CN111560228A - 单层封装胶膜、用于制备其的组合物、共挤胶膜及光伏组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种单层封装胶膜、用于制备其的组合物、共挤胶膜及光伏组件。该组合物包括：0～100份基体树脂，10～100份接枝有偶联基团的增粘树脂，基体树脂和增粘树脂可选地接枝有第一活性基团和/或第二活性基团，且组合物中同时含有第一活性基团和第二活性基团；第一活性基团选自氮丙环基和/或者碳化二亚胺基团，第二活性基团选自羧基和/或羟基；或者第一活性基团为叠氮基团，第二活性基团为炔基。层压过程中，第一活性基团和第二活性基团能够在较低的温度下(如低于120℃)发生反应，因而其制得的封装胶膜可以在较低的温度下进行层压，同时还具有较高的粘结性能和较大的剥离强度。
Description
技术领域
本发明涉及光伏组件制备领域，具体而言，涉及一种单层封装胶膜、用于制备其的组合物、共挤胶膜及光伏组件。
背景技术
交联度是光伏封装胶膜的重要指标，它对胶膜的阻隔性能、力学性能、抗老化性能等都有重要影响。在最新的中国光伏行业协会标准中规定，EVA的交联度要大于75％，POE的交联度要大于60％。为了达到这个标准，行业最普遍的方法是在树脂中添加自由基引发剂(例如过氧化物)和架桥剂，层压时胶膜受热后，过氧化物分解产生自由基，引发架桥剂和基体树脂发生交联反应。为保证交联程度，层压温度一般在140～160℃之间。能耗高，层压时间长，组件制作成本高。
钙钛矿电池结构的特殊性使其不能像晶硅电池或者薄膜电池一样能在高温下层压。钙钛矿电池的层压温度要在105℃以下，但目前市场上的封装胶膜产品均无法适用于钙钛矿电池光伏组件制作。
目前可实现低温交联的方案有紫外交联(专利CN104497899B)、电子辐照交联(专利CN104558802B)等。紫外交联是用紫外引发剂代替过氧化物等热引发剂，在紫外线的作用小，紫外引发剂分解产生自由基引发交联反应。但是紫外线的穿透能力较低，容易导致交联度分布不均匀。即靠近紫外光源区域交联度高，远离紫外光源区域交联度低，即使整体的交联度合格，仍存在较高的可靠性风险。电子辐照交联是通过高能电子轰击，产生自由基引发交联反应。光伏组件的结构一般是玻璃/前层胶膜/电池片/后层胶膜/玻璃(或者背板)，电子束很难穿玻璃作用于封装胶膜，只能用于封装胶膜的预处理。
鉴于上述问题的存在，需要开发一种可进行低温层压的封装胶膜，并保证封装胶在低温层压后，仍然能保持良好的粘结性能、阻隔性能、力学性能和抗蠕变性能等，为组件长期高效工作提供保障。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种单层封装胶膜、用于制备其的组合物、共挤胶膜及光伏组件，以解决现有封装胶膜需要在高温条件下进行层压，无法满足需要在低温条件下进行层压，且需要较高粘结性能胶膜进行封装的光伏组件的要求。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于制备封装胶膜的组合物，该组合物包括：0～100份基体树脂，10～100份接枝有偶联基团的增粘树脂，基体树脂和增粘树脂可选地接枝有第一活性基团和/或第二活性基团，且组合物中同时含有第一活性基团和第二活性基团；或者组合物包括：0～100份基体树脂，10～100份接枝有偶联基团的增粘树脂，0.005～99.9份活化剂，基体树脂和/或增粘树脂接枝有第一活性基团，活化剂含有至少两个第二活性基团，或者，基体树脂和/或增粘树脂接枝有第二活性基团，活化剂含有至少两个第一活性基团；第一活性基团选自氮丙环基和/或者碳化二亚胺基团，第二活性基团选自羧基和/或羟基；或者第一活性基团为叠氮基团，第二活性基团为炔基。
进一步地，按重量份计，上述组合物包括：60～85份基体树脂，基体树脂同时接枝有第一活性基团和第二活性基团；15～40份接枝有偶联基团的增粘树脂；偶联基团、第一活性基团和第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％、0.05～15wt％和0.05～15wt％。
进一步地，按重量份计，上述组合物包括；5～85份基体树脂，基体树脂接枝有第一活性基团；15～95份接枝有偶联基团的增粘树脂，增粘树脂接枝有第二活性基团；偶联基团、第一活性基团和第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％、0.05～15wt％和0.05～15wt％。
进一步地，按重量份计，上述组合物包括；5～85份基体树脂，基体树脂接枝有第二活性基团；15～95接枝有偶联基团的增粘树脂，增粘树脂接枝有第一活性基团；偶联基团、第一活性基团和第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％、0.01～15wt％和0.01～15wt％。
进一步地，按重量份计，上述组合物包括：0～40份基体树脂，60～100份接枝有偶联基团的增粘树脂，增粘树脂还接枝有第一活性基团和/或第二活性基团，且组合物中同时包含第一活性基团和第二活性基团；偶联基团、第一活性基团和第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％、0.05～15wt％和0.05～15wt％。
进一步地，按重量份计，上述组合物还包括：0.005～5份活化剂。
进一步地，按重量份计，上述组合物包括：60～90份基体树脂，基体树脂接枝有第一活性基团；10～39.9份接枝有偶联基团的增粘树脂；及0.01～10份活化剂，活化剂含有第二活性基团，偶联基团和第一活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％和0.05～15wt％；或者按重量份计，上述组合物包括：0～40份基体树脂；15～99.9份接枝有偶联基团的增粘树脂，增粘树脂还接枝有第一活性基团；以及0.1～10份活化剂，活化剂含有第二活性基团；偶联基团和第一活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％和0.05～15wt％。
