CN105646995A - 一种抗蜗牛纹封装胶膜及其制备方法 - Google Patents

一种抗蜗牛纹封装胶膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗蜗牛纹封装胶膜及其制备方法，所述胶膜包括两层共挤膜，其内层为预交联层，外层为粘结层，内外层厚度比为(1～6):(1～6)。其中预交联层两个边缘的敏化剂含量组成与中央部分不同。本发明通过对预交联层配方优化设计，可显著提高封装胶膜的抗蜗牛纹性能；同时利用预交联层的预交联特性保持封装胶膜良好的层压性能；并利用粘结层保持封装胶膜的粘结性能。通过配方优化，有效较少封装胶膜的助剂用量，提高封装胶膜的可靠性，同时降低生产成本。

Description

一种抗蜗牛纹封装胶膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗蜗牛纹封装胶膜及其制备方法。
背景技术
近年来，晶硅光伏组件的蜗牛纹现象在各大光伏研讨会上被频繁提及和密切关注。光伏组件在户外安装几个月至几年不等时间后,晶硅电池会出现变色现象,电池表面开始出现一些狭窄交错的暗线，因形状类似蜗牛爬过的痕迹，被称为蜗牛纹现象。蜗牛纹现象虽然对光伏组件的发电功率及可靠性无显著影响，但作为一种显著的外观缺陷，严重影响组件或组件建筑一体化设计的外观和美感。目前大多数研究认为蜗牛纹的产生机理为：组件在运输或安装过程中产生撞击或者震动，造成电池片产生隐裂，在后续户外曝晒使用过程中，部分电池片在隐裂位置出现银栅线变色现象。因此蜗牛纹的出现与封装胶膜、银浆及背板材料均有一定程度的关联，其中背板的影响主要体现在其水汽阻隔性能方面。
其中，背板主要通过降低自身的水汽透过性能，以便改善组件的抗蜗牛纹性能。但实际应用或加速测试中，发现即使两款背板水汽阻隔性能有显著差别，但蜗牛纹出现的时间相差无几。因此，单纯提高背板的水汽阻隔性能，并不能完全有效改善组件的抗蜗牛纹性能。
封装胶膜方面，虽然采用水汽阻隔性能极佳的离子聚合物薄膜，理论上可改善组件的抗蜗牛纹性能，但其应用于组件中，在高温环境易产生气泡甚至脱层等外观缺陷。另一方面，离子聚合物薄膜的成本数倍于普通乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)封装胶膜。
鉴于上述状况，目前亟需一种新型的封装胶膜，满足组件对抗蜗牛纹性能的要求，同时保持封装胶膜的封装性能。
发明内容
为了克服上述现有封装胶膜技术中的缺陷，本发明目的是提供一种抗蜗牛纹封装胶膜；该抗蜗牛纹封装胶膜设计巧妙，利用预交联层的厚度和预交联设计，可实现与电池片接触部分的封装胶膜配方去除交联剂，并可防止因粘结层上翻引起的交联剂迁移至电池片表面；并根据组件的层压特性(组件边缘区域易出现上下封装胶膜相互渗透现象)，对辐射预胶层不同区域的交联助剂和硅烷偶联剂进行优化，有效降低封装胶膜的交联助剂和硅烷偶联剂的用量。进而大幅减少封装胶膜层压后的助剂残留，改善封装胶膜抗蜗牛纹性能，同时进一步降低封装胶膜生产成本。另一方面，利用粘结层保持封装胶膜的封装特性，并通过与辐射交联层的厚度比设计，实现在层压后封装胶膜整体交联度仍可达到70％以上。当将抗蜗牛纹封装胶膜作为组件后层的封装胶膜使用时，填充颜料可进一步减少交联助剂的用量。
本发明的另一个目的是提供一种抗蜗牛封装胶膜的制备方法。
本发明是目的是通过以下技术方案实现的：一种抗蜗牛纹封装胶膜，包括预交联层和粘结层，所述预交联层由两个边缘区域和位于两个边缘区域之间的中间区域构成；所述每个边缘区域的宽度占胶膜整体宽度的4％至27％，所述中间区域的宽度占胶膜整体宽度的92％至46％；所述边缘区域由：光伏封装基体材料100份，颜料0～40份，敏化剂0.01～1份，受阻胺类光稳定剂0.01～2份，紫外光吸收剂0.01～2份，及增粘剂0.01～2份组成，且边缘区域的预交联度为20％～70％；中间区域由：光伏封装基体材料100份，颜料0～40份，受阻胺类光稳定剂0.01～2份，紫外光吸收剂0.01～2份，及增粘剂0.01～2份组成，且中间区域预交联度为0.5％～5％。
所述胶膜的粘结层由光伏封装基体材料100份，颜料0～40份，过氧化物类交联剂0.1～10份，助交联剂0.1～5份，受阻胺类光稳定剂0.01～5份，紫外光吸收剂0.01～2份，及增粘剂0.1～3份组成。
进一步地，所述光伏封装基体材料由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、茂金属催化聚乙烯、乙烯丁烯共聚物、乙烯辛烯共聚物、乙烯戊烯共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、乙烯甲基丙烯甲酯共聚物中的一种或多种按照任意配比混合组成。
进一步地，所述颜料由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、钛白粉、氧化锌、炭黑、石墨烯、氧化石墨烯、铜铬黑、氢氧化镁、氢氧化铝、氧化铝、氧化镁、氮化硼、碳化硅、磷酸铵、聚磷酸铵、季戊四醇、双季戊四醇、多季戊四醇酯、聚磷酸三聚氰胺硼酸盐。
进一步地，所述敏化剂由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：炭黑、三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯。
