CN106752997A - 一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，包括按照重量份计的以下成分：聚烯烃树脂A 100份；聚烯烃树脂B 20‑50份；有机过氧化合物引发剂0.6‑2.0份；交联助剂0.5‑2.5份；增粘偶联剂0.3‑0.8份；色母粒15‑25份；光稳定剂0.1‑0.6份；紫外光吸收剂0.1‑0.6份。该阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜有效的降低了水汽透过率，从而改善了水汽对太阳电池双玻组件侧面的渗透作用，避免电池片的腐蚀，有效的阻止了蜗牛纹的产生和起到了抗PID的作用，延长了双玻组件的使用寿命。本发明还公开了一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜的制备方法，工艺简单，操作简便，成本低。

Description

一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳电池组件封装材料技术领域，尤其涉及一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜及其制备方法。
背景技术
随着社会的不断发展，环境污染和能源短缺成为人类面临的最大挑战，利用太阳电池将清洁的、可再生的太阳能转换成电能是解决这两个问题最有效的方法之一。普通电池片的寿命是30年，而组件的使用只有25年，因此太阳电池组件的高使用寿命成为人们日益关注的重点，而双玻高反组件具有生命周期更高的发电量，比普通单玻组件高出10％以上，且使用寿命比普通单玻组件长5年以上。传统单玻组件的衰减大约在0.7％左右，双玻高反组件是0.5％，因此双玻高反组件越来越受到人们的青睐。
目前传统的双玻高反组件主要为EVA胶膜，背面为白色高反EVA胶膜，但是太阳电池的长期使用温度约在70℃左右,在此温度下，EVA会发生蠕变，同时在高温下会逐步分解，EVA的水汽透过率为10-30g/m2·day，水汽易通过双玻高反组件的侧面进行渗透，EVA水解释放出醋酸，导致电池片被腐蚀，增加了电势诱导衰减(PID)和蜗牛纹发生的概率，降低双玻组件的使用寿命，因此有必要开发一种低透水性能的高反封装材料，延长太阳能双玻组件的发电周期。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，该聚烯烃封装胶膜制造成本低、水汽阻隔性能高，可以用于太阳电池领域。
本发明的第二个目的在于提供一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜的制备方法，工艺简单，操作简便，成本低。
本发明的第一个目的采用以下技术方案实现：
一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，包括按照重量份计的以下成分：
优选的，所述聚烯烃树脂A的熔融指数为3-30g/10min，熔点为60-115℃。
优选的，所述聚烯烃树脂B的熔融指数为10-45g/10min，熔点为50-100℃。
优选的，所述有机过氧化合物引发剂为碳过氧酸-O,O-(1,1-二甲基乙基)-O-(2-乙基己基)酯、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、叔丁基过氧化2-乙基已基碳酸酯、叔丁过氧化碳酸-2-乙基己酯、叔丁基过氧基甲酸2-乙基已基酯、叔丁基过氧基甲酸2-乙基己基酯和叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯中的一种或任意组合。
优选的，所述交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、1,3,5-三-2-丙烯基-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、三烯丙基异氰酸酯、三异丙基异三聚氰酸酯、异氰脲酸三烯丙酯和异氰尿酸三烯丙酯中的一种或任意组合。
优选的，所述增粘偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯三乙氧基硅烷、三乙氧基乙烯硅烷、乙烯基三乙氧硅烷、(三乙氧基甲硅烷基)乙烯、三乙氧基乙烯基硅烷中的一种或任意组合。
优选的，所述色母粒为钛白颜料和所述聚烯烃树脂A的混合物，经双螺杆熔融挤出拉条切粒而成；所述钛白颜料的用量为40％-70％，所述聚烯烃树脂A的用量为30％-60％。
优选的，在所述所钛白颜料中，二氧化钛的含量大于96％，氧化铝的含量大于3％。
优选的，所述光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯；所述紫外光吸收剂为[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮。
本发明的第二个目的采用以下技术方案实现：
一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜的制备方法，包括以下步骤：将配方量的聚烯烃树脂A、聚烯烃树脂B、有机过氧化合物引发剂、交联助剂、增粘偶联剂、色母粒、光稳定剂和紫外光吸收剂经过混料釜混合均匀后，投入流延机中，经过塑化挤出、流延、牵引、收卷，即得所述阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明所提供的阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，能够有效降低水汽透过率，从而改善水汽对太阳电池双玻组件侧面的渗透作用，避免电池片的腐蚀，有效的阻止了蜗牛纹的产生，起到了抗PID的作用，延长了双玻组件的使用寿命。
