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

一种高透明光伏胶膜用EVA复合材料及其制备方法
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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