一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜，所述光伏封装材料主要由光伏封装材料EVA树脂、改性抗腐蚀助剂、引发剂、增粘剂、光稳定剂组成。改性抗腐蚀助剂是使用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或稀土偶联剂改性的金属氢氧化物、金属氧化物或金属碳酸化合物。其比表面积为40～250m

A Corrosion Resistant PV Packaging Material EVA Film and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜及其制备方法
本专利技术属于光伏组件用封装材料领域，尤其涉及一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。
技术介绍
光伏组件在高温、高湿及光照的条件下使用时，湿气或水逐渐深入组件内部，在光和热的作用下，EVA发生NorrishtypeⅡ脱乙酰反应，产生醋酸。在醋酸存在的环境下，锡铜焊带的两种金属之间形成电势电位差，电势电位低的金属将被腐蚀。涂锡铜焊带中两种金属的标准电极电位分别是Sn2+：-0.136V，Pb2+：-0.126V，两者电位虽然相近，但仍可能发生电化学腐蚀使涂锡铜焊带黄变。另外，EVA交联一般由过氧化物引发，由于层压工艺的限制，组件不可避免地有过氧化物的残留，当EVA胶膜的醋酸含量累积过高时，醋酸与EVA中残留的过氧化物交联剂反应，形成氢过氧化物，氢过氧化物活性较高，与之接触的银被腐蚀成黑色的氧化银，晶体硅电池表面的银栅线被氧化而变黑。醋酸还能腐蚀电池的铝背场，降低铝背场与硅片的附着力，严重影响电池的电性能，降低组件的输出功率，组件的耐久性也降低。因此，为了防止组件内部焊带、汇流条和金属栅线等的腐蚀，同时保持组件输出功率的稳定，延长组件使用寿命，因此亟待解决光伏封装EVA胶膜水解产生的醋酸等对组件内部的金属腐蚀。目前，专利CN102318080B提供一种太阳能电池密封膜，通过加入pH大于9.0的水滑石作为吸附剂，来抑制导线、电极生锈，但水滑石价格相对较贵，增加了密封膜的生产成本。专利CN101542748B公开一种太阳能电池密封膜，该EVA薄膜受光侧含有酸吸收剂氢氧化镁，背光侧含有酸吸收剂氢氧化镁、氧化镁、氢氧化钙等，此类酸吸收剂为极性无机物，表面能大，表面活性高，与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的相容性很差，易造成界面缺陷，导致材料性能下降，不能很好的保证太阳能电池的耐久性，同时此类酸吸收剂的加入会造成EVA胶膜的透光率降低，进而引起组件的光电转换效率降低。CN108610546A提供一种太阳能电池用封装材料，通过加入氧化镁抑制乙烯-醋酸乙烯酯共聚物产生醋酸，但未改性的氧化镁粒子由于表面能相对较高，根据能量最低原理，使得氧化镁粒子之间相互吸引而降低表面能，因此氧化镁粒子之间可能发生严重的团聚现象，形成较大的颗粒，从而降低氧化镁粒子的比表面积，进一步降低封装胶膜的透光率，同时氧化镁为极性无机物，与EVA的相容性差，易造成界面缺陷，影响胶膜的力学性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜，以质量份计的下述原料组成：所述改性抗腐蚀助剂是使用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或稀土偶联剂对金属氢氧化物、金属氧化物或金属碳酸化合物进行改性。所述改性抗腐蚀助剂的比表面积为40～280m2/g。进一步地，所述改性抗腐蚀助剂的质量份为0.05～0.5，更优选的，质量份为0.1～0.5；所述的改性抗腐蚀助剂的粒径为0.02～50μm，优选0.02～10μm，更优选20～100nm。所述成核增透剂的质量份为0.1～3，更优选的，质量份为0.1～2，最优选的，质量份为0.1～1.0。所述的成核增透剂纳米颗粒的粒径为1～100nm，优选1～20nm，更优选1～10nm。进一步地，所述改性抗腐蚀助剂所使用的硅烷偶联剂的化学式为YSiX3，其中，Y为非水解基团，包括乙烯基、环氧基、甲基丙烯酰氧基，X优选甲氧基、乙氧基、乙酰氧基等；这些基团连接在钛酸酯分子的末端，可以与有机物进行化学反应而结合在一起。所述改性抗腐蚀助剂所使用的钛酸酯偶联剂的化学式为RO-Ti(OX-R-Y)3，R-是长碳键烷烃基，Y是羟基、氨基、环氧基或含双键的基团等。能和有机聚合物进行弯曲缠结，使有机物和无机物的相容性得到改善，提高材料的抗冲击强度；Y是羟基、氨基、环氧基或含双键的基团等。所述改性抗腐蚀助剂所使用的稀土偶联剂的化学式为(C3H7O)xRe(OCOR′)m(OCOR2)n(OAB)y。稀土偶联剂不仅能与所要改性的金属化合物起到双亲偶联作用，还因稀土元素独特的外电子层结构，与金属化合物无机粉体通过“核-壳”包裹和无机刚性粒子增韧，与封装材料基体树脂既具有较好的相容性，同时可以改善封装材料的其他性能。进一步地，所述改性抗腐蚀助剂所使用的硅烷偶联剂具体包括但不限于乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三异丙氧基硅烷，优选乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。进一步地，所述金属化合物包括但不限于氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化锌、氢氧化钡、氢氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡、氧化铝、碳酸镁、碳酸钙、碳酸锌、碳酸钡等中的一种或多种按任意配比混合组成。进一步地，所述光伏封装EVA胶膜的VA含量为12-34wt％。进一步地，所述成核增透剂为具有量子点效应的由IV-Ⅵ、II-Ⅵ，IV-VI或III-V元素组成的量子点纳米颗粒，具体选自硫化镉、硒化镉、碲化镉、硫化锌、硒化锌、硫化铅、硒化铅、磷化铟、砷化铟、铟化镓、氮化镓、砷化镓、氮化铟砷、铟砷化镓、硫化硒镉。