进一步地，按重量份计，上述组合物包括：60～85份基体树脂，基体树脂接枝有第二活性基团；14.9～39.9份接枝有偶联基团的增粘树脂；及0.01～10份活化剂，活化剂含有第一活性基团；偶联基团和第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％和0.05～15wt％；或者按重量份计，上述组合物包括：0～40份基体树脂；50～99.9份接枝有偶联基团的增粘树脂，增粘树脂还接枝有第二活性基团；以及0.1～10份活化剂，活化剂包含第一活性基团；偶联基团和第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％和0.05～15wt％。
进一步地，活化剂选自乙二醇、甘油、丁二醇、己二醇、丁二酸和乙二酸组成的组中的一种或多种。
进一步地，上述组合物还包括0～2份光稳定剂和0～20份颜料；优选地，基体树脂的熔融指数为0.5～45g/10min，更优选地，基体树脂选自乙烯与聚合单体形成的共聚物，聚乙烯缩丁醛，丁二烯/异戊二烯与苯乙烯形成的嵌段共聚物，天然橡胶及反式聚异戊二烯橡胶组成的组中的一种或多种，其中聚合单体选自醋酸乙烯酯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、1,4-戊二烯、异戊二烯、乙叉降冰片烯、双环戊二烯及1,4-己二烯组成的组中的一种或多种；光稳定剂选自(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯、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、4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、葵二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇和三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯组成的组中的一种或多种；颜料选自二氧化钛、氧化锌、中空玻璃珠、三氧化二铝、掺铝氧化锌、氧化铟锡、氧化二锑、碳酸钙、硫酸钡、蒙脱土、高岭土、滑石粉、长石粉、炭黑、铜铬黑、群青蓝、靛蓝和铁红组成的组中的一种或多种。
进一步地，偶联基团为硅烷偶联剂、有机铬络合物型偶联剂、钛酸酯型偶联剂或铝酸酯型偶联剂形成的偶联基团。
本申请的另一方面还提供了一种单层封装胶膜，单层封装胶膜采用上述组合物进行熔融挤出得到。
本申请的又一方面还提供了一种共挤胶膜，共挤胶膜由至少两层上述单层封装胶膜进行层压形成。
本申请的又一方面还提供了一种光伏组件，包括封装胶膜，该封装胶膜包括上述单层封装胶膜或共挤胶膜。
进一步地，光伏组件为钙钛矿电池。
应用本发明的技术方案，本申请提供了三种用于制备封装胶膜的组合物，且上述三种组合物中均包括偶联基团接枝的增粘树脂、第一活性基团和第二活性基团。层压过程中，第一活性基团和第二活性基团能够在较低的温度下(如低于120℃)发生反应，这使得上述组合物制成的封装胶膜能够在较低的温度下进行层压，从而满足现有光伏组件在较低的层压温度下使用的要求。接枝有偶联基团的增粘树脂之间、其与基体树脂之间或封装胶膜与基材之间均能够发生偶联，从而有利于提高其形成的封装胶膜的粘结性能和剥离强度。同时将上述组合物中各组分的用量限定在上述范围内，能够使上述组合物制得的封装胶膜可以在较低的温度下进行层压，同时还具有较高的粘结性能和较大的剥离强度。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术所描述的，现有封装胶膜需要在高温条件下进行层压，无法满足需要在低温条件下进行层压，且需要较高粘结性能胶膜进行封装的光伏组件的要求。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种用于制备封装胶膜的组合物，该组合物包括：0～100份基体树脂；10～100份接枝有偶联基团的增粘树脂，基体树脂和增粘树脂可选地接枝有第一活性基团和/或第二活性基团，且该组合物中同时含有第一活性基团和第二活性基团；第一活性基团选自氮丙环基和/或者碳化二亚胺基团，第二活性基团选自羧基和/或羟基；或者该组合物包括：0～100份基体树脂；10～100份接枝有偶联基团的增粘树脂；0.005～99份活化剂，基体树脂和/或增粘树脂接枝有第一活性基团，活化剂含有至少两个第二活性基团；或者该组合物包括：0～100份基体树脂；10～100份接枝有偶联基团的增粘树脂；0.005～99份活化剂，基体树脂和/或增粘树脂接枝有第二活性基团，活化剂含有至少两个第一活性基团；第一活性基团选自氮丙环基和/或者碳化二亚胺基团，第二活性基团选自羧基和/或羟基；或第一活性基团为叠氮基团，所述第二活性基团为炔基。
本申请提供了三种用于制备封装胶膜的组合物，且上述三种组合物中均包括偶联基团接枝的增粘树脂、第一活性基团和第二活性基团。层压过程中，第一活性基团和第二活性基团能够在较低的温度下(如低于120℃)发生反应，这使得上述组合物制成的封装胶膜能够在较低的温度下进行层压，从而满足现有光伏组件在较低的层压温度下使用的要求。接枝有偶联基团的增粘树脂之间、其与基体树脂之间或封装胶膜与基材之间均能够发生偶联，从而有利于提高其形成的封装胶膜的粘结性能和剥离强度。同时将上述组合物中各组分的用量限定在上述范围内，能够使上述组合物制得的封装胶膜可以在较低的温度下进行层压，同时还具有较高的粘结性能和较大的剥离强度。
第一活性基团和第二活性基团的接枝率以及接枝主体的不同，会使得上述组合物形成的封装胶膜的性能有所差异。因而为了进一步提高其形成的封装胶的综合性能，需要根据第一活性基团和第二活性基团的接枝率以及接枝主体的不同调整组合物中各组分的用量。
在第一优选的实施例中，按重量份计，该组合物包括：60～85份基体树脂，基体树脂同时接枝有第一活性基团和第二活性基团；15～40份接枝有偶联基团的增粘树脂；偶联基团、第一活性基团和第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％、0.05～15wt％和0.05～15wt％。
