CN114736617B - 一种高强度高稳定性光伏胶膜及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及IPC C09J领域,尤其涉及一种高强度高稳定性光伏胶膜及其制备方法和应用。所述光伏胶膜的结构包括:第一胶膜层,强化层和第二胶膜层依次叠层排列。采用超高分子量聚乙烯纤维制得的强化层,有效提升了光伏胶膜的拉伸强度,在较低的密度下显著提升了光伏胶膜的机械强度,进一步延长了光伏胶膜的使用寿命;提升了胶膜层与强化层的结合能力,所得光伏胶膜在湿热老化试验后机械性能仍能保持在较高水平,赋予光伏胶膜对严苛环境较强的适应性;本发明的原料简单,工艺易行,所得光伏胶膜的尺寸稳定性强,在水中长时间浸泡后能够保持较低的翘曲值,性能优异;适合大批量光伏组件配件的生产,应用前景广阔。

Description

一种高强度高稳定性光伏胶膜及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及IPC C09J领域,尤其涉及一种高强度高稳定性光伏胶膜及其制备方法和应用。
背景技术
光伏胶膜作为光伏组件封装过程中不可或缺的材料,在光伏组件结构中主要发挥粘结光伏背板和玻璃,对电池片进行保护的作用。现有的光伏胶膜在应用于户外光伏组件时,存在着机械强度较差的问题;通过对光伏胶膜设置多层膜结构,能够提升其力学性能。但是强化材料的加入往往存在着与胶膜基料相容性差的问题,在高温或低温等严苛环境下,光伏胶膜的尺寸稳定性难以保持,存在着容易翘曲、形变甚至分层的问题,极大程度上限制了光伏胶膜以及光伏组件的使用寿命。
中国专利CN202011015244.9公开了一种抗力学冲击的光伏胶膜及其制备方法,将特定原料的弹性体树脂、热熔热固型树脂和玻璃纤维混合,经流延、压花、定型处理,得到抗力学冲击的光伏胶膜。中国专利CN201910185607.4公开了一种三层的高可靠高增益EVA与PO复合光伏胶膜及其制备方法,采用EVA和PO复合,配合主抗氧剂和辅抗氧剂等助剂的作用,得到与电池片粘结强度高、可靠性强的白色EVA胶膜;这些现有技术均未解决光伏胶膜在温度变化下容易出现分层、形变等技术问题,不能满足光伏胶膜在严苛户外环境中的使用。
发明内容
为了解决上述问题,本发明第一方面提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜,所述光伏胶膜的结构包括:第一胶膜层,强化层和第二胶膜层依次叠层排列。
在一些优选的实施方式中,所述强化层的制备原料包括超高分子量聚乙烯纤维。
光伏胶膜作为光伏组件中的核心材料,虽然占据光伏组件的空间极小,但对于光伏组件产品品质,使用寿命有重要影响。传统的光伏胶膜的抗冲击性有限,无法满足户外严苛环境下使用。本发明采用在光伏胶膜的胶膜层中加入强化层,提升光伏胶膜的机械性能。优选为超高分子量聚乙烯纤维作为强化层与胶膜层结合,为光伏胶膜在受到冲击时提供强有效的缓冲能力,减少光伏胶膜的损伤。
在一些优选的实施方式中,所述超高分子量聚乙烯纤维为高强高模聚乙烯纺丝得到的纤维。
在一些优选的实施方式中,所述超高分子量聚乙烯纤维为单向超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯纤维的编织布。
进一步优选,所述高强高模聚乙烯的平均分子量为100-400万,热变形温度(0.46MPa)为80~90℃,密度0.93-0.97g/cm3
强化材料的加入能够提升光伏胶膜的机械性能,提升其抵御外界应力击损的能力;但是作为光伏组件的构成,强化材料的加入造成胶膜重量提升,同样限制了光伏组件的应用。本发明选择超高分子量聚乙烯纤维作为强化层基料,具体选择单向超高分子量聚乙烯纤维和/或超高分子量聚乙烯纤维的编织布,与胶膜层共同作用,能够有效平衡光伏胶膜的机械性能和轻量化特征,得到的光伏胶膜既具有持久的抗冲击性能,同时便于光伏组件的轻量化应用。
超高分子量聚乙烯纤维的流动性差,与无机材料的相容性有限,所得光伏胶膜在使用过程中边缘易翘曲,尺寸稳定性差,难以应对光伏组件的精密度要求。本发明采用超高分子量聚乙烯纤维与胶膜层互相配合,最大程度提升体系内无机-有机构相的相容性,进一步抑制光伏胶膜的翘曲趋势,得到尺寸稳定性强,元件精密度可控的光伏胶膜,其能够满足光伏组件的长效、轻量化、精细化应用。