进一步地，所述受阻胺类光稳定剂由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯、癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、双-1-癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯、丁二酸和4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、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-(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-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；所述紫外光吸收剂由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2,2-四亚甲基双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮；所述增粘剂由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷、3-氨丙基三甲基硅烷；所述过氧化物类交联剂由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：叔丁基过氧化碳酸异丙酯、2，5-二甲基-2，5－双(叔丁过氧基)己烷、1-双(过氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基环己烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)环己烷、1,1-双(叔丁基过氧)环己烷、2,2-双(叔丁基过氧)丁烷、过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯、2,5-二甲基2,5-双(苯甲酰过氧)-己烷、过氧化碳酸叔戊酯、过氧化3,3,5三甲基己酸叔丁酯。
进一步地，所述助交联剂由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯。
进一步地，所述预交联层与粘结层厚度比为(1～6):(1～6)；所述抗蜗牛纹封装胶膜总厚度为0.2～0.7mm，所述预交联层和粘结层厚度均为0.1～0.6mm。
一种抗蜗牛纹封装胶膜的制备方法，该方法为：将预交联层的边缘区域的树脂组合物、中间区域的树脂组合物及粘结层的树脂组合物，分别混合后加入不同的挤出机，所述预交联层边缘区域各自的挤出物料、中间区域的挤出物料及粘结层的挤出物料在T模头内以具有边界的方式合并形成一个熔体流并以膜状挤出，在收卷前或收卷后，对所述预交联面进行电子辐射后得到所述抗蜗牛纹封装胶膜。
进一步地，所述挤出机的温度均为70～110℃，T模头温度为70～110℃。所述电子辐射的电子束能量为80keV～500keV，所述电子辐射的辐射剂量为5～60kGy。
本发明的有益效果主要体现在：本发明利用预交联层的厚度和预交联设计，使组件中与电池片接触部分的封装胶膜几乎无交联剂；并根据组件的层压特性，对预胶层不同区域的交联助剂和硅烷偶联剂进行优化，有效降低封装胶膜的交联助剂和硅烷偶联剂的用量。进而大幅减少封装胶膜层压后的助剂残留，改善封装胶膜抗蜗牛纹性能，同时进一步降低封装胶膜生产成本。另一方面，搭配快速交联型胶膜使用时，可缩短组件层压时间，提高生产效率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1
一种抗蜗牛纹封装胶膜，包括预交联层和粘结层两层共挤膜，其中预交联层由各占胶膜整体宽度4％的边缘区域和占膜整体宽度92％的中间区域构成；其中边缘区域，以重量份计，其主要原料组成如下：100份VA质量分数为33％乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，20份氧化镁和5份钛白粉，1份敏化剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，0.1份受阻胺类光稳定剂癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯，0.1份紫外吸收剂2,2-四亚甲基双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)，2份增粘剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷。中间区域由：100份VA质量分数为33％乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，20份氧化镁和5份钛白粉，0.1份受阻胺类光稳定剂癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯，0.1份紫外吸收剂2,2-四亚甲基双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)，0.3份增粘剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
