CN106281064B - 一种新型环保太阳能光伏电池封装材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型环保太阳能光伏电池封装材料，由以下原料制成：古马隆树脂、环氧硬酯酸丁酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸丁酯、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠、石油磺酸苯酯、硬酯酸丁酯、聚硫橡胶、氯丁橡胶、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、二丙烯三胺、聚乙烯蜡、短切玻璃纤维、石英粉、乙基纤维素、丙烯酸酯共聚物、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、叔丁基过氧化碳酸‑2‑乙基己酯、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、磷酸三甲苯酯、双‑1‑癸烷氧基‑2，2，6，6‑四甲基哌啶‑4‑醇癸二酸酯、抗氧剂、热稳定剂、抑烟剂、抗老化助剂、紫外线吸收剂。本发明的封装涂层用材料具有优异的综合性能，能够很好的应用于太阳能领域，发挥良好的密封效果。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域和电池封装材料制备技术领域，具体涉及一种新型环保太阳能光伏电池封装材料。
背景技术
随着能源的日益枯竭以及环境的恶化，各国政府对节能减排的要求越来越高，人们迫切需求一种新能源能够替代石化燃料。太阳能是一种绿色无污染并且取之不尽的能源，并且相对其它能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用，因而在最近十年，太阳能产业成为了全球各国发展的重点。太阳能的利用主要是通过太阳能电池板将其转化成电能，然后将其转化为其它用途，如太阳能热水器、空调、路灯以及电动汽车等等。由于太阳能电池组件的工作环境主要为室外，而太阳能电池片不能直接暴露在阳光、雨水等自然条件下，为延长其使用寿命，有必要对其进行密封。
目前太阳能光伏电池一般采用玻璃-EVA( 乙烯一醋酸乙烯共聚物) 作封装材料，这种封装模式虽然能满足太阳能光伏电池封装的基本要求，但存在许多不足，如EVA 胶膜抗老化性能较差，在使用过程中容易变黄老化，这大大降低了太阳能光伏电池的使用寿命和光电转换效率，并且采用玻璃EVA 封装模式对玻璃的要求比较高，若玻璃表面被污染或霉变，就会使玻璃的透光率降低，损失了光电转换效率。同时，这种模式封装的太阳能电池还存在维修困难和运输不便等不足。
随着太阳能技术的不断发展，现有的技术特点已经不能满足发展的需要，其固化速度、稳定性、耐老化性以及胶黏强度等都不能满足日益发展的需要，因此还需要进一步研究开发一种具有更加优异性能的封装材料。
发明内容
本发明提供一种新型环保太阳能光伏电池封装材料，以解决现有新型环保太阳能光伏电池封装材料固化速度慢，稳定性、耐老化性差，胶黏强度低等问题。本发明的封装涂层用材料具有优异的综合性能，能够很好的应用于太阳能领域，发挥良好的密封效果。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种新型环保太阳能光伏电池封装材料，以重量为单位，由以下原料制成：古马隆树脂110-196份、环氧硬酯酸丁酯65-80份、丙烯酸十八烷基酯37-54份、丙烯酸丁酯33-40份、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠18-20份、石油磺酸苯酯14-18份、硬酯酸丁酯16-26份、聚硫橡胶15-22份、氯丁橡胶12-16份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5-12份、二丙烯三胺6-10份、聚乙烯蜡7-9份、短切玻璃纤维4-8份、石英粉6-9份、乙基纤维素3-5份、丙烯酸酯共聚物0.6-0.9份、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯0.5-0.7份、叔丁基过氧化碳酸-2- 乙基己酯0.4-0.7份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.5-0.9份、磷酸三甲苯酯0.4-0.7份、双-1- 癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯0.3-0.5份、抗氧剂0.1-0.3份、热稳定剂0.2-0.3份、抑烟剂0.1-0.4份、抗老化助剂0.2-0.4份、紫外线吸收剂0.1-0.2份；
所述新型环保太阳能光伏电池封装材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将古马隆树脂、环氧硬酯酸丁酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸丁酯、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠、石油磺酸苯酯、硬酯酸丁酯、聚硫橡胶、氯丁橡胶混合，在温度为200-220℃，转速为200-400r/min下搅拌0.5-0.8h，制得混合物A；