进一步地，所述引发剂由叔丁基过氧化碳酸异丙酯、2,5-二甲基2,5-双(叔丁过氧基)己烷、1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、2,5-二甲基2,5-双(叔丁过氧化)己烷、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)环己烷、2,2-双(叔丁基过氧)丁烷、过氧化碳酸叔戊酯、过氧化3,3,5-三甲基己酸叔丁酯的一种或多种按任意配比混合组成。进一步地，所述助交联剂为多官能团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯类化合物。所述助交联剂选自季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化甘油三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯、聚乙二醇(200)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯、乙氧化双酚A二丙烯酸酯、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯、1，3-丁二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯。进一步地，所述紫外光吸收剂由2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二戊基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑的一种或多种按任意配比混合组成。进一步地，所述增粘剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜，其特征在于，所述光伏封装材料以质量份计的下述原料组成：

【技术特征摘要】
1.一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜，其特征在于，所述光伏封装材料以质量份计的下述原料组成：所述改性抗腐蚀助剂是使用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或稀土偶联剂改性的金属氢氧化物、金属氧化物或金属碳酸化合物。所述改性抗腐蚀助剂的比表面积为40～280m2/g。2.根据权利要求1所述的一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜，其特征在于，所述改性抗腐蚀助剂的质量份为0.05～0.5，更优选的，质量份为0.1～0.5；所述的改性抗腐蚀助剂的粒径为0.02～50μm，优选0.02～10μm，更优选20～100nm。所述成核增透剂的质量份为0.1～3，更优选的，质量份为0.1～2，最优选的，质量份为0.1～1.0。所述的成核增透剂纳米颗粒的粒径为1～100nm，优选1～20nm，更优选1～10nm。3.根据权利要求1所述的一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜，其特征在于，所述改性抗腐蚀助剂所使用的硅烷偶联剂的化学式为YSiX3，其中，Y为非水解基团，包括乙烯基、环氧基、甲基丙烯酰氧基，X优选甲氧基、乙氧基、乙酰氧基等；所述改性抗腐蚀助剂所使用的钛酸酯偶联剂的化学式为RO-Ti(OX-R-Y)3，R-是长碳键烷烃基，Y是羟基、氨基、环氧基或含双键的基团等。4.根据权利要求3所述的一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜，其特征在于，所述改性抗腐蚀助剂所使用的硅烷偶联剂包括但不限于乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三异丙氧基硅烷，优选乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷。5.根据权利要求1所述的一种抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜，其特征在于，所述金属氢氧化物、金属氧化物或金属碳酸化合物包括但不限于氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化锌、氢氧化钡、氢氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡、氧化铝、碳酸镁、碳酸钙、碳酸锌、碳酸钡等中的一种或多种按任意配比混合组成。6.根据权利要求1所述的抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜，其特征在于，所述光伏封装材料EVA树脂的VA含量为12-34wt％。7.根据权利要求1所述的抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜，其特征在于，所述成核增透剂为具有量子点效应的由IV-VI、II-VI，IV-VI或III-V元素组成的粒径小于100nm的量子点纳米颗粒，具体选自硫化镉、硒化镉、碲化镉、硫化锌、硒化锌、硫化铅、硒化铅、磷化铟、砷化铟、铟化镓、氮化镓、砷化镓、氮化铟砷、铟砷化镓、硫化硒镉。8.根据权利要求1所述的抗腐蚀的光伏封装材料EVA胶膜，其特征在于，所述引发剂由叔丁基过氧化碳酸异丙酯、2,5-二甲基2,5-双(叔丁过氧基)己烷、1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、2,5-二甲基2,5-双(叔丁过氧化)己烷、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)环己烷、2,2-双(叔丁基过氧)丁烷、过氧化碳酸叔戊酯、过氧化3,3,5-三甲基己酸叔丁酯的一种或多种按任意配比混合组成。所述助交联剂为多官能团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏梦娟，彭瑞群，侯宏兵，桑燕，周光大，穆丹华，
申请(专利权)人：杭州福斯特应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33