用于太阳能电池组件的白色聚烯烃封装胶膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于太阳能电池组件的白色聚烯烃封装胶膜，由聚烯烃、分散剂、色母粒和助剂组成；以质量份计，各组分的含量为：聚烯烃100份、分散剂0.01‑2.0份、色母粒10‑50份、硅烷偶联剂0.1‑5份、助剂0.1‑5份；所述色母粒按质量份计，由如下组分组成：聚烯烃100份、低分子量聚烯烃70‑90份、钛白粉30‑70份、纳米二氧化硅2‑5份、硅酸钠0.1‑20份、油酸1‑10份、硅烷偶联剂0.1‑10份。本发明专利技术设计了一种专门用于太阳能电池组件的白色聚烯烃封装胶膜，将钛白粉牢牢地固定在三维网络结构中，进一步降低了钛白粉的表面能，提高了钛白粉的分散性。

【技术实现步骤摘要】
用于太阳能电池组件的白色聚烯烃封装胶膜及其制备方法
本专利技术涉及一种用于太阳能电池组件的白色聚烯烃封装胶膜及其制备方法，属于太阳能电池封装胶膜领域。
技术介绍
在传统的太阳能电池中，封装胶膜都具有很高的透明度，太阳光可以充分透过，以增大电池片对太阳光的吸收率，进而增大太阳能电池的光电转换效率。然而，对于双玻太阳能电池组件而言，由于玻璃具有较高的透明度，会有大量的太阳光透过玻璃，造成了不必要的浪费，若在电池片背面采用具有高反射率的封装胶膜，将透过电池片的太阳光再次反射到电池片上，减少太阳光的损失，就可以大幅度增大太阳光的利用率，进而提高光电转换效率。现有技术中，多采用具有高反射率的无机白色颜料作为添加剂来提高太阳能电池封装胶膜的反射率。此外，传统的太阳能电池封装胶膜通常采用EVA作为原材料，EVA是一种极性高分子化合物，粘结性强，且与高反射率的无机白色颜料相容性良好，是目前双玻太阳能电池组件中电池片背面胶膜的常规选择。但是，EVA不耐水解，在太阳能电池使用过程中易分解、黄变，尤其在高温高湿条件下，会产生PID现象，造成组件功率衰减。为了解决该问题，现有技术多采用非极性的聚烯烃代替EVA作为封装胶膜，但是聚烯烃分子中不存在极性基团，材料表面吸附能力很差，表面张力小，难于粘接，导致高反射率的无机白色颜料很难在聚烯烃中得到良好的分散。因此，制备具有高反射率的白色聚烯烃封装胶膜就成为了急需解决的技术问题。现有技术中，通常先制备色母粒，再加入聚烯烃中从而达到白色颜料良好分散的目的。例如，中国专利技术专利申请CN101319068A公开了一种应用于聚烯烃薄膜的白色母粒及其制备方法，不采用任何有机分散助剂，仅根据混合体系组成的不同选择合适的共混温度，制得了高浓度、高分散、着色均匀的高质量色母粒产品，可以广泛用于聚烯烃薄膜中，得到色泽均匀的高质量聚烯烃薄膜。然而，该方法只是一种简单的物理共混，无法满足胶膜高粘结性能、高阻隔、高模量的需求，若应用于长期暴露于室外恶劣条件下的太阳能电池组件中，白色颜料可能会逐渐析出，不仅影响太阳能电池外观，还会降低胶膜的反射率，进而导致光电转换效率降低。又如，中国专利技术专利申请CN105713281A公开了一种通用白色母粒及其制备方法，用烯烃、乙烯基芳香环、乙烯基酯为原料制备了分散剂，与白色颜料混合均匀后再加入载体树脂聚烯烃，再经过共混挤出造粒即得到白色母粒。通过对钛白粉进行表面处理，使钛白粉与分散剂之间形成相互作用的氢键，在钛白粉表面形成比较牢固的分散剂保护膜，从而增大分散效果。但是，氢键本质上是一种静电相互作用，在热作用下很容易受到破坏，从而影响钛白粉的分散性。由于太阳能电池长期暴露于室外恶劣环境中，吸收太阳光，很容易形成高温高湿的条件，用这种色母粒加入聚烯烃中制备的白色聚烯烃胶膜，使用过程中氢键的作用会遭到破坏，钛白粉析出，胶膜的使用性能就会下降。因此，开发一种专门用于太阳能电池组件的白色聚烯烃封装胶膜，尤其是针对双玻光伏组件，以防止封装胶膜使用过程中钛白粉的迁移与析出，提高了封装胶膜的使用性能和寿命，显然具有积极的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种用于太阳能电池组件的白色聚烯烃封装胶膜及其制备方法。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于太阳能电池组件的白色聚烯烃封装胶膜，由聚烯烃、分散剂、色母粒、硅烷偶联剂和助剂组成；以质量份计，各组分的含量为：聚烯烃100份分散剂0.01-2.0份色母粒10-50份硅烷偶联剂0.1-5份助剂0.1-5份；其中，所述聚烯烃为乙烯与α-烯烃的共聚物，其中乙烯的质量含量为70-90%；所述α-烯烃为丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或4-甲基-1-戊烯；所述聚烯烃树脂的DSC熔点为50-100℃，熔体流动速率为1-40g/10min（190℃，2.16kg）；所述色母粒按质量份计，由如下组分组成：聚烯烃100份低分子量聚烯烃70-90份钛白粉30-70份纳米二氧化硅2-5份硅酸钠0.1-20份油酸1-10份硅烷偶联剂0.1-10份；其中，所述钛白粉的粒径为0.2-0.5微米；所述纳米二氧化硅的粒径为5-25nm；所述聚烯烃为乙烯与α-烯烃的共聚物，其中乙烯的质量含量为70-90%；所述α-烯烃为丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或4-甲基-1-戊烯；所述聚烯烃树脂的DSC熔点为50-100℃，熔体流动速率为1-40g/10min（190℃，2.16kg）；所述低分子量聚烯烃选自分子量为1000-1400的聚乙烯、分子量为400-1500的聚异丁烯中的一种或两种的混合物。