CN111117498A - 一种光伏用光热双重固化poe封装胶膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光伏用光热双重固化POE封装胶膜及其制备方法，该封装胶膜包括如下组分：POE聚烯烃弹性体、自由基热引发剂、光引发剂、丙烯酰胺类助交联剂、丙烯酸酯类助交联剂、光稳定剂、抗氧化剂、大分子偶联剂、增粘树脂、消泡剂及流平剂。本发明封装胶膜可实现快速低温固化，层压后具备高透光率、高粘接力、低收缩率、低透水率、无气泡、高效率、低成本、易返工等优点，适合于对温度敏感或对封装速率有较高要求的高效电池组件，由于不同熔融指数POE的复配，改善了流动性，降低了气泡率，同时又保证不发生溢胶和电池串间距的偏移；大分子偶联剂通过化学接枝的方法加入，提高了长期粘结可靠性。

Description

一种光伏用光热双重固化POE封装胶膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及光伏封装胶膜技术领域，尤其涉及一种光伏用光热双重固化POE封装胶膜及其制备方法。
背景技术
光伏电池高效技术已成为一种产业趋势。随着光伏行业向高效率发展，越来越多的新电池技术积极涌现。单晶perc技术、异质结电池技术、钙钛矿电池技术、高效柔性硅基薄膜电池技术等等，这些新技术同步叠加双面电池技术，显著提高了电池效率。
相比传统电池技术，高效电池技术在显著提高功率的同时，对组件封装的要求越来越高。像异质结电池封装，由于异质结电池的低温工艺特性，不能采取传统晶体硅电池的高温封装工艺，需要搭配锡铋银等低温焊带，采用合适的低温封装工艺。像钙钛矿电池封装，由于对水汽等的敏感性很高，需要快速封装且要求封装后材料具有超低的透水率。像高效柔性硅基薄膜电池，由于电池柔性衬底材料需要采用不锈钢、聚酰亚胺、塑料、铝箔和聚合物等，不同的衬底对封装效率和封装温度也提出了更高的要求。
常规的光伏组件一般采用热固化封装胶膜，光伏组件一般需要140℃以上的高温，封装时间一般长达20～30min，严重影响了组件封装的效率，且高温高压，能量浪费较大。针对这些问题，专利(申请号为：CN201310448324.7)给出一种紫外光交联固化EVA封装胶膜及其制备方法，可以通过UV固化显著提高生产效率。但对于一些双面双玻电池组件，由于背板玻璃采用网格状白釉玻璃，白釉材质的反光和不透光性，其对紫外光的阻挡，会使得该部分的封装胶膜不能紫外固化，这样就会导致该部分结构的粘结力和老化性能带有隐患，只能采用传统热固化的方式。
专利(申请号为：CN201310739474.3)给出了一种双重引发的快速交联EVA胶膜，该胶膜使用紫外和热压双重固化的方法，可以有效减少固化时间和固化温度，同时可以解决双面双玻白釉玻璃白釉遮挡位置胶膜的固化。但是对于一些高效组件，像异质结电池、钙钛矿电池等，其对水汽较敏感，而EVA的透水率达到30g/m2·day以上，对于高效组件影响较大。
POE的透水率是EVA的1/10，是更加理想的高效组件封装材料。但是传统的POE材料，由于分子结构是聚烯烃、无酯基等极性基团，在长期使用过程中，胶膜中的小分子容易迁移到胶膜表面造成粘结力的降低。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种光伏用光热双重固化POE封装胶膜，其专供光伏组件使用，可光热双重固化且可返工，引入粘合树脂的同时，采用大分子偶联剂化学接枝的方法，大大地提高长期的相容性和粘结力保持性。
本发明还提供一种上述光伏用光热双重固化POE封装胶膜的制备方法。
本发明采用如下技术方案实现：
一种光伏用光热双重固化POE封装胶膜，包括如下重量份的组分：
Figure BDA0002338307330000021
Figure BDA0002338307330000031
进一步地，所述POE聚烯烃弹性体为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或者多种组合；所述POE聚烯烃弹性体的熔融指数MI分别为3-5g/10min、10-15g/10min和30-40g/10min，各所述POE聚烯烃弹性体的质量比分别为1﹕1.5﹕1～1﹕1.5﹕3；所述POE聚烯烃弹性体的体积电阻率大于1.0×1016Ohm·cm。