在第二优选的实施例中，按重量份计，该组合物包括；5～85份所基体树脂，基体树脂接枝有第一活性基团；15～95份接枝有偶联基团的增粘树脂，增粘树脂接枝有第二活性基团；偶联基团、第一活性基团和第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％、0.05～15wt％和0.05～15wt％。
在第三优选的实施例中，按重量份计，该组合物包括：5～85份基体树脂，基体树脂接枝有第二活性基团；15～95接枝有偶联基团的增粘树脂，增粘树脂接枝有第一活性基团；偶联基团、第一活性基团和第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％、0.05～15wt％和0.05～15wt％。
在第四优选的实施例中，按重量份计，该组合物包括：0～40份基体树脂，60～100份接枝有偶联基团的增粘树脂，增粘树脂还接枝有第一活性基团和/或第二活性基团，且组合物中同时包含第一活性基团和第二活性基团；偶联基团、第一活性基团和第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％、0.05～15wt％和0.05～15wt％。
“增粘树脂还接枝有第一活性基团和/或第二活性基团，且组合物中同时包含第一活性基团和第二活性基团”是指增粘树脂接枝有第一活性基团和第二活性基团；或增粘树脂分为两部分，第一部分增粘树脂接枝有第一活性基团，第二部分增粘树脂接枝有第二活性基团。
为了进一步提高上述组合物的反应程度，优选地，按重量份计，上述第一至四优选实施例中提供的组合物还包括：0.005～5份活化剂。
在第五优选的实施例中，按重量份计，该组合物包括：60～90份基体树脂，基体树脂接枝有第一活性基团；10～39.9份接枝有偶联基团的增粘树脂；及0.01～10份活化剂，活化剂含有所述第二活性基团，偶联基团和第一活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％和0.05～15wt％。
在第六优选的实施例中，按重量份计，该组合物包括：0～40份基体树脂，15～99.9份接枝有偶联基团的增粘树脂，增粘树脂还接枝有第一活性基团；0.1～10份活化剂，活化剂含有第二活性基团，偶联基团和第一活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％和0.05～15wt％。
在第七优选的实施例中，按重量份计，该组合物包括：60～85份基体树脂，基体树脂接枝有第二活性基团；14.9～39.9份接枝有偶联基团的增粘树脂；及0.01～10份活化剂，活化剂含有第一活性基团，偶联基团和第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％和0.05～15wt％。
在第八优选的实施例中，按重量份计，该组合物包括：0～40份基体树脂，50～99.9份接枝有偶联基团的增粘树脂，增粘树脂还接枝有第二活性基团；0.1～10份活化剂，活化剂含有第一活性基团偶联基团和第一活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％和0.05～15wt％。
在一种优选的实施例中，活化剂包括但不限于乙二醇、甘油、丁二醇、己二醇、丁二酸和乙二酸组成的组中的一种或多种。相比于其它活化剂，上述几种活化剂具有更高的反应活性，因而采用上述活化剂有利于进一步提高上述组合物的反应程度，并进一步降低层压过程的温度。
上述基体树脂可以选用本领域常用的树脂。优选地，基体树脂的熔融指数为0.5～45g/10min。选用上述熔融指数的基体树脂有利于提高上述组合物形成的封装胶膜的加工性能。更优选地，基体树脂包括但不限于乙烯与聚合单体形成的共聚物，聚乙烯缩丁醛，丁二烯/异戊二烯与苯乙烯形成的嵌段共聚物，天然橡胶及反式聚异戊二烯橡胶组成的组中的一种或多种，其中聚合单体选自醋酸乙烯酯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、1,4-戊二烯、异戊二烯、乙叉降冰片烯、双环戊二烯及1,4-己二烯组成的组中的一种或多种。相比于其它基体树脂，上述几种基体树脂均具有较佳的加工性能，使用方便；同时上述基体树脂还具有较高的透光率高，这有利于提高后续光伏组件的光电性能。
在一种优选的实施例中，该组合物还包括0～2份光稳定剂和0～20份颜料。光稳定剂的加入有利于提高封装胶膜的耐老化性能，延长其使用寿命。颜料的加入能够提高产品的美观性。
为了进一步提高封装胶膜的耐老化性能，优选地，上述光稳定剂包括但不限于(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯、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、4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、葵二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇和三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯组成的组中的一种或多种。
颜料可以采用本领域常用的种类。比如，颜料包括但不限于二氧化钛、氧化锌、中空玻璃珠、三氧化二铝、掺铝氧化锌、氧化铟锡、氧化二锑、碳酸钙、硫酸钡、蒙脱土、高岭土、滑石粉、长石粉、炭黑、铜铬黑、群青蓝、靛蓝和铁红组成的组中的一种或多种。
偶联基团的引入可以提高封装胶膜的粘结性和剥离强度。在一种优选的实施例中，偶联基团包括但不限于硅烷偶联剂、有机铬络合物型偶联剂、钛酸酯型偶联剂或铝酸酯型偶联剂形成的偶联基团。相比于其它偶联基团，上述几种偶联基团具有更好的偶联性能，从而有利于进一步提高封装胶膜的粘结性。
本申请的另一方面还提供了一种单层封装胶膜，单层封装胶膜采用本申请提供的上述组合物进行熔融挤出得到。
