CN116574457B - 一种防迁移抗老化光伏封装胶膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防迁移抗老化光伏封装胶膜及其制备方法，涉及胶黏剂技术领域。本发明在制备防迁移抗老化光伏封装胶膜时，先对EVA树脂进行醇解，再依次和丙烯酰氯、四甲基二硅氧烷反应制得改性EVA树脂；将2,4‑二叔丁基苯酚、多聚甲醛和3‑巯丙基甲基二乙氧基硅烷反应制得抗氧化硅烷；将二氧化钛依次和烯丙基三乙氧基硅烷、三乙氧基硅烷反应后，再和抗氧化硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基二硅氧烷反应制得改性二氧化钛；将改性EVA树脂、改性二氧化钛、正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷、氯铂酸混合开练后模压制成防迁移抗老化光伏封装胶膜。本发明制备的防迁移抗老化光伏封装胶膜具有优良的粘结性能和抗老化性能。
Description
技术领域
本发明涉及胶黏剂技术领域，具体为一种防迁移抗老化光伏封装胶膜及其制备方法。
背景技术
能源的获取方式变化是见证人类社会发展的方式之一。从古代的木柴煤炭，再到石油天然气等的使用，随着社会的发展，全球性能源短缺以及伴随着人类生产活动而引起的气候异常和环境污染等问题的日益突出，寻找清洁，环保新能源成为摆在人类面前的重要课题。从发明出太阳能光伏电池以来，太阳能应用成为世界新能源领域的一大亮点。与此同时，太阳能的应用从地球之外的太空卫星，到偏远地区的独立电源设备，再到大规模光伏发电厂，应用领域不断扩大。
光伏组件处于光、氧、热、湿等复杂环境中容易引起组件失效，光伏电池结构一般是玻璃/封装材料/电池板/封装材料/TPT背板，在光伏电池结构中，电池板是核心的部分，封装材料只是其中的配角，看似并不重要，但近年来的研究发现封装材料的老化是引起光伏组件失效的主要原因。EVA高分子聚合物是光伏电池领域常见的封装材料，具有加工性能优良，耐化学腐蚀，力学性能好，性价比高等优势，EVA胶膜的封装性能在很大程度上决定了光伏电池的寿命。EVA胶膜在光伏电池服役中主要面对光氧老化和热氧老化，普通EVA封装性能能远远不能满足光伏电池寿命长达二三十年的需求。因此，对普通EVA封装胶膜进行改性以增加其封装性能是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防迁移抗老化光伏封装胶膜及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种防迁移抗老化光伏封装胶膜，主要包括：90～100份改性EVA树脂、20～25份改性二氧化钛、1～2份正硅酸乙酯、3～4份乙烯基三乙氧基硅烷、1～2份氯铂酸。
作为优化，所述改性EVA树脂是用氢氧化钠甲醇溶液对改性EVA树脂进行醇解后，再依次和丙烯酰氯、四甲基二硅氧烷反应制得。
作为优化，所述改性二氧化钛是由二氧化钛依次和烯丙基三乙氧基硅烷、三乙氧基硅烷反应后，再和抗氧化硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基二硅氧烷反应制得。
作为优化，所述抗氧化硅烷是由2,4-二叔丁基苯酚、多聚甲醛和3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷反应制得。
一种防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)对EVA树脂进行醇解，将醇解后的EVA树脂和甲苯按质量比1:(50～60)混合均匀，在58～62℃，200～300r/min搅拌至醇解后的EVA树脂充分溶解，保持温度和搅拌速度不变，加入醇解后的EVA树脂质量0.2～0.3倍的丙烯酰氯并继续搅拌反应30～40min，再加入丙烯酰氯等摩尔的三乙胺，继续搅拌反应40～50min，冷却至室温后倒入醇解后的EVA树脂质量80～100倍的无水乙醇中析出沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤3～5次，在30～40℃，50～100Pa干燥8～12h，制得预改性EVA树脂；将四甲基二硅氧烷、正己烷、甲苯、氯铂酸按质量比1:(4～6):(4～6):(0.03～0.05)混合均匀，在65～70℃，300～500r/min搅拌回流条件下，在20～30min内匀速添加四甲基二硅氧烷质量0.8～1倍的预改性EVA树脂，添加结束后升温至80～90℃搅拌回流4～6h，冷却至室温后，用无水乙醇析出沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤3～5次，在30～40℃，50～100Pa干燥8～12h，制得改性EVA树脂；
