CN109370453B - 封装组合物及应用,及包含其的封装胶膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种封装组合物及应用,及包含其的封装胶膜及其制备方法,封装组合物的聚合物基体包含高度支化聚乙烯,其为支化度不低于40个支链/1000个碳的乙烯均聚物。本发明提供的封装组合物具有良好的体积电阻率、耐老化性、加工性能和较低的成本。

Description

封装组合物及应用,及包含其的封装胶膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及到一种封装组合物,还涉及到该封装组合物作为封装材料在封装胶膜中的应用,以及该封装胶膜在产品中的应用及其制备方法,还涉及到电子器件组件,如太阳能电池组件。
背景技术
太阳能是一种取之不尽的能源,其具有安全可靠、无噪声、无污染、可再生、覆盖面广等优点,是目前最为重要的新能源,主要应用形式就是通过太阳能电池将其装换为电能。随着太阳能电池的不断发展,如何通过改进封装材料及封装工艺来提高太阳能电池的寿命、降低太阳能电池成本成为关键问题之一。太阳能电池组件包括太阳能电池片、玻璃盖板、封装胶膜、背板材料。其中要求封装胶膜拥有良好的透光率以保证入射到太阳能电池组件上光通量,而且还要求胶膜与玻璃盖板和背板膜之间具有足够高的粘结强度,保证太阳能电池模块结构的稳定性,防止有害物质的渗入。
由于太阳辐射的存在,太阳能电池组件在使用过程中内部可能达到65℃(或更高)的温度,因此使用的封装材料必须具有优良的机械和耐蠕变性能。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)是目前市场上使用最多的封装材料,例如专利JP19870174967所述的EVA,其交联之后除了满足上述性能外,还具有良好的透光率(90%以上),能满足太阳能电池组件封装的一般要求。但是,在长期的太阳辐射作用下,EVA会发生分解,释放出乙酸腐蚀电池片;老化后表现出显著的黄变和严重的电势诱导衰减(PID),导致太阳能电池组件的输出功率下降。为了使封装胶膜具备更好的耐老化性,使用分子链趋于饱和的聚烯烃如乙烯-辛烯共聚物(POE)作为封装胶膜的聚合物基体已经成为一种行业趋势,其相对于EVA封装胶膜而言,在耐老化性、电学性能和水汽阻隔能力等性能上具备显著优势,但在物料自身的透明度、粘结性、流动性能和加工性能等方面不及传统的EVA。同样的问题还存在于双玻太阳能电池组件、封装材料、或建筑装饰用双层玻璃封装材料中。交联型POE封装胶膜的原料成本和交联时间一般都高于EVA封装胶膜,导致生产成本上升。上述这些性能和成本方面的问题在一定程度上限制了聚烯烃(尤其是聚烯烃弹性体)作为封装胶膜在太阳能电池组件如单玻太阳能电池组件、双玻太阳能电池组件、薄膜太阳能电池组件或建筑装饰用双层玻璃太阳能电池中的应用,或作为其他形式的封装材料使用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中太阳能电池组件内的封装胶膜及同类的封装材料存在的技术缺陷,提供一种可用于制作封装胶膜和封装材料的封装组合物,该组合物具有优异的耐候、耐紫外老化性,以及优异的耐高低温性能、电绝缘性能和水汽阻隔能力,还具有良好的光透过率、粘合性和加工效率,同时还具有较低的原料成本,可以满足多种形式的太阳能电池组件、封装材料、双层玻璃的长期稳定使用要求。若封装材料要求具有高反射性,则可以不具备良好的光透过率。
为了实现上述目的,本发明的技术方案是提供一种封装组合物,其包含聚合物基体,按100重量份单位聚合物基体计,所述聚合物基体包含5~100重量份高度支化聚乙烯,0~95重量份不同于高度支化聚乙烯的聚烯烃,0~80重量份烯烃与含有极性基团的单体的共聚物;按100重量份单位聚合物基体计,还包含0~10重量份增粘剂,且烯烃与含有极性基团的单体的共聚物的用量与增粘剂的用量之和大于0,其中,高度支化聚乙烯为支化度不低于40个支链/1000个碳的乙烯均聚物。
上述高度支化聚乙烯的合成方法采用后过渡金属催化剂通过配位聚合催化乙烯均聚得到,优选的过渡金属催化剂可以为(α-二亚胺)镍/钯催化剂的其中一种。
为了更加明确地区分高度支化聚乙烯和不同于高度支化聚乙烯的聚烯烃,可以在部分表述中赋予上述高度支化聚乙烯代号为P1,赋予不同于上述高度支化聚乙烯的聚烯烃代号为P2。
P2或者烯烃与含有极性基团的单体的共聚物中所涉及的烯烃可以为乙烯或者其他α-烯烃中的一种或多种。
更具体的技术方案是,封装组合物包含聚合物基体和增粘剂,其中按100重量份单位聚合物基体计,聚合物基体包含:5~100重量份高度支化聚乙烯(P1),0~95重量份不同于高度支化聚乙烯的聚烯烃(P2),所述高度支化聚乙烯(P1)为有支链结构的乙烯均聚物,并且其支化度不低于40个支链/1000个碳。
更具体的技术方案是,封装组合物包含聚合物基体和增粘剂,其中聚合物基体包含高度支化聚乙烯,其为有支链结构的乙烯均聚物,并且其支化度不低于40个支链/1000个碳。
另一种技术方案是,封装组合物包含聚合物基体,增粘剂和自由基引发剂,其中按100重量份单位聚合物基体计,聚合物基体包含:5~100重量份或者10~100重量份高度支化聚乙烯(P1),该高度支化聚乙烯(P1)为有支链结构的乙烯均聚物,并且其支化度不低于40个支链/1000个碳;0~95重量份或者0~90重量份的不同于高度支化聚乙烯的聚烯烃(P2),所述聚烯烃(P2)包含不同于高度支化聚乙烯的结晶性聚乙烯、丙烯均聚物、乙烯与α-烯烃的共聚物、单烯烃和二烯烃的二元或三元以上共聚物中的至少一种;0~70重量份烯烃与极性单体的共聚物,所述烯烃为乙烯或者其他α-烯烃中的一种或多种。
另一种技术方案是,本发明提供一种封装材料,其包含上述技术方案中的封装组合物,并且具有片或者膜的形式。
上述封装材料可以以交联或者部分交联或者未交联的形式存在。
另一种技术方案是,本发明提供一种电子器件组件,其包括:至少一个电子器件和与所述电子器件的至少一个表面密切接触的封装材料,所述封装材料包含聚合物基体,按100重量份单位聚合物基体计,所述聚合物基体包含5~100重量份高度支化聚乙烯,0~95重量份不同于高度支化聚乙烯的聚烯烃,0~80重量份烯烃与含有极性基团的单体的共聚物;按100重量份单位聚合物基体计,还包含0~10重量份增粘剂,且烯烃与含有极性基团的单体的共聚物的用量与增粘剂的用量之和大于0,其中,高度支化聚乙烯为支化度不低于40个支链/1000个碳的乙烯均聚物。
另一种技术方案是,本发明提供一种电子器件组件,其包括:至少一个电子器件和与所述电子器件的至少一个表面密切接触的封装材料,所述封装材料包含聚合物基体和增粘剂,其中按100重量份单位聚合物基体计,聚合物基体包含:5~100重量份高度支化聚乙烯(P1),0~95重量份不同于高度支化聚乙烯的聚烯烃(P2),所述高度支化聚乙烯(P1)为有支链结构的乙烯均聚物,并且其支化度不低于40个支链/1000个碳。
另一种技术方案是,本发明提供一种电子器件组件,其包括:至少一个电子器件和与所述电子器件的至少一个表面密切接触的封装材料,所述封装材料包含聚合物基体,聚合物基体包含:5~100重量份高度支化聚乙烯(P1),该高度支化聚乙烯(P1)为有支链结构的乙烯均聚物,并且其支化度不低于40个支链/1000个碳;0~95重量份或者0~90重量份的不同于高度支化聚乙烯的聚烯烃(P2),所述聚烯烃(P2)包含不同于高度支化聚乙烯的结晶性聚乙烯、丙烯均聚物、乙烯与α-烯烃的共聚物、单烯烃和二烯烃的二元或三元以上共聚物中的至少一种;0~70重量份烯烃与极性单体的共聚物,所述烯烃为乙烯或者其他α-烯烃中的一种或多种。
“密切接触”等术语是指封装材料与器件或其它制品的至少一个表面接触,方式类似于涂层与基板的接触,例如,在封装材料和器件的表面之间存在很小的间隙或空隙(如果存在的话),并且所述材料显示出与器件表面的良好或优异的粘着力。在将所述封装材料挤出或通过其它方法施用至所述电子器件的至少一个表面之后,所述材料通常形成和/或固化成膜,所述膜可以或者为透明的或者为不透明的,并且可为或者柔性的或者刚性的。
所述组件还可包括一个或多个其它物件,例如一个或多个玻璃盖片,并且在这些实施方式中,封装材料通常以夹心的构型位于电子器件和玻璃盖片之间。如果将封装材料作为胶膜施用到与电子器件相对的玻璃盖片的表面上,那么与玻璃盖片的表面接触的该膜的表面可以为光滑的或者不平坦的,例如,压花的或者纹理化的。
本发明所述的高度支化聚乙烯可以采用后过渡金属催化剂通过配位聚合催化乙烯均聚得到,优选的过渡金属催化剂可以为(α-二亚胺)镍/钯催化剂的其中一种。在聚合过程中,可以通过调节催化剂的结构以及聚合条件来实现对其支化度、分子量以及熔点的调节。具体方式有,在催化体系一定的情况下,当聚合温度较高,聚合压力较低时,制备出的产物具有较高的支化度、较低的分子量和熔点,当聚合温度较低,聚合压力较高时,制备出的产物具有较低的支化度、较高的分子量和熔点。说明书中所述分子量由PL-GPC220测得,单位均为g/mol。
本发明采用的高度支化聚乙烯其支化度不低于40个支链/1000个碳,进一步优选为45~130个支链/1000个碳,再进一步优选为60~116个支链/1000个碳;重均分子量范围为5万~50万,进一步优选为20万~45万;熔点不高于125℃,优选为-44℃~101℃,进一步优选为90℃~101℃,或者不高于90℃,进一步优选为-30℃~80℃。每100重量份单位聚合物基体中,高度支化聚乙烯的用量优选为20~100重量份,再进一步优选为40~100重量份。