所述胶膜的粘结层由100份VA质量分数为33％乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，20份氧化镁和5份钛白粉，0.2份交联剂叔丁基过氧化碳酸异丙酯，0.7份助交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，0.1份受阻胺类光稳定剂癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯，0.1份紫外吸收剂2,2-四亚甲基双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)，3份增粘剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷组成。
将上述预交联层的边缘区域树脂组合物、中间区域的树脂组合物及粘结层的树脂组合物，各自充分混合后加入不同的挤出机，挤出机的温度均为85℃，T模头温度为90℃；上述预交联层边缘区域各自的挤出物料、中间区域的挤出物料及粘结层的挤出物料熔融后通过分配器进入T模头挤出成膜，经冷却传送至80keV能量的电子辐射设备下方，对上述预交联面进行电子辐射，强度为30kGy，辐射后收卷得到抗蜗牛纹封装胶膜E1。E1胶膜厚度为0.5mm，预交联层为0.1mm(通过分配器计算得到)，粘结层为0.4mm(通过分配器计算得到)。仔细割取预交联层0.1mm，对其宽度方向左中右三个的交联度进行测试，测得的左中右区域的交联度分别为30.5％，1.1％，28.3％。将E1胶膜置于两层离形膜中间，放入真空层压机内，在150℃下，层压固化15min。将层压后的E1胶膜取出，仔细割取预交联层样品7-10mg，对其进行DSC测试(起始温度20℃，终止温度250℃，升温速率10℃/min)，DSC测试结果在110℃-220℃之间无交联峰。
实施例2
一种抗蜗牛纹封装胶膜，包括预交联层和粘结层两层共挤膜，其中预交联层由各占胶膜整体宽度10％的边缘区域和占膜整体宽度80％的中间区域构成；其中边缘区域，以重量份计，其主要原料组成如下：100份乙烯-α-辛烯共聚物，20份聚磷酸铵/季戊四醇的复配物(质量比为3:1)和5份钛白粉，1份敏化剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯/季戊四醇三丙烯酸酯的复配物(质量比为3:2)，0.1份受阻胺类光稳定剂癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯，0.1份紫外吸收剂2,2-四亚甲基双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)，0.4份增粘剂乙烯基三甲氧基硅烷。中间区域由：100份乙烯-α-辛烯共聚物，20份聚磷酸铵/季戊四醇的复配物(质量比为3:1)和5份钛白粉，0.1份受阻胺类光稳定剂癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯，0.1份紫外吸收剂2,2-四亚甲基双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)，0.3份增粘剂乙烯基三甲氧基硅烷。
所述胶膜的粘结层由100份乙烯-α-辛烯共聚物，20份聚磷酸铵/季戊四醇的复配物(质量比为3:1)和5份钛白粉，1.5份交联剂2，5-二甲基-2，5－双(叔丁过氧基)己烷，5份助交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，0.1份受阻胺类光稳定剂癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯，0.1份紫外吸收剂2,2-四亚甲基双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)，0.5份增粘剂乙烯基三甲氧基硅烷组成。
将上述预交联层的边缘区域树脂组合物、中间区域的树脂组合物及粘结层的树脂组合物，各自充分混合后加入不同的挤出机，挤出机的温度均为90℃，T模头温度为95℃；上述预交联层边缘区域各自的挤出物料、中间区域的挤出物料及粘结层的挤出物料熔融后通过分配器进入T模头挤出成膜，经冷却收卷后，统一运至电子辐射室，放卷传送至500keV能量的电子辐射设备下方，对上述预交联面进行电子辐射，强度为5kGy，辐射后收卷得到抗蜗牛纹封装胶膜E2。E2胶膜厚度为0.7mm，预交联层为0.5mm(通过分配器计算得到)，粘结层为0.2mm(通过分配器计算得到)。仔细割取辐射预交联层0.5mm，对其宽度方向左中右三个的交联度进行测试，测得的左中右区域的交联度分别为20.2％，1.3％，21.5％。将E2胶膜置于两层离形膜中间，放入真空层压机内，在150℃下，层压固化15min。将层压后的E2胶膜取出，仔细割取预交联层样品7-10mg，对其进行DSC测试(起始温度20℃，终止温度250℃，升温速率10℃/min)，DSC测试结果在110℃-220℃之间无交联峰。
实施例3
一种抗蜗牛纹封装胶膜，包括预交联层和粘结层两层共挤膜，其中预交联层由各占胶膜整体宽度20％的边缘区域和占膜整体宽度60％的中间区域构成；其中边缘区域，以重量份计，其主要原料组成如下：100份乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中，15份炭黑，0.01份敏化剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，0.1份受阻胺类光稳定剂双(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(质量比1:1)，0.5份紫外吸收剂2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑，0.5份的增粘剂乙烯基三甲氧基硅烷。中间区域由：100份乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，15份炭黑，0.1份受阻胺类光稳定剂双(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(质量比1:1)，0.5份紫外吸收剂2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑，0.3份的增粘剂乙烯基三甲氧基硅烷。