在一些优选的实施方式中,按照重量份计,所述第一胶膜层的制备原料包括:聚合物基料80-124份,交联剂0.1-1.2份和抗氧剂0.1-2份。
在一些优选的实施方式中,所述聚合物基料包括乙烯-乙酸乙烯共聚物,乙烯共聚物,丙烯共聚物,乙烯-辛烯共聚物中的一种或多种的组合。
在一些优选的实施方式中,所述乙烯共聚物包括高压低密度聚乙烯,低压高密度聚乙烯,超高分子量聚乙烯,氯化聚乙烯中的一种或多种的组合。
进一步优选,所述聚合物基料为乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)和乙烯-辛烯共聚物(POE)。
更进一步优选,所述EVA和POE的重量比为(0.5-2):1。
在一些优选的实施方式中,所述EVA的VA含量(醋酸乙烯酯含量)为10-30%,测试方法为ASTM E168。
在一些优选的实施方式中,所述EVA的熔融指数为12-46dg/min,测试方法为ASTMD1238。
在一些优选的实施方式中,所述EVA的软化点为32-86℃,测试方法为ASTM D1525。
在增强光伏胶膜机械性能的过程中发现,虽然超高分子量聚乙烯的加入能够增强机械性能,但是光伏胶膜存在着容易脆硬,光伏胶膜的寿命提升存在瓶颈的技术问题。进一步发现当聚合物基料为重量比为(0.5-2):1的EVA和POE共同作用时,在超高分子量聚乙烯纤维体系中能够发挥物理-化学双重强化作用,提升光伏胶膜机械强度的同时提升其化学稳定性,光伏胶膜的稳定性提升,使用寿命明显延长。
进一步优选,所述EVA包括第一EVA和第二EVA;第一EVA具体为美国杜邦Elvax750,第二EVA具体为美国杜邦Elvax 350;第一EVA和第二EVA的重量比为(1.5-4):1。
所述美国杜邦Elvax 750的VA含量为9%,熔融指数为7dg/min,软化点为75℃。
所述美国杜邦Elvax 350的VA含量为25%,熔融指数为19dg/min,软化点为46℃。
在一些优选的实施方式中,所述POE的熔融指数为2-20g/10min,测试条件为190℃,2.16kg。
在一些优选的实施方式中,所述POE的门尼粘度为4-40ML(1+4),121℃。
作为上述POE的实例,所述POE为美国杜邦8200,其熔融指数为5g/10min,门尼粘度为8ML(1+4),121℃。
在一些优选的实施方式中,所述交联剂包括第一交联剂和第二交联剂;所述第一交联剂为有机过氧化物。
在一些优选的实施方式中,所述有机过氧化物包括过氧化二异丙苯,叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯,过氧化苯甲酰,2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷中的一种或多种的组合;优选为过氧化二异丙苯。
在一些优选的实施方式中,所述第二交联剂包括三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,三烯丙基异氰脲酸酯和三聚氰酸三烯丙酯中的一种或多种的组合。
在一些优选的实施方式中,所述抗氧剂包括抗氧剂1010,抗氧剂168,抗氧剂1076,抗氧剂264,抗氧剂7501,抗氧剂1790中的一种或多种的组合。
多层结构的光伏胶膜能够提升胶膜和光伏组件性能,但是胶膜的多层结构同样存在着易分离的问题,尤其是在无机增强材料的加入的情况下,有机-无机结构的分离趋势加大,光伏胶膜在高温、低温、潮湿环境下容易出现膜结构,影响光伏组件的正常使用。本发明在探究过程中发现,采用特定规格的EVA和POE复配,能够与超高分子量聚乙烯纤维制备的强化层形成稳固的结合力,配合挤出流延工艺,所得到的强化层能够有效为两侧的胶膜层浸润,所得到的光伏胶膜在使用过程中不易出现翘曲、变形、甚至脱胶等问题,有效延长了光伏组件的使用寿命。
在一些优选的实施方式中,所述第一胶膜层的制备步骤包括:按照配方量,将原料投入挤出机中熔融塑化,从模具口挤出,流延至辊筒上,得到第一胶膜层。