本发明采用的高度支化聚乙烯其支化度还可以优选为60~85个支链/1000个碳,或者62~83个支链/1000个碳,或者67~75个支链/1000个碳;重均分子量还可以优选为10万~20万,或者10.2万~21.3万,或者11.4万~17.5万;分子量分布优选为1.3~3.5;熔点优选为不高于90℃,还可以优选为40~80℃,或者55~65℃,或者70~80℃;在190℃和2.16kg的负载下测得的熔融指数可以为0.1~50g/10min,还可以优选为5~25g/10min,进一步优选为10~20g/10min,或者5~10g/10min,或者10~15g/10min,或者15~20g/10min;每100重量份单位聚合物基体中,高度支化聚乙烯的用量优选为70~100重量份。
本发明所述的乙烯与α-烯烃的共聚物中的α-烯烃具有3~30个碳原子,其选自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯、1-二十烯、1-二十二烯、1-二十四烯、1-二十六烯、1-二十八烯和1-三十烯。所述α-烯烃优选为1-丁烯、1-己烯、1-辛烯或1-癸烯,进一步优选为1-辛烯。所述乙烯与α-烯烃的共聚物可以为二元或者多元共聚物,典型的三元共聚物可以为说明性的三元共聚物包括乙烯/丙烯/1-辛烯共聚物,乙烯/丙烯/1-丁烯共聚物,乙烯/1-丁烯/1-辛烯共聚物等。每100重量份单位聚合物基体中,乙烯与α-烯烃共聚物的用量优选为0~70重量份,进一步优选10~50重量份,再进一步优选20~40重量份。所述共聚物可以是无规的或嵌段的。上述乙烯与α-烯烃的共聚物优选为乙烯-1-辛烯共聚物或乙烯-1-丁烯共聚物,进一步优选为乙烯-1-辛烯共聚物,实际应用中简称为聚烯烃弹性体(POE)。
所述乙烯与α-烯烃共聚物中α-烯烃的重量百分含量一般为20%~50%,优选为30%~45%。当乙烯-1-辛烯共聚物中辛烯的重量百分含量为30%~45%时,理论上对应的叔碳原子比例为37.5~56.3个叔碳原子/1000个碳,或者对应的支化度为37.5~56.3个支链/1000个碳。为了在不明显影响耐老化性的情况下,改善封装组合物发生接枝反应和/或交联反应的能力和速率,本发明所用的支化聚乙烯的支化度不低于40个支链/1000个碳,进一步优选为不低于60个支链/1000个碳。
当上述乙烯与α-烯烃的共聚物中的α-烯烃为丙烯时,丙烯在共聚物中的重量百分含量优选高于30%,进一步优选高于50%,进一步优选高于70%。在本发明的实践中,包含乙烯和丙烯的共聚物还可以进一步包含一种或多种二烯共聚单体,用于制备这些共聚物,尤其是EPDM类型的合适的二烯包括含有4到20个碳原子的共轭的或非共轭的,直链的或支链的,单环或多环二烯。优选的二烯包括1,4-戊二烯、1,4-己二烯、5-乙叉-2-降冰片烯、二环戊二烯、环己二烯和5-丁叉-2-降冰片烯。一种特别优选的二烯是5-乙叉-2-降冰片烯。
本发明所述的不同于高度支化聚乙烯的乙烯均聚物为支化度较低,熔点较高的结晶性聚乙烯,其中,结晶性聚乙烯的优选熔点为80℃~140℃,进一步优选熔点为90℃~130℃。所述结晶性聚乙烯可以通过齐格勒纳塔催化剂或者茂金属催化剂进行的聚合得到。所述丙烯均聚物为等规聚丙烯。由于聚乙烯和聚丙烯具有结晶性,并能在高温下起到物理交联点的作用,从而保证聚烯烃胶膜在热塑性状态下具有足够的热机械性能,满足加工和应用的要求。每100重量份单位聚合物基体中,所述结晶性聚乙烯和聚丙烯的总用量优选0~30重量份,进一步优选10~20重量份。上述不同于高度支化聚乙烯的结晶性聚乙烯的支化度一般低于40个支链/1000个碳,优选为低于30个支链/1000个碳。
高度支化聚乙烯特有的高支链数以及复杂支链分布,相比于乙烯与α-烯烃的共聚物中引入α-烯烃的规则支链分布,可以更好地破坏乙烯分子链规整性、降低结晶性,提高透光率,所以用高度支化聚乙烯部分或者全部替代前述其他聚烯烃,可以提高组合物整体的透光率和流动性。另一方面,高度支化聚乙烯的内聚力相对较弱,在高度支化聚乙烯中并用部分前述其他聚烯烃,可以提高组合物整体的内聚力,降低加工成型过程中的冷流倾向,当采用两种及以上不同的聚烯烃并用时,有望增强最终产品的抗冲击性能。
本发明所述的烯烃与极性单体的共聚物在制备过程中所使用的烯烃包括乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等烯烃单体中的至少一种,优选为乙烯。
本发明所述的乙烯与极性单体的共聚物的制备过程中所使用的含有极性基团的单体包括但不限于醋酸乙烯酯、丙烯酸、异丁烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、马来酸酐和乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一种,优选为乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物、乙烯与马来酸酐的共聚物和乙烯与乙烯基三甲氧基硅烷的共聚物中的至少一种。应当理解,乙烯与极性单体的共聚物不仅包括乙烯与含有极性基团的单体直接聚合得到的共聚物,还包括了乙烯与含有极性基团的单体在聚合反应时衍生的共聚物,例如乙烯在与醋酸乙烯酯共聚时,在聚合反应中衍生的乙烯醇共聚物和聚乙烯醇缩丁醛等也应当包含在乙烯与极性单体的共聚物的涵义之内。本发明中,所述乙烯与极性单体的共聚物优选乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物(EVA),每100重量份单位聚合物基体中EVA的用量优选为0~70重量份,进一步优选为0~30重量份,EVA的熔指范围优选为14~45g/10min,进一步优选为13~30g/10min,进一步优选为5~10g/10min,或者10~15g/10min,或者15~20g/10min。
当EVA用量较低时,主要目的是通过加入少量EVA来改善组合物整体的透光率,并提供一定的粘合性,有效减少增粘剂和自由基引发剂的用量,由于EVA的成本低于POE,所以也可以降低胶膜的生产成本。当EVA用量较高时,主要目的是通过向EVA中引入饱和聚烯烃来改善EVA的耐候、耐老化性和耐黄变性,并且提高体积电阻率和水汽阻隔性能,改善电绝缘性。高度支化聚乙烯由于相对POE具有更快的交联速率,所以可以更容易与EVA共交联,发挥前述有益效果。
乙烯均聚物、乙烯与α-烯烃的共聚物或者其他饱和聚烯烃本身是饱和脂肪链结构,不含极性基团,其粘结性较差,因此封装组合物在不含有烯烃与极性单体共聚物或者烯烃与极性单体共聚物无法提供足够粘接性的情况下,需要通过加入增粘剂来增强其粘接性。
在本发明中,基于100重量份单位的聚合物基体,所述增粘剂的用量为0~10份,进一步优选为0.01~10份,下限进一步优选为0.1份,或者0.2份,或者0.5份,或者1份;上限进一步优选为5份,或者4份,或者3份,或者2份;具体地,可以优选为0.1~5份,或者0.2~4份,或者0.5~2份。
本发明中所述的增粘剂是指可以通过接枝等反应途径向聚合物分子链上引入极性官能团来提高聚合物胶膜粘结性能的极性单体,包含至少一个烯属不饱和度和一个极性基团,所述极性单体的极性基团可以选自羰基、羧酸酯基、羧酸酐基、硅氧烷基、钛氧烷基、环氧化基中的至少一种。
本发明所述的增粘剂优选包含硅氧烷基的硅烷偶联剂,其中所用的硅烷偶联剂具有官能团,如乙烯基、丙烯酰基、氨基、氯和苯氧基中的至少一种。具体而言,使用的增粘剂可以选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷或γ-酮基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
在本发明中,基于100重量份单位的聚合物基体,硅烷偶联剂的用量可以为0.1至5重量份,其中,依次优选为0.5至5重量份、1至5重量份、1至4重量份或1至3重量份。当硅烷偶联剂的用量小于0.1重量份时,制备的封装组合物的粘合性能可能劣化。另一方面,当该硅烷偶联剂的含量超过5重量份时,考虑到反应效率,应使用更多的自由基引发剂,从而难以控制封装组合物的物理性能,且封装组合物的物理性能可能会劣化。
本发明所述的增粘剂还可以选用钛酸酯偶联剂,可按照常规用量添加。
本发明所述的增粘剂还可以选用由硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂组成的复合增粘剂,可按照常规用量添加,优选为0.2~2重量份,复合增粘剂中硅烷偶联剂的用量比重优选高于70%。
本发明所述的增粘剂还可以选用至少含有一个烯属不饱和度(例如双键)和一个羰基基团的有机化合物。适用的并且常见的极性单体是羧酸、酐、酯以及它们的金属的和非金属的盐。优选含有与羰基基团共轭的烯属不饱和度的有机化合物,可以选自马来酸、富马酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、α-甲基巴豆酸和肉桂酸以及它们的酐、酯和盐衍生物中的至少一种。其中马来酸酐是一种优选。基于100重量份单位的聚合物基体,此处的增粘用有机化合物的用量可以为0.01至10份,优选0.05至5份,进一步优选0.1至2份。
上述所有增粘剂通常在自由基引发剂如过氧化物和偶氮化合物的存在下通过任何常规的方法,或者通过致电离辐射等方式接枝到聚合物基体上。被接枝改性的聚合物基体优选为高度支化聚乙烯(P1)。
具体的常规接枝方法可以是:将聚合物加到双辊混炼机中并在适当的温度如60℃下混合,然后将不饱和的有机化合物与自由基引发剂例如过氧化苯甲酰一起加入,并且组分在30℃混合直到接枝完成。另一类接枝方法是类似的,所不同的是反应温度更高,例如为210℃至300℃,可以不使用自由基引发剂,或者使用的浓度降低,具体可参考美国专利5194509。
