CN108276655A - 一种高透光性无毒环保封装材料 - Google Patents

一种高透光性无毒环保封装材料 Download PDF

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Abstract

本发明属于光伏面板封装材料技术领域，具体涉及一种高透光性无毒环保封装材料。该封装材料中包括如下组分：乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、乙烯‑甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯缩聚丁醛、乙烯‑丁烯共聚物、乙烯‑甲基丙烯酸离子交联聚合物、己二酸酯、增透改性剂、交联引发剂、敏化剂、光稳定剂和增粘剂。经过交联改性、混料挤出，压延成膜的步骤生产得到，其中光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，增粘剂为乙烯基三甲氧基硅烷，交联引发剂为叔丁基过氧化异丙苯或过氧化二异丙苯。该型封装材料透光性好，可以提高太阳能面板的光转化率，并且具有较好的可降解型，对环境更加环保。

Description

一种高透光性无毒环保封装材料
技术领域
本发明属于光伏面板封装材料技术领域，具体涉及一种高透光性无毒环保封装材料。
背景技术
清洁的新能源是未来能源发展的趋势，各种形式的清洁能源中，太阳能的蕴藏量最多，也最具有发展潜力。太阳能光伏发电是太阳能利用最重要的形式。其中光伏面板组件是利用光伏效应将太阳能直接转化为电能的装置，光伏面板组件生产过程中需要使用封装材料对硅晶体二极管进行封装。
封装材料的性质会直接影响光伏面板组件的发电效率，其中封装材料的透光性对太阳能转化率具有直接影响，如果封装材料透光性更好，那么相同强度光线照射下，太阳能面板组件可以产生更多的电能。此外，由于光伏面板组件具有一定的使用寿命，当光伏面板组件损坏后，进行回收处理时，封装材料的可降解性和有害物质含量会对环境造成影响。常规的光伏面板封装材料的可降解性较差，并且在处理过程中会产生有害物质对环境造成污染。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种高透光性无毒环保封装材料，该型封装材料透光性好，并且具有较好的可降解型，对环境更加环保。
一种高透光性无毒环保封装材料，按照质量份数，该封装材料中包括如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40-50份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物20-30份，聚乙烯缩聚丁醛15-20份，乙烯-丁烯共聚物15-25份，乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物20-25份，己二酸酯2-5份，增透改性剂1-3份，交联引发剂2-3份，敏化剂0.3-0.7份，光稳定剂1-3份，增粘剂1-2份。
作为优选地，按照质量份数，该封装材料中包括如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物44-46份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物23-25份，聚乙烯缩聚丁醛17-18份，乙烯-丁烯共聚物21-23份，乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物22-23份，己二酸酯3-4份，增透改性剂2-3份，交联引发剂2-2.5份，敏化剂0.4-0.6份，光稳定剂1-2份，增粘剂1-1.5份。
优选地，增透改性剂选择双官能度的环氧丙烯酸酯预聚物、三官能度的聚醚丙烯酸酯预聚物、四官能度的聚酯丙烯酸酯预聚物或六官能度的环氧丙烯酸酯预聚物。
优选地，敏化剂由以下物质中的一种或多种按任意比组成：三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯。
优选地，交联引发剂为叔丁基过氧化异丙苯或过氧化二异丙苯。
优选地，光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，由以下组分：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、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，中的一种或任意两种的组合物构成。
进一步优选地，增粘剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
本发明中，封装材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯缩聚丁醛、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物、己二酸酯和交联引发剂混合，加入到混炼机中，以85-90℃的温度进行混炼，混炼后通过造粒机造粒。
(2)将增透改性剂、敏化剂、光稳定剂和增粘剂混合，在45-50℃的水浴温度下搅拌15-20min，得到混合助剂，备用。
(3)将树脂颗粒和混合助剂投入到混料机中混合，混合料通过挤出机熔融，经模头挤出呈薄膜状，再经过压辊压延，冷却后分切收卷，得到所需封装材料；挤出机内的温度为80-95℃，挤出机模头的温度为100-110℃。
本发明提供的一种高透光性无毒环保封装材料，与现有技术相比，具有以下优点：
本发明的封装材料选用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯缩聚丁醛、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物的交联预混产物作为基体树脂，该树脂的透明度高，透光性好，可以提高太阳能光伏面板的光转化率，封装材料中添加的增透改性剂可以进一步提高压延成膜的封装材料的透光性；以上材质的树脂材料还具有不含卤素物质，易降解的特点，在光伏面板达到使用寿命后，可以件更容易进行回收和处理，避免封装材料处理过程对环境造成污染。