形成上述封装胶膜的组合物包括偶联基团接枝的增粘树脂、第一活性基团和第二活性基团。层压过程中，第一活性基团和第二活性基团能够在较低的温度下(如低于120℃)发生反应，这使得上述组合物制成的封装胶膜能够在较低的温度下进行层压，从而满足现有光伏组件在较低的层压温度下使用的要求。接枝有偶联基团的增粘树脂之间、其与基体树脂之间或封装胶膜与基材之间均能够发生偶联，从而有利于提高其形成的封装胶膜的粘结性能和剥离强度。同时将上述组合物中各组分的用量限定在上述范围内，使得上述组合物制得的封装胶膜可以在较低的温度下进行层压，同时还具有较高的粘结性能和较大的剥离强度。
本申请的又一方面还提供了一种共挤胶膜，共挤胶膜由至少两层上述单层胶膜进行层压形成。由于上述单层封装胶膜不仅能够在较低的温度下进行层压，还具有较高的粘结性能和较大的剥离强度。因而采用其制备共挤胶膜时能够大大提高其加工性能，降低能耗，同时使共挤胶膜具有不易脱层的优点。
本申请的又一方面还提供了一种光伏组件，包括封装胶膜，该封装胶膜包括上述单层封装胶膜或共挤胶膜。
由于上述封装胶膜具有能够在较低的温度下进行层压，较高的粘结性能和较大的剥离强度等优点，因而采用上述封装胶膜制备太阳能电池组件不仅能够满足其在低温加工方面的要求，提高封装胶膜与背板及面板的粘结力，还能够提高光伏组件的耐老化性能，延长其使用寿命。更优选地，光伏组件为钙钛矿电池。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例1
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份的含有5wt％硅烷基团的乙烯-醋酸乙烯共聚物，89.98重量份含有2.1wt％氮丙环基团的乙烯-醋酸乙烯共聚物改性树脂，0.02重量份的甘油。记为S-1。
实施例2
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：20重量份的含有3.8wt％硅烷基团的乙烯-辛烯共聚物，79.5重量份含有3.2wt％碳化二亚胺基团的乙烯-辛烯共聚物，0.5重量份的丁二酸。记为S-2。
实施例3
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：30重量份的含有3.5wt％硅烷基团的乙烯-丁烯共聚物，40重量份还有2.8wt％羟基的乙烯-丁烯共聚物，30重量份含有4.2wt％碳化二亚胺基团的乙烯-丁烯共聚物。记为S-3。
实施例4
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份熔融指数为5.1g/10min的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，88重量份含有3.5wt％硅烷基团和3.1wt％氮丙环基团的乙烯-己烯共聚物，2重量份的乙二酸。记为S-4。
实施例5
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份熔融指数为2.1g/10min的乙烯-辛烯-丁二烯共聚物，47重量份含有2.5wt％硅烷基团和2.8wt％碳化二亚胺基团的乙烯-辛烯共聚物，42.5重量份的含有1.2wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物，0.5份(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯。记为S-5。
实施例6
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：98重量份含有2.7wt％硅烷基团和1.9wt％氮丙环基团的乙烯-己烯共聚物，1重量份含有乙二醇。1重量份的双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯记为S-6。
实施例7
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份熔融指数为2.0g/10min的聚乙烯缩丁醛，90重量份含有2.7wt％硅烷基团，1.9wt％氮丙环基团和1.2wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物。记为S-7。
实施例8
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：20重量份的含有3.8wt％硅烷基团的乙烯-辛烯共聚物，80重量份含有3.2wt％碳化二亚胺基团和1.4wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物。记为S-8。
实施例9
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份熔融指数为11g/10min乙烯-丙烯共聚物，20重量份含有5.8wt％硅烷基团和2.9wt％碳化二亚胺基团的乙烯-辛烯共聚物，60重量份含有1.3wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物，5重量份钛白粉和5重量份中空玻璃珠记为S-9。
实施例10
与实施例8的区别为：按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：40重量份的含有3.8wt％硅烷基团的乙烯-辛烯共聚物，60重量份含有3.2wt％碳化二亚胺基团和1.4wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物。记为S-10。
实施例11
与实施例8的区别为：按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：50重量份的含有3.8wt％硅烷基团的乙烯-辛烯共聚物，50重量份含有3.2wt％碳化二亚胺基团和1.4wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物。记为S-11。