在本发明的另一实施方式中,聚合物基体还包括接枝聚合物来提供盖片与电子器件之间的粘结性,所述接枝聚合物为接枝不饱和有机化合物的聚烯烃聚合物,所述不饱和有机化合物可以选自上述增粘剂,具体为包含至少一个烯属不饱和度和一个极性基团的极性单体,所述极性基团包含羰基、羧酸酯基、羧酸酐基、硅氧烷基、钛氧烷基、环氧化基中的至少一种。
所述被接枝的聚合物通常选自饱和聚烯烃,更通常选自前述的高度支化聚乙烯(P1)和不同于高度支化聚乙烯的聚烯烃(P2),优选P1。通过常规的接枝反应,使至少一部分P1和/或P2与接枝材料发生接枝,所用不饱和有机化合物优选为乙烯基硅烷偶联剂或者马来酸酐。
在饱和的聚烯烃分子链上,叔碳原子相对容易在自由基引发剂的作用下产生自由基,进而与增粘剂(例如硅烷偶联剂)发生接枝反应,得到改性的聚烯烃。所以提高聚烯烃分子链中的叔碳原子含量有助于提高与硅烷偶联剂之间的接枝效率,这有助于改善增粘效果或者在满足同样的粘合性能要求下,降低硅烷偶联剂和自由基引发剂的用量,降低对胶膜的电绝缘性能的影响,并且降低成本。现有封装胶膜生产技术中,乙烯与α-烯烃共聚物最常用的是乙烯-辛烯共聚物,但每一个长支链仅对应一个叔碳原子,并且叔碳原子均位于主链上,叔碳原子占聚合物碳原子总数中的比例一般不高于5%,而高度支化聚乙烯由于独特的支链结构,一般可以具有更多的叔碳原子,叔碳原子占聚合物碳原子总数中的比例一般不低于5%,并且可以有部分叔碳原子位于支链上,一定程度上减小β断链对聚合物整体性能的影响,所以用高度支化聚乙烯部分或者全部替代现有技术中的乙烯-辛烯共聚物,在相同的改性条件下,可以赋予整体更好的接枝效率和粘合性能。优选的方案是,将聚合物基体中的部分或全部高度支化聚乙烯先与全部硅烷偶联剂和必要的自由基引发剂共混接枝,可以具有更高的接枝效率,接枝条件可变化,但是熔融温度通常在160~260℃之间,优选在190~230℃之间,取决于停留时间和引发剂的半衰期,并且高度支化聚乙烯由于本身具有较好的流动性,可以在与其余组份共混加工过程中更均匀地分散到整体中。
当聚合物基体直接包含由极性单体接枝改性的聚烯烃时,由于聚合物基体具备一定的粘合性,故封装组合物配方中可以不添加增粘剂,也可以不含烯烃与极性单体的共聚物,但是相当于增粘剂已经提前加入了封装组合物中,所以在这种情况下,不含烯烃与极性单体的共聚物且不含增粘剂的技术方案仍在本发明技术方案范畴内。
在本发明中,当生产交联型胶膜,那么饱和聚烯烃的交联固化一般需要自由基引发剂的参与;另一方面,当生产热塑型胶膜,虽然可以省去用于交联固化聚合物基体所需的自由基引发剂,但聚合物基体与硅烷偶联剂(增粘剂)的常规接枝反应仍需要通过自由基反应发生,因此,添加自由基引发剂在本发明的封装组合物中是优选的实施方式。但在较高的反应温度下,例如210℃~300℃,增粘剂与聚合物基体之间可以不使用自由基引发剂发生接枝反应,可以参考美国专利5194509,从而避免接枝过程中的交联和降解等副反应,并减少自由基引发剂的残留。所以在本发明的一种生产热塑型封装胶膜的实施方案中,封装组合物可以不包含自由基引发剂。
在本发明中,按100重量份单位的聚合物基体,自由基引发剂的用量可以为0.005至10重量份,优选0.01至10重量份,进一步优选0.05至10重量份,进一步优选0.05至5重量份。当生产热塑型胶膜时,可以包含有0.005至5重量份,或0.01至3重量份,或0.05至3重量份的范围内的自由基引发剂。当自由基引发剂的含量小于0.005重量份时,活性自由基的产生会降低,从而降低增粘剂与聚合物基体之间的接枝效率。当其超过5重量份时,活性自由基的产生增加从而形成更多副反应。当生产交联型胶膜时,可以包含有0.1至10重量份的自由基引发剂,依次优选为0.1至5重量份、0.2至4重量份、1至4.5重量份或1至4重量份。当自由基引发剂的用量小于0.1重量份时,加工过程的效率过低,并且制备的封装组合物交联程度不足以赋予封装胶膜足够的交联度和抗蠕变强度。另一方面,当自由基引发剂的用量超过10重量份时,大量活性自由基的产生增加会导致大量副反应,例如由于支链结构的存在,分子主链发生β断裂反应,从而导致封装组合物的物理性能降低。
本发明所述自由基反应包含聚合物基体之间的交联反应或聚合物基体与反应性单体之间的接枝反应中的至少一种。
本发明所述聚合物基体之间的交联反应方式选自过氧化物交联、偶氮交联、光交联、硅烷交联中的至少一种
本发明中所述自由基引发剂可选自过氧化物、偶氮类引发剂、光引发剂、硅烷偶联剂中的至少一种。
本发明中所述的热活化的自由基引发剂具体可选自二烷基过氧化物、二过氧缩酮、偶氮类引发剂等,更具体可选自二叔丁基过氧化物、二枯基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、1,1-二叔丁基过氧化物-3,3,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔、1,4-双叔丁基过氧异丙基苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、过氧化苯甲酰、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化异辛酸叔丁酯、甲基乙基酮过氧化物、偶氮二异丁腈中的至少一种。在自由基引发剂中,优选热稳定性好且不易产生影响聚合物老化性能的副产物的品种,如叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯。
当采用辐射交联时,辐射源可以选自红外辐射、电子束、β射线、γ-射线、x-射线和中子射线中的至少一种,并且可以加入适量的常规的辐射敏化剂。当采用光交联时,光源可以选用太阳光或紫外光,光引发剂包括有机羰基化合物例如二苯甲酮,苯并蒽酮,苯偶姻及其烷基醚,2,2-二乙氧基苯乙酮,2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮,对苯氧基二氯苯乙酮,2-羟基环己基苯基酮,2-羟基异丙基苯基酮,和1-苯基丙烷二酮-2-(乙氧基羧基)肟。这些引发剂以已知的常规方式和常规的量使用。
本发明的聚合物基体还可以通过湿气交联,通常优选使用一种或多种水解/络合催化剂。这些催化剂包括路易斯酸例如二丁基锡二月桂酸盐、二辛基锡二月桂酸盐、辛酸亚锡,和酸式磺酸盐(例如磺酸)。
在生产交联型封装胶膜的生产工艺中,本发明的实施技术方案为每100重量份单位聚合物基体中,高度支化聚乙烯的含量优选为30~100重量份,进一步优选为70~100重量份,基于100重量份的聚合物基体,封装组合物的自由基引发剂用量为0.1到10重量份。
本发明中,用高度支化聚乙烯部分或者全部替换乙烯-α-烯烃共聚物,有望缩短交联固化时间,提高生产效率。这是因为在饱和的聚烯烃分子链上,叔碳原子最容易形成自由基,然后叔碳自由基之间发生交联反应,达到固化效果。现有技术中的常用乙烯-α-烯烃共聚物如乙烯-辛烯共聚物的叔碳原子全部位于主链上,在交联过程中运动不自由且空间位阻较大,而高度支化聚乙烯中的叔碳原子比例一般高于常用的乙烯-α-烯烃共聚物,并且由于有部分叔碳原子分布在支链上,空间位阻较小,空间运动相对自由,有利于快速交联固化。
为了获得更好的加工性能和使用性能,本发明所述的封装组合物中包含自由基活化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂,其进一步包含玻璃纤维、增塑剂、成核剂、扩链剂、阻燃剂、无机填料、防焦剂、导热填料、金属离子捕捉剂、着色剂、增白剂、增透改性剂中的至少一种添加剂。以100重量份单位聚合物基体计,自由基活化剂用量为0~10重量份,优选为0.05~2重量份;防焦剂用量为0~2重量份;紫外线吸收剂用量为0~2重量份,依次优选为0.05~1重量份、0.1~0.8重量份;抗氧剂用量为0~5重量份,依次优选为0.1~1重量份、0.2~0.5重量份;光稳定剂用量为0~5重量份,依次优选为0.05~2重量份、0.1~1重量份。
本发明所述的自由基活化剂可以延长由引发剂夺氢后产生的大分子自由基寿命,对接枝反应和交联固化均有辅助作用,就交联过程而言,自由基活化剂可以称为助交联剂,所述自由基活化剂可以选自三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸三乙二酯、偏苯三酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺、N,N’-双亚糠基丙酮、低分子量1,2-聚丁二烯中的至少一种。其中三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸三乙二酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯也可作为辐射敏化剂。
使用热活化的自由基引发剂促进热塑性材料的交联的一个难点是它们可能在混配和/或在整个加工过程中期望胶料固化的实际阶段之前引起过早交联即焦化。焦化产生的凝胶粒子会有害地影响最终产物的均匀性。此外,过度的焦化也会减少材料的塑性性质,从而使得它不能有效地被加工,很有可能整个批料都会损失掉。所以本发明还可以添加防焦剂来抑制焦化。用于含有自由基(尤其是过氧化物)引发剂的组合物的一种通常使用的焦化抑制剂是4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基,也称为4-羟基-TEMPO。添加4-羟基-TEMPO,通过在熔融加工温度″淬灭″可交联的聚合物的自由基交联,抑制焦化。以100重量份单位聚合物基体计,防焦剂用量为0~2重量份,优选为0.01~1.5重量份,更优选为自由基引发剂重量份的10%~50%。
为了延长组件使用寿命,本发明所述的紫外线吸收剂选自二苯甲酮类或苯并三唑类;光稳定剂选自受阻胺类或哌啶化合物,优选为苯并三唑类紫外线吸收剂和受阻胺类光稳定剂并用。