进一步地，所述自由基热引发剂为过氧化物引发剂、偶氮类引发剂中的一种或者多种组合，所述过氧化物引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化十二酰、过氧化环己酮、二(4-甲基苯甲酰)过氧化物、过氧化甲乙酮、特丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化二碳酸双十六烷基酯、过氧化特戊酸叔己酯、过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化异辛酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、双叔丁基过氧异丙基苯中的一种或者多种组合；所述偶氮类引发剂为偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈中的一种或者多种组合。
进一步地，所述光引发剂为二苯甲酮及其衍生物、烷基苯酮及其衍生物、苯乙酮衍生物、苯偶姻及其衍生物、苯偶酰及其衍生物、芳酰基膦氧化物及其衍生物、硫杂蒽酮及其衍生物、二芳基碘鎓盐及其衍生物、芳基碘鎓盐及其衍生物、芳基硫鎓盐及其衍生物、烷基硫鎓盐及其衍生物、铁芳烃盐及其衍生物、磺酰氧基酮及其衍生物、三芳基硅氧醚及其衍生物中的一种或者多种组合。
进一步地，所述丙烯酰胺类助交联剂为甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或者多种组合；所述丙烯酸酯类助交联剂为三聚氰酸三丙烯酸酯、三聚异氰酸三丙烯酸酯、三羟基甲基丙烷三丙烯酸脂、甲基丙烯酸异丙酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、羟乙基甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或者多种组合。
进一步地，所述光稳定剂为受阻胺类型光稳定剂，所述大分子偶联剂为硅烷偶联剂。
进一步地，所述受阻胺类型光稳定剂为聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯、癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)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]]]、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯中的一种或者多种组合；所述硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基硅烷低聚物、氨丙基三乙氧基硅烷低聚物、缩水甘油醚氧丙基硅烷低聚物中的一种或者多种组合。
进一步地，基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种或者多种组合；所述增粘树脂为丙烯酸酯类增粘树脂，所述丙烯酸酯类增粘树脂为纯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、氨基丙烯酸酯中的一种或者多种组合；所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或者多种组合；所述流平剂为氟改性丙烯酸酯溶液、磷酸酯改性丙烯酸酯溶液中的一种或者多种组合。
本发明还提供一种光伏用光热双重固化POE封装胶膜的制备方法，其包括如下步骤：
S1：取熔融指数MI分别为3-5g/10min、10-15g/10min和30-40g/10min的质量比为1﹕1.5﹕1～1﹕1.5﹕3的POE，先将MI为10-15g/10min的POE、30-40g/10min的POE搅拌混合均匀，再取MI为3-5g/10min的POE粒子，在温度50℃～60℃、搅拌速度10rpm～20rpm的条件下，加热混合50min～60min，形成第一混合物；
S2：取0.5～5份丙烯酰胺类助交联剂、1～7份丙烯酸酯类助交联剂、0.2～1份大分子偶联剂和0.1～1份增粘树脂混合，以60g/min～70g/min的速度，添加入步骤S1的所述第一混合物中，在温度50℃～60℃、搅拌速度20rpm～30rpm的条件下，加热混合40min～50min，形成第二混合物；
S3：将步骤S2的所述第二混合物通过双螺杆造粒机混炼均匀并挤出，挤出温度控制在100℃～200℃，挤出物经过冷却、牵引和切粒，制成接枝母粒；