(2)本发明所提供的阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，解决了现有常规白色高反EVA封装胶膜阻水性能低的缺陷。配方中加入了有机过氧化合物引发剂和交联助剂，发生化学交联的使聚烯烃变成交联三维网状结构，增大了分子量，同时分子链不易运动和扩散，从而使制成的太阳电池用白色聚烯烃封装胶膜的致密性好，孔隙率低，阻水性能优，大大提高了组件的使用寿命和发电周期。
(3)本发明所提供的阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，具有优良的耐热氧老化和抗紫外性能，与常规白色高反EVA双玻组件相比，加入了光稳定剂和和紫外吸收剂的聚烯烃体系，交联反应产生的UV基团较少，并且能有效地猝灭在光、氧作用下产生的能引发降解的自由基，大大降低了双玻组件使用过程中出现的黄变和龟裂。
(4)本发明所提供的阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜的制备方法，工艺简单，操作简便，成本低。
附图说明
图1为本发明实施例1-7的白色聚烯烃封装胶膜水汽透过率柱状图；
图2为本发明实施例1-7的白色聚烯烃封装胶膜耐老化测试结果图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，包括按照重量份计的以下成分：聚烯烃树脂A 100份；聚烯烃树脂B 20-50份；有机过氧化合物引发剂0.6-2.0份；交联助剂0.5-2.5份；增粘偶联剂0.3-0.8份；色母粒15-25份；光稳定剂0.1-0.6份；紫外光吸收剂0.1-0.6份。
作为优选的方案，所述聚烯烃树脂A的熔融指数为3-30g/10min，熔点为60-115℃。
作为优选的方案，所述聚烯烃树脂B的熔融指数为10-45g/10min，熔点为50-100℃。
作为优选的方案，所述有机过氧化合物引发剂为碳过氧酸-O,O-(1,1-二甲基乙基)-O-(2-乙基己基)酯、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、叔丁基过氧化2-乙基已基碳酸酯、叔丁过氧化碳酸-2-乙基己酯、叔丁基过氧基甲酸2-乙基已基酯、叔丁基过氧基甲酸2-乙基己基酯和叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯中的一种或任意组合。
作为优选的方案，所述交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、1,3,5-三-2-丙烯基-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、三烯丙基异氰酸酯、三异丙基异三聚氰酸酯、异氰脲酸三烯丙酯和异氰尿酸三烯丙酯中的一种或任意组合。
作为优选的方案，所述增粘偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯三乙氧基硅烷、三乙氧基乙烯硅烷、乙烯基三乙氧硅烷、(三乙氧基甲硅烷基)乙烯、三乙氧基乙烯基硅烷中的一种或任意组合。
其中，(三乙氧基甲硅烷基)乙烯，又名乙烯基三乙氧基硅烷或三乙氧基乙烯基硅烷，分子量为190.32，CAS编号为78-08-0，它是一种无色透明液体，具有酯味。
作为优选的方案，所述色母粒为钛白颜料和所述聚烯烃树脂A的混合物，经双螺杆熔融挤出拉条切粒而成；所述钛白颜料的用量为40％-70％，所述聚烯烃树脂A的用量为30％-60％。
作为优选的方案，在所述所钛白颜料中，二氧化钛的含量大于96％，氧化铝的含量大于3％。
作为优选的方案，所述光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯；所述紫外光吸收剂为[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮。
一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜的制备方法，包括以下步骤：将配方量的聚烯烃树脂A、聚烯烃树脂B、有机过氧化合物引发剂、交联助剂、增粘偶联剂、色母粒、光稳定剂和紫外光吸收剂经过混料釜混合均匀后，投入流延机中，经过塑化挤出、流延、牵引、收卷，即得。
实施例1
一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，包括按照重量份计的以下成分：100份熔融指数为3g/10min、熔点为115℃的聚烯烃树脂A；20份熔融指数为10g/10min、熔点为100℃的聚烯烃树脂B；2.0份碳过氧酸-O,O-(1,1-二甲基乙基)-O-(2-乙基己基)酯、0.6份三烯丙基异氰脲酸酯、0.8份乙烯基三乙氧基硅烷、25份色母粒、0.4份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯、0.6份[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮，将上述组分经过混料釜混合均匀，投入流延机并设定好参数，经过塑化挤出、流延、牵引、收卷，制成白色高阻水的太阳电池用聚烯烃封装胶膜。
其中，所述色母粒为40％的钛白粉和60％的聚烯烃A的混合物，它们经双螺杆熔融挤出拉条切粒而成。
实施例2
一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，包括按照重量份计的以下成分：100份熔融指数为10g/10min、熔点为105℃的聚烯烃树脂A；25份熔融指数为15g/10min、熔点为90℃的聚烯烃树脂B；1.5份叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、0.8份三烯丙基异三聚氰酸酯、0.7份乙烯三乙氧基硅烷、22份色母粒、0.1份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯、0.5份[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮，将上述组分经过混料釜混合均匀，投入流延机并设定好参数，经过塑化挤出、流延、牵引、收卷，制成白色高阻水的太阳电池用聚烯烃封装胶膜。
