CN114921197B - 一种高透明光伏胶膜用eva复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高透明光伏胶膜用EVA复合材料,由以下重量份的原料组成:EVA粒子64‑80份,POE粒子10‑43份,PMMA粒子5‑20份,透明山梨醇类成核剂0.1‑1份,增容剂0.1‑5份,引发剂1‑5份,防老剂0.1‑3份,紫外线吸收剂0.1‑2份。同时,本发明还公开了所述EVA复合材料的制备方法。所述EVA复合材料,根据标准GB2410‑2008进行性能测试,透光率高,为90%‑94%,可用于光伏、汽车、家电及医疗器械等领域,应用范围广。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域,具体涉及一种高透明光伏胶膜用EVA复合材料及其制备方法。
背景技术
光伏胶膜主要用于光伏组件的封装环节,是光伏组件的关键材料。胶膜粘结光伏电池片与光伏玻璃及背板,保护电池片并封装成能输出直流电的光伏组件。若胶膜在使用期间出现透光率下降等问题,组件便会无法正常发电而报废。因此光伏组件对封装所使用的胶膜的透光率、耐候性、粘结强度、耐老化等性能要求较高。
光伏胶膜是光伏组件的核心材料,包括EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)胶膜、POE(乙烯-辛烯共聚物)胶膜、PVB(聚乙烯醇缩丁醛酯)胶膜等。其中EVA是最主要的封装材料,目前在光伏胶膜市场中,EVA市占率较高,达到了88%左右,而POE胶膜占比只有9%。尽管胶膜成本仅占组件成本的4%左右,但却是决定光伏组件产品质量、寿命的关键性因素。尤其是降本增效趋势下,高性能光伏胶膜更是市场需求大趋势。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明提供一种高透明光伏胶膜用EVA复合材料及其制备方法,所述EVA复合材料透光率高。
一种高透明光伏胶膜用EVA复合材料,由以下重量份的原料组成:EVA 粒子64-80份,POE粒子10-43份,PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)粒子5-20份,透明山梨醇类成核剂0.1-1份,增容剂0.1-5份,引发剂1-5份,防老剂0.1-3份,紫外线吸收剂0.1-2份。
优选地,所述透明山梨醇类成核剂为1,3-2,4-二苄叉山梨醇,1,3-2,4-二(对羟基)苄叉山梨醇,1,3-2,4-二(对硝基)苄叉山梨醇,1,3-2,4-二(3,4-二甲基苄叉)山梨醇中的至少一种。
优选地,所述防老剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯, 三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的至少一种。
优选地,所述紫外线吸收剂为2-(2’-羟基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯化苯丙三唑、三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸酯、邻羟基苯甲酸苯酯中的至少一种。
优选地,所述增溶剂为乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(EGMA)。
优选地,所述引发剂为过氧化二异丙苯(DCP)。
所述高透明光伏胶膜用EVA复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照重量份准备原料,将PMMA粒子、透明山梨醇类成核剂、增容剂、引发剂投入高速混合机中混合,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,加热温度为200-300℃,挤出后冷却切粒,得到改性粒子,为聚甲基丙烯酸甲酯-乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚物(PMMA-g-EGMA);
(2)将所述改性粒子、EVA 粒子、POE粒子、防老剂、紫外线吸收剂投入高速混合机中混合,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,加热温度180-240℃挤出后冷却切粒,得到成品。
优选地,步骤(1)和步骤(2)所述高速混合机的转速均为1000-3000 r/min,混合时间为10-30min。
优选地,步骤(1)和步骤(2)所述双螺杆挤出机的螺杆转速均为200-400r/min。
本发明的优点:
(1)本发明制备的EVA复合材料,根据标准GB2410-2008进行性能测试,透光率高,为90%-94%,可用于光伏、汽车、家电及医疗器械等领域,应用范围广;
(2)本发明在制备EVA复合材料时,先制备了改性粒子聚甲基丙烯酸甲酯-乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚物,制备的复合材料最终增透、增韧效果明显,可维持低成本生产。
具体实施方式
实施例1
1. 一种高透明光伏胶膜用EVA复合材料,由以下重量份的原料组成:EVA 粒子75份,POE粒子10份,PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)粒子5份,透明山梨醇类成核剂0.1份,增容剂0.1份,引发剂1份,防老剂0.5份,紫外线吸收剂0.3份;
其中,所述透明山梨醇类成核剂为1,3-2,4-二苄叉山梨醇;所述增溶剂为乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(EGMA);所述引发剂为过氧化二异丙苯(DCP);所述防老剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;所述紫外线吸收剂为2-(2’-羟基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯化苯丙三唑;
2. 所述高透明光伏胶膜用EVA复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照重量份准备原料,将PMMA粒子、透明山梨醇类成核剂、增容剂、引发剂投入高速混合机中,所述高速混合机的转速为3000 r/min,高速混合30min,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,螺杆转速为400r/min,加热温度为300℃,熔体挤出后冷却切粒,得到改性粒子,为聚甲基丙烯酸甲酯-乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚物(PMMA-g-EGMA);