S4：取1～4份自由基热引发剂、1～4份光引发剂、1～5份光稳定剂、0.1～1份抗氧化剂、1～4份消泡剂及1～8份流平剂与步骤S3中所述接枝母粒混合均匀，加入挤出流延机中，在70℃～100℃温度下挤出，并分别经过压花、冷却、牵引、裁边及收卷，制得光热双重引发的快速交联POE封装胶膜，所述POE封装胶膜的厚度为0.1mm～1.0mm。
进一步地，所述POE封装胶膜经过70℃～120℃真空层压机预压后，在光强400mW/cm2～4000mW/cm2，波长200nm～400nm的高压汞灯或者LED灯源下，在室温下辐射1min～10min或者在50℃～120℃下辐射10s～1min，即可完成交联固化。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供了一种光伏用的POE封装胶膜，使用双重固化，可实现室温固化或者50℃～120℃低温快速固化，相比传统的140℃～160℃高温下20min～30min的层压时间，本发明的封装胶膜的层压效率大大提高，能耗大大降低，对于温度敏感的高效组件特别适用。
(2)本发明选用了无酯基的POE热塑性弹性体作为主材，POE树脂较EVA树脂，其分子结构无酯基，水汽透过率是EVA的1/10，长期老化过程中不会有酸根的释放，对光伏组件的长期可靠性和保护性能更优。本发明选用的POE体积电阻率大于1.0×1016Ohm·cm，超过普通EVA的10～100倍，良好的绝缘性大大地提高组件的抗湿漏电性能，对于水汽敏感的高效组件和使用环境严酷的组件特别适用。
(3)本发明选用了三种不同熔融指数的POE进行复配，使其兼具流动性好、不易溢胶和防止并片等优点。由于高效光伏组件的设计，双玻双面组件背板玻璃开始在电池片间距位置，烧结白釉增加光的反射，166大尺寸高效电池推广，使组件板型越来越大，焊带和汇流条为降电阻越来越厚等一系列措施，在提高光伏组件功率的同时也使组件内部结构的高度段差越来越大，造成了层压时汇流条与电池间、玻璃白釉与汇流条间、组件边角位置等经常出现缺胶和气泡；虽然增大胶膜流动性可以解决缺胶问题，但却会造成组件溢胶和电池串间距的偏移，尤其是大尺寸半片组件电池片，甚至发生严重并片。本发明采用不同熔融指数材料的复配，很好的解决了以上问题。
(4)本发明引入了大分子偶联剂进行接枝反应制造母粒，使大分子偶联剂在高温下，通过化学键的作用接枝到POE主链上。由于POE是乙烯和丁烯、己烯或者辛烯的共聚物，是饱和脂肪链结构，分子结构无极性基团，使其与玻璃等极性界面的粘结力低，而增粘树脂等极性分子的加入，虽然可以提高粘结力，但长期老化过程中，极性分子容易迁移和非极性分子造成分相，带来粘结力等性能的降低。而体系其他极性助剂的迁移，也会带来材料长期耐老化性能的降低。本发明通过化学接枝的方法引入大分子偶联剂，提高了不同组分的相容性，提高了粘结力的长期可靠性和长期耐老化性能。
(5)本发明采用了丙烯酰胺类和丙烯酸酯类助交联剂等交联剂复配配方，保证了低温交联速度，同时酰胺基团的引入，既可以中和酸性，减少对电池片的腐蚀，同时酰胺基团又可以与玻璃中迁移进来的钠离子形成络合配对，阻止钠离子进一步迁移至电池片表面，从而防止PID现象的发生。
(6)消泡剂及流平剂的合理配比，可保证本发明的光伏用封装胶膜在组件层压时进一步降低气泡率，提高光伏组件层压的成品率。
(7)本发明的光伏用封装胶膜层压良品率可达到99.9％，可采用与现有的层压机相同的设备进行常规热固化，也可以简单增加一个高压汞灯或者LED灯，进行紫外快速低温固化，既提高了效率，又降低了成本。严格按照制备方法中步骤S1-S4中控制温度和时间，可保证产品的成品率在99.9％以上。
(8)本发明的封装胶膜可解决双玻组件的无法返工问题。在真空层压机70℃～120℃进行预压后，由于胶膜并未完全固化，发现异常组件可以重新返工。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
本发明提供一种光伏用光热双重固化POE封装胶膜，将不同熔融指数的POE复配作为基料，具体的，该光伏用光热双重固化POE封装胶膜包括如下重量份的组分：
Figure BDA0002338307330000081
其中，POE聚烯烃弹性体为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或者多种组合，优选的，POE聚烯烃弹性体的熔融指数MI分别为3-5g/10min、10-15g/10min和30-40g/10min，它们之间的质量比分别为1﹕1.5﹕1～1﹕1.5﹕3，POE聚烯烃弹性体的体积电阻率大于1.0×1016Ohm·cm。
