CN118180121A - 一种有机溶剂体系解除太阳能板乙烯-醋酸乙烯共聚物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于固体废弃物资源化回收技术领域，具体涉及一种有机溶剂体系解除太阳能板乙烯‑醋酸乙烯共聚物的方法。本发明通过将含乙烯‑醋酸乙烯共聚物(EVA)的待处理样品置于加热反应器内，添加一定体积比的有机溶剂体系，加热反应使待处理样品中EVA失粘。利用本发明所述方法处理废旧太阳能板，能有效使废太阳能板中的EVA失去粘性，从而达到解封效果，且太阳能板内部电池芯片未被破坏，不会造成金属大量浸出而流失。本发明技术方案整个过程绿色、高效，无二次污染产生，经济效益显著，具有广泛的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于固体废弃物资源化回收技术领域。更具体地，涉及一种有机溶剂体系解除太阳能板乙烯-醋酸乙烯共聚物的方法。
背景技术
在全球迅速发展的多种能源中，太阳能是最清洁、最有发展力的新兴替代能源。太阳能光伏发电是目前太阳能利用最成熟的技术，太阳能板是通过光伏效应将太阳能转化为电能的核心器件，在光伏市场中一直占主导地位。然而，随着第一代太阳能板—晶硅太阳能板使用寿命到期和第二、三代太阳能板的升级淘汰，大量太阳能板被废弃。太阳能板中含有丰富的金属元素和有机资源，若不加以利用，危害环境的同时必然造成大量的金属资源和有机资源的浪费，因此回收太阳能板板中珍贵的金属资源和有机资源具有极高的价值。
回收太阳能板时必须先对光伏板组分进行分离，其中的关键且首要的步骤是通过一定的方法使乙烯-醋酸乙烯聚合物(EVA)封装剂丧失黏性。目前已有公开对废太阳能板EVA解封的技术，如中国台湾专利申请TW107201031U公开了一种废太阳能光电板模组蒸气除胶系统，该方法将溶剂加热至沸点变成蒸汽，利用溶剂蒸汽反复作用于太阳能板的各组件，可以实现较小溶剂使用量的情况下废太阳能光电板模组中的EVA去除，但是该法耗能较大，成本较高；CN115591540A公开了一种利用废太阳能板回收制备水解制氢催化剂的方法，该方法利用加热到350～450℃的方式解除EVA和PET封装，但是该方法在加热分解过程中容易造成金属元素流失，回收价值变小，同时加热温度过高，耗能也较大；中国专利申请CN106883939A公开了一种EVA树脂污垢化学分解清除剂，该申请中采用大量不同种类的化学物质去除EVA，使用过程中会产生大量的有机废水和有毒蒸汽。
因此，为了能够实现EVA解封过程的低成本、绿色和高效，急需一种高效的废太阳能板EVA解封装溶剂体系。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术废太阳能板回收流程中EVA湿法解封过程成本高、耗能大、存在二次污染的缺陷和不足，提供一种有机溶剂体系解除乙烯-醋酸乙烯共聚物的方法。本发明的有机溶剂体系解封过程中不产生二次污染，成本低，同时，该有机溶剂体系对太阳能板玻璃、电池芯片等其他组分不产生物理化学损害，完整的保留板中可回收的金属和玻璃资源。
本发明的目的是提供本发明所述方法在太阳能板回收领域中的应用。
本发明另一目的是提供一种有机溶剂体系在含乙烯-醋酸乙烯共聚物的产品解封领域中的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种有机溶剂体系解除乙烯-醋酸乙烯共聚物的方法，具体包括以下步骤：将待处理样品置于有机溶剂体系中，60～150℃加热处理，解除待处理样品的乙烯-醋酸乙烯共聚物；
其中，所述有机溶剂体系由N，N-二甲基丙酰胺、N，N二甲基乙酰胺和N，N二乙基甲酰胺按照体积比为(1～3):(1～3):(1～3)组成。
优选地，在本发明中，乙烯-醋酸乙烯共聚物为太阳能板封装用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶。
N，N二甲基乙酰胺和N，N二乙基甲酰胺通过色散力的作用让乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)结构变得舒展，舒展的结构有利于溶剂分子的扩散，最终使得EVA体积溶胀丧失黏性产生解封效果。N，N-二甲基丙酰胺可以与EVA发生接枝反应，分子结构中多出N-H、C＝O等官能团，EVA交联桥结构被破坏，同时N，N-二甲基丙酰胺也会与EVA未交联的侧链产生色散力作用，致使EVA结构变舒展，溶剂分子扩散到EVA结构空隙中，加剧EVA的溶胀，失去黏性，从而发生解封。
提高温度的作用有两个：其一是有利于促进溶剂分子的运动，提高反应速率，便于获得更快的解封效果；其二是促进有机溶剂与EVA发生接枝。
优选地，所述有机溶剂体系由N，N-二甲基丙酰胺、N，N二甲基乙酰胺和N，N二乙基甲酰胺按照体积比为(2～3)：1：1组成。
更优选地，所述有机溶剂体系由N，N-二甲基丙酰胺，N，N二甲基乙酰胺和N，N二乙基甲酰胺按照体积比为3：1：1组成。
更进一步地，所述加热处理的温度为90～150℃；优选地，所述加热处理的温度为150℃。
进一步地，所述加热处理的时间为0.5～3h；优选地，所述加热处理的时间为2～3h；更优选地，所述加热处理的时间为2h。
更进一步地，所述有机溶剂体系淹没待处理样品。
进一步地，所述待处理样品为含乙烯-醋酸乙烯共聚物的产品。
优选地，所述含乙烯-醋酸乙烯共聚物的产品为太阳能板。
更优选地，所述太阳能板为晶硅太阳能板或铜铟镓硒太阳能板。
进一步地，所述晶硅太阳能板为经拆解的废太阳能板模组，切割为4cm×4cm的样品。