(2)将二氧化钛和硅烷水解液按质量比1:(12～15)混合均匀，在20～30℃，30～40kHz超声1～2h，离心分离并用无水乙醇洗涤3～5次，在60～70℃干燥6～8h，再置于二氧化钛质量12～15倍的三乙氧基硅烷混合液中，在氮气氛围中，70～80℃，300～500r/min搅拌回流3～4h，离心分离并用无水乙醇洗涤3～5次，在60～70℃干燥6～8h，制得预处理二氧化钛；将预处理二氧化硅、抗氧化硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基二硅氧烷按质量比(30～40):(20～30):(30～40):(160～180):1混合均匀，在70～80℃，300～500r/min搅拌条件下，在15～20min内匀速滴加预处理二氧化硅质量1.4～1.8倍的三氟甲烷磺酸溶液，滴加结束后继续搅拌反应60～80min，冷却至室温后离心分离并用纯水和无水乙醇各洗涤3～5次，在100～120℃，10～50Pa干燥6～8h，制得改性二氧化钛；
(3)按质量份数称取90～100份改性EVA树脂、20～25份改性二氧化钛、1～2份正硅酸乙酯、3～4份乙烯基三乙氧基硅烷、1～2份氯铂酸；将改性EVA树脂、改性二氧化钛置于160型开放式炼胶机，在95～100℃开练4～5min，再加入正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷继续开练4～5min，最后加入氯铂酸继续开练4～5min，得到混合料，将混合料放入的模框中，并放置于液压硫化成型机中开始加压，在100～105℃，10～15MPa，模压2～3min后，从液压成型机中取下模框，冷却至20～30℃脱模，制成厚度为0.4～0.5mm的防迁移抗老化光伏封装胶膜。
作为优化，步骤(1)所述醇解的方法为：将氢氧化钠和无水甲醇按质量比1:(18～20)混合均匀，搅拌至氢氧化钠充分溶解，配制成氢氧化钠甲醇溶液，将EVA树脂和甲苯按质量比1:(15～20)混合均匀，在58～62℃，200～300r/min搅拌至EVA树脂充分溶解，保持温度不变，在800～1000r/min转速搅拌下，以0.1～0.2g/s的速度滴加EVA树脂质量15～20倍的氢氧化钠甲醇溶液，滴加结束后继续搅拌反应80～100min，冷却至5～10℃过滤并用无水乙醇洗涤3～5次，在30～40℃，50～100Pa干燥8～12h；所述EVA树脂为EVA树脂P1403。
作为优化，步骤(2)所述二氧化钛的纯度大于99.9％，粒径为200～300mm。
作为优化，步骤(2)所述三乙氧基硅烷混合液是由三乙氧基硅烷、正己烷、氯铂酸按质量比1:(6～8):(0.03～0.05)混合均匀配制而成；所述硅烷水解液是将烯丙基三乙氧基硅烷、纯水和无水乙醇按质量比1:(2～3):(8～10)混合均匀，在20～30℃，600～800r/min搅拌20～25min，配制而成；所述三氟甲烷磺酸溶液是将三氟甲烷磺酸和纯水按质量比1:(10～12)混合均匀配制而成。
作为优化，步骤(2)所述抗氧化硅烷的制备方法为：将2,4-二叔丁基苯酚、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷按摩尔比1:1混合，并加入2,4-二叔丁基苯酚质量0.16～0.20倍的聚合度为8～12的多聚甲醛和2,4-二叔丁基苯酚质量0.20～0.25倍的哌啶，在氮气氛围中，95～105℃，300～500r/min搅拌回流反应3～4h，冷却至室温，在70～80℃，10～50Pa干燥6～8h，制备而成。
作为优化，所述防迁移抗老化光伏封装胶膜的使用方法为：使用时将防迁移抗老化光伏封装胶膜放入到太阳能电池层压机中进行层压，层压温度设定为140～150℃，层压压力0.1～0.12MPa，环境压力10～20Pa，层压15～20min，自然冷却至室温。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明在制备防迁移抗老化光伏封装胶膜时，将改性EVA树脂、改性二氧化钛、正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷、氯铂酸混合开练后模压制成防迁移抗老化光伏封装胶膜
首先，用氢氧化钠甲醇溶液对EVA树脂进行醇解后，再依次和丙烯酰氯、四甲基二硅氧烷反应制得改性EVA树脂，改性EVA树脂上接枝生成有机硅支链，提高了改性EVA树脂的耐高低温性能，耐紫外线性能以及耐潮气，耐水性能，同时有机硅支链上含有硅氢键，可在氯铂酸的催化下进行硅氢加成反应，从而提高了粘结效果，并且当改性EVA树脂老化形成不饱键时，可通过有机硅支链上含有硅氢键进行硅氢加成，达到修补的作用，从而提高了抗老化性；传统的EVA胶膜通常采用过氧化物在加热条件下形成自由基，引发交联聚合，达到固化的效果，但传统的EVA胶膜又常采用抗氧剂提高抗氧化性，过氧化物和抗氧剂相互间产生拮抗作用会导致封装效果的降低。
