA胶膜的制备方法。
背景技术
EVA指乙烯-醋酸乙烯酯树脂，是一种可以作为热熔胶的塑料树脂，大量地使用于夹胶玻璃、太阳能光伏组件的封装、金属板和塑料板的粘接等领域，特别在太阳能光伏领域的应用非常广泛。国内主要的EVA胶膜供应商有福斯特、海优威、永固等。EVA胶膜在太阳能光伏领域是一种热固性有粘性的胶膜，以玻璃/EVA胶膜/光伏电池/EVA胶膜/背板的形式用于光伏组件中。其起到了封装并保护电池片的作用，是组件中最为重要的部件之一。
目前公开的EVA胶膜的生产工艺主要有以下几种：在专利CN103642117A中，是将10％～20％含量的添加剂一次性跟EVA原材料混合，这种方法虽然工序相对简单，但极其容易导致拌料不均匀，使得产品质量大大降低。在专利CN101973132A中，添加剂是在EVA胶膜成型后涂覆在表面，还使得工艺更加繁琐，大大提升了后期处理成本，而且还会导致涂覆不均匀，合格率大大降低。在专利CN1699458A中，添加剂是分批次加入EVA中，在工艺方面，本质上跟CN10362117A区别不大。同时以上几个方案中都是将液体添加剂，如交联剂、交联助剂和偶联剂喷洒到EVA粒子上，容易造成液体在喷洒过程中挥发而部分损失和混合不均匀，影响胶膜的质量。
所以一种能够避免常用的太阳能光伏组件EVA胶膜生产过程中添加剂分散容易不均匀的缺点，提高EVA胶膜质量的材料和制备方法是十分具有实用意义的。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术中的缺点，提供一种能够克服常用的太阳能光伏组件EVA胶膜生产过程中添加剂分散容易不均匀的缺点，提高EVA胶膜的质量的EVA胶膜母料、其制备方法和相应的太阳能光伏组件EVA胶膜的制备方法。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种太阳能光伏组件EVA胶膜的母料，其特征在于，包括EVA树脂颗粒；以及粉状添加剂和液体添加剂中的至少一种。
较佳地，所述的粉状添加剂指以粉末形式存在的添加剂，包括抗热氧老化剂、抗紫外老化剂、转光剂中的至少一种，液体添加剂指以液体形式存在的添加剂，包括交联剂、交联助剂、偶联剂中的至少一种。
较佳地，所述的粉状添加剂重量百分比为1～50％，所述的液体添加剂的重量百分比为0～30％。
更佳地，所述母料至少含有两种以上的上述添加剂。
更佳地，所述的抗热氧老化剂的重量百分比为1～30％，所述的抗紫外老化剂的重量百分比为1～30％，所述的转光剂的重量百分比为0～10％，所述的交联剂的重量百分比为0～40％，所述的交联助剂的重量百分比为0～40％，所述的偶联剂的重量百分比为0～40％。
较佳地，母料中所含的EVA树脂的重量百分比为50％～95％，总添加剂的重量百分比为5％～50％。
更佳地，所述的抗热氧老化剂为酚系抗氧化剂、亚磷酸酯系抗氧化剂和受阻胺类光稳定剂中的一种或几种。
更佳地，所述的抗紫外老化剂为对苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、取代丙烯腈类、三嗪类中的一种或几种。
更佳地，所述抗热氧老化剂和抗紫外老化剂同时使用，抗热氧老化剂和抗紫外老化剂通过将它们组合使用，能够在EVA胶膜中起协同效应，提高EVA胶膜的使用寿命。
所述的转光剂是指可以起到改变入射阳光的波长而增加太阳能光伏组件中电池片可吸收光波范围的能量的材料。更佳地，转光剂为有机荧光物质或稀土金属配体，有机荧光物质为如酞青蓝、荧光黄、还原红等，稀土金属配体可以是稀土芳香配合物等含稀土的无机材料，金属可以为铕(Eu)、镨(Pr)、镝(Dy)等。颜料可以是增加阳光反射或者是为需要特殊效果添加的颜料，比如钛白粉、炭黑等。
更佳地，所述的交联剂为有机过氧化物交联剂。过氧化物交联剂指分子链上含有-O-O-键，并在特定的温度下可以产生自由基能在线型分子间起架桥作用，从而使多个线型分子相互键合交联成网状结构的物质，起到促进或调节聚合物分子链间共价键或离子键形成的物质。较佳地，所述的交联剂为2,5-二甲基-2,5双(叔丁基过氧基)己烷(双二五)、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯(TBEC)、过氧化二异丙苯(DCP)、双叔丁基过氧化二异丙苯(BIPB)等中的至少一种。
