CN112251166A - 一种具有不同预交联度的封装胶膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有不同预交联度的封装胶膜及其制备方法。本发明的具有不同预交联度的封装胶膜的制备方法，所述制备方法为：在封装胶膜的上下两面进行辐照交联，得到厚度方向上具有不同预交联度的封装胶膜，所述预交联度为5‑60％；其中，所述辐照交联的电压为100‑400KV；所述辐照交联的计量为10‑60KGY；辐照交联与所述封装胶膜的距离为50‑150mm。本发明的制备方法制得的封装胶膜具有不同的预交联度，具有良好的粘结性能，裂片率低。

Description

一种具有不同预交联度的封装胶膜及其制备方法
技术领域
本发明属于封装胶膜技术领域，涉及一种封装胶膜及其制备方法，尤其涉及一种具有不同预交联度的封装胶膜及其制备方法。
背景技术
现在光伏用预交联胶膜，普遍用的是电子束辐射交联，只有整膜穿透才能达到一定的预交联度，这样膜的表面和中间的预交联程度都一样，为了保证不翻边，预交联度通常都在30％以上，这样膜的表面预交联度也在30％以上，这样的弊端是表面膜已经反应了一部分，导致再层压时反应的基团变少，从而使封装胶膜的粘接力下降；且由于预交联表面变硬，裂片率也上升，组件的不良率也上升。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有不同预交联度的封装胶膜及其制备方法，制得的封装胶膜具有不同的预交联度，具有良好的粘结性能，裂片率低。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种具有不同预交联度的封装胶膜的制备方法，所述制备方法为：在封装胶膜的上下两面进行辐照交联，得到沿着厚度方向具有不同预交联度的封装胶膜，所述预交联度为5-60％；
其中，所述辐照交联的电压为200-400kv；所述辐照交联的计量为10-60KGY；所述辐照交联的能量发射装置与所述封装胶膜的距离为50-150mm。
本发明对封装胶膜的两面预交联的方法，通过叠加的方式，让两面的预交联度低，中间的预交联度高，从而既能保证不翻边，又能保证粘接力高，裂片率低的优点；也可以两边高，中间低或者中间没有预交联度，这种膜如是透明的，可以适当增加表面硬度，防止电池片并片，可以将串间距控制在一个非常小的范围内，可省去定位胶带，降低组件厂成本。
需要说明的是，在封装胶膜的两面进行辐照交联，可以两面同时进行辐照，也可以先对一面进行辐照，再对另一面进行辐照。预交联的程度通过辐照的能量、时间及辐照的距离等因素控制。
其中，所述预交联度为5-60％，例如预交联度为5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％等，这里所指的预交联度是指封装胶膜的整体预交联度。
其中，所述辐照交联的电压为200-400kv，例如辐照交联的电压为200kv、210kv、220kv、230kv、240kv、250kv、260kv、270kv、280kv、290kv、300kv、310kv、320kv、330kv、340kv、350kv、360kv、370kv、380kv、390kv或400kv等；所述辐照交联的计量为10-60KGY，例如辐照交联的计量为10KGY、20KGY、30KGY、40KGY、50KGY或60KGY等；辐照交联与所述封装胶膜的距离为50-150mm，例如辐照交联与所述封装胶膜的距离为50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm、120mm、130mm、140mm或150mm等。
所述辐照交联为电子辐照交联、离子辐照交联、原子辐照交联、中子辐照交联、热辐照交联或电磁辐照交联中的任意一种。
所述封装胶膜为一层或多层。
优选地，所述封装胶膜的厚度为50-800μm，例如封装胶膜的厚度为50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm或800μm等。
按质量百分比计，所述封装胶膜包括以下组分：
Figure BDA0002735810370000031
具体地，按质量百分比计，所述封装胶膜包括以下组分：
基体树脂80-99％，例如基体树脂的质量百分比为80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％等。
填料0-20％，例如填料的质量百分比为0、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％等。
主交联剂0.2-1％，例如主交联剂的质量百分比为0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等。
光引发剂0-5％，例如光引发剂的质量百分比为0、1％、2％、3％、4％或5％等。助交联剂0.2-1％，例如助交联剂的质量百分比为0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等。