所述胶膜的粘结层由100份乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物，15份炭黑，1.5份交联剂1-双(过氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基环己烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯，0.7份助交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，0.1份受阻胺类光稳定剂双(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(质量比1:1)，0.5份紫外吸收剂2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑，0.7份的增粘剂乙烯基三甲氧基硅烷。
将上述交联层的边缘区域树脂组合物、中间区域的树脂组合物及粘结层的树脂组合物，各自充分混合后加入不同的挤出机，挤出机的温度均为85℃，T模头温度为85℃；上述预交联层边缘区域各自的挤出物料、中间区域的挤出物料及粘结层的挤出物料熔融后通过分配器进入T模头挤出成膜，经冷却传送至300keV能量的电子辐射设备下方，对上述预交联面进行电子辐射，强度为20kGy，辐射后收卷得到抗蜗牛纹封装胶膜E3。E3胶膜厚度为0.6mm，预交联层为0.45mm(通过分配器计算得到)，粘结层为0.15mm(通过分配器计算得到)。仔细割取辐射预交联层0.45mm，对其宽度方向左中右三个的交联度进行测试，测得的左中右区域的交联度分别为30.6％，4.8％，28.7％。将E3胶膜置于两层离形膜中间，放入真空层压机内，在150℃下，层压固化15min。将层压后的E3胶膜取出，仔细割取预交联层样品7-10mg，对其进行DSC测试(起始温度20℃，终止温度250℃，升温速率10℃/min)，DSC测试结果在110℃-220℃之间无交联峰。
实施例4
一种抗蜗牛纹封装胶膜，包括预交联层和粘结层两层共挤膜，其中预交联层由各占胶膜整体宽度27％的边缘区域和占膜整体宽度46％的中间区域构成；其中边缘区域，以重量份计，其主要原料组成如下：100份VA质量分数为25％乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，5份钛白粉，0.5份敏剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，0.1份受阻胺类光稳定剂癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯，0.1份紫外吸收剂2,2-四亚甲基双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)，2份增粘剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷。中间区域由：100份VA质量分数为25％乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，5份钛白粉，0.1份受阻胺类光稳定剂癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯，0.1份紫外吸收剂2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮，0.5份增粘剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
所述胶膜的粘结层由100份VA质量分数为25％乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，5份钛白粉，1份交联剂2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷，0.7份助交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，0.1份受阻胺类光稳定剂癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯，0.2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)-三酮和三(2,4,-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的复配物(质量比1:2)，0.1份紫外吸收剂2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮，3份增粘剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷组成。