自由基热引发剂为过氧化物引发剂、偶氮类引发剂中的一种或者多种组合。优选的，过氧化物引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化十二酰、过氧化环己酮、二(4-甲基苯甲酰)过氧化物、过氧化甲乙酮、特丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化二碳酸双十六烷基酯、过氧化特戊酸叔己酯、过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化异辛酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、双叔丁基过氧异丙基苯中的一种或者多种组合。偶氮类引发剂为偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈中的一种或者多种组合。
光引发剂为二苯甲酮及其衍生物、烷基苯酮及其衍生物、苯乙酮衍生物、苯偶姻及其衍生物、苯偶酰及其衍生物、芳酰基膦氧化物及其衍生物、硫杂蒽酮及其衍生物、二芳基碘鎓盐及其衍生物、芳基碘鎓盐及其衍生物、芳基硫鎓盐及其衍生物、烷基硫鎓盐及其衍生物、铁芳烃盐及其衍生物、磺酰氧基酮及其衍生物、三芳基硅氧醚及其衍生物中的一种或者多种组合。
丙烯酰胺类助交联剂为甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或者多种组合。
丙烯酸酯类助交联剂为三聚氰酸三丙烯酸酯、三聚异氰酸三丙烯酸酯、三羟基甲基丙烷三丙烯酸脂、甲基丙烯酸异丙酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、羟乙基甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或者多种组合。
光稳定剂为受阻胺类型光稳定剂，优选的，受阻胺类型光稳定剂为聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯、癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)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]]]、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯中的一种或者多种组合。
大分子偶联剂为硅烷偶联剂，优选的，硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基硅烷低聚物、氨丙基三乙氧基硅烷低聚物、缩水甘油醚氧丙基硅烷低聚物中的一种或者多种组合。
抗氧化剂为三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种或者多种组合。
增粘树脂为丙烯酸酯类增粘树脂，优选的，丙烯酸酯类增粘树脂为纯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、氨基丙烯酸酯中的一种或者多种组合。
消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或者多种组合。
流平剂为氟改性丙烯酸酯溶液、磷酸酯改性丙烯酸酯溶液中的一种或者多种组合。
上述的光伏用光热双重固化POE封装胶膜采用如下步骤制备而成，该步骤包括：
S1：取熔融指数MI分别为3-5g/10min、10-15g/10min和30-40g/10min的质量比为1﹕1.5﹕1～1﹕1.5﹕3的POE，先将MI为10-15g/10min的POE、30-40g/10min的POE搅拌混合均匀，再取MI为3-5g/10min的POE粒子，在温度50℃～60℃、搅拌速度10rpm～20rpm的条件下，加热混合50min～60min，形成第一混合物；
S2：取0.5～5份丙烯酰胺类助交联剂、1～7份丙烯酸酯类助交联剂、0.2～1份大分子偶联剂和0.1～1份增粘树脂混合，以60g/min～70g/min的速度，添加入步骤S1的所述第一混合物中，在温度50℃～60℃、搅拌速度20rpm～30rpm的条件下，加热混合40min～50min，形成第二混合物；