硅烷偶联剂0.05-1％，例如硅烷偶联剂的质量百分比为0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等。
光稳定剂0.05-0.5％，例如光稳定剂的质量百分比为0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％等。
紫外光吸收剂0-0.5％，例如紫外光吸收剂的质量百分比为0、0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％等。
所述基体树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、离子聚合物和聚氨酯中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述光引发剂为苯偶姻及其衍生物类光引发剂、苯偶酰及其衍生物类光引发剂、苯乙酮衍生物类光引发剂、α-羟基酮衍生物类光引发剂、α-胺基酮衍生物类光引发剂、酰基磷氧化物类光引发剂、含硫光引发剂、二苯甲酮及其衍生物类光引发剂、硫杂蒽酮及其衍生物类光引发剂、蒽醌及其衍生物类光引发剂、芳基重氮盐类光引发剂、二芳基碘鎓盐类光引发剂、三芳基硫鎓盐光引发剂、芳茂铁盐光引发剂、樟脑醌光引发剂或钛茂类光引发剂中的任意一种或至少两种的混合物。
所述助交联剂为三烯丙基异氰尿酸酯、三聚氰酸三烯丙酯和丙烯酸类助交联剂中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地，所述丙烯酸类助交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的混合物。
所述封装胶膜为无色透明胶膜或有色胶膜，胶膜的颜色不固定，可以为白色、黑色，也可以为其他颜色。
所述主交联剂为过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、二(4-甲基苯甲酰)过氧化物、过氧化二苯甲酰、1,1-二(叔丁基过氧)环己烷、叔丁基过氧化-2-乙基己基-碳酸酯、正丁基-4,4-二(叔丁基过氧化)戊酸酯、过氧化二异丙苯、α,α′-双(叔丁基过氧化)-1,3-二异丙苯和1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷中的任意一种或至少两种的混合物。
所述硅烷偶联剂为乙烯基类硅烷偶联剂、氯烃基类硅烷偶联剂、氨烃基类硅烷偶联剂、环氧烃基类硅烷偶联剂、甲基丙烯酰氧烷基类硅烷偶联剂、含硫烃基类硅烷偶联剂、拟卤素类硅烷偶联剂或季氨烃基类硅烷偶联剂中的任意一种或至少两种的混合物。
所述抗PID助剂为黄原酸酯类离子捕捉剂、二硫代氨基甲酸盐类衍生物、在水存在下表现出阳离子交换特性的不溶性无机化合物或者具有离子交换功能的阳离子交换树脂和或阴离子交换树脂中的一种或至少两种的混合物。
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫醚类抗氧剂或金属钝化剂类抗氧剂中的任意一种或至少两种的混合物。
所述光稳定剂为光屏蔽剂类光稳定剂、淬灭剂类光稳定剂、自由基捕获剂类光稳定剂或氢过氧化分解剂类光稳定剂中的任意一种或至少两种的混合物。
所述紫外光吸收剂为苯酮类紫外光吸收剂、苯并三唑类紫外光吸收剂、水杨酸酯类紫外光吸收剂、取代丙烯腈类紫外光吸收剂或三嗪类紫外光吸收剂中的任意一种或至少两种的混合物。
本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述的制备方法得到的具有不同预交联度的封装胶膜。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明制得的封装胶膜具有不同的预交联度，用两面预交联的方法，通过叠加的方式，让两面的预交联度低，中间的预交联度高，从而既能保证不翻边，又能保证粘接力高，裂片率低的优点；也可以两边高，中间低或者没有预交联度，这种膜如是透明的，可以适当增加表面硬度，防止电池片并片，可以将串间距控制在一个非常小的范围内，可省去定位胶带，降低组件厂成本。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。
实施例1
本实施例的一种具有不同预交联度的封装胶膜的制备方法为，在封装胶膜的上下两面进行辐照交联，得到具有不同预交联度的封装胶膜，表面预交联度为10％；
其中，辐照交联的电压为300KV；辐照交联的计量为15KGY；辐照交联的能量发射装置与所述封装胶膜的距离为70mm。
其中，本实施例的封装胶膜为单层胶膜，按质量百分比计，封装胶膜包括以下组分：
基体树脂EVA E282PV：98.1％
白色颜料杜邦钛白粉350：0.2％
主交联剂TBEC：0.5％
助交联剂TAIC：0.5％
硅烷偶联剂KH-570：0.3％
光稳定剂770：0.2％
紫外光吸收剂UV531:0.2％。
实施例2