其次，将2,4-二叔丁基苯酚、多聚甲醛和3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷反应制得抗氧化硅烷，抗氧化硅烷的分子结构中含有受阻酚和硫醚这两个结构单元，使其同时具备了主、辅抗氧剂的功能，在捕捉自由基的同时能分解氢过氧化物，同时作为单体结合在改性二氧化硅上，提高了与基体的相容性，同时不易迁移流失；将二氧化钛依次和烯丙基三乙氧基硅烷、三乙氧基硅烷反应后，再和抗氧化硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基二硅氧烷反应制得改性二氧化钛，在改性二氧化钛表面形成聚硅氧烷表层，提高了二氧化钛的分散性，抗氧化硅烷的添加提高了抗氧化性能，二甲氧基甲基乙烯基硅烷的添加，使改性二氧化钛表面的聚硅氧烷支链含有双键，可参与硅氢加成反应，形成交联网络结构，使二氧化钛成为受力节点，从而提高了粘结效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法，所述防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法包括以下制备步骤：
(1)将氢氧化钠和无水甲醇按质量比1:18混合均匀，搅拌至氢氧化钠充分溶解，配制成氢氧化钠甲醇溶液，将EVA树脂P1403和甲苯按质量比1:15混合均匀，在58℃，200r/min搅拌至EVA树脂充分溶解，保持温度不变，在800r/min转速搅拌下，以0.1g/s的速度滴加EVA树脂质量15倍的氢氧化钠甲醇溶液，滴加结束后继续搅拌反应100min，冷却至5℃过滤并用无水乙醇洗涤3次，在30℃，50Pa干燥12h，制得醇解后的EVA树脂；将醇解后的EVA树脂和甲苯按质量比1:50混合均匀，在58℃，200r/min搅拌至醇解后的EVA树脂充分溶解，保持温度和搅拌速度不变，加入醇解后的EVA树脂质量0.2倍的丙烯酰氯并继续搅拌反应40min，再加入丙烯酰氯等摩尔的三乙胺，继续搅拌反应40min，冷却至室温后倒入醇解后的EVA树脂质量80倍的无水乙醇中析出沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤3次，在30℃，50Pa干燥12h，制得预改性EVA树脂；将四甲基二硅氧烷、正己烷、甲苯、氯铂酸按质量比1:4:4:0.03混合均匀，在65℃，300r/min搅拌回流条件下，在20min内匀速添加四甲基二硅氧烷质量0.8倍的预改性EVA树脂，添加结束后升温至80℃搅拌回流6h，冷却至室温后，用无水乙醇析出沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤3次，在30℃，50Pa干燥12h，制得改性EVA树脂；
(2)将三乙氧基硅烷、正己烷、氯铂酸按质量比1:6:0.03混合均匀配制成三乙氧基硅烷混合液；将烯丙基三乙氧基硅烷、纯水和无水乙醇按质量比1:2:8混合均匀，在20℃，600r/min搅拌25min，配制成硅烷水解液；将粒径为200mm的二氧化钛和硅烷水解液按质量比1:12混合均匀，在20℃，30kHz超声2h，离心分离并用无水乙醇洗涤3次，在60℃干燥8h，再置于二氧化钛质量12倍的三乙氧基硅烷混合液中，在氮气氛围中，70℃，300r/min搅拌回流4h，离心分离并用无水乙醇洗涤3次，在60℃干燥8h，制得预处理二氧化钛；将2,4-二叔丁基苯酚、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷按摩尔比1:1混合，并加入2,4-二叔丁基苯酚质量0.16倍的聚合度为8的多聚甲醛和2,4-二叔丁基苯酚质量0.20倍的哌啶，在氮气氛围中，95℃，300r/min搅拌回流反应4h，冷却至室温，在70℃，10Pa干燥8h，制得抗氧化硅烷；将三氟甲烷磺酸和纯水按质量比1:10混合均匀配制成三氟甲烷磺酸溶液；将预处理二氧化硅、抗氧化硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基二硅氧烷按质量比30:20:30:160:1混合均匀，在70℃，300r/min搅拌条件下，在20min内匀速滴加预处理二氧化硅质量1.4倍的三氟甲烷磺酸溶液，滴加结束后继续搅拌反应60min，冷却至室温后离心分离并用纯水和无水乙醇各洗涤3次，在100℃，10Pa干燥8h，制得改性二氧化钛；
(3)按质量份数称取90份改性EVA树脂、20份改性二氧化钛、1份正硅酸乙酯、3份乙烯基三乙氧基硅烷、1份氯铂酸；将改性EVA树脂、改性二氧化钛置于160型开放式炼胶机，在95℃开练4min，再加入正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷继续开练4min，最后加入氯铂酸继续开练4min，得到混合料，将混合料放入的模框中，并放置于液压硫化成型机中开始加压，在100℃，10MPa，模压3min后，从液压成型机中取下模框，冷却至20℃脱模，制成厚度为0.45mm的防迁移抗老化光伏封装胶膜。
实施例2
一种防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法，所述防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法包括以下制备步骤：
