CN106479428A

CN106479428A - 树脂组合物和太阳能电池封装胶膜

Info

Publication number: CN106479428A
Application number: CN201510535134.8A
Authority: CN
Inventors: 白守萍; 黄江; 周芳享
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2017-03-08

Abstract

本发明涉及太阳能电池封装胶膜领域，公开了一种树脂组合物，其特征在于，该树脂组合物含有聚烯烃、交联引发剂、偶联剂和增粘剂，所述增粘剂含有(甲基)丙烯酸酯低聚物和(甲基)丙烯酸酯单体。通过本发明的树脂组合物制备得到的太阳能电池封装胶膜在层压时难以产生气泡且在缘处难以出现粘性的溢胶。

Description

树脂组合物和太阳能电池封装胶膜

技术领域

本发明涉及一种树脂组合物以及通过该树脂组合物制备得到的太阳能电池封装胶膜。

背景技术

太阳能电池是收集太阳光并进行光伏转换的装置，由于太阳能电池能够将太阳能转换为电能，可以极大降低电能的制造成本，因此，太阳能电池在人们生活、生产的各个领域均得到了广泛的应用。

太阳能电池中进行光伏转换的材料一般主要为硅晶片，然而硅晶片如果直接暴露在大气中，其光电转换机能会衰减，因此，太阳能电池一般都需要用封装胶膜将其封装，以保护硅晶片。

目前，太阳能电池封装胶膜通常通过由聚烯烃、过氧化物以及偶联剂等的组合物制备得到。但是，采用上述组成的组合物制备得到的太阳能电池封装胶膜，在层压时容易出现气泡，并且边缘处容易出现粘性的溢胶，容易粘结在其他组件的玻璃或背板上，造成组件脏污。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的问题，提供一种树脂组合物，以及通过该树脂组合物制备得到的太阳能电池封装胶膜，通过该树脂组合物制备得到的太阳能电池封装胶膜在层压时难以产生气泡且在缘处难以出现粘性的溢胶。

本发明的发明人通过深入的研究发现，通过使树脂组合物含有聚烯烃、交联引发剂、偶联剂和特定的增粘剂(也即含有(甲基)丙烯酸酯低聚物和(甲基)丙烯酸酯单体的增粘剂)，能够使其得到的太阳能电池封装胶膜在层压时防止气泡和粘性溢胶的产生，由此完成的本发明。

也即，本发明提供一种树脂组合物，其中，该树脂组合物含有聚烯烃、交联引发剂、偶联剂和增粘剂，所述增粘剂含有(甲基)丙烯酸酯低聚物和(甲基)丙烯酸酯单体。

本发明还提供一种太阳能电池封装胶膜，其中，该太阳能电池封装胶膜通过将上述组合物混合后进行流涏或压廷而成。

通过本发明的树脂组合物得到的太阳能电池封装胶膜在层压时难以产生气泡和粘性溢胶的原因推测为：通过采用本发明特定的增粘剂(含有(甲基)丙烯酸酯低聚物和(甲基)丙烯酸酯单体的增粘剂)的前期聚合提高了整个体系的初始反应速度及体系初始粘度，由此使得到的胶膜在层压时能够有效地防止气泡和粘性溢胶现象的产生。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供的树脂组合物含有聚烯烃、交联引发剂、偶联剂和增粘剂，所述增粘剂含有(甲基)丙烯酸酯低聚物和(甲基)丙烯酸酯单体。

根据本发明，虽然本发明的树脂组合物只要具有上述成分即可有效地防止胶膜层压时气泡和粘性溢胶的产生，但从更有效地防止胶膜层压时气泡和粘性溢胶的产生的观点出发，优选相对于100重量份的聚烯烃，所述交联引发剂的含量为0.5-2重量份，所述偶联剂的含量为0.1-1重量份，所述增粘剂的用量为0.1-5重量份；更优选相对于100重量份的聚烯烃，所述交联引发剂的含量为0.8-1.5重量份，所述偶联剂的含量为0.2-0.5重量份，所述增粘剂的用量为0.5-5重量份；进一步优选相对于100重量份的聚烯烃，所述交联引发剂的含量为0.8-1.5重量份，所述偶联剂的含量为0.25-0.3重量份，所述增粘剂的用量为0.6-4.3重量份。