在一些优选的实施方式中,所述第二胶膜层的制备原料和制备方法与第一胶膜层相同。
本发明第二方面提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜的制备方法,所述光伏胶膜的制备步骤包括:
S1.采用流延挤出方法分别制备得到第一胶膜层和第二胶膜层;
S2.将第一胶膜层与强化层复合,经过卷取、收卷,得到复合层;将复合层与第二胶膜层复合,具体为复合层的强化层一侧与第二胶膜层接触,卷取、收卷,得到光伏胶膜。
本发明第三方面提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜在光伏组件中的应用。
有益效果:
本发明提供的高强度高稳定性光伏胶膜具有以下优点:
(1)采用超高分子量聚乙烯纤维制得的强化层,有效提升了光伏胶膜的拉伸强度,在较低的密度下显著提升了光伏胶膜的机械强度,进一步延长了光伏胶膜的使用寿命;
(2)采用特定物性参数的EVA和POE共同作用,配合特定助剂,提升了胶膜层与强化层的结合能力,所得光伏胶膜在湿热老化试验后机械性能仍能保持在较高水平,赋予光伏胶膜对严苛环境较强的适应性;
(3)本发明的原料简单,工艺易行,所得光伏胶膜的尺寸稳定性强,在水中长时间浸泡后能够保持较低的翘曲值,性能优异;适合大批量光伏组件配件的生产,应用前景广阔。
具体实施方式
实施例1.
本实施例提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜,所述光伏胶膜的结构包括:第一胶膜层,强化层和第二胶膜层依次叠层排列。
所述强化层的制备原料包括超高分子量聚乙烯纤维。
所述超高分子量聚乙烯纤维具体为超高分子量聚乙烯纤维的编织布,来源于浙江千禧龙纤特种纤维股份有限公司。
按照重量份计,所述第一胶膜层的制备原料包括:聚合物基料96份,交联剂0.5份和抗氧剂1份。
所述聚合物基料为乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)和乙烯-辛烯共聚物(POE)。
所述EVA和POE的重量比为1.5:1。
所述EVA包括第一EVA和第二EVA;第一EVA具体为美国杜邦Elvax 750,第二EVA具体为美国杜邦Elvax 350;第一EVA和第二EVA的重量比为2.5:1。
所述美国杜邦Elvax 750的VA含量为9%,熔融指数为7dg/min,软化点为75℃。
所述美国杜邦Elvax 350的VA含量为25%,熔融指数为19dg/min,软化点为46℃。
所述POE的熔融指数为2-20g/10min,测试条件为190℃,2.16kg;门尼粘度为4-40ML(1+4),121℃。
所述POE为美国杜邦8200,其熔融指数为5g/10min,门尼粘度为8ML(1+4),121℃。
所述交联剂包括第一交联剂和第二交联剂,第一交联剂和第二交联剂的重量比为1:1;所述第一交联剂为有机过氧化物,具体为过氧化二异丙苯。
所述第二交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,CAS号为3290-92-4。
所述抗氧剂具体为抗氧剂168和抗氧剂1076,所述抗氧剂168和抗氧剂1076的重量比为1:1。抗氧剂168和抗氧剂1076来源于宁波恒泽化工有限公司。
所述第一胶膜层的制备步骤包括:按照配方量,将原料投入挤出机中熔融塑化,从模具口挤出,流延至辊筒上,得到第一胶膜层。
所述第二胶膜层的制备原料和制备方法与第一胶膜层相同。
本实施例第二方面提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜的制备方法,所述光伏胶膜的制备步骤包括:
S1.采用流延挤出方法分别制备得到第一胶膜层和第二胶膜层;
S2.将第一胶膜层,强化层,第二胶膜层依次层叠复合,经过卷取、收卷,得到光伏胶膜。
本实施例第三方面提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜在光伏组件中的应用。
实施例2.