本实施例的一种具有不同预交联度的封装胶膜的制备方法为，在封装胶膜的上下两面进行辐照交联，得到具有不同预交联度的封装胶膜，表面预交联度为16％；
其中，辐照交联的电压为150KV；辐照交联的计量为17KGY；辐照交联的能量发射装置与所述封装胶膜的距离为70mm。
其中，本实施例的封装胶膜为单层胶膜，按质量百分比计，封装胶膜包括以下组分：
基体树脂POE EngageTM 8660：98.1％
主交联剂TBEC：0.7％
助交联剂TAIC：0.5％，TMPTA:0.2％
硅烷偶联剂KH-570：0.3％
光稳定剂770：0.2％。
实施例3
本实施例的一种具有不同预交联度的封装胶膜的制备方法为，在封装胶膜的上下两面进行辐照交联，得到具有不同预交联度的封装胶膜，表面预交联度为15％；
其中，辐照交联的电压为350KV；辐照交联的计量为20KGY；辐照交联的能量发射装置与所述封装胶膜的距离为100mm。
其中，本实施例的封装胶膜为单层胶膜，按质量百分比计，封装胶膜包括以下组分：
基体树脂EVA E282PV：97.19％
白色颜料杜邦钛白粉350：1％
主交联剂TBEC：0.5％
助交联剂TAIC：0.5％TMPTA：0.3％
硅烷偶联剂KH-570：0.3％
光稳定剂770：0.2％
抗氧剂1010：0.01％。
实施例4
本实施例的一种具有不同预交联度的封装胶膜的制备方法为，在封装胶膜的上下两面进行辐照交联，得到具有不同预交联度的封装胶膜，表面预交联度为21％；
其中，辐照交联的电压为150KV；辐照交联的计量为35KGY；辐照交联的能量发射装置与所述封装胶膜的距离为70mm。
其中，本实施例的封装胶膜为单层胶膜，按质量百分比计，封装胶膜包括以下组分：
基体树脂EVA E282PV：97.19％
白色颜料杜邦钛白粉350：1％
主交联剂TBEC：0.5％
助交联剂TAIC：0.5％，TMPTA：0.3％
硅烷偶联剂KH-570：0.3％
光稳定剂770：0.2％
抗氧剂1010：0.01％。
实施例5
本实施例的一种具有不同预交联度的封装胶膜的制备方法为，在封装胶膜的上下两面进行辐照交联，得到具有不同预交联度的封装胶膜，表面预交联度为23％；
其中，辐照交联的电压为170KV；辐照交联的计量为20KGY；辐照交联的能量发射装置与所述封装胶膜的距离为150mm。
其中，本实施例的封装胶膜为单层胶膜，按质量百分比计，封装胶膜包括以下组分：
基体树脂POE EngageTM 8669：97.7％
主交联剂TBEC：0.7％
助交联剂TAIC：0.5％，TMPTA：0.5％
硅烷偶联剂KH-570：0.4％
光稳定剂770：0.2％。
对比例1
本实施例与实施例1的区别之处在于，制备方法仅对封装胶膜得一面进行辐照，其他的与实施例1的均相同。
对比例2
本实施例与实施例1的区别之处在于，制备方法将辐照方式为紫外光辐照，其他的与实施例1的均相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别之处在于，辐照方法为辐照交联的电压为300KV；辐照交联的计量为80KGY；辐照交联的能量发射装置与所述封装胶膜的距离为70mm，其他的与实施例1的均相同。
对比例4
本对比例与实施例1的区别之处在于，辐照方法为辐照交联的电压为300KV；辐照交联的计量为5KGY；辐照交联的能量发射装置与所述封装胶膜的距离为70mm，其他的与实施例1的均相同。
对比例5
本对比例与实施例2的区别之处在于，辐照方法为辐照交联的电压为150KV；辐照交联的计量为5KGY；辐照交联的能量发射装置与所述封装胶膜的距离为70mm，其他的与实施例2的均相同。
对比例6
本对比例与实施例2的区别之处在于，辐照方法为辐照交联的电压为150KV；辐照交联的计量为70KGY；辐照交联的能量发射装置与所述封装胶膜的距离为70mm，其他的与实施例2的均相同。
将实施例1-5与对比例1-6制得的封装胶膜进行性能测试，测试结果如表1所示。
其中，预交联度的测试参照GB/T 29848-2018标准，实验条件如下：
取洁净的胶膜，剪碎后取0.5g左右放入120目铁丝网中，在145℃左右的二甲苯中萃取后，计算预交联度。
粘接强度的测试参照GB/T29848-2018标准，实验条件如下：采用145℃抽真空5min层压15min的工艺进行层压测试粘接力。
裂片率的测试标准行业内暂时用EL测试，有裂片的数量除以总量，得到裂片率。
并片率的测试标准为各组件厂的评判标准不一样，本实验判定标准为串间距小于2mm即为并片，不合格。
表1
Figure BDA0002735810370000101
Figure BDA0002735810370000111
由表1可以看出，在本发明的实施例1-5，只有当工艺参数控制在本申请所限定的范围后，才能保证本产品有良好的粘接力性能和非常低的裂片率，避免翻边。
对比例1仅对封装胶膜的一面进行辐照，封装胶膜会出现翻边现象。
对比例2将辐照方式为紫外光辐照，封装胶膜也会出现翻边现象。
对比例3的辐照交联的计量太大，裂片率大大增加。