将上述预交联层的边缘区域树脂组合物、中间区域的树脂组合物及粘结层的树脂组合物，各自充分混合后加入不同的挤出机，挤出机的温度均为85℃，T模头温度为90℃；上述预交联层边缘区域各自的挤出物料、中间区域的挤出物料及粘结层的挤出物料熔融后通过分配器进入T模头挤出成膜，经冷却传送至200keV能量的电子辐射设备下方，对上述预交联面进行电子辐射，强度为50kGy，辐射后收卷得到抗蜗牛纹封装胶膜E4。E4胶膜厚度为0.5mm，预交联层为0.4mm(通过分配器计算得到)，粘结层为0.1mm(通过分配器计算得到)。仔细割取预交联层0.4mm，对其宽度方向左中右三个的交联度进行测试，测得的左中右区域的交联度分别为68.3％，3.5％，69.5％。将E4胶膜置于两层离形膜中间，放入真空层压机内，在150℃下，层压固化15min。将层压后的E4胶膜取出，仔细割取预交联层样品7-10mg，对其进行DSC测试(起始温度20℃，终止温度250℃，升温速率10℃/min)，DSC测试结果在110℃-220℃之间无交联峰。
实施例5
一种抗蜗牛纹封装胶膜，包括预交联层和粘结层两层共挤膜，其中预交联层由各占胶膜整体宽度5％的边缘区域和占膜整体宽度90％的中间区域构成；其中边缘区域，以重量份计，其主要原料组成如下：100份VA质量分数为16％乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，5份氧化石墨烯，0.7份敏化剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，0.1份受阻胺类光稳定剂癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯，0.1份紫外吸收剂2,2-四亚甲基双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)，0.01份的增粘剂乙烯基三甲氧基硅烷。中间区域由：100份VA质量分数为16％乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，5份氧化石墨烯，0.1份受阻胺类光稳定剂癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯，0.1份紫外吸收剂2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮，0.01份的增粘剂乙烯基三甲氧基硅烷。
所述胶膜的粘结层由100份VA质量分数为16％乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，5份氧化石墨烯，0.8份交联剂2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷，0.7份助交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，0.1份受阻胺类光稳定剂癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯，0.1份紫外吸收剂2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮，0.1份的增粘剂乙烯基三甲氧基硅烷组成。
将上述预交联层的边缘区域树脂组合物、中间区域的树脂组合物及粘结层的树脂组合物，各自充分混合后加入不同的挤出机，挤出机的温度均为85℃，T模头温度为90℃；上述预交联层边缘区域各自的挤出物料、中间区域的挤出物料及粘结层的挤出物料熔融后通过分配器进入T模头挤出成膜，经冷却传送至100keV能量的电子辐射设备下方，对上述预交联面进行电子辐射，强度为30kGy，辐射后收卷得到抗蜗牛纹封装胶膜E5。E5胶膜厚度为0.45mm，预交联层为0.3mm(通过分配器计算得到)，粘结层为0.15mm(通过分配器计算得到)。仔细割取预交联层0.3mm，对其宽度方向左中右三个的交联度进行测试，测得的左中右区域的交联度分别为40.8％，2.5％，41.4％。将E5胶膜置于两层离形膜中间，放入真空层压机内，在150℃下，层压固化15min。将层压后的E5胶膜取出，仔细割取预交联层样品7-10mg，对其进行DSC测试(起始温度20℃，终止温度250℃，升温速率10℃/min)，DSC测试结果在110℃-220℃之间无交联峰。
对比例1
在100份VA含量为33％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，5份钛白粉，0.3份光稳定剂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-(1,1,3,3-四甲氧基)氨基-1,3,5-三嗪的聚合物，0.2份交联剂2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷，0.7份助交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，1份增粘剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷，并混合均匀。
将混合物在挤出机中进行共混挤出，挤出温度和T模头温度均控制在90℃，挤出物经过流延、冷却、分切、卷取工序，制得封装胶膜，记为C1，C1胶膜厚度为0.45mm。
对比例2