其中，光稳定剂可以防止封装材料在长期使用过程中，封装材料因为强烈的紫外光照射而被氧化，提高封装材料的使用寿命。增粘剂可以增加封装材料中各基体树脂之间的相容性，使得封装材料的性质更加稳定。敏化剂可以提高封装材料对光线的敏感性，通过敏化分子将能量迅速传递给内部的硅晶体二极管，提高光伏面板组件对接收到的光线的利用率。
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。
实施例1
一种高透光性无毒环保封装材料，按照质量份数，该封装材料中包括如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物20份，聚乙烯缩聚丁醛15份，乙烯-丁烯共聚物15份，乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物20份，己二酸酯2份，增透改性剂1份，交联引发剂2份，敏化剂0.3份，光稳定剂1份，增粘剂1份。
其中，增透改性剂选择双官能度的环氧丙烯酸酯预聚物；敏化剂为三烯丙基异氰脲酸酯；交联引发剂为叔丁基过氧化异丙苯；光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，由以下组分：3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯；增粘剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
本实施例中，封装材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯缩聚丁醛、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物、己二酸酯和交联引发剂混合，加入到混炼机中，以85℃的温度进行混炼，混炼后通过造粒机造粒。
(2)将增透改性剂、敏化剂、光稳定剂和增粘剂混合，在45℃的水浴温度下搅拌15min，得到混合助剂，备用。
(3)将树脂颗粒和混合助剂投入到混料机中混合，混合料通过挤出机熔融，经模头挤出呈薄膜状，再经过压辊压延，冷却后分切收卷，得到所需封装材料；挤出机内的温度为80℃，挤出机模头的温度为100℃。
实施例2
一种高透光性无毒环保封装材料，按照质量份数，该封装材料中包括如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物30份，聚乙烯缩聚丁醛20份，乙烯-丁烯共聚物25份，乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物25份，己二酸酯5份，增透改性剂3份，交联引发剂3份，敏化剂0.7份，光稳定剂3份，增粘剂2份。
其中，增透改性剂选择三官能度的聚醚丙烯酸酯预聚物；敏化剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；交联引发剂为过氧化二异丙苯；光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，选用三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯；增粘剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
本实施例中，封装材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯缩聚丁醛、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物、己二酸酯和交联引发剂混合，加入到混炼机中，以90℃的温度进行混炼，混炼后通过造粒机造粒。
(2)将增透改性剂、敏化剂、光稳定剂和增粘剂混合，在50℃的水浴温度下搅拌20min，得到混合助剂，备用。
(3)将树脂颗粒和混合助剂投入到混料机中混合，混合料通过挤出机熔融，经模头挤出呈薄膜状，再经过压辊压延，冷却后分切收卷，得到所需封装材料；挤出机内的温度为95℃，挤出机模头的温度为110℃。
实施例3
一种高透光性无毒环保封装材料，按照质量份数，该封装材料中包括如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物45份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物25份，聚乙烯缩聚丁醛17份，乙烯-丁烯共聚物20份，乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物23份，己二酸酯4份，增透改性剂2份，交联引发剂2.5份，敏化剂0.5份，光稳定剂2份，增粘剂1.5份。
其中，增透改性剂选择四官能度的聚酯丙烯酸酯预聚物；敏化剂为季戊四醇三丙烯酸酯；交联引发剂为叔丁基过氧化异丙苯；光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，为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；增粘剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
本实施例中，封装材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯缩聚丁醛、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物、己二酸酯和交联引发剂混合，加入到混炼机中，以88℃的温度进行混炼，混炼后通过造粒机造粒。
(2)将增透改性剂、敏化剂、光稳定剂和增粘剂混合，在47℃的水浴温度下搅拌18min，得到混合助剂，备用。
(3)将树脂颗粒和混合助剂投入到混料机中混合，混合料通过挤出机熔融，经模头挤出呈薄膜状，再经过压辊压延，冷却后分切收卷，得到所需封装材料；挤出机内的温度为90℃，挤出机模头的温度为105℃。
实施例4