本实施例提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜,所述光伏胶膜的结构包括:第一胶膜层,强化层和第二胶膜层依次叠层排列。
所述强化层的制备原料为单向超高分子量聚乙烯纤维。
所述单向超高分子量聚乙烯纤维为高强高模聚乙烯纤维编织得到的单向超高分子量聚乙烯纤维。
所述高强高模聚乙烯纤维由平均分子量为300万,热变形温度(0.46MPa)为85℃,密度0.94g/cm3的聚乙烯纺丝得到;来源于上海沪时新材料有限公司。
所述强化层的制备步骤包括:将经向的高强高模聚乙烯纤维捆扎为无捻粗纱(100根/束),在0°方向平行排列,由经编机编织得到单向超高分子量聚乙烯纤维坯布;然后将坯布直接铺设在第一胶膜层和第二胶膜层中间,使用热辐射板对坯布进行非接触式加热,冷却收卷,得到强化层。
按照重量份计,所述第一胶膜层的制备原料包括:聚合物基料96份,交联剂0.5份和抗氧剂1份。
所述聚合物基料为乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)和乙烯-辛烯共聚物(POE)。
所述EVA和POE的重量比为1.5:1。
所述EVA包括第一EVA和第二EVA;第一EVA具体为美国杜邦Elvax 750,第二EVA具体为美国杜邦Elvax 350;第一EVA和第二EVA的重量比为2.5:1。
所述美国杜邦Elvax 750的VA含量为9%,熔融指数为7dg/min,软化点为75℃。
所述美国杜邦Elvax 350的VA含量为25%,熔融指数为19dg/min,软化点为46℃。
所述POE的熔融指数为2-20g/10min,测试条件为190℃,2.16kg;门尼粘度为4-40ML(1+4),121℃。
所述POE为美国杜邦8200,其熔融指数为5g/10min,门尼粘度为8ML(1+4),121℃。
所述交联剂包括第一交联剂和第二交联剂,第一交联剂和第二交联剂的重量比为1:1;所述第一交联剂为有机过氧化物,具体为过氧化二异丙苯。
所述第二交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,CAS号为3290-92-4。
所述抗氧剂具体为抗氧剂168和抗氧剂1076,所述抗氧剂168和抗氧剂1076的重量比为1:1。抗氧剂168和抗氧剂1076来源于宁波恒泽化工有限公司。
所述第一胶膜层的制备步骤包括:按照配方量,将原料投入挤出机中熔融塑化,从模具口挤出,流延至辊筒上,得到第一胶膜层。
所述第二胶膜层的制备原料和制备方法与第一胶膜层相同。
本实施例第二方面提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜的制备方法,所述光伏胶膜的制备步骤包括:
S1.采用流延挤出方法分别制备得到第一胶膜层和第二胶膜层;
S2.将强化层置于第一胶膜层和第二胶膜层中间,加热,冷却收卷,包装,得到光伏胶膜。
本实施例第三方面提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜在光伏组件中的应用。
实施例3.
