CN109401073A - 一种高强度的太阳能光伏电池封装材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光伏材料加工技术领域，提供了一种高强度的太阳能光伏电池封装材料及制备方法，本发明制得的太阳能光伏电池封装环保材料，具有硬度和韧度，配方中将苯二甲酸二丁酯、环氧硬酯酸丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、高密度聚乙烯、橡胶促进剂、椰子纤维、偶联剂、膨润土复合胶黏纤维、三元乙丙橡胶、鳞片石墨和铝硅合金的混合物组合，并合理配置各成分含量。其中，特别加入了椰子纤维、膨润土复合胶黏纤维、鳞片石墨和铝硅合金的混合物，形成的封装材料具有优越的硬度和韧度。
Description
技术领域
本发明属于光伏材料加工技术领域，具体地，涉及一种高强度的太阳能光伏电池封装材料及制备方法。
背景技术
目前太阳能光伏电池一般采用玻璃-EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）作封装材料，这种存在许多不足，如EVA胶膜硬度较小，在使用过程中容易破损，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。
随着太阳能技术的不断发展，现有的太阳能光伏电池封装材料已经不能满足发展的需要，需要进一步研究开发一种具有高强度、高韧度的封装材料，适应市场的需求。
本发明的目的是提供一种高强度的太阳能光伏电池封装材料及制备方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的一方面是提供一种高强度的太阳能光伏电池封装材料，一方面还提供一种制备该高强度的太阳能光伏电池封装材料的方法。
根据本发明一方面提供的一种高强度的太阳能光伏电池封装材料，所述高强度的太阳能光伏电池封装材料包括如下重量份数的组分：苯二甲酸二丁酯27-51份、环氧硬酯酸丁酯22-30份、邻苯二甲酸二异壬酯5-11份、高密度聚乙烯3-7份、橡胶促进剂2-6份、椰子纤维8-12份、偶联剂1-3份、膨润土复合胶黏纤维2-5份、三元乙丙橡胶3-12份、鳞片石墨和铝硅合金的混合物5-16份。
优选地，所述高强度的太阳能光伏电池封装材料包括如下重量份数的组分：苯二甲酸二丁酯27-41份、环氧硬酯酸丁酯22-27份、邻苯二甲酸二异壬酯7-11份、高密度聚乙烯3-6份、橡胶促进剂2-5份、椰子纤维9-12份、偶联剂1-2份、膨润土复合胶黏纤维2-4份、三元乙丙橡胶5-12份、鳞片石墨和铝硅合金的混合物5-11份。
优选地，所述高强度的太阳能光伏电池封装材料包括如下重量份数的组分：苯二甲酸二丁酯32份、环氧硬酯酸丁酯25份、邻苯二甲酸二异壬酯9份、高密度聚乙烯5份、橡胶促进剂4份、椰子纤维10份、偶联剂1份、膨润土复合胶黏纤维3份、三元乙丙橡胶7份、鳞片石墨和铝硅合金的混合物8份。
优选地，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
优选地，所述鳞片石墨和铝硅合金的混合物中鳞片石墨的重量百分比为35-60wt％，铝硅合金的重量百分比为30-55wt％。
优选地，所述鳞片石墨片呈非连续平行排列，铝硅合金分布于石墨片层间隙，石墨片与铝硅合金呈叠层结构。
根据本发明的另一方面提供的所述的高强度的太阳能光伏电池封装材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：将苯二甲酸二丁酯、环氧硬酯酸丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、高密度聚乙烯按比例混合，在温度为185-230℃，转速为225-270r/min下搅拌0.5-0.7h，制得混合物A；
步骤2：在真空度为0.4-0.9MPa下，向步骤1 制得的混合物A中加入橡胶促进剂、椰子纤维、偶联剂、膨润土复合胶黏纤维、三元乙丙橡胶，在超声波功率为110-140W， 温度为130-153℃，转速为325-500r/min下搅拌3-5h，制得混合物B；
步骤3：向步骤2 制得的混合物B中加入鳞片石墨和铝硅合金的混合物，在温度为112-130℃，转速为115-200r/min下搅拌0.6-0.9h，制得混合物C；
步骤4：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，即可。