本发明所述的紫外线吸收剂选自苯甲酮化合物,如2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮;苯并三唑化合物,如2-(2'-羟基-3',5'-二叔丁基苯基)-苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)-苯并三唑;水杨酸酯化合物,如水杨酸苯酯、水杨酸对辛基苯基酯。本发明所述的光稳定剂选自双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、4-(甲基)丙烯酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶与α-烯类单体聚合得到的接枝共聚物、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸正十六酯、三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶)亚磷酸酯、丁二酸和4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物中的至少一种。
本发明所述的抗氧剂可选自受阻酚类或亚磷酸酯类抗氧剂的至少一种,优选受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂并用。具体可选自2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶)亚磷酸酯、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸正十六酯中的至少一种。
本发明所述的玻璃纤维或玻璃泡的种类和用量是本领域技术人员熟知的,可以有效控制胶膜的热收缩形变。
本发明还可以添加增塑剂以改善加工流变性,提高生产效率和成膜均匀性;所述的增塑剂选自石蜡矿物油、环烷油和芳香族矿物油;优选石蜡矿物油,另外,增塑剂还可以提高组合物对被粘物的浸润性,进一步提高粘结性能。作为增塑剂,还可以选自是邻苯二甲酸酯、壬二酸酯、己二酸酯或磷酸三甲苯酯中的至少一种。
本发明还可以添加成核剂,使组合物在结晶过程中异相成核,减小晶粒尺寸,提高透光率,所述成核剂选自二苄叉山梨醇及其衍生物:二苄叉山梨醇、1,3:2,4-二对甲基苄叉山梨醇、1,3:2,4-二亚(对乙基)苄基山梨醇和二-(3,4-二甲基苄叉)山梨醇中的至少一种,优选1,3:2,4-二对甲基苄叉山梨醇。
本发明还可以添加阻燃剂,所述阻燃剂可以选自纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米二氧化钛中的一种或多种,还可以进一步选自经偶联剂处理的纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纳米二氧化钛中的一种或多种,也可以选自磷酸酯类阻燃剂,如双酚A双(磷酸二苯酯)、磷酸三苯酯、间苯二酚双(磷酸二苯酯)中的一种或多种,也可以选自微胶囊化膨胀型阻燃剂,如微胶囊化聚磷酸三聚氰胺硼酸盐。上述不同类别的阻燃剂还可以根据本领域现有技术进行复配使用。
本发明的封装胶膜用于还可以添加无机填料,如二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、碳酸钙、蒙脱土、碳纳米管中的一种或多种。
本发明还可以添加转光功能的助剂来吸收太阳光中特定波段的紫外光并发出特定波段的可见光,降低紫外光对光伏组件的老化作用同时提高组件的光谱转换效率,上述具有转光功能的助剂可以选自分子结构中带有大共轭基团的有机化合物如二苯乙烯基双苯并恶唑、2,5-双(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩、4,4-双(5-甲基-2-苯并恶唑基)二苯乙烯中的一种或多种,也可以选自β-二酮与吡啶类衍生物的混合稀土配合物,也可以选自可聚合的荧光单体中的一种或多种,所述可聚合的荧光单体可以选自铕、钇、钐、铈、铽、镝、钆、镧、钪的丙烯酸盐、甲基丙烯酸盐或者两者的有机金属螯合物中的任意一种或多种。
本发明还可以添加增透改性剂,通过增透改性剂参与交联反应,进一步破坏聚烯烃的结晶结构,提高透光率。所述增透改性剂可选自乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、双官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物、双官能度的环氧丙烯酸酯预聚物、双官能度的聚酯丙烯酸酯预聚物、三官能度的聚醚丙烯酸酯预聚物、三官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物、四官能度的聚酯丙烯酸酯预聚物、四官能度的环氧丙烯酸酯预聚物、四官能度的聚醚丙烯酸酯预聚物、六官能度的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯预聚物、六官能度的环氧丙烯酸酯预聚物中的一种或两种以上的混合物。以100重量份单位聚合物基体计,所述增透改性剂的用量优选0.1~1.5重量份,进一步优选为0.5~1重量份。
本发明还可以添加扩链剂、着色剂、增白剂、粘结添加剂(例如聚异丁烯)等中的一种或多种,来实现或改善本领域中已知的相应性能。这些和其它潜在的添加剂的使用方式和用量都与本领域通常已知的相同。
在本发明的一种实施方式中,本发明提供一种封装材料,其包含上述封装组合物,其具有片或膜的形式,具体可以是封装胶膜,具体加工方法包括但不限于T型模具挤出法或压延法。
在一种具体的实施方式中,本发明提供的的电子器件组件是太阳能电池组件。具体可以包含:(a)至少一个电子器件,通常为排成线型或平面图案的多个该器件,(b)至少一个玻璃盖片,通常为在器件的两个表面上的玻璃盖片,和(c)至少一种封装材料。所述封装材料通常置于所述玻璃盖片和电子器件之间,并且所述封装材料显示出良好的与所述器件和盖片的粘着力。如果器件需要接触到具体形式的电磁辐射,例如,阳光,红外线,紫外线,等,那么所述聚合物材料显示出良好的,通常是优异的,对该辐射的透明度性质。如果电子器件的操作不需要透明度,或者单面需要较好的反射效果,那么所述聚合物材料可含有不透明填料和/或颜料。
本发明提供的一种太阳能电池组件,其结构中至少有一层封装胶膜,其所用封装胶膜至少一层包含上述封装组合物。本发明中所涉及的与“太阳能”相关的字眼,可以等价于“光伏”。例如太阳能电池组件也可以理解为光伏电池组件。
本发明提供了一种具有双层封装胶膜的太阳能电池组件,其包括支撑背板、太阳能发电主体(电子器件)、光接收基片以及封装胶膜,所述封装胶膜在支撑背板与太阳能发电主体之间、在光接收基片与太阳能发电主体之间各有一层,其中,至少有一层封装胶膜包含上述封装组合物。所述太阳能发电主体为晶硅太阳能电池片或者薄膜太阳能电池片。
在本发明中,上述支承背板用于保护太阳能电池组件的背侧不受外部环境影响,且其要求耐候性。在本发明中,支承背板包括玻璃板、金属板如箔(或铝)、氟树脂片、环状聚烯烃树脂片、聚碳酸酯树脂片、聚丙烯酸树脂片、聚甲基丙烯酸树脂片、聚酰胺树脂片、聚酯树脂片或层压了耐候性膜和阻挡膜的复合片中的至少一种。
在本发明中,在太阳能发电主体上形成的光接收基片可以实现这样的功能:保护内部的太阳能发电主体不受天气、外部冲击或火灾等影响,并确保在室外暴露的太阳能电池组件的长期可靠性。本发明的光接收基片没有特别的种类限制,只要其具有优异的透光性、电绝缘性和机械或物理化学强度,例如,可使用玻璃板、氟树脂片、环状聚烯烃树脂片、聚碳酸酯树脂片、聚丙烯酸树脂片、聚甲基丙烯酸树脂片、聚酰胺树脂片、聚酯树脂片等的至少一种。在本发明的实施方式中,可优选使用具有优异的耐热性的玻璃板。
在本发明中,被配置在太阳能电池组件内部,特别是在支承基片和光接收基片之间封装太阳能发电主体的封装胶膜,其可包括上述的根据本发明申请的封装组合物,并具有对支承基片和光接收基片的优异的粘合性,以及优异的透明性、热稳定性、紫外线稳定性等,从而延长了太阳能电池组件的使用期限。
本发明提供了一种单层封装胶膜的太阳能电池组件,其包括支撑背板、太阳能发电主体、光接收基片以及封装胶膜,所述封装胶膜在支撑背板与太阳能发电主体之间,或者在光接收基片与太阳能发电主体之间,其包含上述封装组合物。
上述单层胶膜封装的太阳能电池组件可以是薄膜型太阳能电池组件,其太阳能发电主体通常可以通过化学气相沉积的方法在由铁电体组成的光接收基片上形成。
在使用根据本发明的封装胶膜的情况下,在层压光接收基片以后,太阳能发电主体、支承基片和根据所需的组件结构的封装胶膜,可以通过有真空抽吸的热压装置制备上述的太阳能电池组件。
本发明提供一种双层玻璃,其所用封装材料包含上述封装组合物。
本发明提供一种封装材料,其包含上述封装组合物。
上述封装材料具有片或膜的结构形式。
一种制备包含上述封装组合物的封装胶膜的方法,所述方法包含的步骤有:
步骤1、将聚合物基体,增粘剂和自由基引发剂与其余组分混合均匀后一次性投入挤出机中共混挤出,所述其余组分是指封装组合物中除聚合物基体、增粘剂、自由基引发剂以外的其他组成成份;
步骤2、挤出物经流延成膜;
步骤3、冷却、牵引进行整形;
步骤4、最后收卷即得。
一种制备包含上述封装组合物的封装胶膜的方法,所述方法包含的步骤有:
步骤a、将部分或全部聚合物基体、全部增粘剂、增粘剂重量的0~20%的自由基引发剂先通过挤出机共混、接枝、挤出得到接枝改性的聚合物基体料A;
步骤b、将聚合物基体A与其余组分混合均匀后投入挤出机中共混挤出,所述其余组分是指封装组合物中除聚合物基体A以外的其他组成成份;
步骤c、挤出物经流延成膜;
步骤d、冷却、牵引进行整形;
步骤e、最后收卷即得。