实施例12
与实施例9的区别为：按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：5重量份熔融指数为25g/10min乙烯-丙烯共聚物，95重量份含有5.8wt％硅烷基团和2.9wt％碳化二亚胺基团的乙烯-辛烯共聚物，5重量份含有1.3wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物，5重量份钛白粉和5重量份中空玻璃珠记为S-12。
实施例13
与实施例9的区别为：按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份熔融指数为30g/10min乙烯-丁烯共聚物，2重量份含有5.8wt％硅烷基团和2.9wt％碳化二亚胺基团的乙烯-辛烯共聚物，15重量份含有1.3wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物，5重量份钛白粉和5重量份中空玻璃珠记为S-13。
实施例14
与实施例7的区别为：
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：40重量份熔融指数为2.1g/10min的聚乙烯缩丁醛，60重量份含有2.7wt％硅烷基团，1.9wt％氮丙环基团和1.2wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物。记为S-14。
实施例15
与实施例7的区别为：
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：50重量份熔融指数为2.1g/10min的聚乙烯缩丁醛，50重量份含有2.7wt％硅烷基团，1.9wt％氮丙环基团和1.2wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物。记为S-15。
实施例16
与实施例2的区别在于：
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：15重量份的含有3.8wt％硅烷基团的乙烯-辛烯共聚物，85重量份含有3.2wt％碳化二亚胺基团的乙烯-辛烯共聚物，0.5重量份的丁二酸。记为S-16。
实施例17
与实施例2的区别在于：
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：39.9重量份的含有3.8wt％硅烷基团的乙烯-辛烯共聚物，60重量份含有3.2wt％碳化二亚胺基团的乙烯-辛烯共聚物，0.01重量份的丁二酸。记为S-17。
实施例18
与实施例2的区别在于：
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：39.9重量份的含有3.8wt％硅烷基团的乙烯-辛烯共聚物，55重量份含有3.2wt％碳化二亚胺基团的乙烯-辛烯共聚物，8重量份的丁二酸。记为S-18。
实施例19
与实施例4的区别在于：
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：35重量份熔融指数为15g/10min的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，15重量份含有3.5wt％硅烷基团和3.1wt％氮丙环基团的乙烯-己烯共聚物，10重量份的乙二酸。记为S-19。
实施例20
与实施例4的区别在于：
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：35重量份熔融指数为35g/10min的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，99.9重量份含有3.5wt％硅烷基团和3.1wt％氮丙环基团的乙烯-己烯共聚物，0.1重量份的乙二酸。记为S-20。
实施例21
与实施例4的区别在于：
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：35重量份熔融指数为15g/10min的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，10重量份含有3.5wt％硅烷基团和3.1wt％氮丙环基团的乙烯-己烯共聚物，20重量份的乙二酸。记为S-21。
实施例22
与实施例4的区别在于：
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：98重量份含有3.5wt％硅烷基团和3.1wt％氮丙环基团的乙烯-己烯共聚物，2重量份的乙二酸。记为S-22。
实施例23
与实施例4的区别在于：活化剂为0.1份的乙二醇。记为S-23。
实施例24
与实施例4的区别在于：活化剂为2份的甘油.。记为S-24。
实施例25
与实施例2的区别在于：活化剂为5份己二酸。记为S-25。
实施例26
与实施例2的区别在于：活化剂为10份戊二酸.。记为S-26。
实施例27
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：60重量份含有1.3wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物，39.9重量份含有5.8wt％硅烷基团的乙烯-辛烯共聚物，0.1重量份的乙二酸，记为S-27。
实施例28
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：85重量份含有1.3wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物，14.9重量份含有5.8wt％硅烷基团的乙烯-辛烯共聚物，0.01重量份的乙二酸，记为S-28。
实施例29