具体地，所述太阳能模组由太阳能板片串并联，由钢化玻璃、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物，Ethylene Vinyl Acetate Copolymer，EVA)及PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯，Polyethylene terephthalate，PET)热压密封而成，太阳能模组从上到下一般的结构为：钢化玻璃、EVA、太阳能电池片、EVA和PET。回收完整的废太阳能板芯片必须先去除黏结在两层之间的EVA封装剂，同时尽可能不破坏太阳能板芯片且保留其本身的金属组分。
同时，本发明还保护所述方法在太阳能板回收领域中的应用。
另外地，本发明保护所述方法在含乙烯-醋酸乙烯共聚物的产品解封领域中的应用。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种有机溶剂体系解除乙烯-醋酸乙烯共聚物的方法，该方法通过将含EVA的待处理样品置于加热反应器内，通过有机溶剂体系加热反应，使得样品中的EVA发生解封，相对于传统的加热法去除EVA，该有机溶剂解封过程中太阳能板内部的电池芯片未被大量破坏，含有的金属也未被大量浸出而流失，具有非常高的回收利用价值。本发明技术方案整个过程绿色、高效，无二次污染产生，经济效益显著，具有广泛的应用价值。
附图说明
图1为实施例1处理后晶硅太阳能板经处理后的解封效果。
图2为实施例1处理后扫描电镜观察下的晶硅太阳能板解封后的微观结构图。
图3为对比例1晶硅太阳能板经处理后的解封效果。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法
一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法，具体包括以下步骤：
将4cm×4cm且含EVA封装的废晶硅太阳能板置于加热反应器内，向加热反应器内加入有机溶剂体系(体积比为N，N二甲基乙酰胺：N，N二乙基甲酰胺：N，N-二甲基丙酰胺＝1：1：3)共30mL，然后150℃反应2h，解封EVA。
解封效果如图1所示，玻璃在解封过程中自行脱落，硅层与PET层完全分离，太阳能板完全解封，解封效果优异；图2是太阳能板截面电镜图，可看出EVA解封后呈带状，黏性完全丧失且完全与玻璃层分离，解封效果优异。
实施例2一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法
一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法，具体包括以下步骤：
将4cm×4cm且含EVA封装的废晶硅太阳能板置于加热反应器内，向加热反应器内加入有机溶剂体系(体积比N，N二甲基乙酰胺：N，N二乙基甲酰胺：N，N-二甲基丙酰胺＝1：1：2)共30mL，然后150℃反应2h，解封EVA。
玻璃在解封过程中已自行脱落，硅层和PET层完全分离，解封效果与实施例1相同。
实施例3一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法
一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法，具体包括以下步骤：
将4cm×4cm且含EVA封装的废晶硅太阳能板置于加热反应器内，向加热反应器内加入有机溶剂体系(体积比N，N二甲基乙酰胺：N，N二乙基甲酰胺：N，N-二甲基丙酰胺＝1：1：1)共30mL，然后150℃反应2h，解封EVA。
大部分玻璃在解封过程中自行脱落，太阳能板基本解封完全，解封效果良好。
实施例4一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法
一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法，具体包括以下步骤：
将4cm×4cm且含EVA封装的废晶硅太阳能板置于加热反应器内，向加热反应器内加入有机溶剂体系(体积比N，N二甲基乙酰胺：N，N二乙基甲酰胺：N，N-二甲基丙酰胺＝1：2：1)共30mL，然后150℃反应2h，解封EVA。
大部分玻璃在解封过程中自行脱落，太阳能板基本解封完全，解封效果与实施例3相同。
实施例5一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法
一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法，具体包括以下步骤：
将4cm×4cm且含EVA封装的废晶硅太阳能板置于加热反应器内，向加热反应器内加入有机溶剂体系(体积比N，N二甲基乙酰胺：N，N二乙基甲酰胺：N，N-二甲基丙酰胺＝1：3：1)共30mL，然后150℃反应2h，解封EVA。
大部分玻璃在解封过程中自行脱落，太阳能板基本解封完全，解封效果与实施例3相同。
对比例1一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法
一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法，具体包括以下步骤：
将4cm×4cm且含EVA封装的废晶硅太阳能板置于加热反应器内，向加热反应器内加入有机溶剂体系(体积比N，N二甲基乙酰胺：N，N二乙基甲酰胺：N，N-二甲基丙酰胺＝4：1：1)共30mL，然后150℃反应2h，解封EVA。