在另一种实施方案中,本发明的电子器件组件中与所述电子器件的至少一个表面密切接触的聚合物材料是共挤出的材料,其中至少一个外部表层不含有过氧化物。若供挤出材料包含三个层,则与所述组件接触的表层不含过氧化物,芯层含有过氧化物。所述外部表层对玻璃和电子器件之一或二者具有良好的粘着力。
在另一种实施方案中,本发明所述的电子器件组件中的电子器件被包封在封装材料中,即完全位于或者包围在封装材料中。在这些实施方式的另一变体中,所述盖层用硅烷偶联剂,例如γ-氨基丙基三乙氧基硅烷处理。在这些实施方式的又一变体中,所述封装材料还包括接枝聚合物,以提高它对于所述电子器件和盖层之一或二者的粘合性。所述接枝聚合物通常简单地通过用含有羰基基团的不饱和有机化合物例如马来酸酐来接枝所述高度支化聚乙烯来原位制备。
本发明的有益效果是:
(1)、相比于现有技术中的共聚烯烃封装胶膜,尤其是POE封装胶膜,用包含本发明的封装组合物制备的封装胶膜,相对容易发生交联和/或接枝等自由基反应,可以具有较好的粘合性能、加工性能(例如:加工效率)和较低的成本;
(2)、相比于现有技术的EVA封装胶膜,用包含本发明的封装组合物制备的封装胶膜具有更好的耐候、耐老化、耐黄变性能,还具有优异的电绝缘性、水汽阻隔能力,可延长太阳能电池的使用寿命。
具体实施方式:
下面给出实施例以对本发明做进一步说明,但不是用来限制本发明的范围,该领域的技术熟练人员根据发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
本发明的实施方式之一是提供一种封装组合物,其包含聚合物基体,按100重量份单位聚合物基体计,所述聚合物基体包含5~100重量份高度支化聚乙烯,0~95重量份不同于高度支化聚乙烯的聚烯烃,0~80重量份烯烃与含有极性基团的单体的共聚物;按100重量份单位聚合物基体计,还包含0~10重量份增粘剂,且烯烃与含有极性基团的单体的共聚物的用量与增粘剂的用量之和大于0,其中,高度支化聚乙烯为支化度不低于40个支链/1000个碳的乙烯均聚物。
本发明的实施方式之二是提供一种封装组合物包含聚合物基体,增粘剂和自由基引发剂,其中按100重量份单位聚合物基体计,聚合物基体包含:5~100重量份或者10~100重量份高度支化聚乙烯(P1),该高度支化聚乙烯(P1)为有支链结构的乙烯均聚物,并且其支化度不低于40个支链/1000个碳;0~95重量份或者0~90重量份的不同于高度支化聚乙烯的聚烯烃(P2),所述聚烯烃(P2)包含不同于高度支化聚乙烯的结晶性聚乙烯、丙烯均聚物、乙烯与α-烯烃的共聚物、单烯烃和二烯烃的二元或三元以上共聚物中的至少一种;0~70重量份烯烃与极性单体的共聚物,所述烯烃为乙烯或者其他α-烯烃中的一种或多种。
本发明的实施方式之三是提供一种封装组合物,其包含聚合物基体,增粘剂和自由基引发剂,所述聚合物基体为高度支化聚乙烯。
本发明的实施方式之四是提供一种封装材料,其具有片或者膜的形式。
本发明的实施方式之五是提供一种太阳能(光伏)电池模块,其包含太阳能(光伏)电池片,和与电池片表面密切接触的封装材料,封装材料包含本发明的封装组合物。
所用的高度支化聚乙烯的合成方法采用后过渡金属催化剂通过配位聚合催化乙烯均聚得到,优选的过渡金属催化剂可以为(α-二亚胺)镍/钯催化剂的其中一种,从成本考虑,优选(α-二亚胺)镍催化剂,所用(α-二亚胺)镍催化剂的结构、合成方法及通过其制备支化聚乙烯的方法是公开的现有技术,可以采用但不限于以下文献:CN102827312A、CN101812145A、CN101531725A、CN104926962A、US6103658、US6660677。助催化剂可以选自一氯二乙基铝、二氯乙基铝、倍半乙基氯化铝、甲基铝氧烷、改性甲基铝氧烷中的一种或多种。
所用的高度支化聚乙烯可以通过调节催化剂的结构以及聚合条件来实现对其支化度、分子量以及熔点等基本参数的调节。本发明采用的高度支化聚乙烯其支化度不低于40个支链/1000个碳,进一步可以为45~130个支链/1000个碳,进一步可以为60~116个支链/1000个碳,进一步可以为62~83个支链/1000个碳;重均分子量范围可以为5万~50万,进一步可以为20万~45万,或者10万~20万,或者10.2万~21.3万,或者11.4万~17.5万;熔点不高于125℃,进一步可以为-44℃~101℃,进一步可以为不高于90℃,进一步可以为-30℃~80℃,进一步可以为40℃~80℃,或者55~65℃,或者70~80℃,在190℃和2.16kg的负载下测得的熔融指数可以为0.1~50g/10min,还可以优选为5~25g/10min,进一步优选为10~20g/10min,或者5~10g/10min,或者10~15g/10min,或者15~20g/10min,每100重量份单位聚合物基体中,高度支化聚乙烯的用量优选为70~100重量份。
所用乙烯与α-烯烃共聚物为乙烯-辛烯共聚物(POE)。
所用乙烯与极性单体共聚物为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)。
所用自由基引发剂为过氧化物交联剂,例如叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯。
所用增粘剂为硅烷偶联剂,例如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷。
优选的实施方案是,可向封装组合物中加入辅助成分,针对性地取得或者改善各种性能。
辅助成分,如自由基活化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、玻璃纤维、增塑剂、成核剂、扩链剂、阻燃剂、无机填料、防焦剂、导热填料、金属离子捕捉剂、着色剂、增白剂、增透改性剂、粘结添加剂等等,辅助成分以常规用量使用。
一种包含上述封装组合物的封装胶膜的制备方法,其包含以下步骤:
(1)、将部分或者全部聚合物基体、全部增粘剂、增粘剂重量的3%~20%的自由基引发剂先通过挤出机共混、接枝、挤出得到接枝改性的聚合物基体料A。挤出机温度控制在50~210℃。
(2)、将聚合物基体A与其余组分混合均匀后投入挤出机中共混挤出,挤出物经流延成膜,通过冷却、牵引进行整形,最后通过收卷工序即得。挤出机温度控制在80~210℃。
为了更清楚的叙述本发明的实施方式,下面对本发明实施例中所涉及到的材料做个定义。
实施例中选用的高度支化聚乙烯特征范围为:支化度为46~130个支链/1000个碳、重均分子量为6.6万~47.1万,熔点为-44~101℃。其中,支化度通过核磁氢谱测得,分子量及分子量分布由PL-GPC220测得,熔点通过差式扫描量热法测得。
具体如下表:
Figure BDA0001738085810000201
Figure BDA0001738085810000211
性能测试方法:
(1)交联度、剥离强度:按照GB/T 29848-2013标准进行测定;
(2)透光率:将试样按GB/T 2410-2008的分光光度计法进行测试。分光光度计的波长范围设置为290nm~1100nm。分别计算波段范围为290nm~380nm和380nm~1100nm的透光率平均值。每组至少测试三个试样,测试结果取平均值。本发明实施例中所述的透光率是针对波段范围为380nm~1100nm的测试结果。
(3)体积电阻率:先将样品放到23℃±2℃,50%±5%RH的实验室内,至少放置48h;然后按GB/T 1410-2006规定的要求,在1000V±2V,电化时间60min条件下,进行试样体积电阻率的测试,测试3个试样,结果取平均值。
(4)耐湿热老化性能及黄变指数:先将所有试样放入高温高湿老化试验箱中,设定试验条件:温度85℃±2℃,相对湿度85%±5%;试验时间为1000h,试验结束后将试样取出,在23℃±5℃,相对湿度小于75%的敞开环境下恢复2~4h后,进行外观检查,要求没有外观缺陷;最后分别对试验前后层压件试样按ASTM E313进行黄色指数测量,每块试样测不少于3个点,试样黄色指数取所测点的平均值,记录老化前后黄色指数变化差值。
(5)抗PID性能测试:在85℃、85RH%下,施加-1000V的电压进行测试。实施例1~8及对比例1
封装胶膜及其交联速度测试:
对比聚合物基体分别为DOW ENGAGE 8137和PER-15的封装组合物在以下配方下,测试的正硫化时间Tc90:按照国标GB/T16584-1996,在无转子硫化仪中进行,试验温度为150℃,测试时长为30min。配方为100重量份聚合物基体,1重量份乙烯基三甲氧基硅烷,1重量份叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯,0.5重量份三烯丙基异氰脲酸酯,0.25重量份四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯,0.15重量份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,和0.15重量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。将聚合物基体与液态组份浸泡混合后,再与其余组份在在挤出机中进行共混挤出,挤出温度控制在90±1℃,混合物在挤出机内停留时间为4min,挤出物经过流延成膜、冷却、分切、卷取工序,即得厚度为0.5mm的透明封装胶膜。裁样,叠成约5克的待测试样,进行测试。其中具体的DOW ENGAGE 8137和PER-15在聚合物基体中的比重以及相应的Tc90如表1所示:
表1
Figure BDA0001738085810000221
