CN109913153A

CN109913153A - 一种太阳能光伏组件用密封胶及其制备方法

Info

Publication number: CN109913153A
Application number: CN201811224297.4A
Authority: CN
Inventors: 张世臣
Original assignee: Liaoning Sunrise New Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Liaoning Sunrise New Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2019-06-21

Abstract

本发明公开了一种太阳能光伏组件用密封胶及其制备方法，由以下重量份数的组分组成：(1)EVA树脂颗粒100份；(2)复配型过氧化物交联剂0.5‑5份；(3)硅烷偶联剂0.5‑3份；(4)抗氧剂0.1‑0.5份；(5)光稳定剂0.1‑0.5份；(6)阻燃剂0.5‑5份(7)增塑剂0.1‑5份。本发明的超快固化型太阳能光伏组件用密封胶优点在于：胶膜的固化温度低、固化时间短，能有效提高太阳能组件的生产效率、降低生产能耗，且胶膜具有优异的透光性、抗老化性能和储存性能。

Description

一种太阳能光伏组件用密封胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能光伏组件用密封胶及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。

背景技术

乙烯—醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate，简称为EVA)是由乙烯和乙酸乙烯酯共聚而成。乙酸乙烯酯结构单元的引入赋予了EVA树脂优良的柔韧性；另外，EVA树脂具有光透过率高、粘接强度大、加工适应性良好、价格低廉等优点，因而被选为太阳能光伏电池组件层压封装用胶。然而，EVA属于热塑性、低弹性树脂，其耐热性、耐溶剂性与和内聚强度不够好，在太阳下受热变软、延伸，在严寒天气下收缩变硬，不宜直接用于太阳电池封装，需要通过交联固化改善其不足之处。另一方面，随着太阳能光伏产业的发展，密封胶的需求量越来越大。在节能减排和产业升级的背景下，生产和实际应用中需要不断提高太阳能光伏组件的生产效率同时降低生产能耗，即快速固化。太阳能光伏组件用密封胶目前最常用的固化办法是先在EVA中添加复配型过氧化物交联剂，然后将EVA胶膜和太阳能硅电池、背板材料等组件一起放入层压机中加热到一定温度，并在一定真空度下使交联剂分解产生自由基，引发EVA分子间的结合，形成三维网状结构，导致EVA胶层交联固化，从而不再发生热胀冷缩。因此，EVA的固化率指标对太阳电池组件的质量与长寿命起着至关重要的作用，其固化率达到60％以上为合格。目前太阳能光伏组件用密封胶的固化温度一般在140-145℃，时间为20-30分钟，交联度在70-90％，这意味着需要消耗大量的时间和和能源，不仅生产效率低下，而且生产能耗居高不下。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种超快固化的太阳能光伏组件用密封胶。

本发明的上述目的通过以下技术方案解决：本发明一方面提供一种太阳能光伏组件用密封胶，由以下重量份数的组分组成：(1)EVA树脂颗粒100份；(2)复配型过氧化物交联剂0.5-5份；(3)硅烷偶联剂0.5-3份；(4)抗氧剂0.1-0.5份；(5)光稳定剂0.1-0.5份；(6)阻燃剂0.5-5份；(7)增塑剂0.1-5份。

基于以上技术方案，优选的，所述复配型过氧化物交联剂由A组分和B组分组成，A组分为过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯；B组分为过氧化二苯甲酰、过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、过氧化二(3,5,5-三甲基已酰)、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化顺式丁烯二酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔丁酯中的一种或多种；A组分的重量份数为0.5-2份，余量为B组分。

基于以上技术方案，优选的，所述的抗氧剂中为下面任意一种或者多种：三(2,4二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四[β－(3’,5’－二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、三(壬基酚)亚磷酸酯。

基于以上技术方案，优选的，所述的光稳定剂为下面任意一种或者多种：双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯、聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1,6-二己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]]、聚丁二酸(4―羟基-2,2,6,6-四甲基―1―哌啶乙醇)酯、癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯、癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯。

基于以上技术方案，优选的，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁；所述氢氧化镁和氢氧化铝的比例为2-3:1。

基于以上技术方案，优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯。

本发明另一方面提供一种上述太阳能光伏组件用密封胶的制备方法，包括如下步骤：在高速混合机中将EVA树脂颗粒、复配型过氧化物交联剂、抗氧剂、光稳定剂和偶联剂、阻燃剂和增塑剂按照重量份数混合，得到混合物，将所述混合物在60-150℃经双螺杆挤出机混合并用切粒机制成改性粒料，最后将改性粒料加入流延机中流延成型，制得太阳能光伏组件用密封胶。

本发明的超快固化的太阳能光伏组件用密封胶的快速固化原理是：太阳能光伏组件的层压过程分为三个阶段：升温、抽气和层压。本发明选用高、低活性过氧化物交联剂复配的方式，充分利用太阳能光伏组件层压三步骤中的升温阶段进行预交联，缩短密封胶的交联固化时间和温度，并通过优化高、低过氧化物交联剂的用量，使预交联不影响抽气和层压过程的排气速率。

有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)封装胶膜的固化温度低能有效降低太阳能组件的生产能耗。上述超快固化的太阳能光伏组件用密封胶的固化温度由140-145℃下降至120-130℃，固化温度的大幅下降意味着太阳能光伏组件生产能耗的显著下降。