根据本发明，所述聚烯烃可以为本领域常规使用的各种聚烯烃，例如可以为选自乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烃以及环戊二烯、环己烯等环烯烃中的一种或多种单体聚合形成。

作为具体的聚烯烃例如可以举出：聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚1-戊烯、聚1-己烯、聚1-辛烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚环戊二烯、聚环己烯、乙烯-己烯共聚物、乙烯-丙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-己烯-辛烯共聚物等。它们中可以单独使用一种，也可以组合两种以上使用。

上述聚烯烃可以通过本领域常规的合成方法得到，例如将上述列出的单体通过高压聚合、低压聚合(包括溶液法、浆液法、本体法、气相法)等方式制备得到。另外，上述聚烯烃也可以通过商购获得。

在本发明中，所述交联引发剂用于产生自由基，引发交联聚合反应，其可以为本领域常规使用的交联引发剂。优选地，所述交联引发剂为过氧化物引发剂。

作为上述过氧化物引发剂，可举出过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化辛酰、过氧化邻氯苯甲酰、邻甲氧基过氧化苯甲酰、甲基乙基酮过氧化物、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化氢异丙苯、过氧化环己酮、叔丁基过氧化氢、过氧化氢二异丙苯、过氧乙酸叔丁酯、过氧-2-乙基己基碳酸叔戊酯、过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯等。它们中可以单独使用一种，也可以组合两种以上使用。

在本发明中，所述偶联剂用于增强与玻璃基体的粘结性能，其可以为本领域常规使用的各种类型的偶联剂。优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

作为上述硅烷偶联剂，可以举出：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-氨丙基三甲氧基硅等。它们中可以单独使用一种，也可以组合两种以上使用。

根据本发明，所述增粘剂含有(甲基)丙烯酸酯低聚物和(甲基)丙烯酸酯单体。

作为所述(甲基)丙烯酸酯低聚物可以为由单官能团(甲基)丙烯酸酯单体或多官能团(甲基)丙烯酸酯单体形成的低聚物，或者由单官能团(甲基)丙烯酸酯单体或多官能团(甲基)丙烯酸酯单体与异氰酸酯等单体聚合形成的低聚物。所述(甲基)丙烯酸酯低聚物在25℃下测定的粘度在1000cps以上，优选为5000cps以上，更优选为7000-200000cps，进一步优选为8000-160000cps。

上述粘度为使用旋转粘度计在25℃下测定得到的值。

作为形成所述(甲基)丙烯酸酯低聚物的(甲基)丙烯酸酯单体具体可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基已酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸异硬脂酯等具有碳原子数为1-20的烷基的(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯、(甲基)丙烯酸二环戊基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸金刚烷酯等具有脂环式结构的(甲基)丙烯酸酯；环氧丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯等具有芳香族结构的(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸四氢糠酯等具有杂环式结构的(甲基)丙烯酸酯等。它们中可以单独使用一种，也可以组合两种以上使用。

作为多官能团(甲基)丙烯酸酯的具体例子可以举出：1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1.6-己二醇(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯等具有脂肪族结构的二(甲基)丙烯酸酯；环己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯等具有脂环式结构的二(甲基)丙烯酸酯；双酚A环氧乙烷改性二(甲基)丙烯酸酯、双酚F环氧乙烷改性二(甲基)丙烯酸酯等具有芳香族结构的二(甲基)丙烯酸酯；三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸环氧乙烷改性三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等三官能以上的多官能团(甲基)丙烯酸酯。

作为异氰酸酯单体，可列举出三烯丙基异氰脲酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯等的甲苯二异氰酸酯系化合物；1,3-间苯二甲基二异氰酸酯、1,4-间苯二甲基二异氰酸酯等的间苯二甲基二异氰酸酯系化合物；二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二苯基甲烷-2,4’-二异氰酸酯、3-甲基二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二环己基甲烷-2,4’-二异氰酸酯、赖氨酸异氰酸酯等。优选脂肪族异氰酸酯如六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二环己基甲烷-2,4’-二异氰酸酯、赖氨酸异氰酸酯等。

另外，作为所述增粘剂中所含有的(甲基)丙烯酸酯单体可以为单官能团(甲基)丙烯酸酯，也可以为多官能团(甲基)丙烯酸酯。优选为多官能团(甲基)丙烯酸酯。作为单官能团(甲基)丙烯酸酯和多官能团(甲基)丙烯酸酯可以举出上述(甲基)丙烯酸酯低聚物中列举的各单体。