优选地，所述步骤4中挤出温度为60-85℃，热压温度为30-55℃，冷压温度为6-15℃。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供的一种高强度的太阳能光伏电池封装材料，本发明制得的太阳能光伏电池封装环保材料，具有硬度和韧度，配方中将苯二甲酸二丁酯、环氧硬酯酸丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、高密度聚乙烯、橡胶促进剂、椰子纤维、偶联剂、膨润土复合胶黏纤维、三元乙丙橡胶、鳞片石墨和铝硅合金的混合物组合，并合理配置各成分含量。其中，特别加入了椰子纤维、膨润土复合胶黏纤维、鳞片石墨和铝硅合金的混合物，形成的封装材料具有优越的硬度和韧度。
2、本发明提供的一种高强度的太阳能光伏电池封装材料，该封装材料配方中加入的膨润土复合胶黏纤维与高密度聚乙烯、苯二甲酸二丁酯协同作用，并经过偶联剂交联，使得膨润土复合胶黏纤维表面形成网状结构，可有效增强本发明封装材料拉伸强度，而且热稳定好，力学性能好。
3、本发明提供的一种高强度的太阳能光伏电池封装材料，该封装材料配方中加入的鳞片石墨和铝硅合金的混合物中鳞片石墨具有良好的耐高温、导热、润滑、可塑及耐酸碱等性能，其与铝硅合金组合后可明显提高封装材料的硬度、韧度以及耐老化等性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例一方面提供的一种高强度的太阳能光伏电池封装材料，所述高强度的太阳能光伏电池封装材料包括如下重量份数的组分：苯二甲酸二丁酯51份、环氧硬酯酸丁酯22份、邻苯二甲酸二异壬酯11份、高密度聚乙烯3份、橡胶促进剂6份、椰子纤维8份、偶联剂3份、膨润土复合胶黏纤维2份、三元乙丙橡胶12份、鳞片石墨和铝硅合金的混合物5份。
作为优选方案，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
作为优选方案，所述鳞片石墨和铝硅合金的混合物中鳞片石墨的重量百分比为60wt％，铝硅合金的重量百分比为30wt％。
作为优选方案，所述鳞片石墨片呈非连续平行排列，铝硅合金分布于石墨片层间隙，石墨片与铝硅合金呈叠层结构。
根据本发明的另一方面提供的所述的高强度的太阳能光伏电池封装材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：将苯二甲酸二丁酯、环氧硬酯酸丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、高密度聚乙烯按比例混合，在温度为230℃，转速为225r/min下搅拌-0.7h，制得混合物A；
步骤2：在真空度为0.9MPa下，向步骤1 制得的混合物A中加入橡胶促进剂、椰子纤维、偶联剂、膨润土复合胶黏纤维、三元乙丙橡胶，在超声波功率为110W， 温度为153℃，转速为325r/min下搅拌5h，制得混合物B；
步骤3：向步骤2 制得的混合物B中加入鳞片石墨和铝硅合金的混合物，在温度为130℃，转速为115r/min下搅拌0.9h，制得混合物C；
步骤4：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，即可。
作为优选方案，所述步骤4中挤出温度为85℃，热压温度为30℃，冷压温度为15℃。
实施例2
本实施例一方面提供的一种高强度的太阳能光伏电池封装材料，所述高强度的太阳能光伏电池封装材料包括如下重量份数的组分：苯二甲酸二丁酯27份、环氧硬酯酸丁酯30份、邻苯二甲酸二异壬酯5份、高密度聚乙烯7份、橡胶促进剂2份、椰子纤维12份、偶联剂1份、膨润土复合胶黏纤维5份、三元乙丙橡胶3份、鳞片石墨和铝硅合金的混合物16份。
作为优选方案，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
作为优选方案，所述鳞片石墨和铝硅合金的混合物中鳞片石墨的重量百分比为35wt％，铝硅合金的重量百分比为55wt％。
作为优选方案，所述鳞片石墨片呈非连续平行排列，铝硅合金分布于石墨片层间隙，石墨片与铝硅合金呈叠层结构。
根据本发明的另一方面提供的所述的高强度的太阳能光伏电池封装材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：将苯二甲酸二丁酯、环氧硬酯酸丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、高密度聚乙烯按比例混合，在温度为185℃，转速为270r/min下搅拌0.5h，制得混合物A；
步骤2：在真空度为0.4MPa下，向步骤1 制得的混合物A中加入橡胶促进剂、椰子纤维、偶联剂、膨润土复合胶黏纤维、三元乙丙橡胶，在超声波功率为140W， 温度为130℃，转速为500r/min下搅拌3h，制得混合物B；
步骤3：向步骤2 制得的混合物B中加入鳞片石墨和铝硅合金的混合物，在温度为112℃，转速为200r/min下搅拌0.6h，制得混合物C；
步骤4：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，即可。
