CN114574115A - 一种高透光率高雾度的封装胶膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高透光率高雾度的封装胶膜及其制备方法和应用。本发明的高透光率高雾度的封装胶膜，包括光扩散层，以及设置于所述光扩散层两侧的透明层，所述透明层不含光扩散剂；按重量份计，所述光扩散层包含如下组分：树脂100份、交联剂0.1‑2份、助交联剂0.1‑2份、光扩散剂1‑20份、硅烷偶联剂0.05‑1份、光稳定剂0.05‑0.5份、抗氧剂0.05‑0.5份。本发明的封装胶膜具有高透光率、高雾度，同时具有好的粘结性能，剥离力高。
Description
技术领域
本发明涉及封装胶膜技术领域，涉及一种封装胶膜及其制备方法和应用，尤其涉及一种高透光率高雾度的封装胶膜及其制备方法和应用。
背景技术
封装胶膜是光伏组件重要的组成成分之一，其性能特性直接影响组件的外观、发电功率、使用寿命等。传统的透明胶膜(例如EVA、POE、EPE、PVB)的透光率很高，一般可见光波段的透光率大于91％，并且雾度很低，一般雾度小于5％。而传统的白色胶膜的透光率很低，一般可见光波段的透光率小于10％，几乎不透光。
双玻组件的某些特殊应用比如应用在阳光房，需要将电池片经光照射之后投射形成的阴影去除。因此，需要将双玻组件做成高透光率高雾度的组件，即该双玻组件空白区域，可见光既能透过又能形成光折射效果，即高透光率高雾度效果。为了实现高透光率高雾度的效果，一种方法是组件用玻璃尤其是下层玻璃采用高透光率高雾度的磨砂玻璃，另一种方法是组件用胶膜尤其是下层胶膜采用高透光率高雾度的胶膜。对于第一种方法，成本较高，符合高透光率高雾度条件的磨砂玻璃很难购买；对于另一种方法，采用现有技术的高透光率高雾度的胶膜，胶膜具有高剥离力的要求又不能满足。
CN112980339A公开了一种封装胶膜，尤其涉及一种具有光扩散的封装胶膜及其制备方法。包括按照重量份数计的原料组成：原料组成1：EVA树脂85-97份，光稳定助剂0.5-2份，偶联剂0.5-4份，交联剂1-4份，光扩散助剂0.2-3份；或，原料组成2：POE树脂85-97份，光稳定助剂0.5-2份，偶联剂0.5-4份，交联剂1-4份，光扩散助剂0.2-3份。适用于建筑用封装玻璃或者与其它高分子材料复合成型，所制得的胶膜具有高透光率高雾度，光扩散功能的封装胶膜。但是，该发明的封装胶膜的雾度虽然有所提高，但是还不能达到80％以上的要求，另外光扩散助剂的加入会降低封装胶膜的剥离力。
因此，开发一种高透光率高雾度、高剥离力的封装胶膜很有必要。
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高透光率高雾度的封装胶膜及其制备方法和应用，制得的封装胶膜具有高透光率、高雾度，同时具有好的粘结性能，剥离力高。
本发明的目的之一在于提供一种高透光率高雾度的封装胶膜，为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种高透光率高雾度的封装胶膜，包括光扩散层，以及设置于所述光扩散层两侧的透明层，所述透明层不含光扩散剂；
按重量份计，所述光扩散层包含如下组分：
需要说明的是，本发明所述的高透光率高雾度是指封装胶膜的透光率大于60％，封装胶膜的雾度大于80％。
本发明的高透光率高雾度的封装胶膜，中间层光扩散层的设置使得封装胶膜具有高的透光率和高的雾度，具体的，透光率可达60％以上，雾度可达80％以上，两层透明层的设置又可以保证封装胶膜具有优异的粘结性能，剥离力可以维持较高的数值，另外，三层结构的设置，还可以保证中间层的光扩散层不会翻边到电池片上。
具体的，按重量份计，所述光扩散层包含如下组分：
树脂的重量份为100份，
交联剂的重量份为0.1-2份，例如为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2份等。
助交联剂的重量份为0.1-2份，例如为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2份等。
光扩散剂的重量份为1-20份，例如为1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
硅烷偶联剂的重量份为0.05-1份，例如为0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份等。
光稳定剂的重量份为0.05-0.5份，例如为0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份等。
抗氧剂的重量份为0.05-0.5份，例如为0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份等。
其中，所述光扩散层中，所述光扩散剂为硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅、亚克力型光扩散剂、苯乙烯型光扩散剂、有机硅型光扩散剂及丙烯酸树脂型光扩散剂中的一种或者至少两种的混合物。
优选地，所述光扩散剂为有机硅型光扩散剂与丙烯酸树脂型光扩散剂的混合物。
优选地，所述光扩散层中，所述有机硅型光扩散剂与所述丙烯酸树脂型光扩散剂的质量比为9:1-1:1，例如为9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1等。
其中，所述光扩散层中，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和氢过氧化物分解剂类光稳定剂中的任意一种或至少两种的混合物。
所述光扩散层中，所述树脂为POE或EVA。
所述光扩散层中，所述交联剂为过氧化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。