S3：将步骤S2的所述第二混合物通过双螺杆造粒机混炼均匀并挤出，挤出温度控制在100℃～200℃，挤出物经过冷却、牵引和切粒，制成接枝母粒；
S4：取1～4份自由基热引发剂、1～4份光引发剂、1～5份光稳定剂、0.1～1份抗氧化剂、1～4份消泡剂及1～8份流平剂与步骤S3中所述接枝母粒混合均匀，加入挤出流延机中，在70℃～100℃温度下挤出，并分别经过压花、冷却、牵引、裁边及收卷，制得光热双重引发的快速交联POE封装胶膜，所述POE封装胶膜的厚度为0.1mm～1.0mm。
该POE封装胶膜经过70℃～120℃真空层压机预压后，在光强400mW/cm2～4000mW/cm2，波长200nm～400nm的高压汞灯或者LED灯源下，在室温下辐射1min～10min或者在50℃～120℃下辐射10s～1min，即可完成交联固化。
本发明的光伏用光热双重固化POE封装胶膜用于太阳能高效组件的封装，可实现快速低温固化，彻底解决双玻高效组件的高能耗、高气泡率、易脱层、无法返工的问题，特别适合于一些对温度敏感或对封装速率有较高要求的高效电池组件，像搭配白釉网格背板或玻璃的双面电池、像低温工艺的异质结电池、水汽敏感的钙钛矿电池、不同衬底材料的高效柔性硅基薄膜电池等等；本发明的封装胶膜层压后具备高透光率、高粘接力、低收缩率、低透水率、无气泡、高效率、低成本、易返工等优点，不同熔融指数的复配，改善了流动性降低了气泡率，同时又保证不发生溢胶和电池串间距的偏移；大分子偶联剂通过化学接枝的方法加入，提高了长期粘结可靠性；本发明完全可以替代现有的普通EVA和POE等热固化封装胶膜。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
实施例1：
取27份10-15g/10min的POE，55份30-40g/10min的POE，搅拌混合均匀，再取18份3-5g/10min的POE粒子，在温度60℃、搅拌速度20rpm的条件下，加热混合50min，形成第一混合物；
取5份丙烯酰胺类助交联剂、7份丙烯酸酯类助交联剂、1份大分子偶联剂和1份增粘树脂混合，以60g/min的速度，添加入第一混合物中，在温度60℃、搅拌速度20rpm的条件下，加热混合40min，形成第二混合物；
将第二混合物通过双螺杆造粒机混炼均匀并挤出，挤出温度控制在100℃，挤出物经过冷却、牵引和切粒，制成接枝母粒；
取4份自由基热引发剂、4份光引发剂、5份光稳定剂、1份抗氧化剂、2份消泡剂及8份流平剂与接枝母粒混合均匀，加入挤出流延机中，在100℃温度下挤出，并分别经过压花、冷却、牵引、裁边及收卷，制得光热双重引发的快速交联POE封装胶膜，POE封装胶膜的厚度为0.1mm，记为Sample 1。
实施例2：
取33份10-15g/10min的POE，45份30-40g/10min的POE，搅拌混合均匀，再取22份3-5g/10min的POE粒子，在温度60℃、搅拌速度20rpm的条件下，加热混合60min，形成第一混合物；
取2.5份丙烯酰胺类助交联剂、7份丙烯酸酯类助交联剂、0.5份大分子偶联剂和0.5份增粘树脂混合，以60g/min的速度，添加入第一混合物中，在温度50℃、搅拌速度20rpm的条件下，加热混合40min，形成第二混合物；
将第二混合物通过双螺杆造粒机混炼均匀并挤出，挤出温度控制在150℃，挤出物经过冷却、牵引和切粒，制成接枝母粒；
取2份自由基热引发剂、2份光引发剂、2.5份光稳定剂、0.5份抗氧化剂、2份消泡剂及6份流平剂与接枝母粒混合均匀，加入挤出流延机中，在100℃温度下挤出，并分别经过压花、冷却、牵引、裁边及收卷，制得光热双重引发的快速交联POE封装胶膜，POE封装胶膜的厚度为0.5mm，记为Sample2。
实施例3：
取42份10-15g/10min的POE，30份30-40g/10min的POE，搅拌混合均匀，再取28份3-5g/10min的POE粒子，在温度60℃、搅拌速度30rpm的条件下，加热混合50min，形成第一混合物；
取0.5份丙烯酰胺类助交联剂、1份丙烯酸酯类助交联剂、0.2份大分子偶联剂和0.1份增粘树脂混合，以60g/min的速度，添加入第一混合物中，在温度50℃、搅拌速度20rpm的条件下，加热混合40min，形成第二混合物；
将第二混合物通过双螺杆造粒机混炼均匀并挤出，挤出温度控制在200℃，挤出物经过冷却、牵引和切粒，制成接枝母粒；