(2)将所述改性粒子、EVA 粒子、POE粒子、防老剂、紫外线吸收剂投入高速混合机中,所述高速混合机的转速为1500 r/min,高速混合20min,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,螺杆转速为400r/min,加热温度220℃,挤出后冷却切粒,得到成品。
实施例2
1. 一种高透明光伏胶膜用EVA复合材料,由以下重量份的原料组成:EVA 粒子65份,POE粒子15份,PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)粒子18份,透明山梨醇类成核剂0.5份,增容剂2份,引发剂2份,防老剂1.5份,紫外线吸收剂0.6份;
其中,所述透明山梨醇类成核剂为1,3-2,4-二(对羟基)苄叉山梨醇;所述增溶剂为乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(EGMA);所述引发剂为过氧化二异丙苯(DCP);所述防老剂为三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯;所述紫外线吸收剂为三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸酯;
2. 所述高透明光伏胶膜用EVA复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照重量份准备原料,将PMMA粒子、透明山梨醇类成核剂、增容剂、引发剂投入高速混合机中,所述高速混合机的转速为2000 r/min,高速混合20min,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,螺杆转速为200r/min,加热温度为250℃,熔体挤出后冷却切粒,得到改性粒子,为聚甲基丙烯酸甲酯-乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚物(PMMA-g-EGMA);
(2)将所述改性粒子、EVA 粒子、POE粒子、防老剂、紫外线吸收剂投入高速混合机中,所述高速混合机的转速为1000 r/min,高速混合30min,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,螺杆转速为200r/min,加热温度210℃,挤出后冷却切粒,得到成品。
实施例3
1. 一种高透明光伏胶膜用EVA复合材料,由以下重量份的原料组成:EVA 粒子80份,POE粒子20份,PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)粒子10份,透明山梨醇类成核剂0.6份,增容剂0.5份,引发剂1份,防老剂0.8份,紫外线吸收剂1.1份;
其中,所述透明山梨醇类成核剂为1,3-2,4-二(对硝基)苄叉山梨醇;所述增溶剂为乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(EGMA);所述引发剂为过氧化二异丙苯(DCP);所述防老剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯;
2. 所述高透明光伏胶膜用EVA复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照重量份准备原料,将PMMA粒子、透明山梨醇类成核剂、增容剂、引发剂投入高速混合机中,所述高速混合机的转速为1000 r/min,高速混合20min,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,螺杆转速为350r/min,加热温度为270℃,熔体挤出后冷却切粒,得到改性粒子,为聚甲基丙烯酸甲酯-乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚物(PMMA-g-EGMA);
(2)将所述改性粒子、EVA 粒子、POE粒子、防老剂、紫外线吸收剂投入高速混合机中,所述高速混合机的转速为2000 r/min,高速混合30min,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,螺杆转速为300r/min,加热温度210℃,挤出后冷却切粒,得到成品。
实施例4
1. 一种高透明光伏胶膜用EVA复合材料,由以下重量份的原料组成:EVA 粒子64份,POE粒子43份,PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)粒子5份,透明山梨醇类成核剂1份,增容剂5份,引发剂5份,防老剂3份,紫外线吸收剂2份;
其中,所述透明山梨醇类成核剂为1,3-2,4-二(3,4-二甲基苄叉)山梨醇;所述增溶剂为乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(EGMA);所述引发剂为过氧化二异丙苯(DCP);所述防老剂为等质量比的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的混合物;所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯;
2. 所述高透明光伏胶膜用EVA复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照重量份准备原料,将PMMA粒子、透明山梨醇类成核剂、增容剂、引发剂投入高速混合机中,所述高速混合机的转速为2000 r/min,高速混合20min,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,螺杆转速为350r/min,加热温度为200℃,熔体挤出后冷却切粒,得到改性粒子,为聚甲基丙烯酸甲酯-乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚物(PMMA-g-EGMA);
(2)将所述改性粒子、EVA 粒子、POE粒子、防老剂、紫外线吸收剂投入高速混合机中,所述高速混合机的转速为3000 r/min,高速混合10min,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,螺杆转速为300r/min,加热温度180℃,挤出后冷却切粒,得到成品。
实施例5
1. 一种高透明光伏胶膜用EVA复合材料,由以下重量份的原料组成:EVA 粒子64份,POE粒子10份,PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)粒子20份,透明山梨醇类成核剂0.5份,增容剂1份,引发剂1份,防老剂0.1份,紫外线吸收剂0.1份;