(1)将氢氧化钠和无水甲醇按质量比1:19混合均匀，搅拌至氢氧化钠充分溶解，配制成氢氧化钠甲醇溶液，将EVA树脂P1403和甲苯按质量比1:18混合均匀，在60℃，250r/min搅拌至EVA树脂充分溶解，保持温度不变，在900r/min转速搅拌下，以0.15g/s的速度滴加EVA树脂质量18倍的氢氧化钠甲醇溶液，滴加结束后继续搅拌反应90min，冷却至8℃过滤并用无水乙醇洗涤4次，在35℃，70Pa干燥10h，制得醇解后的EVA树脂；将醇解后的EVA树脂和甲苯按质量比1:55混合均匀，在60℃，250r/min搅拌至醇解后的EVA树脂充分溶解，保持温度和搅拌速度不变，加入醇解后的EVA树脂质量0.25倍的丙烯酰氯并继续搅拌反应35min，再加入丙烯酰氯等摩尔的三乙胺，继续搅拌反应45min，冷却至室温后倒入醇解后的EVA树脂质量90倍的无水乙醇中析出沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤4次，在35℃，70Pa干燥10h，制得预改性EVA树脂；将四甲基二硅氧烷、正己烷、甲苯、氯铂酸按质量比1:5:5:0.04混合均匀，在68℃，400r/min搅拌回流条件下，在25min内匀速添加四甲基二硅氧烷质量0.9倍的预改性EVA树脂，添加结束后升温至85℃搅拌回流4.5h，冷却至室温后，用无水乙醇析出沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤4次，在35℃，80Pa干燥10h，制得改性EVA树脂；
(2)将三乙氧基硅烷、正己烷、氯铂酸按质量比1:7:0.04混合均匀配制成三乙氧基硅烷混合液；将烯丙基三乙氧基硅烷、纯水和无水乙醇按质量比1:2.5:9混合均匀，在25℃，700r/min搅拌22min，配制成硅烷水解液；将粒径为250mm的二氧化钛和硅烷水解液按质量比1:13混合均匀，在25℃，35kHz超声1.5h，离心分离并用无水乙醇洗涤4次，在65℃干燥7h，再置于二氧化钛质量13倍的三乙氧基硅烷混合液中，在氮气氛围中，75℃，400r/min搅拌回流3.5h，离心分离并用无水乙醇洗涤4次，在65℃干燥7h，制得预处理二氧化钛；将2,4-二叔丁基苯酚、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷按摩尔比1:1混合，并加入2,4-二叔丁基苯酚质量0.18倍的聚合度为10的多聚甲醛和2,4-二叔丁基苯酚质量0.22倍的哌啶，在氮气氛围中，100℃，400r/min搅拌回流反应3.5h，冷却至室温，在75℃，30Pa干燥7h，制得抗氧化硅烷；将三氟甲烷磺酸和纯水按质量比1:11混合均匀配制成三氟甲烷磺酸溶液；将预处理二氧化硅、抗氧化硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基二硅氧烷按质量比35:25:35:170:1混合均匀，在75℃，400r/min搅拌条件下，在18min内匀速滴加预处理二氧化硅质量1.6倍的三氟甲烷磺酸溶液，滴加结束后继续搅拌反应70min，冷却至室温后离心分离并用纯水和无水乙醇各洗涤4次，在110℃，30Pa干燥7h，制得改性二氧化钛；
(3)按质量份数称取95份改性EVA树脂、23份改性二氧化钛、1.5份正硅酸乙酯、3.5份乙烯基三乙氧基硅烷、1.5份氯铂酸；将改性EVA树脂、改性二氧化钛置于160型开放式炼胶机，在98℃开练4.5min，再加入正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷继续开练4.5min，最后加入氯铂酸继续开练4.5min，得到混合料，将混合料放入的模框中，并放置于液压硫化成型机中开始加压，在102℃，12MPa，模压2.5min后，从液压成型机中取下模框，冷却至25℃脱模，制成厚度为0.45mm的防迁移抗老化光伏封装胶膜。
实施例3
一种防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法，所述防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法包括以下制备步骤：
(1)将氢氧化钠和无水甲醇按质量比1:20混合均匀，搅拌至氢氧化钠充分溶解，配制成氢氧化钠甲醇溶液，将EVA树脂P1403和甲苯按质量比1:20混合均匀，在62℃，300r/min搅拌至EVA树脂充分溶解，保持温度不变，在1000r/min转速搅拌下，以0.2g/s的速度滴加EVA树脂质量20倍的氢氧化钠甲醇溶液，滴加结束后继续搅拌反应80min，冷却至10℃过滤并用无水乙醇洗涤5次，在40℃，100Pa干燥8h，制得醇解后的EVA树脂；将醇解后的EVA树脂和甲苯按质量比1:60混合均匀，在62℃，300r/min搅拌至醇解后的EVA树脂充分溶解，保持温度和搅拌速度不变，加入醇解后的EVA树脂质量0.3倍的丙烯酰氯并继续搅拌反应30min，再加入丙烯酰氯等摩尔的三乙胺，继续搅拌反应50min，冷却至室温后倒入醇解后的EVA树脂质量100倍的无水乙醇中析出沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤5次，在40℃，100Pa干燥8h，制得预改性EVA树脂；将四甲基二硅氧烷、正己烷、甲苯、氯铂酸按质量比1:6:6:0.05混合均匀，在70℃，500r/min搅拌回流条件下，在30min内匀速添加四甲基二硅氧烷质量1倍的预改性EVA树脂，添加结束后升温至90℃搅拌回流4h，冷却至室温后，用无水乙醇析出沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤5次，在40℃，100Pa干燥8h，制得改性EVA树脂；