作为所述(甲基)丙烯酸酯低聚物和(甲基)丙烯酸酯单体的使用比例可以在宽的范围内变动，优选地，在所述增粘剂中，相对于100重量份所述(甲基)丙烯酸酯低聚物，所述(甲基)丙烯酸酯单体的含量为1-50重量份。更优选地，相对于100重量份所述(甲基)丙烯酸酯低聚物，所述(甲基)丙烯酸酯单体的含量为5-20重量份。

根据本发明，优选的情况下，所述组合物还含有助交联剂，所述助交联剂用于提高聚合物交联密度，有利于进一步加速交联反应。

作为所述助交联剂可以为本领域常规使用的各种助交联剂，优选地，所述助交联剂为有机异氰酸酯化合物和有机环氧化合物中的一种或多种。这些助交联剂中中，从耐候性的观点出发，优选为有机异氰酸酯化合物。

作为有机异氰酸酯化合物，例如可举出三烯丙基异氰脲酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯等的甲苯二异氰酸酯系化合物；1,3-间苯二甲基二异氰酸酯、1,4-间苯二甲基二异氰酸酯等的间苯二甲基二异氰酸酯系化合物；二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二苯基甲烷-2,4’-二异氰酸酯、3-甲基二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二环己基甲烷-2,4’-二异氰酸酯、赖氨酸异氰酸酯等。

另外，也可以使用这些有机异氰酸酯化合物的三聚物、以及这些有机异氰酸酯化合物与多元醇化合物反应得到的末端为异氰酸酯的聚氨酯预聚物等。

作为有机环氧化合物，例如可举出双酚A型环氧基化合物、双酚F型环氧基化合物、1,3-双(N,N-二缩水甘油基氨基甲基)甲苯、N,N,N’,N’-四缩水甘油基-4,4-二氨基二苯基甲烷等。

作为所述助交联剂的用量可以在较大的范围内变动，优选地，相对于100重量份的聚烯烃，所述助交联剂的含量为0.1-1重量份；更优选地，相对于100重量份的聚烯烃，所述助交联剂的含量为0.2-0.5重量份；进一步优选地，相对于100重量份的聚烯烃，所述助交联剂的含量为0.2-0.4重量份。

根据本发明，优选的情况下，所述组合物还含有抗老化剂，作为所述抗老化剂可以本领域常用的各种用于抗老化的试剂，具体地，所述抗老化剂为紫外光稳定剂和抗氧剂中的一种或多种。

作为紫外光稳定剂，包括紫外光吸收剂及受阻胺类稳定剂，例如可举出受阻胺系紫外线吸收剂、苯并三唑系紫外线吸收剂、恶唑基油酸酰胺化合物、二苯甲酮系紫外线吸收剂、三嗪系紫外线吸收剂等。

作为抗氧剂，例如可举出苯酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、维生素系抗氧化剂、内酯系抗氧化剂、胺系抗氧化剂等。

作为所述抗老化剂的用量可以在较大的范围内变动，优选地，相对于100重量份的聚烯烃，所述抗老化剂的含量为0.1-1重量份；更优选地，相对于100重量份的聚烯烃，所述抗老化剂的含量为0.2-0.6量份。

本发明的树脂组合物中可以根据需要在不损害本发明效果的范围内含有各种添加剂。例如，可以含有无机填料和/或增塑剂等。作为上述添加剂的用量没有特别的限定，可以为本领域的常规用量。

上述流涏或压廷可通过单螺杆或双螺杆挤出机完成，挤出机主机温度设定为50-80℃，模具温度设定为70-120℃。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明并不仅限于下述实施例。

以下实施例中，低聚物的粘度为使用旋转粘度计在25℃下测定得到的值。

实施例1-7

将聚烯烃、增粘剂、交联引发剂、偶联剂、任选地助交联剂和任选地抗老化剂混合得到混合物，在挤出流延设备(购于南京越升公司)中通过双螺杆挤出，流涎成膜(具体条件为挤出机主机温度为60-80℃，模具温度为100℃)，得到胶膜S1-S7。上述各实施例中使用的各组分和用量如表1所示。