本实施例提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜,所述光伏胶膜的结构包括:第一胶膜层,强化层和第二胶膜层依次叠层排列。
所述强化层的制备原料为单向超高分子量聚乙烯纤维。
所述单向超高分子量聚乙烯纤维为高强高模聚乙烯纤维编织得到的单向超高分子量聚乙烯纤维。
所述高强高模聚乙烯纤维由平均分子量为300万,热变形温度(0.46MPa)为85℃,密度0.94g/cm3的聚乙烯纺丝得到;来源于上海沪时新材料有限公司。
所述强化层的制备步骤包括:将经向的高强高模聚乙烯纤维捆扎为无捻粗纱(100根/束),在0°方向平行排列,由经编机编织得到单向超高分子量聚乙烯纤维坯布;然后将坯布直接铺设在第一胶膜层和第二胶膜层中间,使用热辐射板对坯布进行非接触式加热,冷却收卷,得到强化层。
按照重量份计,所述第一胶膜层的制备原料包括:聚合物基料96份,交联剂0.5份和抗氧剂1份。
所述聚合物基料为乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)和乙烯-辛烯共聚物(POE)。
所述EVA和POE的重量比为0.8:1。
所述EVA包括第一EVA和第二EVA;第一EVA具体为美国杜邦Elvax 750,第二EVA具体为美国杜邦Elvax 350;第一EVA和第二EVA的重量比为2.5:1。
所述美国杜邦Elvax 750的VA含量为9%,熔融指数为7dg/min,软化点为75℃。
所述美国杜邦Elvax 350的VA含量为25%,熔融指数为19dg/min,软化点为46℃。
所述POE为美国杜邦8200,其熔融指数为5g/10min,门尼粘度为8ML(1+4),121℃。
所述交联剂包括第一交联剂和第二交联剂,第一交联剂和第二交联剂的重量比为1:1;所述第一交联剂为有机过氧化物,具体为过氧化二异丙苯。
所述第二交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,CAS号为3290-92-4。
所述抗氧剂具体为抗氧剂168和抗氧剂1076,所述抗氧剂168和抗氧剂1076的重量比为1:1。抗氧剂168和抗氧剂1076来源于宁波恒泽化工有限公司。
所述第一胶膜层的制备步骤包括:按照配方量,将原料投入挤出机中熔融塑化,从模具口挤出,流延至辊筒上,得到第一胶膜层。
所述第二胶膜层的制备原料和制备方法与第一胶膜层相同。
本实施例第二方面提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜的制备方法,所述光伏胶膜的制备步骤包括:
S1.采用流延挤出方法分别制备得到第一胶膜层和第二胶膜层;
S2.将强化层置于第一胶膜层和第二胶膜层中间,加热,冷却收卷,包装,得到光伏胶膜。
本实施例第三方面提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜在光伏组件中的应用。
实施例4.
本实施例提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜,所述光伏胶膜的结构包括:第一胶膜层,强化层和第二胶膜层依次叠层排列。
所述强化层的制备原料为单向超高分子量聚乙烯纤维。
所述单向超高分子量聚乙烯纤维为高强高模聚乙烯纤维编织得到的单向超高分子量聚乙烯纤维。
所述高强高模聚乙烯纤维由平均分子量为300万,热变形温度(0.46MPa)为85℃,密度0.94g/cm3的聚乙烯纺丝得到;来源于上海沪时新材料有限公司。
所述强化层的制备步骤包括:将经向的高强高模聚乙烯纤维捆扎为无捻粗纱(100根/束),在0°方向平行排列,由经编机编织得到单向超高分子量聚乙烯纤维坯布;然后将坯布直接铺设在第一胶膜层和第二胶膜层中间,使用热辐射板对坯布进行非接触式加热,冷却收卷,得到强化层。
按照重量份计,所述第一胶膜层的制备原料包括:聚合物基料96份,交联剂0.5份和抗氧剂1份。
所述聚合物基料为乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)和乙烯-辛烯共聚物(POE)。
所述EVA和POE的重量比为1.5:1。
所述EVA包括第一EVA和第二EVA;第一EVA具体为美国杜邦Elvax 750,第二EVA具体为美国杜邦Elvax 350;第一EVA和第二EVA的重量比为5:1。
所述美国杜邦Elvax 750的VA含量为9%,熔融指数为7dg/min,软化点为75℃。
所述美国杜邦Elvax 350的VA含量为25%,熔融指数为19dg/min,软化点为46℃。
所述POE为美国杜邦8200,其熔融指数为5g/10min,门尼粘度为8ML(1+4),121℃。
所述交联剂包括第一交联剂和第二交联剂,第一交联剂和第二交联剂的重量比为1:1;所述第一交联剂为有机过氧化物,具体为过氧化二异丙苯。
所述第二交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,CAS号为3290-92-4。
所述抗氧剂具体为抗氧剂168和抗氧剂1076,所述抗氧剂168和抗氧剂1076的重量比为1:1。抗氧剂168和抗氧剂1076来源于宁波恒泽化工有限公司。
所述第一胶膜层的制备步骤包括:按照配方量,将原料投入挤出机中熔融塑化,从模具口挤出,流延至辊筒上,得到第一胶膜层。
所述第二胶膜层的制备原料和制备方法与第一胶膜层相同。
本实施例第二方面提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜的制备方法,所述光伏胶膜的制备步骤包括:
S1.采用流延挤出方法分别制备得到第一胶膜层和第二胶膜层;
S2.将强化层置于第一胶膜层和第二胶膜层中间,加热,冷却收卷,包装,得到光伏胶膜。
本实施例第三方面提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜在光伏组件中的应用。
实施例5.