优选地，所述光扩散层中，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，所述光扩散层中，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、丙氧化丙三醇三丙烯酸酯和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。
所述光扩散层中，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，所述光扩散层中，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、硫醚类抗氧剂和金属钝化剂类抗氧剂中的任意一种或至少两种的混合物。
按重量份计，所述透明层包含如下组分：
树脂的重量份为100份，
交联剂的重量份为0.1-2份，例如为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2份等。
助交联剂的重量份为0.1-2份，例如为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2份等。
硅烷偶联剂的重量份为0.05-1份，例如为0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份等。
光稳定剂的重量份为0.05-0.5份，例如为0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份等。
抗氧剂的重量份为0.05-0.5份，例如为0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份等。
其中，透明层的各组分的类型选择可与光扩散层的相应组分相同，不同之处在于透明层中未添加光扩散剂。
透明层中，所述树脂为POE或EVA，即透明层中树脂的类型可与光扩散层中的树脂类型相同，也可以不同，例如透明层中和光扩散层中的树脂均为POE、均为EVA；也可以为透明层中树脂为POE，光扩散层中的树脂为EVA；或者透明层中树脂为EVA，光扩散层中的树脂为POE。
透明层中交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂、光稳定剂、抗氧剂的类型可参考光扩散层的相应组分类型，在此不做赘述。
本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述的高透光率高雾度的封装胶膜的制备方法，包括如下步骤：按配比将各层原料进行复配，复配好的粒子经流延后定型，得到所述高透光率高雾度的封装胶膜。
具体的，所述的高透光率高雾度的封装胶膜的制备方法，包括如下步骤：按配比将各层原料进行复配，复配好的粒子加入挤出机，经挤出机流延后三辊定型得到所述高透光率高雾度的封装胶膜。
本发明的目的之三在于提供一种目的之一所述的高透光率高雾度的封装胶膜的应用，将所述封装胶膜用于阳光房、建筑幕墙、BIPV领域光伏组件、BAPV领域光伏组件的制备。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的高透光率高雾度的封装胶膜，具有高透光率、高雾度，同时具有好的粘结性能，剥离力高；具体的，透光率可达60％以上，为71-84％；雾度可达80％以上，为85-98％；与玻璃的剥离力为120-170N/cm，与Kpf背板的剥离力为80-110N/cm。
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
本实施例的高透光率高雾度的封装胶膜，包括光扩散层，以及设置于光扩散层两侧的透明层；
按重量份计，光扩散层包含如下组分：
其中，光扩散剂为有机硅型光扩散剂与丙烯酸树脂型光扩散剂按质量比9:1的混合物，有机硅型光扩散剂型号为DF20A0，购于长兴特殊材料(珠海)有限公司，丙烯酸树脂型光扩散剂的型号为KMR-3EA，购于综研化学(苏州)有限公司；
上下两层透明层的组成相同，
按重量份计，透明层包含如下组分：
本实施例的高透光率高雾度的封装胶膜，通过如下方法制备得到：各层按照配方比例进行配料，混好料的粒子加入共挤挤出机中，经熔融塑化挤出至三辊处进行定型，形成多层共挤的高透光率高雾度的封装胶膜。
实施例2
本实施例的高透光率高雾度的封装胶膜，包括光扩散层，以及设置于光扩散层两侧的透明层；
按重量份计，光扩散层包含如下组分：
其中，光扩散剂组成与实施例1相同；
上下两层透明层的组成相同，
按重量份计，透明层包含如下组分：
本实施例的高透光率高雾度的封装胶膜的制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例的高透光率高雾度的封装胶膜，包括光扩散层，以及设置于光扩散层两侧的透明层；
按重量份计，光扩散层包含如下组分：
其中，光扩散剂为光扩散剂组成与实施例1相同；
上下两层透明层的组成相同，
按重量份计，透明层包含如下组分：
本实施例的高透光率高雾度的封装胶膜的制备方法同实施例1。
实施例4
本实施例的高透光率高雾度的封装胶膜，包括光扩散层，以及设置于光扩散层两侧的透明层；
按重量份计，光扩散层包含如下组分：
其中，光扩散剂为光扩散剂组成与实施例1相同；
上下两层透明层的组成相同，
按重量份计，透明层包含如下组分：
本实施例的高透光率高雾度的封装胶膜的制备方法同实施例1。
实施例5
本实施例与实施例1的区别之处在于，光扩散层中，光扩散剂为有机硅型光扩散剂与丙烯酸树脂型光扩散剂的混合物，具体型号同实施例1，两者质量比为1:1，其他的与实施例1的均相同。
实施例6
本实施例与实施例1的区别之处在于，光扩散层中，光扩散剂为有机硅型光扩散剂与丙烯酸树脂型光扩散剂的混合物，具体型号同实施例1，两者质量比为1:9，其他的与实施例1的均相同。