取1份自由基热引发剂、1份光引发剂、2份光稳定剂、0.2份抗氧化剂、2份消泡剂及4份流平剂与接枝母粒混合均匀，加入挤出流延机中，在90℃温度下挤出，并分别经过压花、冷却、牵引、裁边及收卷，制得光热双重引发的快速交联POE封装胶膜，POE封装胶膜的厚度为0.3mm，记为Sample3。
实施例4：
取27份10-15g/10min的POE，55份30-40g/10min的POE，搅拌混合均匀，再取18份3-5g/10min的POE粒子，在温度60℃、搅拌速度20rpm的条件下，加热混合50min，形成第一混合物；
取5份丙烯酰胺类助交联剂、7份丙烯酸酯类助交联剂、1份大分子偶联剂和1份增粘树脂混合，以60g/min的速度，添加入第一混合物中，在温度60℃、搅拌速度20rpm的条件下，加热混合60min，形成第二混合物；
将第二混合物通过双螺杆造粒机混炼均匀并挤出，挤出温度控制在100℃，挤出物经过冷却、牵引和切粒，制成接枝母粒；
取3份自由基热引发剂、3份光引发剂、5份光稳定剂、1份抗氧化剂、2份消泡剂及8份流平剂与接枝母粒混合均匀，加入挤出流延机中，在100℃温度下挤出，并分别经过压花、冷却、牵引、裁边及收卷，制得光热双重引发的快速交联POE封装胶膜，POE封装胶膜的厚度为0.7mm，记为Sample4。
实施例5：
取33份10-15g/10min的POE，45份30-40g/10min的POE，搅拌混合均匀，再取22份3-5g/10min的POE粒子，在温度60℃、搅拌速度20rpm的条件下，加热混合60min，形成第一混合物；
取1份丙烯酰胺类助交联剂、1.8份丙烯酸酯类助交联剂、0.5份大分子偶联剂和0.2份增粘树脂混合，以50g/min的速度，添加入第一混合物中，在温度55℃、搅拌速度20rpm的条件下，加热混合50min，形成第二混合物；
将第二混合物通过双螺杆造粒机混炼均匀并挤出，挤出温度控制在100℃，挤出物经过冷却、牵引和切粒，制成接枝母粒；
取2份自由基热引发剂、2份光引发剂、3份光稳定剂、0.5份抗氧化剂、2份消泡剂及6份流平剂与接枝母粒混合均匀，加入挤出流延机中，在100℃温度下挤出，并分别经过压花、冷却、牵引、裁边及收卷，制得光热双重引发的快速交联POE封装胶膜，POE封装胶膜的厚度为0.6mm，记为Sample5。
实施例6：
取42份10-15g/10min的POE，30份30-40g/10min的POE，搅拌混合均匀，再取28份3-5g/10min的POE粒子，在温度60℃、搅拌速度30rpm的条件下，加热混合50min，形成第一混合物；
取0.5份丙烯酰胺类助交联剂、1份丙烯酸酯类助交联剂、0.2份大分子偶联剂和0.1份增粘树脂混合，以60g/min的速度，添加入第一混合物中，在温度50℃、搅拌速度20rpm的条件下，加热混合50min，形成第二混合物；
将第二混合物通过双螺杆造粒机混炼均匀并挤出，挤出温度控制在100℃，挤出物经过冷却、牵引和切粒，制成接枝母粒；
取1份自由基热引发剂、1份光引发剂、1份光稳定剂、0.1份抗氧化剂、2份消泡剂及4份流平剂与接枝母粒混合均匀，加入挤出流延机中，在80℃温度下挤出，并分别经过压花、冷却、牵引、裁边及收卷，制得光热双重引发的快速交联POE封装胶膜，POE封装胶膜的厚度为0.1mm，记为Sample6。
以上实施例中，POE聚烯烃弹性体为乙烯-丙烯共聚物，自由基热引发剂为过氧化苯甲酰，光引发剂为二苯甲酮，丙烯酰胺类助交联剂为甲基丙烯酰胺，丙烯酸酯类助交联剂为三聚氰酸三丙烯酸酯，光稳定剂为癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)酯，抗氧化剂为三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，大分子偶联剂为甲基丙烯酰氧基硅烷低聚物，增粘树脂为环氧丙烯酸酯，消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，流平剂为氟改性丙烯酸酯溶液，但各材料不限于上述所述的组分，各材料还可以为本发明所记载的其它单个组分或者多种组分组成，在此不再赘述。
将上述实施例1～6所述光伏用光热双重固化POE封装胶膜经过70℃～120℃真空层压机预压后，在光强400mW/cm2～4000mW/cm2，波长200nm～400nm的高压汞灯或者LED灯源下，在室温下辐射1min～10min或者在50℃～120℃下辐射10s～1min，完成交联固化。