通过实施例1~8与对比例1的对比,可以明显发现支化度适当的高度支化聚乙烯的交联速度明显高于现有技术中常用的聚烯烃共聚物,当封装组合物或者封装材料的聚合物基体部分或者全部采用高度支化聚乙烯时,在同样的加工条件下,可以有效提高交联速度,从而缩短组件在加工成型时所需的交联固化时间,一方面可以有效降低能耗,并提高产能,另一方面可以保护电子器件如太阳能电池片,缩短其在高温高压下的停留时间。
实施例9~16以及对比例1和2
实施例9~16以及对比例2和3的配方组份如表2所示:(其中列出了相对于每100重量份聚合物基体,所用各组分的重量份数)
表2
Figure BDA0001738085810000222
Figure BDA0001738085810000231
实施例9~16的封装组合物经密炼机混炼后,经压延或者挤出成膜,膜厚为0.5mm,在膜的两个表面分别附上平板玻璃和TFT背板。然后将得到的层压体在真空层压机中层压加工。
各测试试样的性能测试数据如表3所示:
表3
Figure BDA0001738085810000232
通过实施例8、实施例15和对比例2的对比可以发现,采用高度支化聚乙烯部分或者全部替换现有技术中的POE,可以赋予封装胶膜更好的交联度、透光率、体积电阻率以及与玻璃之间的粘结性。
通过实施例9~14与对比例3的对比可以发现,采用高度支化聚乙烯为聚合物基体的封装胶膜具有优异的透明性,保证应用该封装胶膜的太阳能电池具有良好的发电效率。其次,采用高度支化聚乙烯为聚合物基体的封装胶膜与玻璃之间具有良好的剥离强度,并且耐湿热老化后与玻璃之间的剥离强度保持率远高于对比例中的EVA封装胶膜,黄变指数也远低于对比例中的EVA封装胶膜,说明本发明中以高度支化聚乙烯为聚合物基体的封装胶膜具有优异的粘合性能和耐湿热老化性能,能够更好的适用于户外环境。本发明提供的新型封装胶膜采用分子链全为饱和碳氢结构的高度支化聚乙烯,因此很高的体积电阻率,在电绝缘性方面相对于EVA封装胶膜具有显著优势。
通过实施例16和对比例3的对比可以发现,用高度支化聚乙烯替换部分现有技术中的EVA,可以明显改善EVA封装胶膜的耐湿热老化性,降低黄变指数并改善电绝缘性,很好地改善了现有EVA封装胶膜的性能缺陷,虽然与玻璃之间的粘结强度有所降低,但仍满足高于60N/cm的行业标准。
实施例17
单玻太阳能电池组件:
厚度为0.5mm的封装胶膜通过包含以下物质的封装组合物制备:100重量份PER-13(190℃,2.16kg负荷下的MI为1g/10min),1重量份乙烯基三甲氧基硅烷,1重量份叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯,0.5重量份三烯丙基异氰脲酸酯,0.05重量份4-羟基-TEMPO,0.25重量份四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯,0.15重量份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,和0.15重量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。将聚合物基体与液态组份浸泡混合后,再与其余组份在在挤出机中进行共混挤出,挤出温度控制在90±1℃,混合物在挤出机内停留时间为4min,挤出物经过流延成膜、冷却、分切、卷取工序,即得厚度为0.5mm的封装胶膜。太阳能电池组件通过层压方法在145℃下制备,其中所述封装胶膜位于玻璃盖板与太阳能电池之间,也位于TPT背板与太阳能电池之间。抗PID测试:经192小时测试后,输出功率衰减程度为0.82%。
实施例18
单玻太阳能电池组件:
厚度为0.5mm的封装胶膜通过包含以下物质的封装组合物制备:90重量份PER-14(190℃,2.16kg负荷下的MI为5g/10min),10重量份马来酸酐改性的乙烯-1-辛烯共聚物(MAH的接枝含量为1wt%,MI:1.5g/10min),1重量份乙烯基三甲氧基硅烷,1重量份叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯,0.5重量份三烯丙基异氰脲酸酯,0.05重量份4-羟基-TEMPO,0.25重量份四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯,0.15重量份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,和0.15重量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。将聚合物基体与液态组份浸泡混合后,再与其余组份在在挤出机中进行共混挤出,挤出温度控制在90±1℃,混合物在挤出机内停留时间为4min,挤出物经过流延成膜、冷却、分切、卷取工序,即得厚度为0.5mm的封装胶膜。太阳能电池组件通过层压方法在145℃下制备,其中所述封装胶膜位于玻璃盖板与太阳能电池之间,也位于TPT背板与太阳能电池之间。抗PID测试:经192小时测试后,输出功率衰减程度为0.88%。
实施例19
单玻太阳能电池组件:
厚度为0.5mm的封装胶膜通过包含以下物质的封装组合物制备:70重量份PER-15(190℃,2.16kg负荷下的MI为13g/10min),30重量份陶氏POE8137,1重量份乙烯基三甲氧基硅烷,1重量份叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯,0.5重量份三烯丙基异氰脲酸酯,0.25重量份四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯,0.15重量份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,和0.15重量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。将聚合物基体与液态组份浸泡混合后,再与其余组份在在挤出机中进行共混挤出,挤出温度控制在90±1℃,混合物在挤出机内停留时间为4min,挤出物经过流延成膜、冷却、分切、卷取工序,即得厚度为0.5mm的封装胶膜。太阳能电池组件通过层压方法在145℃下制备,其中所述封装胶膜位于玻璃盖板与太阳能电池之间,也位于TPT背板与太阳能电池之间。抗PID测试:经192小时测试后,输出功率衰减程度为0.81%。
实施例20
单玻太阳能电池组件:
厚度为0.5mm的封装胶膜通过包含以下物质的封装组合物制备:100重量份PER-18(190℃,2.16kg负荷下的MI为30g/10min),1重量份乙烯基三甲氧基硅烷,1重量份叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯,0.5重量份三烯丙基异氰脲酸酯,0.05重量份4-羟基-TEMPO,0.25重量份四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯,0.15重量份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,和0.15重量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。加工方法为:将全部聚合物基体、全部硅烷偶联剂以及重量为硅烷偶联剂10%的过氧化物混合均匀后加入双螺杆挤出机中共混挤出。双螺杆挤出机的进料端部分的温度是50℃,注入氮气的反应器部分的温度为210℃,且反应后出口的温度为140℃,得到接枝改性的聚合物基体料A;将接枝改性的聚合物基体料A和其余组份混合均匀后,通过双螺杆挤出机配合T型模挤出成膜。向挤出机中注入氮气,并且控制挤出温度为110℃。混合物在挤出机内停留时间为4min,挤出物经过流延成膜、冷却、分切、卷取工序,即得厚度为0.5mm的封装胶膜。太阳能电池组件通过层压方法在145℃下制备,其中所述封装胶膜位于玻璃盖板与太阳能电池之间,也位于TPT背板与太阳能电池之间。抗PID测试:经192小时测试后,输出功率衰减程度为0.83%。
实施例21
双玻太阳能电池组件,其中电池组件的两层胶膜均为透明胶膜:
厚度为0.5mm的封装胶膜通过包含以下物质的封装组合物制备:100重量份PER-16(190℃,2.16kg负荷下的MI为13g/10min),1重量份乙烯基三甲氧基硅烷,1重量份叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯,0.5重量份三烯丙基异氰脲酸酯,0.05重量份4-羟基-TEMPO,0.25重量份四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯,0.15重量份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,和0.15重量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。将聚合物基体与液态组份浸泡混合后,再与其余组份在在挤出机中进行共混挤出,挤出温度控制在90±1℃,混合物在挤出机内停留时间为4min,挤出物经过流延成膜、冷却、分切、卷取工序,即得厚度为0.5mm的封装胶膜。太阳能电池组件通过层压方法在145℃下制备,其中所述太阳能电池为N型电池片,封装胶膜位于玻璃盖板与太阳能电池之间,也位于玻璃盖板与太阳能电池之间。抗PID测试:经192小时测试后,输出功率衰减程度为0.63%。
实施例22
双玻太阳能电池组件,其上层均为透明胶膜,下层为白膜:
厚度为0.5mm的上层封装胶膜通过包含以下物质的封装组合物制备:100重量份PER-16(190℃,2.16kg负荷下的MI为13g/10min),1重量份乙烯基三甲氧基硅烷,1重量份叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯,0.5重量份三烯丙基异氰脲酸酯,0.05重量份4-羟基-TEMPO,0.25重量份四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯,0.15重量份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,和0.15重量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。将聚合物基体与液态组份浸泡混合后,再与其余组份在在挤出机中进行共混挤出,挤出温度控制在90±1℃,混合物在挤出机内停留时间为4min,挤出物经过流延成膜、冷却、分切、卷取工序,即得厚度为0.5mm的透明封装胶膜。
厚度为0.5mm的下层封装胶膜通过包含以下物质的封装组合物制备:100重量份PER-16(190℃,2.16kg负荷下的MI为13g/10min),10重量份二氧化钛粉末,1重量份乙烯基三甲氧基硅烷,1重量份叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯,0.5重量份三烯丙基异氰脲酸酯,0.05重量份4-羟基-TEMPO,0.25重量份四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯,0.15重量份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,和0.15重量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。将聚合物基体与液态组份浸泡混合后,再与其余组份在在挤出机中进行共混挤出,挤出温度控制在90±1℃,混合物在挤出机内停留时间为4min,挤出物经过流延成膜、冷却、分切、卷取工序,即得厚度为0.5mm的透明封装胶膜。
太阳能电池组件通过层压方法在145℃下制备,其中所述太阳能电池为N型电池片,透明封装胶膜位于上层玻璃盖板与太阳能电池之间,白膜位于下层玻璃盖板与太阳能电池之间。抗PID测试:经192小时测试后,输出功率衰减程度为0.68%。
实施例23
双玻太阳能N型双面电池组件,其中电池为N型双面电池,组件的两层胶膜均为透明胶膜:
厚度为0.5mm的封装胶膜通过包含以下物质的封装组合物制备:100重量份PER-16(190℃,2.16kg负荷下的MI为13g/10min),1重量份乙烯基三甲氧基硅烷,1重量份叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯,0.5重量份三烯丙基异氰脲酸酯,0.05重量份4-羟基-TEMPO,0.25重量份四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯,0.15重量份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,和0.15重量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。将聚合物基体与液态组份浸泡混合后,再与其余组份在在挤出机中进行共混挤出,挤出温度控制在90±1℃,混合物在挤出机内停留时间为4min,挤出物经过流延成膜、冷却、分切、卷取工序,即得厚度为0.5mm的封装胶膜。太阳能电池组件通过层压方法在145℃下制备,其中所述太阳能电池为N型双面电池片,封装胶膜位于玻璃盖板与太阳能电池之间,也位于玻璃盖板与太阳能电池之间。抗PID测试:经192小时测试后,输出功率衰减程度为1.52%。
实施例24
一种封装胶膜:
封装胶膜通过包含以下物质的封装组合物制备:70重量份乙烯-1-辛烯共聚物(辛烯含量27wt%,190℃,2.16kg负荷下的MI为5g/10min),30重量份PER-19(190℃,2.16kg负荷下的MI为5g/10min),1重量份乙烯基三乙氧基硅烷,0.05重量份2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷,0.25重量份四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯,0.15重量份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,和0.15重量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
制备方法:将组合物中的全部PER-19、乙烯基三乙氧基硅烷和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷在双螺杆挤出机中进行共混、接枝、挤出得到硅烷改性的高度支化聚乙烯料,挤出温度控制在140℃;再将硅烷改性的的高度支化聚乙烯料与其余组份在双螺杆挤出机中共混挤出,然后流延成膜,经冷却、牵引进行整形得到厚度为0.5mm的封装胶膜。
性能测试:透光率为91.7%;与玻璃按照测试要求层压后,测得与玻璃之间的剥离强度为112N/cm。
实施例25
一种封装胶膜:
封装胶膜通过包含以下物质的封装组合物制备:20重量份乙烯-1-辛烯共聚物(辛烯含量27wt%,190℃,2.16kg负荷下的MI为5g/10min),80重量份PER-19(190℃,2.16kg负荷下的MI为5g/10min),1份马来酸酐,0.25重量份四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯,0.15重量份双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯,和0.15重量份2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮。
制备方法:将组合物中的全部PER-19在140℃的双螺杆挤出机中熔融,然后注入马来酸酐,在265℃下,进行共混、接枝得到MAH接枝改性的高度支化聚乙烯料;再将MAH改性的的高度支化聚乙烯料与其余组份在双螺杆挤出机中共混挤出,然后流延成膜,经冷却、牵引进行整形得到厚度为0.5mm的封装胶膜。
性能测试:透光率为92.1%;与玻璃按照测试要求层压后,测得与玻璃之间的剥离强度为103N/cm。
总体而言,包含本发明封装组合物的封装胶膜在高度支化聚乙烯含量较高的情况下,具有优异的耐候、耐老化、耐黄变性、电绝缘性以及良好的光学性能和粘结性能,相对于现有的EVA封装胶膜和POE封装胶膜的优势明显。在高度支化聚乙烯含量较低的情况下,也有望改善EVA封装胶膜和POE封装胶膜的性能缺陷,而且高度支化聚乙烯的生产成本理论上要明显低于POE,并且接枝效率和交联速度高于POE,可以为光伏组件供应商降低时间成本,提高生产效率,所以从性能角度和成本角度分析,本发明方案相对于现有技术都具有明显的优越性。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (34)

1.一种电子器件封装组合物,其包含聚合物基体和自由基引发剂,按100重量份单位聚合物基体计,所述聚合物基体包含5~100重量份高度支化聚乙烯(P1),0~95重量份不同于高度支化聚乙烯的聚烯烃(P2),0~80重量份烯烃与含有极性基团的单体的共聚物;按100重量份单位聚合物基体计,还包含0~10重量份增粘剂,且烯烃与含有极性基团的单体的共聚物的用量与增粘剂的用量之和大于0;所述高度支化聚乙烯(P1)为具有支链结构的乙烯均聚物,其支化度不低于60个支链/1000个碳,熔点不高于125℃。
2.根据权利要求1所述的封装组合物,其特征在于,所述不同于高度支化聚乙烯的聚烯烃(P2)包含结晶性聚乙烯、丙烯均聚物、乙烯与α-烯烃共聚物、单烯烃和二烯烃的二元或三元以上共聚物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的封装组合物,其特征在于,烯烃与极性单体的共聚物在制备过程中所使用的含有极性基团的单体包含至少一个烯属不饱和度和一个极性基团,所述极性基团包含羰基、羧酸酯基、羧酸酐基、硅氧烷基、钛氧烷基、环氧化基中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的封装组合物,其特征在于,所述增粘剂为包含至少一个烯属不饱和度和一个极性基团的极性单体,所述极性基团包含羰基、羧酸酯基、羧酸酐基、硅氧烷基、钛氧烷基、环氧化基中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的封装组合物,其特征在于,含有极性基团的极性单体选自醋酸乙烯酯、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-(甲基) 丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ- 酮基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种和/或马来酸、富马酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、α-甲基巴豆酸和肉桂酸以及它们的酐、酯和盐衍生物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的封装组合物,其特征在于,以100单位重量份单位聚合物基体计,包含0.005~10重量份自由基引发剂。