对比例4的辐照交联的计量太小，封装胶膜会出现并片现象。
对比例5的辐照交联的计量太小，封装胶膜的粘结强度下降，裂片率增加。
对比例6的辐照交联的计量太大，裂片率大大增加。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种具有不同预交联度的封装胶膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：在封装胶膜的上下两面进行辐照交联，得到沿着厚度方向具有不同预交联度的封装胶膜，所述预交联度为5-60％；
其中，所述辐照交联的电压为100-400kv；所述辐照交联的计量为10-60KGY；所述辐照交联的能量发射装置与所述封装胶膜的距离为50-150mm。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述辐照交联为电子辐照交联、离子辐照交联、原子辐照交联、中子辐照交联、热辐照交联或电磁辐照交联中的任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述封装胶膜为一层或多层；
优选地，所述封装胶膜的厚度为50-800μm。
4.根据权利要求1-3之一所述的制备方法，其特征在于，按质量百分比计，所述封装胶膜包括以下组分：
Figure FDA0002735810360000011
Figure FDA0002735810360000021
5.根据权利要求1-4之一所述的制备方法，其特征在于，所述基体树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙基-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、离子聚合物和聚氨酯中的任意一种或至少两种的混合物；
优选地，所述光引发剂为苯偶姻及其衍生物类光引发剂、苯偶酰及其衍生物类光引发剂、苯乙酮衍生物类光引发剂、α-羟基酮衍生物类光引发剂、α-胺基酮衍生物类光引发剂、酰基磷氧化物类光引发剂、含硫光引发剂、二苯甲酮及其衍生物类光引发剂、硫杂蒽酮及其衍生物类光引发剂、蒽醌及其衍生物类光引发剂、芳基重氮盐类光引发剂、二芳基碘鎓盐类光引发剂、三芳基硫鎓盐光引发剂、芳茂铁盐光引发剂、樟脑醌光引发剂或钛茂类光引发剂中的任意一种或至少两种的混合物。
6.根据权利要求1-5之一所述的制备方法，其特征在于，所述助交联剂为三烯丙基异氰尿酸酯、三聚氰酸三烯丙酯和丙烯酸类助交联剂中的任意一种或至少两种的混合物；
优选地，所述丙烯酸类助交联剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的混合物。
7.根据权利要求1-6之一所述的制备方法，其特征在于，所述封装胶膜为无色透明胶膜或有色胶膜。
8.根据权利要求1-7之一所述的制备方法，其特征在于，所述主交联剂为过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、过氧化-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、二(4-甲基苯甲酰)过氧化物、过氧化二苯甲酰、1,1-二(叔丁基过氧)环己烷、叔丁基过氧化-2-乙基己基-碳酸酯、正丁基-4,4-二(叔丁基过氧化)戊酸酯、过氧化二异丙苯、α,α′-双(叔丁基过氧化)-1,3-二异丙苯和1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷中的任意一种或至少两种的混合物。
9.根据权利要求1-8之一所述的封装胶膜，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基类硅烷偶联剂、氯烃基类硅烷偶联剂、氨烃基类硅烷偶联剂、环氧烃基类硅烷偶联剂、甲基丙烯酰氧烷基类硅烷偶联剂、含硫烃基类硅烷偶联剂、拟卤素类硅烷偶联剂或季氨烃基类硅烷偶联剂中的任意一种或至少两种的混合物；
优选地，所述抗PID助剂为黄原酸酯类离子捕捉剂、二硫代氨基甲酸盐类衍生物、在水存在下表现出阳离子交换特性的不溶性无机化合物或者具有离子交换功能的阳离子交换树脂和或阴离子交换树脂中的一种或至少两种的混合物；
优选地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫醚类抗氧剂或金属钝化剂类抗氧剂中的任意一种或至少两种的混合物；
优选地，所述光稳定剂为光屏蔽剂类光稳定剂、淬灭剂类光稳定剂、自由基捕获剂类光稳定剂或氢过氧化分解剂类光稳定剂中的任意一种或至少两种的混合物；
优选地，所述紫外光吸收剂为苯酮类紫外光吸收剂、苯并三唑类紫外光吸收剂、水杨酸酯类紫外光吸收剂、取代丙烯腈类紫外光吸收剂或三嗪类紫外光吸收剂中的任意一种或至少两种的混合物。
10.一种如权利要求1-9之一所述的制备方法得到的具有不同预交联度的封装胶膜。
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