上述POE封装胶膜在预压后如果发现气泡、异物等需要返工，单玻组件直接加热至100℃将背板剥离，双玻组件则将组件加热至100℃保持3min，在组件边缘施加一定外力并滴加乙醇溶液，双玻组件很容易就拆解开来了，这从根本上解决了双玻组件无法返工的难点。
对比例1：
对比例1中的步骤S2的第二混合物中不添加大分子偶联剂，其余配比、工艺与实施例1相同，记录为Contrast 1。
对比例2：
对比例2为市面上销售量前三的EVA封装胶膜，记录为Contrast 2。
对比例3：
对比例3为市面上销售量前三的POE封装胶膜，记录为Contrast 3。
将实施例1-6和对比例1-3进行交联度测试、体积电阻率测试、水汽透过率、剥离强度等性能方面试验测试，各性能试验采用如下的方法：
交联度测试方法参照GB/T 29848-2018《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》中的方法测试。
体积电阻率测试方法参照GB/T 1410-200《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率的试验方法》进行测试。
水汽透过率参照GB/T 26253-2010《塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定红外检测器法》中的方法测试。
剥离强度参照GB/T 2790-1995《粘结剂180°剥离强度试验方法》测试，剥离强度所有背板采用TPT背板，玻璃采用光伏玻璃。
各性能测试的结果如下表1：
表1实施例和对比例的性能测试结果表
Figure BDA0002338307330000171
对比Sample 1和Contrast 1、Contrast 3，大分子偶联剂的化学接枝方法的加入，显著增加了湿热老化DH1000h后的剥离强度。
对比Sample1-6和Contrast 1-3，在显著降低层压总时间的情况下，仍保持良好的交联度，交联度＞70％。
对比Sample1-6和Contrast 2，在显著提高体积电阻率的同时，明显降低了水汽透过率。
从对比数据上可以看出，本发明方案通过大分子偶联剂进行接枝的方式，能有效增加湿热老化之后与玻璃的剥离强度。
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 (10)

1.一种光伏用光热双重固化POE封装胶膜，其特征在于，包括如下重量份的组分：
Figure FDA0002338307320000011
2.根据权利要求1所述的光伏用光热双重固化POE封装胶膜，其特征在于，所述POE聚烯烃弹性体为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的一种或者多种组合；所述POE聚烯烃弹性体的熔融指数MI分别为3-5g/10min、10-15g/10min和30-40g/10min，各所述POE聚烯烃弹性体的质量比分别为1﹕1.5﹕1～1﹕1.5﹕3；所述POE聚烯烃弹性体的体积电阻率大于1.0×1016Ohm·cm。
3.根据权利要求1所述的光伏用光热双重固化POE封装胶膜，其特征在于，所述自由基热引发剂为过氧化物引发剂、偶氮类引发剂中的一种或者多种组合，所述过氧化物引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化十二酰、过氧化环己酮、二(4-甲基苯甲酰)过氧化物、过氧化甲乙酮、特丁基过氧化氢、过氧化二异丙苯、过氧化二碳酸双十六烷基酯、过氧化特戊酸叔己酯、过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化异辛酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、双叔丁基过氧异丙基苯中的一种或者多种组合；所述偶氮类引发剂为偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈中的一种或者多种组合。
4.根据权利要求1所述的光伏用光热双重固化POE封装胶膜，其特征在于，所述光引发剂为二苯甲酮及其衍生物、烷基苯酮及其衍生物、苯乙酮衍生物、苯偶姻及其衍生物、苯偶酰及其衍生物、芳酰基膦氧化物及其衍生物、硫杂蒽酮及其衍生物、二芳基碘鎓盐及其衍生物、芳基碘鎓盐及其衍生物、芳基硫鎓盐及其衍生物、烷基硫鎓盐及其衍生物、铁芳烃盐及其衍生物、磺酰氧基酮及其衍生物、三芳基硅氧醚及其衍生物中的一种或者多种组合。