(2)封装胶膜的固化时间能有效提高太阳能组件的生产效率。上述超快固化的太阳能光伏组件用密封胶的固化时间由20-25min下降至10-15min，有效地提高了太阳能光伏组件的生产效率。

(3)不影响封装胶膜的固化率。上述超快固化的太阳能光伏组件用密封胶的固化率能达到80％以上，不影响封装胶膜的使用性能。

(4)不影响封装胶膜的储存性能。上述超快固化的太阳能光伏组件用密封胶的储存性能稳定，三个月有效储存期内，封装胶膜的固化率低于5％。

(5)封装胶膜具有优良的透光性。上述超快固化的太阳能光伏组件用密封胶具有优良的透光性，透光率达到90％以上。

(6)封装胶膜具有优良的抗老化性能。上述超快固化的太阳能光伏组件用密封胶具有优良的抗老化性能，具备25年以上抗老化特性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描叙，但不受限于这些实施例。下列份数均有重量份数。

实施例1

密封胶含以下组分：EVA树脂颗粒100份；过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯0.8份；三(2,4二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.1份；聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯0.5份；阻燃剂1份；邻苯二甲酸二乙酯3份。当太阳能光伏组件的层压温度为130℃，层压时间为12min时，密封胶的固化率能达到80％以上。

实施例2

密封胶含以下组分：EVA树脂颗粒100份；过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯1.5份；过氧化二苯甲酰3份；4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.2份；癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯0.4份；阻燃剂2份；邻苯二甲酸二乙酯2份。当太阳能光伏组件的层压温度为130℃，层压时间为12min时，密封胶的固化率能达到80％以上。

实施例3

密封胶含以下组分：EVA树脂颗粒100份；过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯1.0份；过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯3份；四[β－(3’,5’－二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.2份；聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯0.3份；阻燃剂0.5份；邻苯二甲酸二丁酯0.2份。当太阳能光伏组件的层压温度为125℃，层压时间为15min时，密封胶的固化率能达到80％以上。

实施例4

密封胶含以下组分：EVA树脂颗粒100份；过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯0.9份；过氧化特戊酸叔丁酯1.5份；β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯0.5份；双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯0.1份，阻燃剂0.5份；邻苯二甲酸二丁酯0.1份。当太阳能光伏组件的层压温度为125℃，层压时间为15min时，密封胶的固化率能达到80％以上。

实施例5

密封胶含以下组分：EVA树脂颗粒100份；过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯1.5份；过氧化顺式丁烯二酸叔丁酯3份；三(2,4二叔丁基苯基)亚磷酸酯0.2份；聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1,6-二己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]]0.1份；阻燃剂0.8份；邻苯二甲酸二异丁酯0.4份。当太阳能光伏组件的层压温度为130℃，层压时间为12min时，密封胶的固化率能达到80％以上。

实施例6

密封胶含以下组分：EVA树脂颗粒100份；过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯1.0份；过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯2份；三(壬基酚)亚磷酸酯0.1份；癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯0.1份；阻燃剂3份；邻苯二甲酸二丁酯1.2份。当太阳能光伏组件的层压温度为130℃，层压时间为12min时，密封胶的固化率能达到80％以上。

实施例7

在高速混合机中将EVA树脂颗粒、复配型过氧化物交联剂、抗氧剂、光稳定剂和偶联剂、阻燃剂和增塑剂按照重量份数混合，得到混合物，将所述混合物在100℃经双螺杆挤出机混合并用切粒机制成改性粒料，最后将改性粒料加入流延机中流延成型，制得太阳能光伏组件用密封胶。

Claims

1.一种太阳能光伏组件用密封胶，其特征由以下重量份数的组分组成：

(1)EVA树脂颗粒100份；

(2)复配型过氧化物交联剂0.5-5份；

(3)硅烷偶联剂0.5-3份；

(4)抗氧剂0.1-0.5份；

(5)光稳定剂0.1-0.5份；

(6)阻燃剂0.5-5份；

(7)增塑剂0.1-5份。

2.如权利要求1所述的密封胶，其特征在于，所述复配型过氧化物交联剂由A组分和B组分组成，A组分为过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯；B组分为过氧化二苯甲酰、过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、过氧化二(3,5,5-三甲基已酰)、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化顺式丁烯二酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔丁酯中的一种或多种；A组分的重量份数为0.5-2份，余量为B组分。

3.如权利要求1所述的密封胶，其特征在于，所述的抗氧剂中为下面任意一种或者多种：三(2,4二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四[β－(3’,5’－二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、三(壬基酚)亚磷酸酯。

4.如权利要求1所述的密封胶，其特征在于，所述的光稳定剂为下面任意一种或者多种：双(2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯、聚[[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)胺]-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]-1,6-二己二基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)亚胺]]、聚丁二酸(4―羟基-2,2,6,6-四甲基―1―哌啶乙醇)酯、癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯、癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯。

5.如权利要求1所述的密封胶，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化铝和氢氧化镁；所述氢氧化镁和氢氧化铝的比例为2-3:1。

6.如权利要求1所述的密封胶，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯。

7.权利要求1所述太阳能光伏组件用密封胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：在高速混合机中将EVA树脂颗粒、复配型过氧化物交联剂、硅烷偶联剂、抗氧剂、光稳定剂和偶联剂、阻燃剂和增塑剂按照重量份数混合，得到混合物，将所述混合物在60-150℃经双螺杆挤出机混合并用切粒机制成改性粒料，最后将改性粒料加入流延机中流延成型，制得太阳能光伏组件用密封胶。