在100份VA含量为33％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，5份钛白粉，0.3份光稳定剂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-(1,1,3,3-四甲氧基)氨基-1,3,5-三嗪的聚合物，0.7份助交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，1份增粘剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷，并混合均匀。
将混合物在挤出机中进行共混挤出，挤出温度和T模头温度均控制在90℃，挤出物经过流延、冷却、分切工序，传送至1MeV电子辐射设备下方，进行电子辐射，辐射剂量为20kGy，辐射后制得封装胶膜，记为C-2，C2胶膜厚度为0.45mm。测试C2胶膜的交联度为52.5％。
对比例3
在100份VA含量为33％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，5份钛白粉，0.3份光稳定剂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-(1,1,3,3-四甲氧基)氨基-1,3,5-三嗪的聚合物，2份交联剂2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷，0.7份助交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，1份增粘剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷，并混合均匀。
将混合物在挤出机中进行共混挤出，挤出温度和T模头温度均控制在90℃，挤出物经过流延、冷却、分切工序，传送至1MeV电子辐射设备下方，进行电子辐射，辐射剂量为5kGy，辐射后制得封装胶膜，记为C3，C3胶膜的厚度为0.45mm。测试C3胶膜的交联度为10.7％。
对比例4
在100份VA含量为33％的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中，5份钛白粉，0.3份光稳定剂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-(1,1,3,3-四甲氧基)氨基-1,3,5-三嗪的聚合物，2份交联剂2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷，2份助交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，1份增粘剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷，并混合均匀。
将混合物在挤出机中进行共混挤出，挤出温度和T模头温度均控制在90℃，挤出物经过流延、冷却、分切工序，传送至1MeV电子辐射设备下方，进行电子辐射，辐射剂量为20kGy，辐射后制得封装胶膜，记为C4，C4胶膜的厚度为0.45mm。测试C4胶膜的交联度为60.6％.
性能测试
通过上述实施例得到的封装胶膜应用于太阳能电池组件的封装，经下述测试方法进行评价，评价结果列于表1：
1、玻璃/封装胶膜粘结强度
测试方法参考国家标准GB/T2790《胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》。
样品制作：取3mm厚玻璃、封装胶膜、TPT背板，按玻璃/胶膜/背板次序放入真空层压机内，在150℃，层压固化15分钟。对于双层共挤封装胶膜，剥离样品在制作时粘结层朝向玻璃。
在拉力机上进行测试，剥离速度为100mm/min，记录拉伸强度数值。
2、封装胶膜交联度
测试方法参考国家标准GB/T29848-2013《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》交联度的测定部分。
样品制作固化温度和时间：150℃，15分钟。
3、封装双玻组件外观评估
使用封装胶膜进行双玻组件封装试验，按玻璃/透明胶膜/电池片/双层共挤封装胶膜/玻璃的次序放入真空层压机内，在150℃，先抽真空后加压，共固化15分钟。观察双玻组件正面高反射胶膜上溢情况、组件的气泡和脱层等缺陷。
4、组件抗蜗牛纹性能评估
使用封装胶膜进行单玻组件封装试验，按玻璃/透明胶膜/单片电池片(人为压碎)/双层共挤封装胶膜/背板的次序放入真空层压机内，在150℃，先抽真空后加压，共固化15分钟。将上述组件放入85℃，85％RH环境中，并给组件通8A的电流，以1000h为一个周期，观察组件外观是否出现蜗牛纹现象。
表1：实施例与比较例制得的封装性能比较
本发明方案可以给光伏组件提供抗蜗牛纹性能较好的封装胶膜。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明精神和范围的技术方案及其改进，其均应覆盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种抗蜗牛纹封装胶膜，包括预交联层和粘结层，其特征在于，所述预交联层由两个边缘区域和位于两个边缘区域之间的中间区域构成；所述每个边缘区域的宽度占胶膜整体宽度的4％至27％，所述中间区域的宽度占胶膜整体宽度的92％至46％；所述边缘区域由：光伏封装基体材料100份，颜料0～40份，敏化剂0.01～1份，受阻胺类光稳定剂0.01～2份，紫外光吸收剂0.01～2份，及增粘剂0.01～2份组成，且边缘区域的预交联度为20％～70％左右；中间区域由：光伏封装基体材料100份，颜料0～40份，受阻胺类光稳定剂0.01～2份，紫外光吸收剂0.01～2份，及增粘剂0.01～2份组成，且中间区域预交联度为0.5％～5％左右。