7.根据权利要求6所述的封装组合物,其特征在于,自由基反应包含聚合物基体之间的交联反应或聚合物基体与反应性单体之间的接枝反应中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的封装组合物,其特征在于,所述自由基引发剂选自过氧化物引发剂、偶氮类引发剂、光引发剂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的封装组合物,其特征在于,以100单位重量份单位聚合物基体计,还包含0.05~10重量份自由基活化剂或辐射敏化剂。
10.根据权利要求1所述的封装组合物,其特征在于,所述封装组合物还包含自由基活化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、玻璃纤维、增塑剂、成核剂、扩链剂、阻燃剂、无机填料、防焦剂、导热填料、金属离子捕捉剂、着色剂、增白剂、粘结添加剂、增透改性剂中的至少一种,其中所述紫外线吸收剂选自苯甲酮化合物、苯并三唑化合物、水杨酸酯化合物中的至少一种,所述光稳定剂选自受阻胺类化合物、哌啶化合物中的至少一种;所述抗氧剂包含受阻酚类或亚磷酸酯类抗氧剂的至少一种,所述抗氧剂包含2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶)亚磷酸酯、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸正十六酯中的至少一种。
11.根据权利要求10所述的封装组合物,其特征在于,以100重量份单位聚合物基体计,所述封装组合物内还包含自由基活化剂0.05~10份,紫外线吸收剂0~2重量份,抗氧剂0~5重量份,光稳定剂0~5重量份,防焦剂用量为0~2重量份。
12.一种电子器件封装材料,其包含根据权利要求1~11任一所述的封装组合物,其具有片或膜的形式。
13.一种电子器件组件,其包括电子器件和与电子器件表面密切接触的封装材料,其特征在于,所述封装材料包含权利要求1~11任一所述的封装组合物。
14.根据权利要求13所述的电子器件组件,其特征在于,所述电子器件是太阳能电池。
15.一种制备包含权利要求1~11中任一所述含有增粘剂的电子器件封装组合物的封装胶膜的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤a、将部分或全部聚合物基体、全部增粘剂、增粘剂重量的0~20%的自由基引发剂先通过挤出机共混、接枝、挤出得到接枝改性的聚合物基体料A;当本步骤中的自由基引发剂用量为0时,增粘剂与聚合物基体接枝反应温度为210℃~300℃;
步骤b、将聚合物基体A与其余组分混合均匀后投入挤出机中共混挤出;
步骤c、挤出物经流延成膜;
步骤d、冷却、牵引进行整形;
步骤e、最后收卷即得。
16.一种电子器件封装组合物,其包含聚合物基体,增粘剂和自由基引发剂,其特征在于,按100重量份单位聚合物基体计,所述聚合物基体包含10~100重量份高度支化聚乙烯(P1),0~90重量份不同于高度支化聚乙烯的聚烯烃(P2),0~70重量份乙烯与极性单体的共聚物;所述高度支化聚乙烯(P1)为具有支链结构的乙烯均聚物,其支化度不低于60个支链/1000个碳,重均分子量为5万~50万,熔点为-44~101℃。
17.根据权利要求16所述的封装组合物,其特征在于,所述不同于高度支化聚乙烯的聚烯烃(P2)包含结晶性聚乙烯、丙烯均聚物、乙烯与α-烯烃共聚物、单烯烃和二烯烃的二元或三元以上共聚物中的至少一种。
18.根据权利要求16所述的封装组合物,其特征在于,所述高度支化聚乙烯是由后过渡金属催化剂催化乙烯均聚得到,其中,所述后过渡金属催化剂中的金属元素为镍或钯中的一种。
19.根据权利要求17所述的封装组合物,其特征在于,所述结晶性聚乙烯的熔点为80℃~140℃,其通过齐格勒纳塔催化剂或者茂金属催化剂进行的聚合得到,在100重量份单位聚合物基体中,所述结晶性聚乙烯的含量为0~30重量份。
20.根据权利要求17所述的封装组合物,其特征在于,在100重量份单位聚合物基体中,乙烯与α-烯烃共聚物的用量为0~70重量份,所述乙烯与α-烯烃的共聚物中的α-烯烃具有3~30个碳原子,所述α-烯烃的包括丙烯、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯、1-二十烯、1-二十二烯、1-二十四烯、1-二十六烯、1-二十八烯和1-三十烯的至少一种。
21.根据权利要求16所述的封装组合物,其特征在于,所述乙烯与极性单体的共聚物在制备过程中所使用的含有极性基团的单体包括醋酸乙烯酯、丙烯酸、异丁烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、马来酸酐中的至少一种。
22.根据权利要求16所述的封装组合物,其特征在于,以100重量份聚合物基体计,所述封装组合物包含增粘剂0.1~5重量份。
23.根据权利要求22所述的封装组合物,其特征在于,所述增粘剂为通过接枝反应途径向聚烯烃分子链上引入极性官能团来提高聚烯烃胶膜粘结性能的极性单体,所述极性单体的极性基团选自羧酸酯基、羧酸酐基、硅氧烷基、环氧化基中的至少一种,所述极性单体为具有硅氧烷基的硅烷偶联剂,其中,所用的硅烷偶联剂具有官能团,所述官能团包含乙烯基、丙烯酰基、氨基、氯和苯氧基中的至少一种。
24.根据权利要求23所述的封装组合物,其特征在于,所述增粘剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或γ- 酮基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
25.根据权利要求16所述的封装组合物,其特征在于,以100重量份聚合物基体计,所述封装组合物包含自由基引发剂0.05~10份。
26.根据权利要求25所述的封装组合物,其特征在于,所述自由基引发剂为过氧化物,可选自二叔丁基过氧化物、二枯基过氧化物、叔丁基枯基过氧化物、1,1-二叔丁基过氧化物-3,3,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔、1,4-双叔丁基过氧异丙基苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、过氧化苯甲酰、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化异辛酸叔丁酯、甲基乙基酮过氧化物中的至少一种。
27.根据权利要求16所述的封装组合物,其特征在于,所述封装组合物还包含自由基活化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧剂、玻璃纤维、增塑剂、成核剂、扩链剂、阻燃剂、无机填料、防焦剂、导热填料、金属离子捕捉剂、着色剂、增白剂、增透改性剂中的至少一种,所述紫外线吸收剂包含二苯甲酮类或苯并三唑类中的至少一种,所述光稳定剂包含受阻胺类或哌啶化合物中的至少一种,所述抗氧剂包含受阻酚类或亚磷酸酯类抗氧剂的至少一种,所述抗氧剂包含2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶)亚磷酸酯、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸正十六酯中的至少一种。
28.根据权利要求27所述的封装组合物,其特征在于,以100重量份单位聚合物基体计,所述封装组合物内包含自由基活化剂0~10份,紫外线吸收剂0~2份,抗氧剂0~5份,光稳定剂0~5份,其中,所述自由基活化剂包含三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸三乙二酯、偏苯三酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺、N,N’-双亚糠基丙酮、1,2-聚丁二烯中的至少一种。
29.一种太阳能电池组件,其特征在于,所述太阳能电池组件内所用的封装胶膜至少一层包含权利要求16~28中任一所述的封装组合物。
30.根据权利要求29所述的太阳能电池组件,其包括支撑背板、太阳能发电主体、光接收基片、封装胶膜,其特征在于,所述支撑背板与太阳能发电主体之间,光接收基片与太阳能发电主体之间设有封装胶膜,所述封装胶膜包含所述封装组合物,所述太阳能发电主体为晶硅太阳能电池片或者薄膜太阳能电池片。
31.一种加工权利要求30所述太阳能电池组件的方法,其特征在于,在层压光接收基片后,太阳能发电主体、支撑背板和封装胶膜通过真空抽吸的热压装置加工太阳能电池组件。
32.一种电子器件封装材料,其特征在于,所述封装材料内包括权利要求16~28中任一所述封装组合物。
33.一种制备包含权利要求16~28中任一所述电子器件封装组合物的封装胶膜的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤1、将聚合物基体,增粘剂和自由基引发剂与其余组分混合均匀后;一次性投入挤出机中共混挤出;
步骤2、挤出物经流延成膜;
步骤3、冷却、牵引进行整形;
步骤4、最后收卷即得。
34.一种制备包含权利要求16~28中任一所述电子器件封装组合物的封装胶膜的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤a、将部分或全部聚合物基体、全部增粘剂、增粘剂重量的3%~20%的自由基引发剂先通过挤出机共混、接枝、挤出得到接枝改性的聚合物基体料A,
步骤b、将聚合物基体A与其余组分混合均匀后投入挤出机中共混挤出;
步骤c、挤出物经流延成膜;
步骤d、冷却、牵引进行整形;
步骤e、最后收卷即得。
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