实施例7
本实施例与实施例1的区别之处在于，光扩散层中，光扩散剂为碳酸钙，其他的与实施例1的均相同。
实施例8
本实施例与实施例1的区别之处在于，光扩散层中，光扩散剂为钛白粉，其他的与实施例1的均相同。
对比例1
本对比例的封装胶膜为单层材料，按重量份计，单层材料包含如下组分：
其中，光扩散剂与实施例1相同。
本对比例的封装胶膜的制备方法如下：按照配方比例进行配料，混好料的粒子加入共挤挤出机中，经熔融塑化挤出至三辊处进行定型，形成单层的高透光率高雾度的封装胶膜。
对比例2
本对比例的封装胶膜为单层材料，按重量份计，单层材料包含如下组分：
其中，光扩散剂与实施例1相同。
本对比例的封装胶膜的制备方法同对比例1。
对比例3
本对比例的具有光扩散的封装胶膜，包括按照重量份数计的原料组成：
原料组成：EVA树脂85份，光稳定助剂0.5份，偶联剂0.5份，交联剂1份，光扩散助剂0.2份；
其中，EVA树脂的熔指为6g/10min，VA含量15％；光稳定剂为2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚；偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷；交联剂为过氧化异丙苯；光扩散助剂为迈图TP-1000。
本对比例的具有光扩散的封装胶膜的制备方法，按以下步骤进行：物料按照比例配料，高速混合3h，待助剂完全吸收后，工艺温度80℃流延挤出成型。
对比例4
本对比例与实施例1的区别之处在于，光扩散剂的用量为0.5份，减少的光扩散剂的量平均增加至其他各组分以保证总量不变，其他的与实施例1的均相同。
对比例5
本对比例与实施例1的区别之处在于，光扩散剂的用量为30份，增加的光扩散剂的量平均从其他各组分中扣除以保证总量不变，其他的与实施例1的均相同。
将实施例1-8制备得到的高透光率高雾度的封装胶膜与对比例1-5制得的封装胶膜进行性能测试，测试结果如表1所示。
其中，透光率的测试参照GB/T 29848-2018进行，雾度的测试参照GB/T 2410-2008进行，剥离力的测试参照GB/T 29848-201标准进行。
表1
由表1可以看出，本发明的高透光率高雾度的封装胶膜，具有高透光率、高雾度，同时具有好的粘结性能，剥离力高；具体的，透光率可达60％以上，为71-84％；雾度可达80％以上，为85-98％；与玻璃的剥离力为120-170N/cm，与Kpf背板的剥离力为80-110N/cm。
对比例1的封装胶膜以EVA树脂为主体的单层封装胶膜，其剥离力较低。
对比例2的封装胶膜以POE树脂为主体的单层封装胶膜，其剥离力较低。
对比例3的封装胶膜以EVA树脂为主体的单层封装胶膜，其透光率虽然可以达到80％以上，但是雾度为却不高，达不到高透高雾的目的。
对比例4光扩散剂用量太低，会使胶膜的雾度进一步降低。
对比例5光扩散剂用量太高，会使胶膜的透光率下降很明显。
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)
1.一种高透光率高雾度的封装胶膜，其特征在于，包括光扩散层，以及设置于所述光扩散层两侧的透明层，所述透明层不含光扩散剂；
按重量份计，所述光扩散层包含如下组分：
2.根据权利要求1所述的封装胶膜，其特征在于，所述光扩散剂为硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅、亚克力型光扩散剂、苯乙烯型光扩散剂、有机硅型光扩散剂及丙烯酸树脂型光扩散剂中的一种或者至少两种的混合物；
优选地，所述光扩散剂为有机硅型光扩散剂与丙烯酸树脂型光扩散剂的混合物；
优选地，所述有机硅型光扩散剂与所述丙烯酸树脂型光扩散剂的质量比为9:1-1:1。
3.根据权利要求1或2所述的封装胶膜，其特征在于，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和氢过氧化物分解剂类光稳定剂中的任意一种或至少两种的混合物。
4.根据权利要求1-3之一所述的封装胶膜，其特征在于，所述树脂为POE或EVA。
5.根据权利要求1-4之一所述的封装胶膜，其特征在于，所述交联剂为过氧化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；
优选地，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、丙氧化丙三醇三丙烯酸酯和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。
6.根据权利要求1-5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。
7.根据权利要求1-6之一所述的封装胶膜，其特征在于，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、硫醚类抗氧剂和金属钝化剂类抗氧剂中的任意一种或至少两种的混合物。
8.根据权利要求1-7之一所述的封装胶膜，其特征在于，按重量份计，所述透明层包含如下组分：
9.一种如权利要求1-8任一项所述的高透光率高雾度的封装胶膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按配比将各层原料进行复配，复配好的粒子经流延后定型，得到所述高透光率高雾度的封装胶膜。
10.一种如权利要求1-8任一项所述的高透光率高雾度的封装胶膜的应用，其特征在于，将所述高透光率高雾度的封装胶膜用于阳光房、建筑幕墙、BIPV领域光伏组件、BAPV领域光伏组件的制备。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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