其中，所述色母粒为46％的钛白粉和54％的聚烯烃A的混合物，它们经双螺杆熔融挤出拉条切粒而成。
实施例3
一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，包括按照重量份计的以下成分：100份熔融指数为15g/10min、熔点为95℃的聚烯烃树脂A；30份熔融指数为25g/10min、熔点为80℃的聚烯烃树脂B；1.2份叔丁基过氧化2-乙基已基碳酸酯、1.0份1,3,5-三-2-丙烯基-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、0.6份三乙氧基乙烯硅烷、20份色母粒、0.3份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯、0.4份[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮，将上述组分经过混料釜混合均匀，投入流延机并设定好参数，经过塑化挤出、流延、牵引、收卷，制成白色高阻水的太阳电池用聚烯烃封装胶膜。
其中，所述色母粒为52％的钛白粉和48％的聚烯烃A的混合物，它们经双螺杆熔融挤出拉条切粒而成。
实施例4
一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，包括按照重量份计的以下成分：100份熔融指数为20g/10min、熔点为80℃的聚烯烃树脂A；35份熔融指数为30g/10min、熔点为70℃的聚烯烃树脂B；1.0份叔丁过氧化碳酸-2-乙基己酯、1.5份三烯丙基异氰酸酯、0.5份乙烯基三乙氧硅烷、18份色母粒、0.2份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯、0.2份[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮，将上述组分经过混料釜混合均匀，投入流延机并设定好参数，经过塑化挤出、流延、牵引、收卷，制成白色高阻水的太阳电池用聚烯烃封装胶膜。
其中，所述色母粒为58％的钛白粉和42％的聚烯烃A的混合物，它们经双螺杆熔融挤出拉条切粒而成。
实施例5
一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，包括按照重量份计的以下成分：100份熔融指数为25g/10min、熔点为70℃的聚烯烃树脂A；45份熔融指数为35g/10min、熔点为60℃的聚烯烃树脂B；0.6份叔丁基过氧基甲酸2-乙基已基酯、2.5份三异丙基异三聚氰酸酯、0.3份(三乙氧基甲硅烷基)乙烯、15份色母粒、0.5份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯、0.3份[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮，将上述组分经过混料釜混合均匀，投入流延机并设定好参数，经过塑化挤出、流延、牵引、收卷，制成白色高阻水的太阳电池用聚烯烃封装胶膜。
其中，所述色母粒为64％的钛白粉和36％的聚烯烃A的混合物，它们经双螺杆熔融挤出拉条切粒而成。
实施例6
一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，包括按照重量份计的以下成分：100份熔融指数为30g/10min、熔点为60℃的聚烯烃树脂A；50份熔融指数为45g/10min、熔点为50℃的聚烯烃树脂B；0.8份叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、2.0份异氰尿酸三烯丙酯、0.4份三乙氧基乙烯基硅烷、17份色母粒、0.6份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯、0.1份[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮，将上述组分经过混料釜混合均匀，投入流延机并设定好参数，经过塑化挤出、流延、牵引、收卷，制成白色高阻水的太阳电池用聚烯烃封装胶膜。
其中，所述色母粒为70％的钛白粉和30％的聚烯烃A的混合物，它们经双螺杆熔融挤出拉条切粒而成。
实施例7
一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，包括按照重量份计的以下成分：100份熔融指数为25g/10min、熔点为70℃的聚烯烃树脂A；55份熔融指数为50g/10min、熔点为45℃的聚烯烃树脂B；0.7份叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯和叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯的混合物、1.8份异氰尿酸三烯丙酯和三烯丙基异氰酸酯的混合物、0.3份三乙氧基乙烯基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷的混合物、19份色母粒、0.7份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯、0.2份[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮，将上述组分经过混料釜混合均匀，投入流延机并设定好参数，经过塑化挤出、流延、牵引、收卷，制成白色高阻水的太阳电池用聚烯烃封装胶膜。