所述胶膜的粘结层由光伏封装基体材料100份，颜料0～40份，过氧化物类交联剂0.1～10份，助交联剂0.1～5份，受阻胺类光稳定剂0.01～5份，紫外光吸收剂0.01～2份，及增粘剂0.1～3份组成。
2.根据权利要求1所述的抗蜗牛纹封装胶膜，其特征在于，所述光伏封装基体材料由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、茂金属催化聚乙烯、乙烯丁烯共聚物、乙烯辛烯共聚物、乙烯戊烯共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、乙烯甲基丙烯甲酯共聚物中的一种或多种按照任意配比混合组成。
3.根据权利要求1所述的抗蜗牛纹封装胶膜，其特征在于，所述颜料由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、钛白粉、氧化锌、炭黑、石墨烯、氧化石墨烯、铜铬黑、氢氧化镁、氢氧化铝、氧化铝、氧化镁、氮化硼、碳化硅、磷酸铵、聚磷酸铵、季戊四醇、双季戊四醇、多季戊四醇酯、聚磷酸三聚氰胺硼酸盐。
4.根据权利要求1所述的抗蜗牛纹封装胶膜，其特征在于，所述敏化剂由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：炭黑、三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯。
5.根据权利要求1所述的抗蜗牛纹封装胶膜，其特征在于，所述受阻胺类光稳定剂由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯、癸二酸双-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯、双-1-癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯、丁二酸和4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物、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-(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基-1，3，5-三嗪的聚合物、N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-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；所述紫外光吸收剂由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2,2-四亚甲基双(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2-(2’-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮；所述增粘剂由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷、3-氨丙基三甲基硅烷；所述过氧化物类交联剂由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：叔丁基过氧化碳酸异丙酯、2，5-二甲基-2，5－双(叔丁过氧基)己烷、1-双(过氧化叔丁基)-3，3，5-三甲基环己烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)环己烷、1,1-双(叔丁基过氧)环己烷、2,2-双(叔丁基过氧)丁烷、过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯、2,5-二甲基2,5-双(苯甲酰过氧)-己烷、过氧化碳酸叔戊酯、过氧化3,3,5三甲基己酸叔丁酯。
6.根据权利要求1所述的抗蜗牛纹封装胶膜，其特征在于，所述助交联剂由以下物质中的一种或多种按照任意配比混合组成：三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯。
7.根据权利要求1所述的抗蜗牛纹封装胶膜，其特征在于，所述预交联层与粘结层厚度比为(1～6):(1～6)；所述抗蜗牛纹封装胶膜总厚度为0.2～0.7mm，所述预交联层和粘结层厚度均为0.1～0.6mm。
8.一种权利要求1至7所述的抗蜗牛纹封装胶膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将预交联层的边缘区域的树脂组合物、中间区域的树脂组合物及粘结层的树脂组合物，分别混合后加入不同的挤出机，所述预交联层边缘区域各自的挤出物料、中间区域的挤出物料及粘结层的挤出物料在T模头内以具有边界的方式合并形成一个熔体流并以膜状挤出，在收卷前或收卷后，对所述预交联面进行电子辐射后得到所述抗蜗牛纹封装胶膜。
9.根据权利要求8所述的双层共挤封装胶膜的制备方法，其特征在于，所述挤出机的温度均为70～110℃，T模头温度为70～110℃。
10.根据权利要求8所述的抗蜗牛纹封装胶膜的制备方法，其特征在于，所述电子辐射的电子束能量为80keV～500keV，所述电子辐射的辐射剂量为5～60kGy。
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