(2)将三乙氧基硅烷、正己烷、氯铂酸按质量比1:8:0.05混合均匀配制成三乙氧基硅烷混合液；将烯丙基三乙氧基硅烷、纯水和无水乙醇按质量比1:3:10混合均匀，在30℃，800r/min搅拌20min，配制成硅烷水解液；将粒径为300mm的二氧化钛和硅烷水解液按质量比1:15混合均匀，在30℃，40kHz超声1h，离心分离并用无水乙醇洗涤5次，在70℃干燥6h，再置于二氧化钛质量15倍的三乙氧基硅烷混合液中，在氮气氛围中，80℃，500r/min搅拌回流3h，离心分离并用无水乙醇洗涤5次，在70℃干燥6h，制得预处理二氧化钛；将2,4-二叔丁基苯酚、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷按摩尔比1:1混合，并加入2,4-二叔丁基苯酚质量0.20倍的聚合度为12的多聚甲醛和2,4-二叔丁基苯酚质量0.25倍的哌啶，在氮气氛围中，105℃，500r/min搅拌回流反应3h，冷却至室温，在80℃，50Pa干燥6h，制得抗氧化硅烷；将三氟甲烷磺酸和纯水按质量比1:12混合均匀配制成三氟甲烷磺酸溶液；将预处理二氧化硅、抗氧化硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基二硅氧烷按质量比40:30:40:180:1混合均匀，在80℃，500r/min搅拌条件下，在20min内匀速滴加预处理二氧化硅质量1.8倍的三氟甲烷磺酸溶液，滴加结束后继续搅拌反应60min，冷却至室温后离心分离并用纯水和无水乙醇各洗涤5次，在120℃，50Pa干燥6h，制得改性二氧化钛；
(3)按质量份数称取100份改性EVA树脂、25份改性二氧化钛、2份正硅酸乙酯、4份乙烯基三乙氧基硅烷、2份氯铂酸；将改性EVA树脂、改性二氧化钛置于160型开放式炼胶机，在100℃开练5min，再加入正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷继续开练5min，最后加入氯铂酸继续开练5min，得到混合料，将混合料放入的模框中，并放置于液压硫化成型机中开始加压，在105℃，15MPa，模压2min后，从液压成型机中取下模框，冷却至30℃脱模，制成厚度为0.45mm的防迁移抗老化光伏封装胶膜。
对比例1
对比例1的防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法与实施例2的区别在于不进行步骤(1)，在步骤(3)直接使用EVA树脂P1403进行开练。
对比例2
对比例2的防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法与实施例2的区别在于不进行步骤(2)，在步骤(3)直接使用二氧化钛进行开练。
对比例3
对比例3的防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法与实施例2的区别仅在于步骤(2)的不同，将步骤(2)修改为：将三乙氧基硅烷、正己烷、氯铂酸按质量比1:7:0.04混合均匀配制成三乙氧基硅烷混合液；将烯丙基三乙氧基硅烷、纯水和无水乙醇按质量比1:2.5:9混合均匀，在25℃，700r/min搅拌22min，配制成硅烷水解液；将粒径为250mm的二氧化钛和硅烷水解液按质量比1:13混合均匀，在25℃，35kHz超声1.5h，离心分离并用无水乙醇洗涤4次，在65℃干燥7h，再置于二氧化钛质量13倍的三乙氧基硅烷混合液中，在氮气氛围中，75℃，400r/min搅拌回流3.5h，离心分离并用无水乙醇洗涤4次，在65℃干燥7h，制得预处理二氧化钛；将2,4-二叔丁基苯酚、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷按摩尔比1:1混合，并加入2,4-二叔丁基苯酚质量0.18倍的聚合度为10的多聚甲醛和2,4-二叔丁基苯酚质量0.22倍的哌啶，在氮气氛围中，100℃，400r/min搅拌回流反应3.5h，冷却至室温，在75℃，30Pa干燥7h，制得抗氧化硅烷；将三氟甲烷磺酸和纯水按质量比1:11混合均匀配制成三氟甲烷磺酸溶液；将预处理二氧化硅、抗氧化硅烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基二硅氧烷按质量比35:25:170:1混合均匀，在75℃，400r/min搅拌条件下，在18min内匀速滴加预处理二氧化硅质量1.6倍的三氟甲烷磺酸溶液，滴加结束后继续搅拌反应70min，冷却至室温后离心分离并用纯水和无水乙醇各洗涤4次，在110℃，30Pa干燥7h，制得改性二氧化钛。其余步骤同实施例2。