上文中，钛白粉是主要成分为二氧化钛的白色颜料，化学性质稳定，在一般情况下与大部分物质不发生反应，钛白粉被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，具有白度高、遮盖力强、耐候性强等优点，但是钛白粉表面被极性基团（如-OH）所附着，很容易因极性吸附或吸潮而产生团聚现象，不易分散，因此通常需要对钛白粉进行处理，提高其分散性。纳米二氧化硅物理性能稳定、粒径小，比表面积大，表面羟基含量高，并含有大量的Si=O不饱和键，可与硅烷偶联剂等发生反应，形成三维网络结构，保证粘合强度。纳米二氧化硅粒径远小于钛白粉，可以在钛白粉表面形成紧密包覆，降低钛白粉的表面能，提高钛白粉分散性。上述技术方案中，所述分散剂选自聚丙烯酸钠、硬脂酸钠、硬脂酸钙、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或几种。上述技术方案中，所述助剂由质量份数为0.1-2.0份的交联剂、质量份数为0.1-2.0份的助交联剂、质量份数为0.05-1.5份的抗氧剂、质量份数为0.05-1.0份的光稳定剂、质量份数为0.01-1.5份的超细玻璃纤维组成。上述技术方案中，所述交联剂选自过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、双叔丁基过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、4,4-二（叔丁基过氧化）戊酸正丁酯、2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷中的一种或几种。上述技术方案中，所述助交联剂选自异氰酸三烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯、双甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或几种。上述技术方案中，所述抗氧剂为四[ß-（3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]十八烷基醇酯和/或双十八烷基季戊四醇二亚磷酸酯。上述技术方案中，所述光稳定剂是受阻胺类光稳定剂。选自光稳定剂770、光稳定剂622、光稳定剂944、光稳定剂3853、光稳定剂783中的一种或几种。所述光稳定剂770为双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯；所述光稳定剂622为丁二酸与(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇)的聚合物；所述光稳定剂944为聚-{[6-(1,1,3,3-四甲基丁基)-亚氨基]-1,3,5-三嗪-2,4-[2-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-氨基]-亚己基-[4-(2,2,6,6-四甲基哌啶基)]-亚氨基]}；所述光稳定剂3853为2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯；所述光稳定剂783为聚｛[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-双[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑-[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]｝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于太阳能电池组件的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于，由聚烯烃、分散剂、色母粒、硅烷偶联剂和助剂组成；以质量份计，各组分的含量为：聚烯烃                        100份分散剂                        0.01‑2.0份色母粒                        10‑50份硅烷偶联剂                    0.1‑5份助剂                          0.1‑5份；其中，所述聚烯烃为乙烯与α‑烯烃的共聚物，其中乙烯的质量含量为70‑90%；所述α‑烯烃为丙烯、1‑丁烯、1‑戊烯、1‑己烯、1‑辛烯或4‑甲基‑1‑戊烯；所述聚烯烃树脂的DSC熔点为50‑100℃，熔体流动速率为1‑40 g/10min（190℃，2.16 kg）；所述色母粒按质量份计，由如下组分组成：聚烯烃                        