S2：在真空度为0.6-0.7MPa下，向步骤1 制得的混合物A中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、二丙烯三胺、聚乙烯蜡、短切玻璃纤维、石英粉、乙基纤维素、丙烯酸酯共聚物、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、叔丁基过氧化碳酸-2- 乙基己酯、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、磷酸三甲苯酯、双-1- 癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯，在超声波功率为120-180W，温度为140-160℃，转速为300-500r/min下搅拌3-5h，制得混合物B；
S3：向步骤2 制得的混合物B中加入抗氧剂、热稳定剂、抑烟剂、抗老化助剂、紫外线吸收剂，在温度为115-125℃，转速为100-300r/min下搅拌0.6-1h，制得混合物C；
S4：将步骤3制得的混合物C依次经挤出、压延、冷却、牵引、除静电，制得新型环保太阳能光伏电池封装材料，其中挤出温度为85-94℃，热压温度为35-45℃，冷压温度为7-12℃。
进一步地，所述石英粉粒径在500-800 目。
进一步地，所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯。
进一步地，所述热稳定剂为硬脂酸锌。
进一步地，所述抑烟剂为八钼酸铵。
进一步地，所述抗老化助剂为三（2，4- 二叔丁基苯基）亚磷酸酯。
进一步地，所述紫外线吸收剂为水杨酸苯酯。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明制得的新型环保太阳能光伏电池封装材料，具有良好的性能，其中铅笔硬度达到了4B，固化时间达到了25min以下，拉伸强度达到了7.84MPa以上，剪切强度达到了6.52MPa以上，击穿电压达到了38.56KV/mm以上，人工耐老化试验达到了1290h以上无异常，具有优异的综合性能，能够很好的应用于太阳能领域，发挥良好的密封效果。
（2）本发明的新型环保太阳能光伏电池封装材料制备简便、操作方便，产品性能优异、环境友好，降低了太阳能电池封装中石油资源和能源的消耗，绿色节能，有着广泛的应用前景，是一种创新的绿色封装材料。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述新型环保太阳能光伏电池封装材料，以重量为单位，由以下原料制成：古马隆树脂110-196份、环氧硬酯酸丁酯65-80份、丙烯酸十八烷基酯37-54份、丙烯酸丁酯33-40份、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠18-20份、石油磺酸苯酯14-18份、硬酯酸丁酯16-26份、聚硫橡胶15-22份、氯丁橡胶12-16份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5-12份、二丙烯三胺6-10份、聚乙烯蜡7-9份、短切玻璃纤维4-8份、石英粉6-9份、乙基纤维素3-5份、丙烯酸酯共聚物0.6-0.9份、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯0.5-0.7份、叔丁基过氧化碳酸-2- 乙基己酯0.4-0.7份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.5-0.9份、磷酸三甲苯酯0.4-0.7份、双-1- 癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯0.3-0.5份、抗氧剂0.1-0.3份、热稳定剂0.2-0.3份、抑烟剂0.1-0.4份、抗老化助剂0.2-0.4份、紫外线吸收剂0.1-0.2份；
所述石英粉粒径在500-800 目；
所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯；
所述热稳定剂为硬脂酸锌；
所述抑烟剂为八钼酸铵；
所述抗老化助剂为三（2，4- 二叔丁基苯基）亚磷酸酯；
所述紫外线吸收剂为水杨酸苯酯；
所述新型环保太阳能光伏电池封装材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将古马隆树脂、环氧硬酯酸丁酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸丁酯、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠、石油磺酸苯酯、硬酯酸丁酯、聚硫橡胶、氯丁橡胶混合，在温度为200-220℃，转速为200-400r/min下搅拌0.5-0.8h，制得混合物A；
S2：在真空度为0.6-0.7MPa下，向步骤1 制得的混合物A中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、二丙烯三胺、聚乙烯蜡、短切玻璃纤维、石英粉、乙基纤维素、丙烯酸酯共聚物、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、叔丁基过氧化碳酸-2- 乙基己酯、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、磷酸三甲苯酯、双-1- 癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯，在超声波功率为120-180W，温度为140-160℃，转速为300-500r/min下搅拌3-5h，制得混合物B；