其中,所述透明山梨醇类成核剂为1,3-2,4-二(对羟基)苄叉山梨醇;所述增溶剂为乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(EGMA);所述引发剂为过氧化二异丙苯(DCP);所述防老剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;所述紫外线吸收剂为三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸酯;
2. 所述高透明光伏胶膜用EVA复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照重量份准备原料,将PMMA粒子、透明山梨醇类成核剂、增容剂、引发剂投入高速混合机中,所述高速混合机的转速为3000 r/min,高速混合10min,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,螺杆转速为300r/min,加热温度为250℃,熔体挤出后冷却切粒,得到改性粒子,为聚甲基丙烯酸甲酯-乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚物(PMMA-g-EGMA);
(2)将所述改性粒子、EVA 粒子、POE粒子、防老剂、紫外线吸收剂投入高速混合机中,所述高速混合机的转速为2000 r/min,高速混合20min,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,螺杆转速为400r/min,加热温度240℃,挤出后冷却切粒,得到成品。
对比例1
原料同实施例1,EVA粒子在步骤(1)中加入,其他同实施例1,具体如下:
(1)按照重量份准备原料,将EVA 粒子、PMMA粒子、透明山梨醇类成核剂、增容剂、引发剂投入高速混合机中,所述高速混合机的转速为3000 r/min,高速混合30min,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,螺杆转速为400r/min,加热温度为300℃,熔体挤出后冷却切粒,得到改性粒子,为聚甲基丙烯酸甲酯-乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝共聚物(PMMA-g-EGMA);
(2)将所述改性粒子、POE粒子、防老剂、紫外线吸收剂投入高速混合机中,所述高速混合机的转速为1500 r/min,高速混合20min,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,螺杆转速为400r/min,加热温度220℃,挤出后冷却切粒,得到成品。
根据根据标准GB2410-2008进行透光率的检测,结果见表1。
表1 透光率检测结果
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 | |
透光率(%) | 91 | 92 | 94 | 92 | 92 | 80 |
Claims (8)
1.一种高透明光伏胶膜用EVA复合材料,其特征在于:由以下重量份的原料组成:EVA粒子64-80份,POE粒子10-43份,PMMA粒子5-20份,透明山梨醇类成核剂0.1-1份,增容剂0.1-5份,引发剂1-5份,防老剂0.1-3份,紫外线吸收剂0.1-2份;
所述增容剂为乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物;
所述高透明光伏胶膜用EVA复合材料是通过以下方法制备得到的:
(1)按照重量份准备原料,将PMMA粒子、透明山梨醇类成核剂、增容剂、引发剂投入高速混合机中混合,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,加热温度为200-300℃,挤出后冷却切粒,得到改性粒子;
(2)将所述改性粒子、EVA 粒子、POE粒子、防老剂、紫外线吸收剂投入高速混合机中混合,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,加热温度180-240℃挤出后冷却切粒,得到成品。
2.根据权利要求1所述高透明光伏胶膜用EVA复合材料,其特征在于:所述透明山梨醇类成核剂为1,3-2,4-二苄叉山梨醇,1,3-2,4-二(对羟基)苄叉山梨醇,1,3-2,4-二(对硝基)苄叉山梨醇,1,3-2,4-二(3,4-二甲基苄叉)山梨醇中的至少一种。
3.根据权利要求2所述高透明光伏胶膜用EVA复合材料,其特征在于:所述防老剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯, 三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的至少一种。
4.根据权利要求3所述高透明光伏胶膜用EVA复合材料,其特征在于:所述紫外线吸收剂为2-(2’-羟基-3’,5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸酯、邻羟基苯甲酸苯酯中的至少一种。
5.根据权利要求4所述高透明光伏胶膜用EVA复合材料,其特征在于:所述引发剂为过氧化二异丙苯。
6.权利要求1所述高透明光伏胶膜用EVA复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)按照重量份准备原料,将PMMA粒子、透明山梨醇类成核剂、增容剂、引发剂投入高速混合机中混合,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,加热温度为200-300℃,挤出后冷却切粒,得到改性粒子;
(2)将所述改性粒子、EVA 粒子、POE粒子、防老剂、紫外线吸收剂投入高速混合机中混合,然后将混合物料喂入双螺杆挤出机中,加热温度180-240℃挤出后冷却切粒,得到成品。
7.根据权利要求6所述高透明光伏胶膜用EVA复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)和步骤(2)所述高速混合机的转速均为1000-3000 r/min,混合时间为10-30min。
8.根据权利要求6所述高透明光伏胶膜用EVA复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)和步骤(2)所述双螺杆挤出机的螺杆转速均为200-400r/min。
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