本实施例提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜,所述光伏胶膜的结构包括:第一胶膜层,强化层和第二胶膜层依次叠层排列。
所述超高分子量聚乙烯纤维具体为超高分子量聚乙烯纤维的编织布,来源于浙江千禧龙纤特种纤维股份有限公司。
按照重量份计,所述第一胶膜层的制备原料包括:聚合物基料96份,交联剂0.5份和抗氧剂1份。
所述聚合物基料为乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)和乙烯-辛烯共聚物(POE)。
所述EVA和POE的重量比为1.5:1。
所述EVA包括第一EVA和第二EVA;第一EVA具体为美国杜邦Elvax 750,第二EVA具体为美国杜邦Elvax 350;第一EVA和第二EVA的重量比为2.5:1。
所述美国杜邦Elvax 750的VA含量为9%,熔融指数为7dg/min,软化点为75℃。
所述美国杜邦Elvax 350的VA含量为25%,熔融指数为19dg/min,软化点为46℃。
所述POE为美国杜邦8200,其熔融指数为5g/10min,门尼粘度为8ML(1+4),121℃。
所述交联剂包括第二交联剂,所述第二交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,CAS号为3290-92-4。
所述抗氧剂具体为抗氧剂1076。抗氧剂168和抗氧剂1076来源于宁波恒泽化工有限公司。
所述第一胶膜层的制备步骤包括:按照配方量,将原料投入挤出机中熔融塑化,从模具口挤出,流延至辊筒上,得到第一胶膜层。
所述第二胶膜层的制备原料和制备方法与第一胶膜层相同。
本实施例第二方面提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜的制备方法,所述光伏胶膜的制备步骤包括:
S1.采用流延挤出方法分别制备得到第一胶膜层和第二胶膜层;
S2.将第一胶膜层,强化层,第二胶膜层依次层叠复合,经过卷取、收卷,得到光伏胶膜。
本实施例第三方面提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜在光伏组件中的应用。
实施例6.
本实施例提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜,所述光伏胶膜的结构包括:第一胶膜层,强化层和第二胶膜层依次叠层排列。
所述强化层的制备原料为单向超高分子量聚乙烯纤维。
所述单向超高分子量聚乙烯纤维为高强高模聚乙烯纤维编织得到的单向超高分子量聚乙烯纤维。
所述高强高模聚乙烯纤维由平均分子量为300万,热变形温度(0.46MPa)为85℃,密度0.94g/cm3的聚乙烯纺丝得到;来源于上海沪时新材料有限公司。
所述强化层的制备步骤包括:将经向的高强高模聚乙烯纤维捆扎为无捻粗纱(100根/束),在0°方向平行排列,由经编机编织得到单向超高分子量聚乙烯纤维坯布;然后将坯布直接铺设在第一胶膜层和第二胶膜层中间,使用热辐射板对坯布进行非接触式加热,冷却收卷,得到强化层。
按照重量份计,所述第一胶膜层的制备原料包括:聚合物基料96份,交联剂1份和抗氧剂1份。
所述聚合物基料为乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)。
所述EVA包括第一EVA和第二EVA;第一EVA具体为美国杜邦Elvax 750,第二EVA具体为美国杜邦Elvax 350;第一EVA和第二EVA的重量比为2.5:1。
所述美国杜邦Elvax 750的VA含量为9%,熔融指数为7dg/min,软化点为75℃。
所述美国杜邦Elvax 350的VA含量为25%,熔融指数为19dg/min,软化点为46℃。
所述POE的熔融指数为2-20g/10min,测试条件为190℃,2.16kg;门尼粘度为4-40ML(1+4),121℃。
所述交联剂包括第一交联剂和第二交联剂,第一交联剂和第二交联剂的重量比为1:0.1;所述第一交联剂为有机过氧化物,具体为过氧化二异丙苯。