100份低分子量聚烯烃                70‑90份钛白粉                        30‑70份纳米二氧化硅                  2‑5份硅酸钠                        0.1‑20份油酸                          1‑10份硅烷偶联剂                    0.1‑10份；其中，所述钛白粉的粒径为0.2‑0.5微米；所述纳米二氧化硅的粒径为5‑25 nm；所述聚烯烃为乙烯与α‑烯烃的共聚物，其中乙烯的质量含量为70‑90%；所述α‑烯烃为丙烯、1‑丁烯、1‑戊烯、1‑己烯、1‑辛烯或4‑甲基‑1‑戊烯；所述聚烯烃树脂的DSC熔点为50‑100℃，熔体流动速率为1‑40 g/10min（190℃，2.16 kg）；所述低分子量聚烯烃选自分子量为1000‑1400的聚乙烯、分子量为400‑1500的聚异丁烯中的一种或两种的混合物。...

【技术特征摘要】
1.一种用于太阳能电池组件的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于，由聚烯烃、分散剂、色母粒、硅烷偶联剂和助剂组成；以质量份计，各组分的含量为：聚烯烃100份分散剂0.01-2.0份色母粒10-50份硅烷偶联剂0.1-5份助剂0.1-5份；其中，所述聚烯烃为乙烯与α-烯烃的共聚物，其中乙烯的质量含量为70-90%；所述α-烯烃为丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或4-甲基-1-戊烯；所述聚烯烃树脂的DSC熔点为50-100℃，熔体流动速率为1-40g/10min（190℃，2.16kg）；所述色母粒按质量份计，由如下组分组成：聚烯烃100份低分子量聚烯烃70-90份钛白粉30-70份纳米二氧化硅2-5份硅酸钠0.1-20份油酸1-10份硅烷偶联剂0.1-10份；其中，所述钛白粉的粒径为0.2-0.5微米；所述纳米二氧化硅的粒径为5-25nm；所述聚烯烃为乙烯与α-烯烃的共聚物，其中乙烯的质量含量为70-90%；所述α-烯烃为丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯或4-甲基-1-戊烯；所述聚烯烃树脂的DSC熔点为50-100℃，熔体流动速率为1-40g/10min（190℃，2.16kg）；所述低分子量聚烯烃选自分子量为1000-1400的聚乙烯、分子量为400-1500的聚异丁烯中的一种或两种的混合物。2.根据权利要求1所述的用于太阳能电池组件的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于：所述分散剂选自聚丙烯酸钠、硬脂酸钠、硬脂酸钙、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的用于太阳能电池组件的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于：所述助剂由质量份数为0.1-2.0份的交联剂、质量份数为0.1-2.0份的助交联剂、质量份数为0.05-1.5份的抗氧剂、质量份数为0.05-1.0份的光稳定剂、质量份数为0.01-1.5份的超细玻璃纤维组成。4.根据权利要求3所述的用于太阳能电池组件的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于：所述交联剂选自过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、双叔丁基过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、4,4-二（叔丁基过氧化）戊酸正丁酯、2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基过氧化）己烷中的一种或几种。5.根据权利要求3所述的用于太阳能电池组件的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于：所述助交联剂选自异氰酸三烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯、双甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或几种。6.根据权利要求3所述的用于太阳能电池组件的白色聚烯烃封装胶膜，其特征在于：所述抗氧剂为四[ß-（3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基）丙酸]十八烷基醇酯和/或双十八烷基季戊四醇二亚...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗吉江，符书臻，郭海涛，花超，朱瑜芳，杨晓燕，胡根先，
申请(专利权)人：苏州度辰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32