S3：向步骤2 制得的混合物B中加入抗氧剂、热稳定剂、抑烟剂、抗老化助剂、紫外线吸收剂，在温度为115-125℃，转速为100-300r/min下搅拌0.6-1h，制得混合物C；
S4：将步骤3制得的混合物C依次经挤出、压延、冷却、牵引、除静电，制得新型环保太阳能光伏电池封装材料，其中挤出温度为85-94℃，热压温度为35-45℃，冷压温度为7-12℃。
实施例1
一种新型环保太阳能光伏电池封装材料，以重量为单位，由以下原料制成：古马隆树脂152份、环氧硬酯酸丁酯74份、丙烯酸十八烷基酯45份、丙烯酸丁酯36份、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠19份、石油磺酸苯酯16份、硬酯酸丁酯21份、聚硫橡胶18份、氯丁橡胶14份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物9份、二丙烯三胺8份、聚乙烯蜡8份、短切玻璃纤维6份、石英粉8份、乙基纤维素4份、丙烯酸酯共聚物0.8份、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯0.6份、叔丁基过氧化碳酸-2- 乙基己酯0.6份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.7份、磷酸三甲苯酯0.6份、双-1-癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯0.4份、抗氧剂0.2份、热稳定剂0.2份、抑烟剂0.3份、抗老化助剂0.3份、紫外线吸收剂0.1份；
所述石英粉粒径在700 目；
所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯；
所述热稳定剂为硬脂酸锌；
所述抑烟剂为八钼酸铵；
所述抗老化助剂为三（2，4- 二叔丁基苯基）亚磷酸酯；
所述紫外线吸收剂为水杨酸苯酯；
所述新型环保太阳能光伏电池封装材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将古马隆树脂、环氧硬酯酸丁酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸丁酯、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠、石油磺酸苯酯、硬酯酸丁酯、聚硫橡胶、氯丁橡胶混合，在温度为210℃，转速为300r/min下搅拌0.7h，制得混合物A；
S2：在真空度为0.65MPa下，向步骤1 制得的混合物A中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、二丙烯三胺、聚乙烯蜡、短切玻璃纤维、石英粉、乙基纤维素、丙烯酸酯共聚物、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、叔丁基过氧化碳酸-2- 乙基己酯、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、磷酸三甲苯酯、双-1- 癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯，在超声波功率为150W，温度为150℃，转速为400r/min下搅拌4h，制得混合物B；
S3：向步骤2 制得的混合物B中加入抗氧剂、热稳定剂、抑烟剂、抗老化助剂、紫外线吸收剂，在温度为120℃，转速为200r/min下搅拌0.8h，制得混合物C；
S4：将步骤3制得的混合物C依次经挤出、压延、冷却、牵引、除静电，制得新型环保太阳能光伏电池封装材料，其中挤出温度为90℃，热压温度为40℃，冷压温度为10℃。
实施例2
一种新型环保太阳能光伏电池封装材料，以重量为单位，由以下原料制成：古马隆树脂110份、环氧硬酯酸丁酯65份、丙烯酸十八烷基酯37份、丙烯酸丁酯33份、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠18份、石油磺酸苯酯14份、硬酯酸丁酯16份、聚硫橡胶15份、氯丁橡胶12份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5份、二丙烯三胺6份、聚乙烯蜡7份、短切玻璃纤维4份、石英粉6份、乙基纤维素3份、丙烯酸酯共聚物0.6份、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯0.5份、叔丁基过氧化碳酸-2- 乙基己酯0.4份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.5份、磷酸三甲苯酯0.4份、双-1-癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯0.3份、抗氧剂0.1份、热稳定剂0.2份、抑烟剂0.1份、抗老化助剂0.2份、紫外线吸收剂0.1份；