其中，所述色母粒为73％的钛白粉和27％的聚烯烃A的混合物，它们经双螺杆熔融挤出拉条切粒而成。
测试例1—水汽透过率测试
对实施例1-7所获取的阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜进行水汽透过率测试。具体的测试方法和测试结果如下所述：
测试仪器：水汽透过率测定仪
测试原理：把试样固定在测试腔中间，将测试腔分上下两个腔，稳定的相对湿度的气体在薄膜的上腔流动，干燥的气体在薄膜的下腔流动，水分子透过试样扩散到另一侧的干燥气体中，被流动的气体携带至传感器，通过传感器测量到的水汽浓度进行分析，从而计算出水汽透过率。
技术参数：温度为25℃，下腔干燥空气的湿度为0％，上腔气体湿度为80％，样品厚度为1.5mm。
表1实施例1-7的聚烯烃封装胶膜的水汽透过率测试结果
测试例2—老化测试
对实施例1-7所获取的阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜进行老化测试。具体的测试方法和测试结果如下所述：
测试标准：根据GB/T 29848-2013的实验方法进行湿热和紫外老化测试；
湿热老化：温度85℃+2℃，相对湿度85％+2％，时间1000h后取出；
紫外老化：波长为280nm—400nm条件下辐照60KW·h/m2。
表2实施例1-7的白色聚烯烃封装胶膜的老化测试结果
从表1-2的记录可得，本发明实施例所提供的白色聚烯烃封装胶膜，具有较低的水汽透过率和较高的耐老化性能，相较于白色EVA封装胶膜的10-30g/m2·day的水汽透过率，实施例1-7的白色聚烯烃封装胶膜的水汽透过率仅为同类竞争产品的10％以内，能够大大地减少电势诱导衰减(PID)和蜗牛纹发生的概率。同时，优异的耐老化性能能够大大地延长太阳能双玻组件的发电周期和使用寿命，尤其在比较恶劣的环境中具有无法比拟的优势。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于，包括按照重量份计的以下成分：
2.根据权利要求1所述的阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于，所述聚烯烃树脂A的熔融指数为3-30g/10min，熔点为60-115℃。
3.根据权利要求1所述的阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于，所述聚烯烃树脂B的熔融指数为10-45g/10min，熔点为50-100℃。
4.根据权利要求1所述的阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于，所述有机过氧化合物引发剂为碳过氧酸-O,O-(1,1-二甲基乙基)-O-(2-乙基己基)酯、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、叔丁基过氧化2-乙基已基碳酸酯、叔丁过氧化碳酸-2-乙基己酯、叔丁基过氧基甲酸2-乙基已基酯、叔丁基过氧基甲酸2-乙基己基酯和叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯中的一种或任意组合。
5.根据权利要求1所述的阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于，所述交联助剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、1,3,5-三-2-丙烯基-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、三烯丙基异氰酸酯、三异丙基异三聚氰酸酯、异氰脲酸三烯丙酯和异氰尿酸三烯丙酯中的一种或任意组合。
6.根据权利要求1所述的阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于，所述增粘偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯三乙氧基硅烷、三乙氧基乙烯硅烷、乙烯基三乙氧硅烷、(三乙氧基甲硅烷基)乙烯、三乙氧基乙烯基硅烷中的一种或任意组合。
7.根据权利要求1所述的阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于，所述色母粒为钛白颜料和所述聚烯烃树脂A的混合物；所述钛白颜料的用量为40％-70％，所述聚烯烃树脂A的用量为30％-60％。
8.根据权利要求7所述的阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于，在所述所钛白颜料中，二氧化钛的含量大于96％，氧化铝的含量大于3％。
9.根据权利要求1所述的阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于,所述光稳定剂为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇)葵二酸酯；所述紫外光吸收剂为[2-羟基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮。
10.一种如权利要求1-9任意一项所述的阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将配方量的聚烯烃树脂A、聚烯烃树脂B、有机过氧化合物引发剂、交联助剂、增粘偶联剂、色母粒、光稳定剂和紫外光吸收剂经过混料釜混合均匀后，投入流延机中，经过塑化挤出、流延、牵引、收卷，即得所述阻水性能好的白色聚烯烃封装胶膜。
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