作为优选方案，所述步骤4中挤出温度为60℃，热压温度为55℃，冷压温度为6℃。
实施例3
本实施例一方面提供的一种高强度的太阳能光伏电池封装材料，所述高强度的太阳能光伏电池封装材料包括如下重量份数的组分：苯二甲酸二丁酯41份、环氧硬酯酸丁酯22份、邻苯二甲酸二异壬酯11份、高密度聚乙烯3份、橡胶促进剂5份、椰子纤维9份、偶联剂2份、膨润土复合胶黏纤维2份、三元乙丙橡胶12份、鳞片石墨和铝硅合金的混合物5份。
作为优选方案，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
作为优选方案，所述鳞片石墨和铝硅合金的混合物中鳞片石墨的重量百分比为35wt％，铝硅合金的重量百分比为30wt％。
作为优选方案，所述鳞片石墨片呈非连续平行排列，铝硅合金分布于石墨片层间隙，石墨片与铝硅合金呈叠层结构。
根据本发明的另一方面提供的所述的高强度的太阳能光伏电池封装材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：将苯二甲酸二丁酯、环氧硬酯酸丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、高密度聚乙烯按比例混合，在温度为185℃，转速为225r/min下搅拌0.5h，制得混合物A；
步骤2：在真空度为0.4MPa下，向步骤1 制得的混合物A中加入橡胶促进剂、椰子纤维、偶联剂、膨润土复合胶黏纤维、三元乙丙橡胶，在超声波功率为110W， 温度为130℃，转速为325r/min下搅拌3h，制得混合物B；
步骤3：向步骤2 制得的混合物B中加入鳞片石墨和铝硅合金的混合物，在温度为112℃，转速为115r/min下搅拌0.6h，制得混合物C；
步骤4：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，即可。
作为优选方案，所述步骤4中挤出温度为85℃，热压温度为55℃，冷压温度为15℃。
实施例4
本实施例一方面提供的一种高强度的太阳能光伏电池封装材料，所述高强度的太阳能光伏电池封装材料包括如下重量份数的组分：苯二甲酸二丁酯27份、环氧硬酯酸丁酯27份、邻苯二甲酸二异壬酯7份、高密度聚乙烯6份、橡胶促进剂2份、椰子纤维12份、偶联剂1份、膨润土复合胶黏纤维4份、三元乙丙橡胶5份、鳞片石墨和铝硅合金的混合物11份。
作为优选方案，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
作为优选方案，所述鳞片石墨和铝硅合金的混合物中鳞片石墨的重量百分比为35wt％，铝硅合金的重量百分比为55wt％。
作为优选方案，所述鳞片石墨片呈非连续平行排列，铝硅合金分布于石墨片层间隙，石墨片与铝硅合金呈叠层结构。
根据本发明的另一方面提供的所述的高强度的太阳能光伏电池封装材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：将苯二甲酸二丁酯、环氧硬酯酸丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、高密度聚乙烯按比例混合，在温度为230℃，转速为270r/min下搅拌0.7h，制得混合物A；
步骤2：在真空度为0.9MPa下，向步骤1 制得的混合物A中加入橡胶促进剂、椰子纤维、偶联剂、膨润土复合胶黏纤维、三元乙丙橡胶，在超声波功率为140W， 温度为153℃，转速为500r/min下搅拌5h，制得混合物B；
步骤3：向步骤2 制得的混合物B中加入鳞片石墨和铝硅合金的混合物，在温度为130℃，转速为200r/min下搅拌0.9h，制得混合物C；
步骤4：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，即可。
作为优选方案，所述步骤4中挤出温度为85℃，热压温度为55℃，冷压温度为15℃。
实施例5
本实施例一方面提供的一种高强度的太阳能光伏电池封装材料，所述高强度的太阳能光伏电池封装材料包括如下重量份数的组分：苯二甲酸二丁酯32份、环氧硬酯酸丁酯25份、邻苯二甲酸二异壬酯9份、高密度聚乙烯5份、橡胶促进剂4份、椰子纤维10份、偶联剂1份、膨润土复合胶黏纤维3份、三元乙丙橡胶7份、鳞片石墨和铝硅合金的混合物8份。
作为优选方案，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
作为优选方案，所述鳞片石墨和铝硅合金的混合物中鳞片石墨的重量百分比为40wt％，铝硅合金的重量百分比为45wt％。
作为优选方案，所述鳞片石墨片呈非连续平行排列，铝硅合金分布于石墨片层间隙，石墨片与铝硅合金呈叠层结构。