对比例1

按照实施例1的方法进行，不同的是未加入Doublemer 503，得到胶膜DS1。

对比例2

按照实施例1的方法进行，不同的是未加入Doublemer 013，得到胶膜DS2。

对比例3

按照实施例1的方法进行，不同的是未加入Doublemer 503和Doublemer 013，得到胶膜DS3。

表1

表1中使用的各组分的信息如下：

聚烯烃DF7350：为乙烯-己烯共聚物，购于三井化学；

聚烯烃8150：为乙烯-辛烯共聚物，购于陶氏化学；

Doublemer 503：聚氨酯丙烯酸酯，粘度为150000cps，购于双键化工股份有限公司；

Doublemer 013：丙烯酸酯，购于双键化工股份有限公司；

Doublemer 321HS：丙烯酸酯预聚物，粘度为9000cps，购于双键化工股份有限公司；

SR444：季戊四醇三丙烯酸酯，购于沙多玛广州化学有限公司；

LaromerLR 9004：丙烯酸酯低聚物，粘度为50000cps，购于巴斯夫化工；

Doublemer 120：环氧丙烯酸酯，购于双键化工股份有限公司；

TBEC：具体名称为过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯，购于阿科玛化工有限公司；

TAIC：三烯丙基异三聚氰酸酯，购于赢创集团；

硅烷偶联剂6030：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，购于道康宁；

氰特UV531：2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮，购于氰特化工有限公司。

测试例1：初始粘度测试

采用密闭式发泡流变仪EKT-2000SP测试实施例1-7得到的胶膜S1-S7和对比例1-3得到的胶膜DS1-DS3的硫化特性。具体为，将实施例1-7得到的胶膜S1-S7和对比例1-3得到的胶膜DS1-DS3在142℃下测定硫化性能，记录2min时的扭矩值，扭矩值越大，初始粘度越大，其结果如表2所示：

表2

	S1	S2	S3	S4	S5	S6	S7	DS1	DS2	DS3
											扭矩值	0.15	0.16	0.19	0.11	0.17	0.14	0.15	0.05	0.05	0.06

测试例2：胶膜层压情况统计

将按照实施例1-7和对比例1-3制备得到的胶膜S1-S7和DS1-DS3各100pcs在142℃下各自分别按照玻璃/胶膜/电池片/胶膜/背板结构层压太阳能组件，气泡不良率及边缘粘性的溢胶情况统计如表3所示。

表3

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

DS1

DS2

DS3

气泡不良率

2％

1％

3％

1％

2％

1％

9％

11％

10％

边缘粘性溢胶率

无

1％

无

80％

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种树脂组合物，其特征在于，该树脂组合物含有聚烯烃、交联引发剂、偶联剂和增粘剂，所述增粘剂含有(甲基)丙烯酸酯低聚物和(甲基)丙烯酸酯单体。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中，相对于100重量份的聚烯烃，所述交联引发剂的含量为0.5-2重量份，所述偶联剂的含量为0.1-1重量份，所述增粘剂的用量为0.1-5重量份；

优选地，相对于100重量份的聚烯烃，所述交联引发剂的含量为0.8-1.5重量份，所述偶联剂的含量为0.2-0.5重量份，所述增粘剂的用量为0.5-5重量份。

3.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述聚烯烃为乙烯-己烯共聚物、乙烯-丙烯-己烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物和乙烯-己烯-辛烯共聚物中的一种或多种。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述交联引发剂为过氧化物引发剂。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述(甲基)丙烯酸酯低聚物在25℃下测定的粘度为1000cps以上，优选为5000cps以上，更优选为7000-200000cps；

更优选地，所述(甲基)丙烯酸酯单体为多官能团(甲基)丙烯酸酯单体；

进一步优选地，在所述增粘剂中，相对于100重量份所述(甲基)丙烯酸酯低聚物，所述(甲基)丙烯酸酯单体的含量为1-50重量份。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述组合物还含有助交联剂，相对于100重量份的聚烯烃，所述助交联剂的含量为0.1-1重量份；

优选地，所述助交联剂为有机异氰酸酯化合物和有机环氧化合物中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物还含有抗老化剂，相对于100重量份的聚烯烃，所述抗老化剂的含量为0.1-1重量份；

优选地，所述抗老化剂为紫外光稳定剂和抗氧剂中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述组合物还含有填料和/或增塑剂。

10.一种太阳能电池封装胶膜，其特征在于，该太阳能电池封装胶膜通过将权利要求1-9中任意一项所述组合物混合后进行流涏或压廷而成。