更佳地，所述的交联助剂为多官能团的单体。在有交联剂的情况下，能起到减少交联剂的添加量，提高交联质量的助剂。较佳地，所述的交联助剂为三烯丙基异三聚氰酸酯，三聚氰酸三稀丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等中的至少一种。
更佳地，所述的偶联剂为含硅氧烷的偶联剂。其通式为RSiX3，式中R代表氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基及甲基丙烯酰氧基等基团，这些基团和不同的基体树脂均具有较强的反应能力，X代表能够水解的烷氧基(如甲氧基、乙氧基等)。较佳地，所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷等中的至少一种。
较佳的，液体添加剂可以同时选用过氧化物交联剂、交联助剂、偶联剂。更佳的，由于过氧化物容易在受热的情况下交联，所以过氧化物也可以选择在后期颗粒混合时以喷洒形式加入。比如在母料均化时加入，或者是在母料和EVA颗粒混合时喷洒加入。
本发明第二方面提供了一种上述的母料制备方法，其特征在于，将粉状添加剂和液体添加剂中的至少一种与EVA树脂颗粒混合，得到混合物，将所述的混合物在60℃～150℃通过单螺杆或双螺杆挤出机混合造粒得到颗粒并冷却干燥得到干燥颗粒，将所述的干燥颗粒混合均化，得到母料。
较佳地，所述干燥颗粒的质量大于所述的混合物的质量的一倍以上。上述方法可以只采用粉状添加剂。
本发明第三方面提供了一种采用上述的母料制备EVA胶膜的方法，其特征在于，将母料与EVA树脂颗粒搅拌混合，将该混合物料在60℃～120℃下加热熔融并挤出成膜，得到EVA胶膜。该混合物料中所述母料的质量比例为1％～40％。
较佳地，所述的母料的质量比例为1％～40％。
更佳的，母料的质量比例在2％到20％之间。
较佳地，所述的混合物料在60℃～120℃下加热熔融并挤出成膜。
较佳的，EVA胶膜的厚度在0.3毫米到0.7毫米之间，宽度在0.6米到3米之间。
采用本发明太阳能光伏组件EVA胶膜的母料、制备方法和相应的太阳能光伏组件EVA胶膜的制备方法，将原来的直接将添加剂跟大量的EVA树脂混合的方法即一次性混合搅拌，改为通过先制造母料再与EVA树脂混合。即首先将含质量比为5％到50％的添加剂和50％到95％的EVA树脂做成添加剂浓度很高的母料，之后再将母料跟其余的EVA粒料进行混合，达到需要的特定添加剂浓度的EVA树脂混合物，再通过挤出机加热成形。这种方法最大的优势就是由原来的粉末、液体和塑料颗粒混合，改为颗粒和颗粒的混合，提高混合的均匀度，从而大大提升了产品质量。避免了常用的太阳能光伏组件EVA胶膜生产过程中添加剂分散容易不均匀的缺点，提高了EVA胶膜的质量。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，下面对本发明的具体实施方法作进一步说明。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
为达上述目的，本发明采用了下述方案制备母料：
第一步，先把各个粉状添加剂，即抗紫外老化剂、抗热氧老化剂、转光剂等需要添加的粉状添加剂中的一种或者几种与EVA树脂颗粒在混合机中搅拌混合得到混合物。如有必要还可以添加颜料、润滑剂、除酸剂等其它粉末添加剂。此时形成的混合物是颗粒与粉末的混合物，且混合是不均匀的。该步骤也可以使用计量加料的办法，即在挤出机上配置至少两个计量料斗，将粉末和颗粒分别加入不同的料斗，并设定比例。计量料斗将计量好的物料放入下级料斗，在下级料斗中混合均匀再进入挤出机。
第二步，需要添加的液体添加剂如交联剂、交联助剂、偶联剂的混合物或其中一种进行称量备用。为提高第一步的混合效果，也可以将少量的液体添加剂加到第一步中，作为润湿EVA颗粒使用以提高粉末粘附在颗粒上的能力。