一种高透光性无毒环保封装材料，按照质量份数，该封装材料中包括如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物25份，聚乙烯缩聚丁醛20份，乙烯-丁烯共聚物20份，乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物23份，己二酸酯4份，增透改性剂2份，交联引发剂2.5份，敏化剂0.6份，光稳定剂2份，增粘剂1.5份。
其中，增透改性剂选择六官能度的环氧丙烯酸酯预聚物；敏化剂由三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯按任意比组成；交联引发剂为过氧化二异丙苯；光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，由3，5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯和三(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯按任意比混合而成；增粘剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
本实施例中，封装材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯缩聚丁醛、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物、己二酸酯和交联引发剂混合，加入到混炼机中，以85℃的温度进行混炼，混炼后通过造粒机造粒。
(2)将增透改性剂、敏化剂、光稳定剂和增粘剂混合，在47℃的水浴温度下搅拌20min，得到混合助剂，备用。
(3)将树脂颗粒和混合助剂投入到混料机中混合，混合料通过挤出机熔融，经模头挤出呈薄膜状，再经过压辊压延，冷却后分切收卷，得到所需封装材料；挤出机内的温度为90℃，挤出机模头的温度为100℃。
产品性能：
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
透光率/％ 92.5 93.1 92.8 92.7
体积电阻率/Ω·cm 2.3x1015 2.2x1015 2.2x1015 2.3x1015
是否含有卤素成分 无 无 无 无
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种高透光性无毒环保封装材料，其特征在于：按照质量份数，所述封装材料中包括如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物40-50份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物20-30份，聚乙烯缩聚丁醛15-20份，乙烯-丁烯共聚物15-25份，乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物20-25份，己二酸酯2-5份，增透改性剂1-3份，交联引发剂2-3份，敏化剂0.3-0.7份，光稳定剂1-3份，增粘剂1-2份。
2.根据权利要求1所述一种高透光性无毒环保封装材料，其特征在于：按照质量份数，所述封装材料中包括如下组分：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物44-46份，乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物23-25份，聚乙烯缩聚丁醛17-18份，乙烯-丁烯共聚物21-23份，乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物22-23份，己二酸酯3-4份，增透改性剂2-3份，交联引发剂2-2.5份，敏化剂0.4-0.6份，光稳定剂1-2份，增粘剂1-1.5份。
3.根据权利要求1所述一种高透光性无毒环保封装材料，其特征在于：所述增透改性剂选择双官能度的环氧丙烯酸酯预聚物、三官能度的聚醚丙烯酸酯预聚物、四官能度的聚酯丙烯酸酯预聚物或六官能度的环氧丙烯酸酯预聚物。
4.根据权利要求1所述一种高透光性无毒环保封装材料，其特征在于：所述敏化剂由以下物质中的一种或多种按任意比组成：三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯。
5.根据权利要求1所述一种高透光性无毒环保封装材料，其特征在于：所述交联引发剂为叔丁基过氧化异丙苯或过氧化二异丙苯。
6.根据权利要求1所述一种高透光性无毒环保封装材料，其特征在于：所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，由以下组分：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、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，中的一种或任意两种的组合物构成。
7.根据权利要求1所述一种高透光性无毒环保封装材料，其特征在于：所述增粘剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
8.根据权利要求1所述一种高透光性无毒环保封装材料，其特征在于，所述封装材料的制备方法包括如下步骤：
（1）将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚乙烯缩聚丁醛、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸离子交联聚合物、己二酸酯和交联引发剂混合，加入到混炼机中，以85-90℃的温度进行混炼，混炼后通过造粒机造粒；
（2）将增透改性剂、敏化剂、光稳定剂和增粘剂混合，在45-50℃的水浴温度下搅拌15-20min，得到混合助剂，备用；
（3）将树脂颗粒和混合助剂投入到混料机中混合，混合料通过挤出机熔融，经模头挤出呈薄膜状，再经过压辊压延，冷却后分切收卷，得到所需封装材料。
9.根据权利要求8所述一种高透光性无毒环保封装材料，其特征在于：所述挤出机内的温度为80-95℃，挤出机模头的温度为100-110℃。
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