一种太阳能封装材料用复合封装胶膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能封装材料用复合封装胶膜，由EVA胶膜层与POE胶膜层组成；所述EVA胶膜层由按重量份计的如下原料制备而成：EVA树脂100份，复合交联剂0.5‑1.6份，助交联剂0.5‑1份，紫外吸收剂0.05‑0.2份，抗氧剂0.03‑0.1份，增粘剂0.1‑0.5份。所述复合交联剂包括过氧化物和交联控制剂。本发明专利技术还公开了太阳能封装材料用复合封装胶膜的制备方法，包括POE树脂的熔融挤出步骤、EVA树脂的熔融挤出步骤和共挤步骤。本发明专利技术的复合封装胶膜解决了固化膜的气泡及凝胶含量过低的问题，同时具有透光率好、玻璃强度高的特点。该制备方法能够同时满足流延制膜时工艺稳定性、层压工艺稳定性及交联固化高效性的要求。

A composite packaging film for solar energy packaging materials and its preparation method

The invention discloses a composite packaging film for solar energy packaging materials, which is composed of EVA film and POE film. The EVA film layer is prepared from 100 parts of EVA resin, 0.5 1.6 parts of composite crosslinking agent, 0.5 1 part of auxiliary crosslinking agent, 0.05 0.2 parts of ultraviolet absorbent, 0.03 0.1 part of antioxidant and 0.1 0.5 parts of tackifier by weight. The composite crosslinking agent comprises peroxide and crosslinking control agent. The invention also discloses a preparation method of composite packaging film for solar packaging materials, including the melt extrusion step of POE resin, the melt extrusion step of EVA resin and the co-extrusion step. The composite packaging film of the invention solves the problem of low bubble and gel content of the cured film, and has the advantages of good transmittance and high glass strength. The preparation method can meet the requirements of process stability, lamination process stability and cross-linking curing efficiency in tape casting.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能封装材料用复合封装胶膜及其制备方法
本专利技术涉及一种封装胶膜，具体涉及一种太阳能封装材料用复合封装胶膜及其制备方法。
技术介绍
太阳能电池是一种把太阳能直接转化为电能的装置，太阳能电池组件的使用环境通常在室外高温下曝晒。所以为了防止电池片直接接触空气而受到损坏，一般用两层封装胶膜将电池片夹在在钢化玻璃和背板之间，通过真空加热层压使它们粘合成一体。这两层封装胶膜主要起到了密封及保护电池片的作用，以延长整个电池组件的使用寿命。目前，工业上的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。目前，聚烯烃弹性体(POE)作为新型封装胶膜基体材料受到了广泛关注，与目前广泛使用的EVA封装胶膜相比，POE封装胶膜在透光率指标上以EVA相当，而在体积电阻率、水汽阻隔率、耐老化性能以及抗PID等性能指标上POE胶膜具有明显优势，是EVA封装胶膜的优秀替代品。但由于POE分子链上缺乏极性基团，其对背板与玻璃的粘结性能远远不及EVA封装胶膜。目前工业化应用的POE胶膜大多采用与EVA封装胶膜相同的增粘方法，即在制备配方中加入硅烷偶联剂作为胶膜粘结改性剂，但在EVA封装胶膜中应用良好的增粘剂配方用于POE封装胶膜中时，POE封装胶膜与玻璃及背板的粘结强度却较差，无法满足光伏组件的使用要求。于是人们通过增大偶联剂用量或多种偶联剂复配的方法实现POE封装胶膜粘结性能的提高，但这种方法大大提高了POE封装胶膜的产品成本。从经济角度考虑，可以设想将POE与EVA进行共混，利用EVA极性基团实现高粘结性能的同时又具有POE的优异耐老化性能。但是实践中发现，简单的共混后挤出流延工艺稳定性较差，POE与EVA分相严重，必须在共混步骤提供预处理工艺，而这又给POE封装胶膜加大了生产制备成本。为解决POE与EVA共混胶膜存在流延工艺稳定较差的问题，也可以设想将POE与EVA进行多层共挤来实现流延成膜的工艺稳定性。但是实验结果表明，尽管共挤复合膜可以实现EVA/POE膜的流延稳定性，但由于POE封装胶膜的层压固化温度一般比EVA高5-10℃左右，若以POE胶膜层压温度对复合膜层压会出现EVA胶膜层气泡现象严重，而以EVA胶膜层压温度对复合膜层压则会出现POE胶膜层交联效果不佳，因此，两者固化温度不同就导致EVA/POE复合封装胶膜无法同时满足层压工艺稳定性及交联固化高效性的要求。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种太阳能封装材料用复合封装胶膜，它解决了固化膜的气泡及凝胶含量过低的问题，同时具有透光率好、玻璃强度高的特点。本专利技术的目的之二在于提供一种太阳能封装材料用复合封装胶膜的制备方法，该制备方法能够同时满足流延制膜时工艺稳定性、层压工艺稳定性及交联固化高效性的要求。本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：一种太阳能封装材料用复合封装胶膜，其特征在于，由EVA胶膜层与POE胶膜层组成；所述EVA胶膜层由按重量份计的如下原料制备而成：EVA树脂100份，复合交联剂0.5-1.6份，助交联剂0.5-1份，紫外吸收剂0.05-0.2份，抗氧剂0.03-0.1份，增粘剂0.1-0.5份。