第三步，将第一步中的混合物倒入到挤出机的料斗中通过加料螺杆喂入挤出机料筒中。同时将液体添加剂加入挤出机上附带的液体加料泵，将液体添加剂加入挤出机料筒中。挤出机料筒已加热到60至150℃。通过挤出机螺杆的加热融化混合，将混合物和液体添加剂熔融造粒。或者将混合物和液体添加剂在搅拌机中混合搅拌均匀后，一起加入已加热到60至150℃的挤出机料筒中。通过挤出机螺杆的加热融化混合，将混合物和液体添加剂熔融造粒。或者将第一步混合物加入已加热到60至150℃的挤出机料筒中挤出加热融化混合，得到混合物的颗粒。将液体添加剂在母料均化或者用EVA树脂稀释母料时加入搅拌均匀。或者将混合物和液体添加剂中的一种或者几种一起加入已加热到60至150℃的挤出机料筒中挤出加热融化混合，得到混合物颗粒。将液体添加剂中尚未加入的品种在母料均化或者用EVA树脂稀释母料时加入搅拌均匀。
第四步，将挤出的颗粒用冷水冷却，吹干后收集。
第五步，将颗粒以较大的质量混合均化。该质量要求是第一步中颗粒和粉末混合的一次量的倍数，至少要一倍以上，质量越多均化效果越好。均化后的颗粒即为太阳能光伏组件EVA胶膜专用母料。
实施例1
以质量分数计，取EVA树脂(VA含量28)80％、抗热氧老化剂2.5％、抗紫外老化剂2.5％、偶联剂5％、过氧化物5％、助交联剂5％。将粉末状的抗热氧老化剂、抗紫外老化剂先行与EVA树脂在混合机中进行充分混合得物料A，将液态的添加剂独自进行混合得物料B。将A加入双螺杆挤出机的料斗，将B加入双螺杆挤出机液体泵中。挤出机温度设置在60～90度之间。将A、B物料按比例加入挤出机料筒中，混合造粒。将得到的颗粒料混合以100公斤为单位再次混合、干燥后即得到太阳能光伏组件用EVA胶膜母料。将该母料10份与90份EVA树脂(VA含量28)混合均匀，通过单螺杆挤出机和T型模头挤出，挤出机温度控制在70～90度，成型得普通EVA胶膜。
实施例2
以质量分数计，取EVA树脂(VA含量28)70％、抗氧剂5％、抗紫外老化剂5％、偶联剂8％、过氧化物6％、助交联剂5％，转光剂1％。将粉末状的抗氧剂、抗紫外老化剂和转光剂先行与EVA树脂在混合机中进行充分混合得物料A。将液态偶联剂和助交联剂进行混合得物料B。将A、B在混合机中混合均匀，然后一起加入到双螺杆挤出机的料斗中。挤出机温度设定在60～120之间。将A、B料通过挤出机造粒。将造粒得到的颗粒以50公斤为单位混合均化后，按10:90的比例与EVA树脂混合。在混合过程中，缓慢加入过氧化物。过氧化物加完后，再混合30分钟。将所有混合物通过单螺杆挤出机和T型模头挤出，挤出机温度控制在70～100度，混合熔融，成型得高转光率的EVA胶膜。
实施例3
以质量分数计，取EVA树脂(VA含量28)70％、抗氧剂5％、抗紫外老化剂5％、偶联剂8％、过氧化物6％、助交联剂5％，钛白粉1％。将粉末状的抗氧剂、抗紫外老化剂和钛白粉先行与EVA树脂在混合机中进行充分混合得物料A。将液态偶联剂和助交联剂进行混合得物料B。将A、B在混合机中混合均匀，然后一起加入到双螺杆挤出机的料斗中。挤出机温度设定在60～120之间。将A、B料通过挤出机造粒。将造粒得到的颗粒以50公斤为单位混合均化后，按10:90的比例与EVA树脂混合。在混合过程中，缓慢加入过氧化物。过氧化物加完后，再混合30分钟。将所有混合物通过单螺杆挤出机和T型模头挤出，挤出机温度控制在70～100度，混合熔融，成型得高白色高反光率白色EVA胶膜。
实施例4
以质量分数计，取EVA树脂(VA含量28)70％、抗氧剂5％、抗紫外老化剂5％、偶联剂8％、过氧化物6％、助交联剂5％，除酸剂1％。将粉末状的抗氧剂、抗紫外老化剂和转光剂先行与EVA树脂在混合机中进行充分混合得物料A。将液态偶联剂和助交联剂进行混合得物料B。将A、B在混合机中混合均匀，然后一起加入到双螺杆挤出机的料斗中。挤出机温度设定在60～120之间。将A、B料通过挤出机造粒。将造粒得到的颗粒以50公斤为单位混合均化后，按10:90的比例与EVA树脂混合。在混合过程中，缓慢加入过氧化物。过氧化物加完后，再混合30分钟。将所有混合物通过单螺杆挤出机和T型模头挤出，挤出机温度控制在70～100度，混合熔融，成型得抗衰老型EVA胶膜。
实施例5