所述石英粉粒径在500目；
所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯；
所述热稳定剂为硬脂酸锌；
所述抑烟剂为八钼酸铵；
所述抗老化助剂为三（2，4- 二叔丁基苯基）亚磷酸酯；
所述紫外线吸收剂为水杨酸苯酯；
所述新型环保太阳能光伏电池封装材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将古马隆树脂、环氧硬酯酸丁酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸丁酯、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠、石油磺酸苯酯、硬酯酸丁酯、聚硫橡胶、氯丁橡胶混合，在温度为200℃，转速为200r/min下搅拌0.8h，制得混合物A；
S2：在真空度为0.6MPa下，向步骤1 制得的混合物A中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、二丙烯三胺、聚乙烯蜡、短切玻璃纤维、石英粉、乙基纤维素、丙烯酸酯共聚物、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、叔丁基过氧化碳酸-2- 乙基己酯、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、磷酸三甲苯酯、双-1- 癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯，在超声波功率为120W，温度为140℃，转速为300r/min下搅拌5h，制得混合物B；
S3：向步骤2 制得的混合物B中加入抗氧剂、热稳定剂、抑烟剂、抗老化助剂、紫外线吸收剂，在温度为115℃，转速为100r/min下搅拌1h，制得混合物C；
S4：将步骤3制得的混合物C依次经挤出、压延、冷却、牵引、除静电，制得新型环保太阳能光伏电池封装材料，其中挤出温度为85℃，热压温度为35℃，冷压温度为7℃。
实施例3
一种新型环保太阳能光伏电池封装材料，以重量为单位，由以下原料制成：古马隆树脂196份、环氧硬酯酸丁酯80份、丙烯酸十八烷基酯54份、丙烯酸丁酯40份、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠20份、石油磺酸苯酯18份、硬酯酸丁酯26份、聚硫橡胶22份、氯丁橡胶16份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物12份、二丙烯三胺10份、聚乙烯蜡9份、短切玻璃纤维8份、石英粉9份、乙基纤维素5份、丙烯酸酯共聚物0.9份、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯0.7份、叔丁基过氧化碳酸-2- 乙基己酯0.7份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.9份、磷酸三甲苯酯0.7份、双-1- 癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯0.5份、抗氧剂0.3份、热稳定剂0.3份、抑烟剂0.4份、抗老化助剂0.4份、紫外线吸收剂0.2份；
所述石英粉粒径在800 目；
所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯；
所述热稳定剂为硬脂酸锌；
所述抑烟剂为八钼酸铵；
所述抗老化助剂为三（2，4- 二叔丁基苯基）亚磷酸酯；
所述紫外线吸收剂为水杨酸苯酯；
所述新型环保太阳能光伏电池封装材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将古马隆树脂、环氧硬酯酸丁酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸丁酯、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠、石油磺酸苯酯、硬酯酸丁酯、聚硫橡胶、氯丁橡胶混合，在温度为220℃，转速为400r/min下搅拌0.5h，制得混合物A；
S2：在真空度为0.7MPa下，向步骤1 制得的混合物A中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、二丙烯三胺、聚乙烯蜡、短切玻璃纤维、石英粉、乙基纤维素、丙烯酸酯共聚物、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、叔丁基过氧化碳酸-2- 乙基己酯、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、磷酸三甲苯酯、双-1- 癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯，在超声波功率为180W，温度为160℃，转速为500r/min下搅拌3h，制得混合物B；
S3：向步骤2 制得的混合物B中加入抗氧剂、热稳定剂、抑烟剂、抗老化助剂、紫外线吸收剂，在温度为125℃，转速为300r/min下搅拌0.6h，制得混合物C；
S4：将步骤3制得的混合物C依次经挤出、压延、冷却、牵引、除静电，制得新型环保太阳能光伏电池封装材料，其中挤出温度为94℃，热压温度为45℃，冷压温度为12℃。
