一种POE封装胶膜用复合交联剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种POE封装胶膜用复合交联剂及其应用，采用了一种三组份复合交联剂，使得制备的POE封装胶膜同时兼有流延成膜工艺稳定性和层压固化高效交联性。采用该复合交联剂制备POE封装胶膜的基础原料按质量份数包括：POE树脂100份，复合交联剂0.8～2份，助交联剂0.4～1份，紫外吸收剂0.05～0.2份，抗氧剂0.03～0.1份，增粘剂0.1～1份。该复合交联剂一方面可以抑制流延成膜过程中高活性过氧化物的提前分解，消除流延基膜中的微凝胶及晶点；另一方面可以加快层压固化过程中低活性过氧化物的分解，促进POE充分交联，提高层压固化膜的交联程度，从而同时满足制备POE封装胶膜时对流延成膜工艺稳定性和层压固化膜高效交联性的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种同时具有流延成型工艺稳定性和层压固化高效交联性的聚烯烃弹性体(POE)光伏组件用封装胶膜的制备技术，具体涉及一种POE封装胶膜用复合交联剂及其应用。
技术介绍
高效利用太阳能是目前解决环境污染、能源枯竭问题的重要途径之一。太阳能电池(简称光伏电池)是一种把太阳能直接转化为电能的装置，其核心部分是光伏组件，由电池片、背板和玻璃板组成。为了保证太阳能电池的工作寿命，光伏组件中玻璃片、电池片及背板之间需要使用真空封装工艺，用两层封装胶膜将电池片夹在玻璃盖板和背板之间,通过真空加热层压使它们粘结密封成一体。在光伏组件中封装胶膜主要起支持和固定电池片、保持太阳光高透过率、隔离对电池片有害的环境因素、保证电绝缘性能以及保证热传导性能的作用。目前工业上光伏组件用封装胶膜主要采用乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)树脂为基础材料。聚烯烃弹性体(POE)是通过茂金属催化技术生产出来的乙烯-辛烯共聚物，具有饱和脂肪链结构，其分子链上具有众多短支链，不带有活泼极性基团，结晶度低，使得POE树脂具有包括高透光率、高韧性、高强度在内的物理机械性能。如果以POE树脂为基材制备光伏组件封装胶膜，与目前广泛使用的EVA封装胶膜相比，在透光率指标上二者相当，而在体积电阻率、水汽阻隔率、耐紫外老化黄变以及使用寿命等性能指标上POE胶膜具有明显优势，因而是光伏组件封装胶膜的一种理想基体材料，有望成为EVA封装胶膜的优秀替代品。近年来国外一些公司已相继推出了光伏组件用POE封装胶膜产品。POE封装胶膜的制备工艺与EVA封装胶膜制备工艺一样，制备过程为：将POE树脂与包括交联助剂和增粘助剂在内的各种助剂在混料机中混合均匀，然后投入流延机组在110℃～120℃温度下进行挤出流延，经过牵伸、冷却后收卷制得厚度为0.50mm左右的流延膜；然后再将流延膜与钢化玻璃、电池片及背板按照“玻璃/胶膜/电池片/胶膜/背板”的顺序，在光伏组件层压机上热压固化，制备为由胶膜封装的光伏组件，层压温度150℃、时间20min。流延制膜的目的一方面是为了制备厚度均匀的薄膜，以便于层压固化时胶膜与玻璃和电池片很好地叠层；另一方面则是要将各种助剂均匀分散在POE薄膜中；该过程的一个基本要求是各种助剂(特别是过氧化物交联剂)在挤出流延过程中不发生反应，否则会严重影响流延膜的质量和工艺稳定性。胶膜的层压固化过程实际上也是光伏组件的封装过程，在通过胶膜将玻璃、电池片和背板粘结封装成一体的同时，胶膜中的过氧化物交联剂和助交联剂引发POE的交联反应，在胶膜内部形成完善的交联网络，从而赋予胶膜优异的耐热性能、力学性能和耐老化性能。目前制备EVA封装胶膜普遍采用的有机过氧化物交联剂有1，1-二叔丁基过氧化-3，3，5-三甲基环己烷(BPMC)、过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯(TAEC)和叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯(TBEC)等，它们的反应活性较高，分解半衰期较短；将其用于POE封装胶膜时，可以在组件层压固化过程中使POE有效交联，保证封装胶膜的交联程度，但是在流延成膜过程中这些有机过氧化物可能会发生部分分解，诱导POE流延膜中形成微凝胶及晶点，既会造成流延膜质量下降，也严重影响流延制膜工艺的稳定性。如果采用活性较低、分解半衰期较长的有机过氧化物交联剂，可以避免流延成膜过程中过氧化物的分解，抑制微凝胶的形成，进而保证流延制膜工艺的稳定性。但是在后续的组件层压固化过程中，低活性过氧化物不能有效引发POE完全交联，使得封装胶膜交联程度不足，机械强度和耐热性能下降，而且容易在封装胶膜中残留过氧化物，对胶膜的长期使用性能带来隐患。由于单独使用高活性过氧化物和低活性过氧化物时无法同时实现POE封装胶膜的流延成膜工艺稳定性和层压固化膜的交联高效性，曾有人提出将高活性过氧化物与低活性过氧化物进行复配来兼顾流延成膜的工艺稳定性和层压固化的高效交联性，但是实验结果表明，二者的简单复配并不能完全解决流延成膜过程中的微凝胶及晶点问题，而且在层压固化过程中还出现了交联程度降低的问题，无法同时满足制备POE封装胶膜时对流延制膜工艺稳定性和层压固化交联高效性的要求。
技术实现思路
