CN118222221A - 一种高性能聚烯烃制备的光伏封装胶及制备方法及用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，按照以下质量份数进行配置：聚异戊烯50‑80份、填料20‑50份、有机硅烷0.5‑1份、炭黑0.5‑1份、抗氧剂0.2‑0.5份、抗UV助剂0.1‑0.3份；该封装胶的制备方法，按以下步骤进行：将聚异戊烯树脂加入搅拌釜，升温至100℃融化后开启搅拌；将填料、有机硅烷、炭黑、抗氧剂、抗UV助剂逐个加入反应釜，搅拌1‑2h至体系混合均匀；釜底出料经泵打入挤出机挤出胶条或直接罐装至桶内；该封装胶的用途，用于光伏组件边框粘接用胶，尤其适用于N型组件边框粘接用胶。密度更低、粘结性和耐候性更好；成本低、环保无毒；水汽通过率极低，可显著延长组件寿命。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制备技术领域，具体涉及一种低密度、高耐候的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶及制备方法及用途。
背景技术
光伏组件封装胶的主要功能是将层压后的太阳电池片、胶膜和背板及玻璃层和铝合金边框粘接，粘接组件需要承受自重、风载、积雪、冰雹等机械载荷，因此胶粘剂应具备足够的粘接强度和良好的力学性能，以满足太阳电池组件承受机械载荷的要求。除此以外，用于光伏的胶粘剂还应具备良好的透光性、耐候性、低水汽透过率和电气绝缘性能。
常见的封装胶包括单组份湿固化有机硅体系和丁基胶体系两大类，虽然可以满足现有组件体系的基本要求，但在轻量化、低成本和耐候性上仍存在提升空间。
2-甲基-2-丁烯和2-甲基-1-丁烯是炼油副产的C5混合物中的组分，来源广泛，成本低，但多数情况下不经分离直接作为燃料或加氢后作为裂解原料使用，高附加值应用不多；这两种烯烃与异丁烯类似，可通过阳离子聚合过程制备聚异戊烯，因分子链中短支链数量更多且更长，相比硅胶和丁基胶具有更低的密度、更好的耐候性和耐紫外性，以及更低的水汽透过率，是封装胶的理想原料。
发明内容
本发明的目的是提出一种高性能聚烯烃制备的光伏封装胶及制备方法及用途，克服了现有技术的上述不足，其相较于常规的丁基胶，本发明高性能聚烯烃作为基础树脂，制备的光伏封装胶密度更低、粘结性和耐候性更好；且原料来源于炼油副产，成本低、环保无毒；水汽通过率极低，可显著延长组件寿命，满足了市场使用需求，便于产品的推广。
为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，按照以下质量份数进行配置：聚异戊烯50-80份、填料20-50份、有机硅烷0.5-1份、炭黑0.5-1份、抗氧剂0.2-0.5份、抗UV助剂0.1-0.3份。
优选地，所述光伏封装胶，按照以下质量份数进行配置：聚异戊烯60-70份、填料30-40份、有机硅烷0.7-0.8份、炭黑0.7-0.8份、抗氧剂0.3-0.4份、抗UV助剂0.1-0.3份。
优选地，所述光伏封装胶，按照以下质量份数进行配置：聚异戊烯65份、填料35份、有机硅烷0.75份、炭黑0.75份、抗氧剂0.35份、抗UV助剂0.2份。
优选地，所述聚异戊烯采用2-甲基-2-丁烯或2-甲基-1-丁烯或二者的任意比例混合物在催化剂作用下聚合制得，数均分子量5-15万，熔融指数为1～25g/10min，密度为0.85-0.87g/cm3，较聚异丁烯低6-7％，远低于硅胶，具有显著的轻量化优势。
优选地，所述填料为滑石粉、纳米碳酸钙、重质碳酸钙、二氧化钛和硬脂酸钙中的一种或几种。
优选地，所述有机硅烷为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷中的一种或几种。
优选地，所述UV助剂为2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)-5-己基氧基-苯酚中的一种或几种。
优优选，所述抗氧剂为酚类或亚磷酸酯类，具体为2,4-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基卞基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯中的一种或几种。
一种高性能聚烯烃制备的光伏封装胶的制备方法，按以下步骤进行：
(1)将聚异戊烯树脂加入搅拌釜，升温至100℃融化后开启搅拌；
(2)将填料、有机硅烷、炭黑、抗氧剂、抗UV助剂逐个加入反应釜，搅拌1-2h至体系混合均匀；
(3)根据产品外观形态需要，釜底出料经泵打入挤出机挤出胶条或直接罐装至桶内。
一种高性能聚烯烃制备的光伏封装胶的用途，用于光伏组件边框粘接用胶。尤其适用于N型组件边框粘接用胶。
本发明所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶及制备方法及用途的有益效果是：与传统胶粘剂相比密度更低，可降低组件质量，尤其适合用于轻质组件；其中的树脂所用原料为炼油副产，成本低链，供应充足；与丁基胶相比，聚异戊烯分子结构中短支链数量更多，耐候性和光稳定性均更优，可有效延长组件寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：
一种高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，按照以下质量份数进行配置：聚异戊烯50份、填料50份、有机硅烷0.5份、炭黑1份、抗氧剂0.2份、抗UV助剂0.3份。
所述聚异戊烯采用2-甲基-2-丁烯。
实施例2：
一种高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，按照以下质量份数进行配置：聚异戊烯80份、填料20份、有机硅烷1份、炭黑0.5份、抗氧剂0.5份、抗UV助剂0.1份。
所述聚异戊烯采用2-甲基-1-丁烯。
实施例3：
一种高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，按照以下质量份数进行配置：聚异戊烯70份、填料30份、有机硅烷0.8份、炭黑0.7份、抗氧剂0.4份、抗UV助剂0.1份。
所述聚异戊烯采用2-甲基-2-丁烯。
实施例4：
一种高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，按照以下质量份数进行配置：聚异戊烯60份、填料40份、有机硅烷0.7份、炭黑0.8份、抗氧剂0.3份、抗UV助剂0.3份。
所述聚异戊烯采用2-甲基-1-丁烯。
实施例5：
一种高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，按照以下质量份数进行配置：聚异戊烯65份、填料35份、有机硅烷0.75份、炭黑0.75份、抗氧剂0.35份、抗UV助剂0.2份。
