CN105647406A - 一种高水汽阻隔的eva胶膜 - Google Patents

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Abstract

本发明所揭示的一种高水汽阻隔的EVA胶膜，所述胶膜包括以下重量份的组分：EVA树脂100份；交联剂0.1~5份；抗氧剂0.1~1份；抗紫外剂0.3~1份；光稳定剂0.3~0.7份；片层填料1~20份，其中所述片层填料为绢云母、滑石粉，玻璃鳞片、云母中的一种。本发明所揭示的一种高水汽阻隔的EVA胶膜，具有良好的耐紫外性能以及拉伸强度、撕裂强度等主要力学性能，并可与光伏其他封装材料和层压工艺具有良好的兼容性。

Description

一种高水汽阻隔的EVA胶膜
技术领域
本发明涉及一种光伏组件封装材料，具体涉及一种高水汽阻隔的EVA胶膜。
背景技术
随着传统化石燃料的日趋消耗枯竭，人类不断寻求新的能源替代方案。太阳能是目前公认的绿色可再生资源，目前市面上最常见的太阳能光伏组件结构从上往下依次是光伏钢化玻璃、高透EVA、电池片、高绝缘EVA和光伏背板/玻璃，其中EVA主要用于组件中电池片、玻璃、背板各层材料之间粘接。一款良好的EVA应具有高粘接力、高透光率，高水汽渗透，耐高温，抗紫外光老化等特点，以确保电池组件的长期稳定高效的运行。
水汽是导致组件失效的重要因素之一，水汽不仅可导致EVA胶膜发生水解，使EVA、背板之间产生脱层、黄变，还可以诱导蜗牛纹、PID等现象，使导致组件效率降低甚至失效。
由于EVA本身含有易于水解的酯键，EVA阻水性能普遍较弱，亟需开发一款高阻水的EVA，而目前，提高组件阻水性能最常见的办法为增加背板厚度，或是在背板镀阻水层，这些方法不仅会增加背板生产成本，同时层压工艺也更加复杂。部分EVA厂家在EVA中添加疏水聚烯烃材料，但其阻水效果并不理想，且EVA中含有交联剂，因此加工工艺温度较低，而聚烯烃熔点较高，在低加工温度下很难在EVA中均匀分散。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种高水汽阻隔的EVA胶膜，同常规的EVA胶膜相比，该EVA胶膜中含有片层材料，可减少EVA50%~70%水汽透过率，同时该EVA胶膜具有良好的耐紫外性能以及拉伸强度、撕裂强度等主要力学性能，并可与光伏其他封装材料和层压工艺具有良好的兼容性。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种高水汽阻隔的EVA胶膜，所述胶膜包括以下重量份的组分：
EVA树脂100份；
交联剂0.1~5份；
抗氧剂0.1~1份；
抗紫外剂0.3~1份；
光稳定剂0.3~0.7份；
片层填料1~20份；
其中所述片层填料为绢云母、滑石粉，玻璃鳞片、云母中的一种。
所述EVA中VA的含量为8~35%。
所述交联剂由交联固化剂和助交联剂组成，其中交联固化剂包括有机过氧化物和偶氮化合物，所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯中的至少一种。
所述有机过氧化物包括：过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧化己烷、4，4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯，过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、3，3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯中的至少一种。
所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种。
所述紫外光吸收剂为双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚(1-羟乙基-2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑中的至少两种。
所述光稳定剂为双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚(1-羟乙基-2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑中的至少两种。
本发明中组合物应用于制备高水汽阻隔的EVA胶膜时，还可增加一些其他辅助添加剂，如提高交联度的引发剂和助交联剂，一些增加粘结性能的硅烷偶联剂和增粘树脂，改善颜色外观的染料以增加色彩，通过加入阻燃材料提高阻燃性等增加功能化用途。
有益效果：本发明所揭示的一种高水汽阻隔的EVA胶膜，通过在EVA胶膜内添加片层材料，片层材料在加工过程中会沿膜表面平行排列，由于片层材料水汽透过率几乎为零，添加到EVA胶膜中延长了水汽的渗透通道，可以减少50~70%的水汽通过率，极大的增强EVA胶膜的水汽阻隔性能，有效提高组件的耐湿热性能，此外由于片层材料尺寸稳定性好，添加到EVA胶膜中可以增加EVA胶膜的热稳定性能，减小了层压过程中的收缩，从而降低层压过程中组件的碎片率。
具体实施方式
本发明所揭示的一种高水汽阻隔的EVA胶膜，所述胶膜包括以下重量份的组分：EVA树脂100份；交联剂0.1~5份；抗氧剂0.1~1份；抗紫外剂0.3~1份；光稳定剂0.3~0.7份；片层填料1~20份。
其中所述片层填料为绢云母、滑石粉，玻璃鳞片、云母中的一种。
所述EVA中VA的含量为8~35%。
所述交联剂由交联固化剂和助交联剂组成，其中交联固化剂包括有机过氧化物和偶氮化合物，所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯中的至少一种。
所述有机过氧化物包括：过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧化己烷、4，4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯，过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、3，3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯中的至少一种。
所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种。
所述紫外光吸收剂为双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚(1-羟乙基-2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑中的至少两种。