专利技术要解决的问题：本专利技术的目的在于解决现有的制备POE封装胶膜生产工艺无法同时满足流延制膜时工艺稳定性以及层压固化时交联高效性的要求，提供一种新型光伏组件封装用POE封装胶膜及其制备技术。为了解决上述问题，本专利技术采用一种交联协效剂与一种高活性过氧化物和一种低活性过氧化物共同组成的一种三组分复合交联剂。其中，交联协效剂的化学结构带有特定功能基团。其一方面可以在低温流延成膜过程中抑制高活性过氧化物的提前分解，避免微凝胶的形成，有效消除POE流延膜中的晶点，从而保证流延制膜工艺的稳定性；另一方面又可以在高温层压固化过程中对低活性过氧化物的分解起到活化作用，使其高效分解，进而促进POE胶膜完全交联固化。本专利技术所采用的具体技术方案如下：一种光伏组件封装用POE封装胶膜，其配方体系中的原料组成按质量份数包括：优选的，所述POE树脂的熔体流动速率(MFR)为15g/10min～40g/10min，透光率≥90％。优选的，所述复合交联剂含有三个组分，分别为高活性过氧化物、低活性过氧化物和交联协效剂，所述复合交联剂为这三个组分的混合物。优选的，所述高活性过氧化物的分解半衰期为1min时的温度为130℃～170℃，更优选为155℃～166℃；所述低活性过氧化物的分解半衰期为1min时的温度为175℃～185℃，更优选为178℃～181℃。优选的，所述高活性过氧化物为1，1-二叔丁基过氧化-3，3，5-三甲基环己烷、过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、1，1-二叔丁基过氧化环己烷、过氧化2-乙基己酸叔丁酯中的一种。优选的，所述低活性过氧化物为2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷。优选的，所述交联协效剂为三烯丙基胺、N-甲基二烯丙基胺、二甲基烯丙基胺中的一种。优选的，所述复合交联剂中“高活性过氧化物/低活性过氧化物/交联协效剂”的质量配比为：3～5：0.5～1.5：0.5～1.5，更优选为3.5～4.5：0.8～1.2：0.8～1.2。优选的，所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种。优选的，所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、气相二氧化硅、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸基二苯甲酮中的一种或几种。优选的，所述抗氧剂为β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇脂、三(4-壬基酚)亚磷酸酯和亚磷酸三(2.4-二叔丁基苯基)酯中的一种或几种。优选的，所述增粘剂为硅烷偶联剂，选自乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酸酯硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。采用了上述技术方案后，本专利技术可以实现的有益效果是：通过采用交联协效剂与高活性过氧化物和低活性过氧化物组成三组分复合交联剂，在低温流延成膜工艺过程中，交联协效剂带有的烯丙基基团对高活性过氧化物的分解产生抑制作用，避免了由于高活性过氧化物提前分解在流延基膜中形成微凝胶及晶点，提高了流延成膜的工艺稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种POE封装胶膜用复合交联剂，其特征在于：所述复合交联剂为含有三个组分的混合物，三个组分分别为高活性过氧化物、低活性过氧化物以及交联协效剂。

【技术特征摘要】
1.一种POE封装胶膜用复合交联剂，其特征在于：所述复合交联剂为含有三个组分的混合物，三个组分分别为高活性过氧化物、低活性过氧化物以及交联协效剂。2.根据权利要求1所述的POE封装胶膜用复合交联剂，其特征在于：所述复合交联剂组分中高活性过氧化物的分解半衰期为1min时的温度为130℃～170℃；低活性过氧化物的分解半衰期为1min时的温度为175℃～185℃。3.根据权利要求2所述的POE封装胶膜用复合交联剂，其特征在于：所述复合交联剂组分中高活性过氧化物的分解半衰期为1min时的温度为155℃～166℃；低活性过氧化物的分解半衰期为1min时的温度为178℃～181℃。4.根据权利要求1所述的POE封装胶膜用复合交联剂，其特征在于：所述复合交联剂组分中高活性过氧化物为1，1-二叔丁基过氧化-3，3，5-三甲基环己烷、过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、1，1-二叔丁基过氧化环己烷、过氧化2-乙基己酸叔丁酯中的一种或两种以上的混合；所述低活性过氧化物为2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷。5.根据权利要求1所述的POE封装胶膜用复合交联剂，其特征在于：所述复合交联剂组分中交联协效剂为三烯丙基胺、N-甲基二烯丙基胺、二甲基烯丙基胺中的一种。6.根据权利要求1所述的POE...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞强，陈磊，蒋姗，丁永红，张洪文，王克敏，刘晶如，朱梦冰，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32