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：50重量份含有1.3wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物，15重量份含有5.8wt％硅烷基团的乙烯-辛烯共聚物，8重量份的乙二酸，记为S-29。
实施例30
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：40重量份熔指为45g/10min乙烯-辛烯共聚物，50重量份含有5.8wt％硅烷基团和1.3wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物，10重量份的乙二酸，记为S-30。
实施例31
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：99.9重量份含有5.8wt％硅烷基团和1.3wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物，0.1重量份的乙二酸，记为S-31。
实施例32
与实施例26的区别为：
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份熔指为3.5g/10min乙烯-辛烯共聚物，10重量份含有5.8wt％硅烷基团和1.3wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物，15重量份的乙二酸，记为S-32。
实施例33
与实施例7的区别为
基础树脂为聚乙烯缩丁醛，熔融指数为0.5。记为S-33。
实施例34
与实施例7的区别为
基础树脂为聚乙烯缩丁醛，熔融指数为4.5。记为S-34。
实施例35
与实施例7的区别为
基础树脂为聚乙烯缩丁醛，熔融指数为6。记为S-35。
实施例36
与实施例5的区别在于：
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份的乙烯-辛烯-丁二烯共聚物，47重量份含有0.01wt％硅烷基团和15wt％碳化二亚胺基团的乙烯-辛烯共聚物，42.5重量份的含有0.05wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物，0.5份(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯。记为S-36。
实施例37
与实施例5的区别在于：
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份的乙烯-辛烯-丁二烯共聚物，47重量份含有15wt％硅烷基团和0.05wt％碳化二亚胺基团的乙烯-辛烯共聚物，42.5重量份的含有15wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物，0.5份(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯。记为S-37。
实施例38
与实施例37的区别在于：
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份的乙烯-辛烯-丁二烯共聚物，47重量份含有20wt％硅烷基团和0.05wt％碳化二亚胺基团的乙烯-辛烯共聚物，42.5重量份的含有15wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物，0.5份(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯。记为S-38。
实施例39
与实施例37的区别在于：
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份的乙烯-辛烯-丁二烯共聚物，47重量份含有15wt％硅烷基团和0.02wt％碳化二亚胺基团的乙烯-辛烯共聚物，42.5重量份的含有19wt％羟基的乙烯-辛烯共聚物，0.5份(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯。记为S-39。
实施例40
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份含有3.5％硅烷基团的乙烯-醋酸乙烯树脂，89重量份含有2.8％叠氮基团的乙烯-醋酸乙烯共聚物，1重量份的二乙炔。记为S-40。
实施例41
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份含有3.5％硅烷基团的乙烯-辛烯共聚物，79重量份含有1.2％炔基的乙烯-辛烯共聚物，1重量份的1,3-二叠氮丁烷。记为S-41。
实施例42
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：40重量份含有2.5％硅烷基团和4.2％叠氮基团的乙烯-己烯共聚物，60重量份含有1.0％炔基的乙烯-丁烯共聚物。记为S-42。
实施例43
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，50重量份含有2.5％硅烷基团和1.2％炔基的乙烯-己烯共聚物，39.5重量份含有3.0％叠氮基团的乙烯-丁烯共聚物，0.5重量份的4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇。记为S-43。
实施例44
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：30重量份的乙烯-丙烯-丁二烯共聚物，65重量份含有3.2％硅烷基团和2.4％叠氮基团的乙烯-戊烯共聚物，5重量份1.6％炔基的乙烯-丁烯共聚物。记为S-44。
实施例45
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份的聚乙烯醇缩丁醛，80重量份含有3.2％硅烷基团，1.2％炔基和2.1％叠氮基团的乙烯-辛烯共聚物，0.5重量份的(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯，5份钛白粉和4.5份氧化锌。记为S-45。