实验结果表明，解封效果如图3所示，仅有极少部分玻璃脱落，太阳能板只极少部分被解封，解封效果较差。
对比例2一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法
一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法，具体包括以下步骤：
将4cm×4cm且含EVA封装的废晶硅太阳能板置于加热反应器内，向加热反应器内加入有机溶剂体系(体积比N，N二甲基乙酰胺：N，N二乙基甲酰胺：N，N-二甲基丙酰胺＝1：1：4)共30mL，然后150℃反应2h，解封EVA。
实验结果表明，仅有极少部分玻璃脱落，太阳能板只有少部分被解封，解封效果差。
对比例3一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法
一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法，具体包括以下步骤：
将4cm×4cm且含EVA封装的废晶硅太阳能板置于加热反应器内，向加热反应器内加入有机溶剂体系(体积比N，N二甲基乙酰胺：N，N二乙基甲酰胺：N，N-二甲基丙酰胺＝1：4：1)共30mL，然后150℃反应2h，解封EVA。
反应结束后，取出处理后的太阳能板，发现太阳能板未发生解封，溶剂和太阳能板各组分未发生变化。
对比例4一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法
一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法，具体包括以下步骤：
将4cm×4cm且含EVA封装的废晶硅太阳能板置于加热反应器内，向加热反应器内加入有机溶剂体系(体积比N，N二甲基乙酰胺：N，N二乙基甲酰胺：N，N-二甲基丙酰胺＝1：1：8)共30mL，然后150℃反应2h，解封EVA。
反应结束后，取出处理后的太阳能板，发现太阳能板未发生解封，溶剂和太阳能板各组分未发生变化。
对比例5一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法
一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法，具体包括以下步骤：
将4cm×4cm且含EVA封装的废晶硅太阳能板置于加热反应器内，向加热反应器内加入有机溶剂体系(体积比N，N二乙基甲酰胺：N，N-二甲基丙酰胺＝1：1)共30mL，然后150℃反应2h，解封EVA。
反应结束后，取出处理后的太阳能板，发现太阳能板未发生解封，溶剂和太阳能板各组分未发生变化。
对比例6一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法
一种有机溶剂体系解除废晶硅太阳能板EVA封装的方法，具体包括以下步骤：
将4cm×4cm且含EVA封装的废晶硅太阳能板置于加热反应器内，向加热反应器内加入有机溶剂体系(体积比乙酰胺：N，N二甲基乙酰胺：N，N二乙基甲酰胺：N，N-二甲基丙酰胺＝1：1：1：3)共30mL，然后150℃反应2h，解封EVA。
反应结束后，取出处理后的太阳能板，发现太阳能板未发生解封，溶剂和太阳能板各组分未发生变化。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种有机溶剂体系解除乙烯-醋酸乙烯共聚物的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：将待处理样品置于有机溶剂体系中，60～150℃加热处理0.5～3h，解除待处理样品中的乙烯-醋酸乙烯共聚物；
其中，所述有机溶剂体系由N，N-二甲基丙酰胺、N，N二甲基乙酰胺和N，N二乙基甲酰胺按照体积比为(1～3):(1～3):(1～3)组成。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述所述有机溶剂体系由N，N-二甲基丙酰胺、N，N二甲基乙酰胺和N，N二乙基甲酰胺按照体积比为(2～3)：1：1组成。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述加热处理的温度为90～150℃。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述加热处理的时间为2～3h。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述有机溶剂体系淹没待处理样品。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述待处理样品为含乙烯-醋酸乙烯共聚物的产品。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述含乙烯-醋酸乙烯共聚物的产品为太阳能板。
8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述太阳能板为晶硅太阳能板或铜铟镓硒太阳能板。
9.权利要求1～8任一所述方法在太阳能板回收领域中的应用。
10.权利要求1～8任一所述方法在含乙烯-醋酸乙烯共聚物的产品解封领域中的应用。
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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 |