进一步地，所述POE胶膜层由按重量份计的如下原料制备而成：POE树脂100份，交联剂0.5-1.2份，助交联剂0.5-1份，紫外吸收剂0.05-0.2份，抗氧剂0.03-0.1份，增粘剂0.1-0.5份。进一步地，所述POE树脂的熔体流动速率为10g/10min-40g/10min，透光率≥90％；所述EVA树脂的熔体流动速率为10g/10min-30g/10min，透光率≥90％。进一步地，所述复合交联剂包括过氧化物和交联控制剂。进一步地，所述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℃。进一步地，所述过氧化物为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；所述交联控制剂为二烯丙基胺、三烯丙基胺、二甲基烯丙基胺、N-甲基二烯丙基胺中的一种。进一步地，所述复合交联剂中过氧化物与交联控制剂的重量份为：4-6：1。进一步地，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两种以上；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两种以上；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)酯中的一种或两种以上；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两种以上。本专利技术的目的之二采用如下技术方案实现：一种太阳能封装材料用复合封装胶膜的制备方法，其特征在于，包括：POE树脂的熔融挤出步骤：将配方量的POE树脂、交联剂、助交联剂、紫外吸收剂、抗氧剂、增粘剂混合均匀，得到POE混合料；然后将POE混合料投入第一单螺杆挤出机进行熔融并挤出，得到POE熔融物料；EVA树脂的熔融挤出步骤：将配方量的EVA树脂、复合交联剂、助交联剂、紫外吸收剂、抗氧剂、增粘剂混合均匀，得到EVA混合料；然后将EVA混合料投入第二单螺杆挤出机进行熔融并挤出，得到EVA熔融物料；共挤步骤：将POE熔融物料和EVA熔融物料输送至共挤模头，模头入口的分配器将EVA熔融物料分配至上层形成EVA胶膜层，将POE熔融物料分配至下层形成POE胶膜层，并且将它们输送至共挤模头出口处汇合，然后利用压花辊进行牵伸、冷却辊进行冷却成膜，制得复合封装胶膜。进一步地，POE树脂的熔融挤出步骤中，第一单螺杆挤出机的各区温度设置为：Ⅰ区温度为60-70℃、Ⅱ区温度为70-80℃、Ⅲ区温度为75-85℃、Ⅳ区温度为80-90℃、Ⅴ区温度为85-95℃、Ⅵ区温度为90-95℃、机头95℃；EVA树脂的熔融挤出步骤，第二单螺杆挤出机的各区温度设置为：Ⅰ区温度为55-65℃、Ⅱ区温度为65-75℃、Ⅲ区温度为70-80℃、Ⅳ区温度为75-85℃、Ⅴ区温度为80-90℃、Ⅵ区温度为90-95℃、机头95℃。进一步地，共挤步骤中，共挤模头的温度为90-100℃；压花辊的温度为50-70℃，冷却辊的温度为40-60℃，牵伸比为0.8-1.2。进一步地，复合封装胶膜的总厚度为0.4-0.5mm，其中，EVA胶膜层的厚度占复合封装胶膜总厚度的30-50％。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术通过采用交联控制剂与过氧化物组成双组分复合交联剂，其中，交联控制剂的化学结构带有特定功能基团。其一方面可以抑制EVA胶膜层中交联剂在高温层压过程中的迅速分解而产生大量气泡，实现缓慢分解达到交联网络均匀完善化，从而保证复合膜的层压工艺稳定性；另一方面又可以让POE胶膜层匹配其最佳固化温度，进而实现POE胶膜层的交联固化高效性。因此，本专利技术的复合封装胶膜解决了固化膜的气泡及凝胶含量过低的问题，同时具有透光率好、玻璃强度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能封装材料用复合封装胶膜，其特征在于，由EVA胶膜层与POE胶膜层组成；所述EVA胶膜层由按重量份计的如下原料制备而成：EVA树脂100份，复合交联剂0.5‑1.6份，助交联剂0.5‑1份，紫外吸收剂0.05‑0.2份，抗氧剂0.03‑0.1份，增粘剂0.1‑0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能封装材料用复合封装胶膜，其特征在于，由EVA胶膜层与POE胶膜层组成；所述EVA胶膜层由按重量份计的如下原料制备而成：EVA树脂100份，复合交联剂0.5-1.6份，助交联剂0.5-1份，紫外吸收剂0.05-0.2份，抗氧剂0.03-0.1份，增粘剂0.1-0.5份。2.如权利要求1所述的太阳能封装材料用复合封装胶膜，其特征在于，所述POE胶膜层由按重量份计的如下原料制备而成：POE树脂100份，交联剂0.5-1.2份，助交联剂0.5-1份，紫外吸收剂0.05-0.2份，抗氧剂0.03-0.1份，增粘剂0.1-0.5份。3.如权利要求2所述的太阳能封装材料用复合封装胶膜，其特征在于，所述POE树脂的熔体流动速率为10g/10min-40g/10min，透光率≥90％；所述EVA树脂的熔体流动速率为10g/10min-30g/10min，透光率≥90％。4.如权利要求1或2所述的太阳能封装材料用复合封装胶膜，其特征在于，所述复合交联剂包括过氧化物和交联控制剂。5.如权利要求4所述的太阳能封装材料用复合封装胶膜，其特征在于，所述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℃。6.如权利要求5所述的太阳能封装材料用复合封装胶膜，其特征在于，所述过氧化物为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；所述交联控制剂为二烯丙基胺、三烯丙基胺、二甲基烯丙基胺、N-甲基二烯丙基胺中的一种。7.如权利要求4所述的太阳能封装材料用复合封装胶膜，其特征在于，所述复合交联剂中过氧化物与交联控制剂的重量份为：4-6：1。8.如权利要求2所述的太阳能封装材料用复合封装胶膜，其特征在于，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两种以上；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...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪加胜，陈磊，郭森，杨同禄，唐舫成，白文韬，
申请(专利权)人：江苏鹿山光电科技有限公司，广州鹿山新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32