对比例4
对比例4的防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法与实施例2的区别仅在于步骤(2)的不同，将步骤(2)修改为：将三乙氧基硅烷、正己烷、氯铂酸按质量比1:7:0.04混合均匀配制成三乙氧基硅烷混合液；将烯丙基三乙氧基硅烷、纯水和无水乙醇按质量比1:2.5:9混合均匀，在25℃，700r/min搅拌22min，配制成硅烷水解液；将粒径为250mm的二氧化钛和硅烷水解液按质量比1:13混合均匀，在25℃，35kHz超声1.5h，离心分离并用无水乙醇洗涤4次，在65℃干燥7h，再置于二氧化钛质量13倍的三乙氧基硅烷混合液中，在氮气氛围中，75℃，400r/min搅拌回流3.5h，离心分离并用无水乙醇洗涤4次，在65℃干燥7h，制得预处理二氧化钛；将三氟甲烷磺酸和纯水按质量比1:11混合均匀配制成三氟甲烷磺酸溶液；将预处理二氧化硅、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基二硅氧烷按质量比35:35:170:1混合均匀，在75℃，400r/min搅拌条件下，在18min内匀速滴加预处理二氧化硅质量1.6倍的三氟甲烷磺酸溶液，滴加结束后继续搅拌反应70min，冷却至室温后离心分离并用纯水和无水乙醇各洗涤4次，在110℃，30Pa干燥7h，制得改性二氧化钛。其余步骤同实施例2。
对比例5
一种防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法，所述防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法包括以下制备步骤：
(1)将氢氧化钠和无水甲醇按质量比1:19混合均匀，搅拌至氢氧化钠充分溶解，配制成氢氧化钠甲醇溶液，将EVA树脂P1403和甲苯按质量比1:18混合均匀，在60℃，250r/min搅拌至EVA树脂充分溶解，保持温度不变，在900r/min转速搅拌下，以0.15g/s的速度滴加EVA树脂质量18倍的氢氧化钠甲醇溶液，滴加结束后继续搅拌反应90min，冷却至8℃过滤并用无水乙醇洗涤4次，在35℃，70Pa干燥10h，制得醇解后的EVA树脂；将醇解后的EVA树脂和甲苯按质量比1:55混合均匀，在60℃，250r/min搅拌至醇解后的EVA树脂充分溶解，保持温度和搅拌速度不变，加入醇解后的EVA树脂质量0.25倍的丙烯酰氯并继续搅拌反应35min，再加入丙烯酰氯等摩尔的三乙胺，继续搅拌反应45min，冷却至室温后倒入醇解后的EVA树脂质量90倍的无水乙醇中析出沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤4次，在35℃，70Pa干燥10h，制得预改性EVA树脂；将四甲基二硅氧烷、正己烷、甲苯、氯铂酸按质量比1:5:5:0.04混合均匀，在68℃，400r/min搅拌回流条件下，在25min内匀速添加四甲基二硅氧烷质量0.9倍的预改性EVA树脂，添加结束后升温至85℃搅拌回流4.5h，冷却至室温后，用无水乙醇析出沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤4次，在35℃，80Pa干燥10h，制得改性EVA树脂；
(2)将三乙氧基硅烷、正己烷、氯铂酸按质量比1:7:0.04混合均匀配制成三乙氧基硅烷混合液；将烯丙基三乙氧基硅烷、纯水和无水乙醇按质量比1:2.5:9混合均匀，在25℃，700r/min搅拌22min，配制成硅烷水解液；将粒径为250mm的二氧化钛和硅烷水解液按质量比1:13混合均匀，在25℃，35kHz超声1.5h，离心分离并用无水乙醇洗涤4次，在65℃干燥7h，再置于二氧化钛质量13倍的三乙氧基硅烷混合液中，在氮气氛围中，75℃，400r/min搅拌回流3.5h，离心分离并用无水乙醇洗涤4次，在65℃干燥7h，制得预处理二氧化钛；将三氟甲烷磺酸和纯水按质量比1:11混合均匀配制成三氟甲烷磺酸溶液；将预处理二氧化硅、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基二硅氧烷按质量比35:35:170:1混合均匀，在75℃，400r/min搅拌条件下，在18min内匀速滴加预处理二氧化硅质量1.6倍的三氟甲烷磺酸溶液，滴加结束后继续搅拌反应70min，冷却至室温后离心分离并用纯水和无水乙醇各洗涤4次，在110℃，30Pa干燥7h，制得改性二氧化钛；