所述第二交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯,CAS号为3290-92-4。
所述抗氧剂具体为抗氧剂168和抗氧剂1076,所述抗氧剂168和抗氧剂1076的重量比为1:1。抗氧剂168和抗氧剂1076来源于宁波恒泽化工有限公司。
所述第一胶膜层的制备步骤包括:按照配方量,将原料投入挤出机中熔融塑化,从模具口挤出,流延至辊筒上,得到第一胶膜层。
所述第二胶膜层的制备原料和制备方法与第一胶膜层相同。
本实施例第二方面提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜的制备方法,所述光伏胶膜的制备步骤包括:
S1.采用流延挤出方法分别制备得到第一胶膜层和第二胶膜层;
S2.将强化层置于第一胶膜层和第二胶膜层中间,加热,冷却收卷,包装,得到光伏胶膜。
本实施例第三方面提供了一种高强度高稳定性光伏胶膜在光伏组件中的应用。
性能测试方法
1.拉伸强度:
参照GB 13022-91测定实施例1-6的光伏胶膜的拉伸强度,同时将光伏胶膜置于85±2℃,相对湿度为85±5%恒定试验箱中放置1000h,取出测定光伏胶膜的拉伸强度保留率。
2.尺寸稳定性:
将实施例1-6的光伏胶膜裁剪为1cm×1cm的试样,试样的初始翘曲值为0;参照GB/T 25257-2010,将实施例1-6的光伏胶膜置于40℃水中浸泡5h,取出后擦干水分,测定光伏胶膜的翘曲值L;翘曲值L越高,说明光伏胶膜的尺寸稳定性越差。
定义翘曲值L<0.5mm为尺寸稳定性优,0.5mm≤L≤1mm为尺寸稳定性良,L>1mm为尺寸稳定性差。
性能测试数据
表1.性能测试结果
拉伸强度MPa 保留率/% 尺寸稳定性
实施例1 16.6 98.2
实施例2 18.4 96.5
实施例3 18.1 95.2
实施例4 16.9 95.9
实施例5 15.7 93.7
实施例6 13.6 93.2

Claims (4)

1.一种高强度高稳定性光伏胶膜,其特征在于,所述光伏胶膜的结构包括:第一胶膜层,强化层和第二胶膜层依次叠层排列;
所述强化层的制备原料为单向超高分子量聚乙烯纤维编制而成的坯布;
所述单向超高分子量聚乙烯纤维为高强高模聚乙烯纺丝得到的纤维;
所述高强高模聚乙烯的平均分子量为100-400万,0.46MPa的热变形温度为80~90℃,密度0.93-0.97g/cm3
所述第一胶膜层的制备原料包括:聚合物基料80-124份,交联剂0.1-1.2份和抗氧剂0.1-2份;
所述聚合物基料为EVA和POE;
所述EVA和POE的重量比为(0.5-2):1;
所述EVA的软化点为32-86℃;
所述POE的熔融指数为2-20g/10min;
所述交联剂包括第一交联剂和第二交联剂,所述第一交联剂为有机过氧化物,所述第二交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
2.一种高强度高稳定性光伏胶膜,其特征在于,所述光伏胶膜的结构包括:第一胶膜层,强化层和第二胶膜层依次叠层排列;
所述强化层的制备原料为超高分子量聚乙烯纤维的编织布;
所述第一胶膜层的制备原料包括:聚合物基料80-124份,交联剂0.1-1.2份和抗氧剂0.1-2份;
所述聚合物基料为EVA和POE;
所述EVA和POE的重量比为(0.5-2):1;
所述EVA的软化点为32-86℃;
所述POE的熔融指数为2-20g/10min;
所述交联剂包括第一交联剂和第二交联剂,所述第一交联剂为有机过氧化物,所述第二交联剂为三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
3.一种根据权利要求1或2所述的一种高强度高稳定性光伏胶膜的制备方法,其特征在于,所述光伏胶膜的制备步骤包括:
S1. 采用流延挤出方法分别制备得到第一胶膜层和第二胶膜层;
S2. 将强化层置于第一胶膜层和第二胶膜层中间,加热,冷却收卷,包装,得到光伏胶膜。
4.一种根据权利要求1或2所述的高强度高稳定性光伏胶膜在光伏组件中的应用。
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