所述光稳定剂为双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚(1-羟乙基-2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑中的至少两种。
本发明中高水汽阻隔的EVA胶膜的制备方法为：将所有材料投入高速混合机中混合均匀，然后将混合物投入投入流延机中，在85~120℃下经过塑化后拉伸、牵引，最后收卷制成厚度为0.3~1.5mm的EVA封装胶膜。
下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。
实施例1
将100份醋酸乙烯含量为28%的EVA树脂、1.0份过氧化二异丙苯、0.5份3烯丙基异氰尿酸酯、β-3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，0.5份2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮，.2份双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，0.5份乙酸基三甲基硅烷，3份滑石粉经过混料机混合均匀，投入流延机里，在110℃经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷制成厚度约为0.5mm的EVA胶膜。
实施例2
将100份醋酸乙烯含量为28%的EVA树脂、1.0份过氧化二异丙苯、0.5份3烯丙基异氰尿酸酯、β-3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，0.5份2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮，.2份双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，0.5份乙酸基三甲基硅烷，10份滑石粉经过混料机混合均匀，投入流延机里，在110℃经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷制成厚度约为0.5mm的EVA胶膜。
实施例3
将100份醋酸乙烯含量为28%的EVA树脂、1.0份过氧化二异丙苯、0.5份3烯丙基异氰尿酸酯、β-3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，0.5份2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮，.2份双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，0.5份乙酸基三甲基硅烷，15份滑石粉经过混料机混合均匀，投入流延机里，在110℃经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷制成厚度约为0.5mm的EVA胶膜。
现有技术实施例
在100质量份醋酸乙烯含量为28%的EVA树脂、1.0份过氧化二异丙苯、0.5份3烯丙基异氰尿酸酯、β-3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，0.5份2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯酮，.2份双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，0.5份乙酸基三甲基硅烷经过混料机混合均匀，投入流延机里，在110℃经过塑化挤出、拉伸、牵引、收卷制成厚度约为0.5mm的EVA胶膜。
上述三个实施例均可制备得到高水汽阻隔的EVA胶膜，同时为了具备一些附属特性，可以添加辅助添加剂，如为了提高交联度可以添加引发剂和助交联剂，为了增加粘结性可以增加硅烷偶联剂和增粘树脂，为了改善颜色而增加色彩染料，为了改善阻燃性能可以增加阻燃材料等，使得其EVA胶膜具备更多的功能化。
将上述三个实施例与现有技术实施例进行性能测试：测试内容包括体积电阻率：按照GB/T1410-2006进行检测；水汽透过率：按照GB/T21529-2008进行检测；黄变指数：按照GB/T2409-80进行检测，具体的测试结果参见表1。
表1
以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种高水汽阻隔的EVA胶膜，其特征在于：所述胶膜包括以下重量份的组分：
EVA树脂100份；
交联剂0.1~5份；
抗氧剂0.1~1份；
抗紫外剂0.3~1份；
光稳定剂0.3~0.7份；
片层填料1~20份；
其中所述片层填料为绢云母、滑石粉，玻璃鳞片、云母中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种高水汽阻隔的EVA胶膜，其特征在于：所述EVA中VA的含量为8~35%。
3.根据权利要求1所述的一种高水汽阻隔的EVA胶膜，其特征在于：所述交联剂由交联固化剂和助交联剂组成，其中交联固化剂包括有机过氧化物和偶氮化合物，所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种高水汽阻隔的EVA胶膜，其特征在于：所述有机过氧化物包括：过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2，5-二甲基-2，5二叔丁基过氧化己烷、4，4-二(叔戊基过氧)戊酸正丁基酯，过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、3，3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种高水汽阻隔的EVA胶膜，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种高水汽阻隔的EVA胶膜，其特征在于：所述紫外光吸收剂为双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚(1-羟乙基-2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑中的至少两种。
7.根据权利要求1所述的一种高水汽阻隔的EVA胶膜，其特征在于：所述光稳定剂为双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、聚(1-羟乙基-2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3，5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑中的至少两种。
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