所述聚异戊烯采用2-甲基-2-丁烯或2-甲基-1-丁烯或二者的任意比例混合物在催化剂作用下聚合制得，数均分子量5-15万，熔融指数为7～15g/10min。
上述实施例1-5所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，所述填料为滑石粉、纳米碳酸钙、重质碳酸钙、二氧化钛和硬脂酸钙中的一种或几种。
上述实施例1-5所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，所述有机硅烷为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷中的一种或几种。
上述实施例1-5所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，所述抗UV助剂为2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)-5-己基氧基-苯酚中的一种或几种。
上述实施例1-5所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，所述抗氧剂为酚类或亚磷酸酯类，具体为2,4-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基卞基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯中的一种或几种。
上述实施例1-5所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶的制备方法，按以下步骤进行：
(1)将聚异戊烯树脂加入搅拌釜，升温至100℃融化后开启搅拌；
(2)将填料、有机硅烷、炭黑、抗氧剂、抗UV助剂逐个加入反应釜，搅拌1-2h至体系混合均匀；
(3)根据产品外观形态需要，釜底出料经泵打入挤出机挤出胶条或直接罐装至桶内。
上述实施例1-5所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶的用途，用于光伏组件边框粘接用胶，尤其适用于N型组件边框粘接用胶，与传统密封胶的性能对比如下：
试验结果表明，用聚异戊烯制备的封装胶与传统体系相比，密度和水汽透过率更低，粘结强度达标。结合原料来源广泛、成本低的特点，在光伏领域应用具有明显优势。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，便于该技术领域的技术人员能理解和应用本发明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，其特征在于：按照以下质量份数进行配置：聚异戊烯50-80份、填料20-50份、有机硅烷0.5-1份、炭黑0.5-1份、抗氧剂0.2-0.5份、抗UV助剂0.1-0.3份。
2.根据权利要求1所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，其特征在于：按照以下质量份数进行配置：聚异戊烯60-70份、填料30-40份、有机硅烷0.7-0.8份、炭黑0.7-0.8份、抗氧剂0.3-0.4份、抗UV助剂0.1-0.3份。
3.根据权利要求2所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，其特征在于：按照以下质量份数进行配置：聚异戊烯65份、填料35份、有机硅烷0.75份、炭黑0.75份、抗氧剂0.35份、抗UV助剂0.2份。
4.根据权利要求3所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，其特征在于：所述聚异戊烯采用2-甲基-2-丁烯或2-甲基-1-丁烯或二者的任意比例混合物在催化剂作用下经阳离子聚合制得，数均分子量5-15万，熔融指数为1～25g/10min，密度为0.85-0.87g/cm3。
5.根据权利要求4所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，其特征在于：所述填料为滑石粉、纳米碳酸钙、重质碳酸钙、二氧化钛和硬脂酸钙中的一种或几种。
6.根据权利要求4所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，其特征在于：所述有机硅烷为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷中的一种或几种。
7.根据权利要求4所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，其特征在于：所述UV助剂为2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(4，6-双(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪-2-基)-5-辛氧基酚、2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)-5-己基氧基-苯酚中的一种或几种。
8.根据权利要求4所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶，其特征在于：所述抗氧剂为酚类或亚磷酸酯类，具体为2,4-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基卞基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯)酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯中的一种或几种。
9.一种上述1-8任意一项权利要求所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
(1)将聚异戊烯树脂加入搅拌釜，升温至100℃融化后开启搅拌；
(2)将填料、有机硅烷、炭黑、抗氧剂、抗UV助剂逐个加入反应釜，搅拌1-2h至体系混合均匀；
(3)根据产品外观形态需要，釜底出料经泵打入挤出机挤出胶条或直接罐装至桶内。
10.一种上述1-8任意一项权利要求所述的高性能聚烯烃制备的光伏封装胶的用途，其特征在于：用于光伏组件边框粘接用胶，尤其适用于N型组件边框粘接用胶。
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| CN202211568141.4A CN118222221A (zh) | 2022-12-08 | 2022-12-08 | 一种高性能聚烯烃制备的光伏封装胶及制备方法及用途 |
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