实施例46
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：40重量份含有2.5％硅烷基团和1.0％炔基乙烯-己烯共聚物，60重量份含有4.2％叠氮基团的乙烯-丁烯共聚物。记为S-46。
实施例47
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：30重量份含有2.5％硅烷基团和4.2％叠氮基团乙烯-己烯共聚物，70重量份含有1.0％炔基的乙烯-丁烯共聚物。记为S-47。
实施例48
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：10重量份含有3.5％硅烷基团的乙烯-醋酸乙烯树脂，89重量份含有2.8％炔基的乙烯-醋酸乙烯共聚物，1重量份的1,3-二叠氮丁烷。记为S-48。
对比例1
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：50重量份含有2.8wt％羟基的乙烯-丁烯共聚物，50重量份含有4.2wt％碳化二亚胺基团乙烯-丁烯共聚物。记为R-1。
对比例2
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：30重量份含有3.5wt％硅烷基团的乙烯-丁烯共聚物，70重量份还有2.8wt％羟基的乙烯-丁烯共聚物记为R-2。
对比例3
按重量份计，用于制备封装胶膜的组合物包括：30重量份的含有3.5wt％硅烷基团的乙烯-丁烯共聚物，70重量份含有4.2wt％碳化二亚胺基团乙烯-丁烯共聚物。记为R-3。
对比例4
99重量份含有2.8％叠氮基团的乙烯-醋酸乙烯共聚物，1重量份的二乙炔。记为R-4。
对比例5
100重量份含有2.5％硅烷基团和4.2％叠氮基团的乙烯-己烯共聚物R-5。
对比例6
100重量份含有2.5％硅烷基团和1.2％炔基的乙烯-己烯共聚物R-6。
性能测试：
(1)封装胶膜的交联度测定。
测试方法参照标准GB/T 29848《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》。
(2)封装胶膜与玻璃/背板的剥离强度测定。
测试方法参照标准GB/T 29848《光伏组件封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜》。测试结果见表1。
表1
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
比较实施例1至48与对比例1至6可知，采用本申请提供的组合物制备的封装胶膜具有较高的交联度、与基板具有较高的粘结力，且层压温度较低。
比较实施例8、10至11，9、12和13，7、14和15，2、16至18，4、19至22，27至32可知，将组合物中各组分的用量限定在本申请优选的范围内有利于进一步提高封装胶膜的综合性能。
比较实施例4、23至26可知，采用本申请优选的活化剂种类有利于提高封装胶膜的综合性能。
比较实施例7、33至35可知，将基体树脂的熔融指数限定在本申请优选的范围内有利于提高封装胶膜的透光性能等。
比较实施例5、36至39可知，将偶联剂基团、第一活性基团和第二活性基团的接枝率限定在上述范围内有利于进一步提高封装胶膜的综合性能。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种用于制备封装胶膜的组合物，其特征在于，所述组合物包括：
0～100份基体树脂，10～100份接枝有偶联基团的增粘树脂，所述基体树脂和所述增粘树脂可选地接枝有第一活性基团和/或第二活性基团，且所述组合物中同时含有所述第一活性基团和所述第二活性基团；或者
所述组合物包括：0～100份基体树脂，10～100份接枝有偶联基团的增粘树脂，0.005～99.9份活化剂，所述基体树脂和/或所述增粘树脂接枝有第一活性基团，所述活化剂含有至少两个第二活性基团，或者，所述基体树脂和/或所述增粘树脂接枝有第二活性基团，所述活化剂含有至少两个第一活性基团；
所述第一活性基团选自氮丙环基和/或者碳化二亚胺基团，所述第二活性基团选自羧基和/或羟基；或者所述第一活性基团为叠氮基团，所述第二活性基团为炔基。
2.根据权利要求1所述的组合物，按重量份计，所述组合物包括：
60～85份所述基体树脂，所述基体树脂同时接枝有所述第一活性基团和所述第二活性基团；
15～40份所述接枝有偶联基团的增粘树脂；所述偶联基团、所述第一活性基团和所述第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％、0.05～15wt％和0.05～15wt％。
3.根据权利要求1所述的组合物，按重量份计，所述组合物包括；
5～85份所述基体树脂，所述基体树脂接枝有所述第一活性基团；
15～95份所述接枝有偶联基团的增粘树脂，所述增粘树脂接枝有所述第二活性基团；所述偶联基团、所述第一活性基团和所述第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％、0.05～15wt％和0.05～15wt％。
4.根据权利要求1所述的组合物，按重量份计，所述组合物包括；
5～85份所述基体树脂，所述基体树脂接枝有所述第二活性基团；
15～95所述接枝有偶联基团的增粘树脂，所述增粘树脂接枝有所述第一活性基团；所述偶联基团、所述第一活性基团和所述第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％、0.01～15wt％和0.01～15wt％。
5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，按重量份计，所述组合物包括：
0～40份所述基体树脂；