以质量分数计，取EVA树脂(VA含量28)70％、抗氧剂5％、抗紫外老化剂5％、偶联剂8％、过氧化物6％、助交联剂5％，增粘剂1％。将粉末状的抗氧剂、抗紫外老化剂和转光剂先行与EVA树脂在混合机中进行充分混合得物料A。将液态偶联剂和助交联剂进行混合得物料B。将A、B在混合机中混合均匀，然后一起加入到双螺杆挤出机的料斗中。挤出机温度设定在60～120之间。将A、B料通过挤出机造粒。将造粒得到的颗粒以50公斤为单位混合均化后，按10:90的比例与EVA树脂混合。在混合过程中，缓慢加入过氧化物。过氧化物加完后，再混合30分钟。将所有混合物通过单螺杆挤出机和T型模头挤出，挤出机温度控制在70～100度，混合熔融，成型得高拉拔力的EVA胶膜。
采用本发明太阳能光伏组件EVA胶膜的母料、制备方法和相应的太阳能光伏组件EVA胶膜的制备方法。将原来的直接将添加剂跟大量的EVA树脂混合的方法即一次性混合搅拌，改为通过先制造母料再与EVA树脂混合。即首先将添加剂和EVA树脂做成添加剂浓度很高的母料，其中添加剂的重量比例为5％～50％。之后再将母料跟其余的EVA粒料进行混合，再通过挤出机加热成形。这种方法最大的优势就是由原来的粉末、液体和塑料颗粒混合，改为颗粒和颗粒的混合，提高混合的均匀度，从而大大提升了产品质量。避免了常用的太阳能光伏组件EVA胶膜生产过程中添加剂分散容易不均匀的缺点，提高了EVA胶膜的质量。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以做出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (12)
1.一种太阳能光伏组件EVA胶膜的母料，其特征在于，包括EVA树脂颗粒；以及粉状添加剂和液体添加剂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏组件EVA胶膜的母料，其特征在于，所述的粉状添加剂指以粉末形式存在的添加剂，包括抗热氧老化剂、抗紫外老化剂、转光剂中的至少一种，液体添加剂指以液体形式存在的添加剂，包括交联剂、交联助剂、偶联剂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的太阳能光伏组件EVA胶膜的母料，其特征在于，所述的粉状添加剂重量百分比为1～50％，所述的液体添加剂的重量百分比为0～30％。
4.根据权利要求1所述的太阳能光伏组件EVA胶膜的母料，其特征在于，母料中所含的EVA树脂的重量百分比为50％～95％，总添加剂的重量百分比为5％～50％。
5.根据权利要求2所述的太阳能光伏组件EVA胶膜的母料，其特征在于，所述的抗热氧老化剂为酚系抗氧化剂、亚磷酸酯系抗氧化剂和受阻胺类光稳定剂中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的太阳能光伏组件EVA胶膜的母料，其特征在于，所述的抗紫外老化剂为对苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、取代丙烯腈类、三嗪类中的一种或几种。
7.根据权利要求2所述的太阳能光伏组件EVA胶膜的母料，其特征在于，所述的转光剂为有机荧光物质或稀土金属配体。
8.根据权利要求2所述的太阳能光伏组件EVA胶膜的母料，其特征在于，所述的交联剂为有机过氧化物交联剂。
9.根据权利要求2所述的太阳能光伏组件EVA胶膜的母料，其特征在于，所述的交联助剂为多官能团的单体。
10.根据权利要求2所述的太阳能光伏组件EVA胶膜的母料，其特征在于，所述的偶联剂为含硅氧烷的偶联剂。
11.一种根据权利要求1所述的母料制备方法，其特征在于，将粉状添加剂和液体添加剂中的至少一种与EVA树脂颗粒混合，得到混合物，将所述的混合物在60℃～150℃通过单螺杆或双螺杆挤出机混合造粒得到颗粒并冷却干燥得到干燥颗粒，将所述的干燥颗粒混合均化，得到母料。
12.一种采用根据权利要求1所述的母料制备EVA胶膜的方法，其特征在于，将母料与EVA树脂颗粒搅拌混合，将该混合物料在60℃～120℃下加热熔融并挤出成膜，得到EVA胶膜。该混合物料中所述母料的质量比例为1％～40％。
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