(3)按质量份数称取95份改性EVA树脂、23份改性二氧化钛、1.5份正硅酸乙酯、3.5份乙烯基三乙氧基硅烷、0.2份2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、1.5份氯铂酸；将改性EVA树脂、改性二氧化钛置于160型开放式炼胶机，在98℃开练4.5min，再加入正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷继续开练4.5min，最后加入氯铂酸和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚继续开练4.5min，得到混合料，将混合料放入的模框中，并放置于液压硫化成型机中开始加压，在102℃，12MPa，模压2.5min后，从液压成型机中取下模框，冷却至25℃脱模，制成厚度为0.45mm的防迁移抗老化光伏封装胶膜。
测试例1
粘结性能的测试
试样的制备：将实施例1～3和对比例1～5制得的防迁移抗老化光伏封装胶膜裁剪成长15cm，宽2.5cm的样条；将平面玻璃板和TPT背板切割成长18cm，宽25cm的样条；帆布裁剪成长26cm，宽3cm备用。用无水乙醇清洗平面玻璃板，TPT背板和帆布条，然后放入真空烘箱中2h，除去乙醇。按照帆布条-胶膜-平面玻璃板、布条-胶膜-TPT背板的顺序将三者结合做成样条，胶膜两面被完全覆盖。150℃，层压压力0.1MPa，环境压力20Pa，层压20min，自然冷却至室温，制得平面玻璃板试样和TPT背板试样。
测试方法：按GB/T2790测试标准对平面玻璃板试样进行180°剥离强度实验，并记录剥离强度；按GB/T2790测试标准对平面玻璃板试样进行T剥离强度实验，并记录剥离强度。结果见表1。
表1
从表1中实施例1～3和对比例1～5的实验数据比较可发现，本发明制得的防迁移抗老化光伏封装胶膜具有良好的粘结性能。
通过对比，实施例1、2、3对比对比例1的剥离强度高，说明了对EVA树脂进行改性，改性EVA树脂上接枝生成有机硅支链，提高了改性EVA树脂的耐高低温性能，耐紫外线性能以及耐潮气，耐水性能，同时有机硅支链上含有硅氢键，可在氯铂酸的催化下进行硅氢加成反应，从而提高了粘结性能。
通过对比，实施例1、2、3对比对比例2、3的剥离强度高，说明了对二氧化钛进行改性后，在二氧化钛表面形成聚硅氧烷表层，提高了二氧化钛的分散性，二甲氧基甲基乙烯基硅烷的添加，使改性二氧化钛表面的聚硅氧烷支链含有双键，可参与硅氢加成反应，形成交联网络结构，使改性二氧化钛成为受力节点，从而提高了粘结性能。
测试例2
抗老化性能的测试
试样的制备：同测试例1制备平面玻璃板试样。
测试方法：将制备后的样片放入鼓风烘箱中，温度设为100℃，保持氧气浓度为30％，常压下处理100h，200h，300h，400h，500h，600h，700h，冷却至室温后对不时间热氧处理后的试样，按GB/T2790测试标准进行180°剥离强度实验，并记录剥离强度。结果见表2
表2
从表2中实施例1～3和对比例1～5的实验数据比较可发现，本发明制得的防迁移抗老化光伏封装胶膜具有良好的抗老化性能。
对于实施例1～3，对比例2～5，抗老化实验前期剥离强度数据增大，可能是体系中仍然存在未完全反应的不饱和键，故在抗老化实验前期剥离强度数据增大。
通过对比，实施例1、2、3对比对比例1的后期剥离强度下程度较小，说明了改性EVA树脂上接枝生成有机硅支链，有机硅支链上含有硅氢键，改性EVA树脂老化形成不饱键时，可通过有机硅支链上含有硅氢键进行硅氢加成，达到修补的作用，从而提高了抗老化性。
通过对比，实施例1、2、3对比对比例4、5的后期剥离强度下程度较小，说明了抗氧化硅烷的分子结构中含有受阻酚和硫醚这两个结构单元，使其同时具备了主、辅抗氧剂的功能，在捕捉自由基的同时能分解氢过氧化物，同时作为单体结合在改性二氧化硅上，提高了与基体的相容性，同时不易迁移流失，从而提高了抗老化性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.一种防迁移抗老化光伏封装胶膜，其特征在于，按质量份数计，主要包括：90～100份改性EVA树脂、20～25份改性二氧化钛、1～2份正硅酸乙酯、3～4份乙烯基三乙氧基硅烷、1～2份氯铂酸；
所述改性EVA树脂是用氢氧化钠甲醇溶液对EVA树脂进行醇解后，再依次和丙烯酰氯、四甲基二硅氧烷反应制得；
所述改性二氧化钛是由二氧化钛依次和烯丙基三乙氧基硅烷、三乙氧基硅烷反应后，再和抗氧化硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基二硅氧烷反应制得；
所述抗氧化硅烷是由2,4-二叔丁基苯酚、多聚甲醛和3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷反应制得。
2.一种防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