对实施例1-3制得新型环保太阳能光伏电池封装材料进行性能测试，结果如下表所示。
| 实施例 | 铅笔硬度（MPa） | 固化时间（min） | 拉伸强度（MPa） | 剪切强度（MPa） | 击穿电压强度（KV/mm） | 人工耐老化试验（60℃，80%湿度条件下） |
| 1 | 4B | 24 | 8.56 | 6.65 | 40.22 | 1360 |
| 2 | 4B | 25 | 7.84 | 6.52 | 38.56 | 1290 |
| 3 | 4B | 22 | 8.89 | 7.18 | 42.59 | 1430 |
从上表结果可以看出，本发明制得的新型环保太阳能光伏电池封装材料，具有良好的性能，其中铅笔硬度达到了4B，固化时间达到了25min以下，拉伸强度达到了7.84MPa以上，剪切强度达到了6.52MPa以上，击穿电压达到了38.56KV/mm以上，人工耐老化试验达到了1290h以上无异常，具有优异的综合性能，能够很好的应用于太阳能领域，发挥良好的密封效果。
以上内容不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (6)
1.一种新型环保太阳能光伏电池封装材料，其特征在于，以重量为单位，由以下原料制成：古马隆树脂110-196份、环氧硬酯酸丁酯65-80份、丙烯酸十八烷基酯37-54份、丙烯酸丁酯33-40份、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠18-20份、石油磺酸苯酯14-18份、硬酯酸丁酯16-26份、聚硫橡胶15-22份、氯丁橡胶12-16份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5-12份、二丙烯三胺6-10份、聚乙烯蜡7-9份、短切玻璃纤维4-8份、石英粉6-9份、乙基纤维素3-5份、丙烯酸酯共聚物0.6-0.9份、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯0.5-0.7份、叔丁基过氧化碳酸-2- 乙基己酯0.4-0.7份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷0.5-0.9份、磷酸三甲苯酯0.4-0.7份、双-1- 癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯0.3-0.5份、抗氧剂0.1-0.3份、热稳定剂0.2-0.3份、抑烟剂0.1-0.4份、抗老化助剂0.2-0.4份、紫外线吸收剂0.1-0.2份；
所述抗老化助剂为三（2，4- 二叔丁基苯基）亚磷酸酯；
所述新型环保太阳能光伏电池封装材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将古马隆树脂、环氧硬酯酸丁酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸丁酯、聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠、石油磺酸苯酯、硬酯酸丁酯、聚硫橡胶、氯丁橡胶混合，在温度为200-220℃，转速为200-400r/min下搅拌0.5-0.8h，制得混合物A；
S2：在真空度为0.6-0.7MPa下，向步骤1 制得的混合物A中加入乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、二丙烯三胺、聚乙烯蜡、短切玻璃纤维、石英粉、乙基纤维素、丙烯酸酯共聚物、偶氮二异丁酸（丙烯酸乙二醇）酯、叔丁基过氧化碳酸-2- 乙基己酯、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、磷酸三甲苯酯、双-1- 癸烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-醇癸二酸酯，在超声波功率为120-180W，温度为140-160℃，转速为300-500r/min下搅拌3-5h，制得混合物B；
S3：向步骤2 制得的混合物B中加入抗氧剂、热稳定剂、抑烟剂、抗老化助剂、紫外线吸收剂，在温度为115-125℃，转速为100-300r/min下搅拌0.6-1h，制得混合物C；
S4：将步骤3制得的混合物C依次经挤出、压延、冷却、牵引、除静电，制得新型环保太阳能光伏电池封装材料，其中挤出温度为85-94℃，热压温度为35-45℃，冷压温度为7-12℃。
2.根据权利要求1所述的新型环保太阳能光伏电池封装材料，其特征在于，所述石英粉粒径在500-800 目。
3.根据权利要求1所述的新型环保太阳能光伏电池封装材料，其特征在于，所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯。
4.根据权利要求1所述的新型环保太阳能光伏电池封装材料，其特征在于，所述热稳定剂为硬脂酸锌。
5.根据权利要求1所述的新型环保太阳能光伏电池封装材料，其特征在于，所述抑烟剂为八钼酸铵。
6.根据权利要求1所述的新型环保太阳能光伏电池封装材料，其特征在于，所述紫外线吸收剂为水杨酸苯酯。
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