60～100份所述接枝有偶联基团的增粘树脂，所述增粘树脂还接枝有所述第一活性基团和/或所述第二活性基团，且所述组合物中同时包含所述第一活性基团和所述第二活性基团；所述偶联基团、所述第一活性基团和所述第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％、0.05～15wt％和0.05～15wt％。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的组合物，按重量份计，所述组合物还包括：0.005～5份所述活化剂。
7.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，按重量份计，所述组合物包括：
60～90份所述基体树脂，所述基体树脂接枝有所述第一活性基团；
10～39.9份所述接枝有偶联基团的增粘树脂；及
0.01～10份所述活化剂，所述活化剂含有所述第二活性基团，所述偶联基团和所述第一活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％和0.05～15wt％；或者
按重量份计，所述组合物包括：
0～40份所述基体树脂；
15～99.9份所述接枝有偶联基团的增粘树脂，所述增粘树脂还接枝有所述第一活性基团；
0.1～10份所述活化剂，所述活化剂含有所述第二活性基团；所述偶联基团和所述第一活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％和0.05～15wt％。
8.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，按重量份计，所述组合物包括：
60～85份所述基体树脂，所述基体树脂接枝有所述第二活性基团；
14.9～39.9份所述接枝有偶联基团的增粘树脂；及
0.01～10份所述活化剂，所述活化剂含有所述第一活性基团；所述偶联基团和所述第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％和0.05～15wt％；或者
按重量份计，所述组合物包括：
0～40份所述基体树脂；
50～99.9份所述接枝有偶联基团的增粘树脂，所述增粘树脂还接枝有所述第二活性基团；
0.1～10份所述活化剂，所述活化剂包含所述第一活性基团；所述偶联基团和所述第二活性基团的接枝率依次为0.01～15wt％和0.05～15wt％。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的组合物，其特征在于，所述活化剂选自乙二醇、甘油、丁二醇、己二醇、丁二酸和乙二酸组成的组中的一种或多种。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括0～2份光稳定剂和0～20份颜料；
优选地，所述基体树脂的熔融指数为0.5～45g/10min，更优选地，所述基体树脂选自乙烯与聚合单体形成的共聚物，聚乙烯缩丁醛，丁二烯/异戊二烯与苯乙烯形成的嵌段共聚物，天然橡胶及反式聚异戊二烯橡胶组成的组中的一种或多种，其中所述聚合单体选自醋酸乙烯酯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、1,4-戊二烯、异戊二烯、乙叉降冰片烯、双环戊二烯及1,4-己二烯组成的组中的一种或多种；
所述光稳定剂选自(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)葵二酸酯、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、4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、葵二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇和三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亚磷酸酯组成的组中的一种或多种；
所述颜料选自二氧化钛、氧化锌、中空玻璃珠、三氧化二铝、掺铝氧化锌、氧化铟锡、氧化二锑、碳酸钙、硫酸钡、蒙脱土、高岭土、滑石粉、长石粉、炭黑、铜铬黑、群青蓝、靛蓝和铁红组成的组中的一种或多种。
11.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述偶联基团为硅烷偶联剂、有机铬络合物型偶联剂、钛酸酯型偶联剂或铝酸酯型偶联剂形成的偶联基团。
12.一种单层封装胶膜，其特征在于，所述单层封装胶膜采用权利要求1至11中任一项所述的组合物进行熔融挤出得到。
13.一种共挤胶膜，其特征在于，所述共挤胶膜由至少两层权利要求12所述的单层封装胶膜进行层压形成。
14.一种光伏组件，包括封装胶膜，其特征在于，所述封装胶膜包括权利要求12所述单层封装胶膜或权利要求13所述的共挤胶膜。
15.根据权利要求14所述的光伏组件，其特征在于，所述光伏组件为钙钛矿电池。
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|---|---|---|---|
| CN202010513827.8A CN111560228B (zh) | 2020-06-08 | 2020-06-08 | 单层封装胶膜、用于制备其的组合物、共挤胶膜及光伏组件 |
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| CN1646624A (zh) * | 2002-03-29 | 2005-07-27 | 三洋化成工业株式会社 | 热交联性树脂分散体 |
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2020
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| CN117447929A (zh) * | 2023-12-22 | 2024-01-26 | 宁波长阳科技股份有限公司 | 一种免预交联的白色封装胶膜及其制备方法 |
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