(1)对EVA树脂进行醇解，将醇解后的EVA树脂和甲苯按质量比1:(50～60)混合均匀，在58～62℃，200～300r/min搅拌至醇解后的EVA树脂充分溶解，保持温度和搅拌速度不变，加入醇解后的EVA树脂质量0.2～0.3倍的丙烯酰氯并继续搅拌反应30～40min，再加入丙烯酰氯等摩尔的三乙胺，继续搅拌反应40～50min，冷却至室温后倒入醇解后的EVA树脂质量80～100倍的无水乙醇中析出沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤3～5次，在30～40℃，50～100Pa干燥8～12h，制得预改性EVA树脂；将四甲基二硅氧烷、正己烷、甲苯、氯铂酸按质量比1:(4～6):(4～6):(0.03～0.05)混合均匀，在65～70℃，300～500r/min搅拌回流条件下，在20～30min内匀速添加四甲基二硅氧烷质量0.8～1倍的预改性EVA树脂，添加结束后升温至80～90℃搅拌回流4～6h，冷却至室温后，用无水乙醇析出沉淀，过滤并用无水乙醇洗涤3～5次，在30～40℃，50～100Pa干燥8～12h，制得改性EVA树脂；
(2)将二氧化钛和硅烷水解液按质量比1:(12～15)混合均匀，在20～30℃，30～40kHz超声1～2h，离心分离并用无水乙醇洗涤3～5次，在60～70℃干燥6～8h，再置于二氧化钛质量12～15倍的三乙氧基硅烷混合液中，在氮气氛围中，70～80℃，300～500r/min搅拌回流3～4h，离心分离并用无水乙醇洗涤3～5次，在60～70℃干燥6～8h，制得预处理二氧化钛；将预处理二氧化硅、抗氧化硅烷、二甲氧基甲基乙烯基硅烷、十甲基环五硅氧烷、六甲基二硅氧烷按质量比(30～40):(20～30):(30～40):(160～180):1混合均匀，在70～80℃，300～500r/min搅拌条件下，在15～20min内匀速滴加预处理二氧化硅质量1.4～1.8倍的三氟甲烷磺酸溶液，滴加结束后继续搅拌反应60～80min，冷却至室温后离心分离并用纯水和无水乙醇各洗涤3～5次，在100～120℃，10～50Pa干燥6～8h，制得改性二氧化钛；
(3)按质量份数称取90～100份改性EVA树脂、20～25份改性二氧化钛、1～2份正硅酸乙酯、3～4份乙烯基三乙氧基硅烷、1～2份氯铂酸；将改性EVA树脂、改性二氧化钛置于160型开放式炼胶机，在95～100℃开练4～5min，再加入正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷继续开练4～5min，最后加入氯铂酸继续开练4～5min，得到混合料，将混合料放入的模框中，并放置于液压硫化成型机中开始加压，在100～105℃，10～15MPa，模压2～3min后，从液压成型机中取下模框，冷却至20～30℃脱模，制成厚度为0.4～0.5mm的防迁移抗老化光伏封装胶膜。
3.根据权利要求2所述的一种防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述醇解的方法为：将氢氧化钠和无水甲醇按质量比1:(18～20)混合均匀，搅拌至氢氧化钠充分溶解，配制成氢氧化钠甲醇溶液，将EVA树脂和甲苯按质量比1:(15～20)混合均匀，在58～62℃，200～300r/min搅拌至EVA树脂充分溶解，保持温度不变，在800～1000r/min转速搅拌下，以0.1～0.2g/s的速度滴加EVA树脂质量15～20倍的氢氧化钠甲醇溶液，滴加结束后继续搅拌反应80～100min，冷却至5～10℃过滤并用无水乙醇洗涤3～5次，在30～40℃，50～100Pa干燥8～12h；所述EVA树脂为EVA树脂P1403。
4.根据权利要求2所述的一种防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述二氧化钛的纯度大于99.9％，粒径为200～300mm。
5.根据权利要求2所述的一种防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述三乙氧基硅烷混合液是由三乙氧基硅烷、正己烷、氯铂酸按质量比1:(6～8):(0.03～0.05)混合均匀配制而成；所述硅烷水解液是将烯丙基三乙氧基硅烷、纯水和无水乙醇按质量比1:(2～3):(8～10)混合均匀，在20～30℃，600～800r/min搅拌20～25min，配制而成；所述三氟甲烷磺酸溶液是将三氟甲烷磺酸和纯水按质量比1:(10～12)混合均匀配制而成。
6.根据权利要求2所述的一种防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述抗氧化硅烷的制备方法为：将2,4-二叔丁基苯酚、3-巯丙基甲基二乙氧基硅烷按摩尔比1:1混合，并加入2,4-二叔丁基苯酚质量0.16～0.20倍的聚合度为8～12的多聚甲醛和2,4-二叔丁基苯酚质量0.20～0.25倍的哌啶，在氮气氛围中，95～105℃，300～500r/min搅拌回流反应3～4h，冷却至室温，在70～80℃，10～50Pa干燥6～8h，制备而成。
7.根据权利要求2所述的一种防迁移抗老化光伏封装胶膜的制备方法，其特征在于，所述防迁移抗老化光伏封装胶膜的使用方法为：使用时将防迁移抗老化光伏封装胶膜放入到太阳能电池层压机中进行层压，层压温度设定为140～150℃，层压压力0.1～0.12MPa，环境压力10～20Pa，层压15～20min，自然冷却至室温。
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