5.根据权利要求1所述的光伏用光热双重固化POE封装胶膜，其特征在于，所述丙烯酰胺类助交联剂为甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或者多种组合；所述丙烯酸酯类助交联剂为三聚氰酸三丙烯酸酯、三聚异氰酸三丙烯酸酯、三羟基甲基丙烷三丙烯酸脂、甲基丙烯酸异丙酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、羟乙基甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或者多种组合。
6.根据权利要求1所述的光伏用光热双重固化POE封装胶膜，其特征在于，所述光稳定剂为受阻胺类型光稳定剂，所述大分子偶联剂为硅烷偶联剂。
7.根据权利要求6所述的光伏用光热双重固化POE封装胶膜，其特征在于，所述受阻胺类型光稳定剂为聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯、癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶)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]]]、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯中的一种或者多种组合；所述硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基硅烷低聚物、氨丙基三乙氧基硅烷低聚物、缩水甘油醚氧丙基硅烷低聚物中的一种或者多种组合。
8.根据权利要求1所述的光伏用光热双重固化POE封装胶膜，其特征在于，所述抗氧化剂为三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯中的一种或者多种组合；所述增粘树脂为丙烯酸酯类增粘树脂，所述丙烯酸酯类增粘树脂为纯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、氨基丙烯酸酯中的一种或者多种组合；所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或者多种组合；所述流平剂为氟改性丙烯酸酯溶液、磷酸酯改性丙烯酸酯溶液中的一种或者多种组合。
9.一种光伏用光热双重固化POE封装胶膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：取熔融指数MI分别为3-5g/10min、10-15g/10min和30-40g/10min的质量比为1﹕1.5﹕1～1﹕1.5﹕3的POE，先将MI为10-15g/10min的POE、30-40g/10min的POE搅拌混合均匀，再取MI为3-5g/10min的POE粒子，在温度50℃～60℃、搅拌速度10rpm～20rpm的条件下，加热混合50min～60min，形成第一混合物；
S2：取0.5～5份丙烯酰胺类助交联剂、1～7份丙烯酸酯类助交联剂、0.2～1份大分子偶联剂和0.1～1份增粘树脂混合，以60g/min～70g/min的速度，添加入步骤S1的所述第一混合物中，在温度50℃～60℃、搅拌速度20rpm～30rpm的条件下，加热混合40min～50min，形成第二混合物；
S3：将步骤S2的所述第二混合物通过双螺杆造粒机混炼均匀并挤出，挤出温度控制在100℃～200℃，挤出物经过冷却、牵引和切粒，制成接枝母粒；
S4：取1～4份自由基热引发剂、1～4份光引发剂、1～5份光稳定剂、0.1～1份抗氧化剂、1～4份消泡剂及1～8份流平剂与步骤S3中所述接枝母粒混合均匀，加入挤出流延机中，在70℃～100℃温度下挤出，并分别经过压花、冷却、牵引、裁边及收卷，制得光热双重引发的快速交联POE封装胶膜，所述POE封装胶膜的厚度为0.1mm～1.0mm。
10.根据权利要求9所述的光伏用光热双重固化POE封装胶膜的制备方法，其特征在于，所述POE封装胶膜经过70℃～120℃真空层压机预压后，在光强400mW/cm2～4000mW/cm2，波长200nm～400nm的高压汞灯或者LED灯源下，在室温下辐射1min～10min或者在50℃～120℃下辐射10s～1min，即可完成交联固化。
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