根据本发明的另一方面提供的所述的高强度的太阳能光伏电池封装材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：将苯二甲酸二丁酯、环氧硬酯酸丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、高密度聚乙烯按比例混合，在温度为190℃，转速为240r/min下搅拌0.6h，制得混合物A；
步骤2：在真空度为0.5MPa下，向步骤1 制得的混合物A中加入橡胶促进剂、椰子纤维、偶联剂、膨润土复合胶黏纤维、三元乙丙橡胶，在超声波功率为130W， 温度为143℃，转速为400r/min下搅拌4h，制得混合物B；
步骤3：向步骤2 制得的混合物B中加入鳞片石墨和铝硅合金的混合物，在温度为117℃，转速为118r/min下搅拌0.7h，制得混合物C；
步骤4：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，即可。
作为优选方案，所述步骤4中挤出温度为75℃，热压温度为35℃，冷压温度为7℃。
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 (8)
1.一种高强度的太阳能光伏电池封装材料，其特征在于：所述高强度的太阳能光伏电池封装材料包括如下重量份数的组分：苯二甲酸二丁酯27-51份、环氧硬酯酸丁酯22-30份、邻苯二甲酸二异壬酯5-11份、高密度聚乙烯3-7份、橡胶促进剂2-6份、椰子纤维8-12份、偶联剂1-3份、膨润土复合胶黏纤维2-5份、三元乙丙橡胶3-12份、鳞片石墨和铝硅合金的混合物5-16份。
2.根据权利要求1所述的高强度的太阳能光伏电池封装材料，其特征在于：所述高强度的太阳能光伏电池封装材料包括如下重量份数的组分：苯二甲酸二丁酯27-41份、环氧硬酯酸丁酯22-27份、邻苯二甲酸二异壬酯7-11份、高密度聚乙烯3-6份、橡胶促进剂2-5份、椰子纤维9-12份、偶联剂1-2份、膨润土复合胶黏纤维2-4份、三元乙丙橡胶5-12份、鳞片石墨和铝硅合金的混合物5-11份。
3.根据权利要求1所述的高强度的太阳能光伏电池封装材料，其特征在于：所述高强度的太阳能光伏电池封装材料包括如下重量份数的组分：苯二甲酸二丁酯32份、环氧硬酯酸丁酯25份、邻苯二甲酸二异壬酯9份、高密度聚乙烯5份、橡胶促进剂4份、椰子纤维10份、偶联剂1份、膨润土复合胶黏纤维3份、三元乙丙橡胶7份、鳞片石墨和铝硅合金的混合物8份。
4.根据权利要求1所述的高强度的太阳能光伏电池封装材料，其特征在于：所述偶联剂为铝酸酯偶联剂。
5.根据权利要求1所述的高强度的太阳能光伏电池封装材料，其特征在于：所述鳞片石墨和铝硅合金的混合物中鳞片石墨的重量百分比为35-60wt％，铝硅合金的重量百分比为30-55wt％。
6.根据权利要求5所述的高强度的太阳能光伏电池封装材料，其特征在于：所述鳞片石墨片呈非连续平行排列，铝硅合金分布于石墨片层间隙，石墨片与铝硅合金呈叠层结构。
7.根据权利要求1-6任一项所述的高强度的太阳能光伏电池封装材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：将苯二甲酸二丁酯、环氧硬酯酸丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、高密度聚乙烯按比例混合，在温度为185-230℃，转速为225-270r/min下搅拌0.5-0.7h，制得混合物A；
步骤2：在真空度为0.4-0.9MPa下，向步骤1 制得的混合物A中加入橡胶促进剂、椰子纤维、偶联剂、膨润土复合胶黏纤维、三元乙丙橡胶，在超声波功率为110-140W， 温度为130-153℃，转速为325-500r/min下搅拌3-5h，制得混合物B；
步骤3：向步骤2 制得的混合物B中加入鳞片石墨和铝硅合金的混合物，在温度为112-130℃，转速为115-200r/min下搅拌0.6-0.9h，制得混合物C；
步骤4：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，即可。
8.根据权利要求7所述的高强度的太阳能光伏电池封装材料，其特征在于：所述步骤4中挤出温度为60-85℃，热压温度为30-55℃，冷压温度为6-15℃。
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| CN106318236A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-01-11 | 广西南宁荣威德新能源科技有限公司 | 一种新型太阳能光伏电池封装材料 |
| CN106799496A (zh) * | 2016-12-19 | 2017-06-06 | 北京有色金属研究总院 | 一种石墨和铝硅合金复合电子封装材料及其制备方法 |
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