一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的eva胶膜及其制备方法

文档序号:3719012阅读:504来源:国知局
一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的eva胶膜及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及太阳能组件封装【技术领域】,具体涉及一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜及其制备方法,所述EVA胶膜的表面设置有凹凸网格状结构,EVA胶膜的厚度为0.1-1mm,EVA胶膜包括如下重量份的原料:EVA树脂80-120份、氧气阻隔剂5-10份、水汽阻隔剂5-10份、交联剂1-5份、偶联剂1-5份、抗氧剂0.5-1.5份。本发明的EVA胶膜通过采用水汽阻隔剂和氧气阻隔剂,具有较高的水汽阻隔性和氧气阻隔性,能有效提高EVA胶膜的湿热老化性能。
【专利说明】一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜及其制备方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能组件封装【技术领域】,具体涉及一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜及其制备方法。

【背景技术】
[0002]太阳能电池封装用EVA胶膜是以EVA树脂为基料,添加各种改性助剂,经螺杆挤出机熔融挤出成型的具有抗紫外、抗老化黄变、剥离强度高等特点的热固性胶膜。主要用于太阳能电池组件的封装,对电池组件起到提高透光率,阻止水汽渗透,耐高低温,抗紫外光老化等作用,确保电池组件的长期稳定高效使用。
[0003]EVA胶膜在户外长期使用过程中会产生降解,出现变色、褪色、脱层、产生乙酸和腐蚀电极等老化现象。除了受紫外光辐照外,EVA胶膜还可能暴露于高温高湿的恶劣环境中。长期处于高温高湿环境下的EVA会发生会水解反应,产生气泡、黄变、脱层等现象,导致光伏组件的光电转换效率明显降低。即使是非透过的背材也不能完全防止水汽在长达20?30年的使用过程中从边缘渗入。欲有效降低光伏组件的吸湿性,需要有好的密封胶,同时使用具有更低扩散因子和更好粘附力的封装材料能更好地防止水汽的进入和保护光伏组件的结构稳定性。因此需要开发出一种既具有高水汽阻隔性、又具有高氧气阻隔性的EVA胶膜。


【发明内容】

[0004]为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,该EVA胶膜具有较高的水汽阻隔性和氧气阻隔性,能有效提高EVA胶膜的湿热老化性能。
[0005]本发明的另一目的在于提供一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜的制备方法,该制备方法工艺简单,操作控制方便,质量稳定,生产效率高,可大规模工业化生产。
[0006]本发明的目的通过下述技术方案实现:一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,所述EVA胶膜的表面设置有凹凸网格状结构,EVA胶膜的厚度为0.1-lmm, EVA胶膜包括如下重量份的原料:
EVA树脂80-120份
氧气阻隔剂 5-10份水汽阻隔剂 5-10份交联剂1-5份
偶联剂1-5份
抗氧剂0.5-1.5份。
[0007]本发明的EVA胶膜通过采用水汽阻隔剂和氧气阻隔剂,具有较高的水汽阻隔性和氧气阻隔性,能有效提尚EVA I父I旲的湿热老化性能。
[0008]优选的,所述EVA树脂为熔点在98-100°C、密度在0.92-0.98g/cm3、醋酸乙烯含量在10%-20%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0009]本发明通过采用熔点在98-100 °C、密度在0.92-0.98g/cm3、醋酸乙烯含量在10%-20%的乙烯-醋酸乙烯共聚物作为EVA树脂,使得EVA胶膜化学稳定性良好,抗老化和耐臭氧强度好。
[0010]优选的,所述氧气阻隔剂为乙烯含量在40-60 %、皂化度在90%以上的乙烯-乙烯醇共聚物。
[0011]本发明通过采用乙烯含量在40-60%、皂化度在90%以上的乙烯-乙烯醇共聚物作为氧气阻隔剂,使得EVA胶膜具有较高的氧气阻隔性。
[0012]优选的,所述水汽阻隔剂是由聚甲基丙烯酸、甲基丙烯酸十三氟辛酯、十七氟癸基三乙氧基硅烷以重量比1:0.8-1.2:1.5-2.5组成的混合物。
[0013]本发明通过采用聚甲基丙烯酸、甲基丙烯酸十三氟辛酯、十七氟癸基三乙氧基硅烷作为水汽阻隔剂复配使用,并控制其重量比为1:0.8-1.2:1.5-2.5,使得EVA胶膜具有较高的水汽阻隔性。
[0014]优选的,所述交联剂是由交联固化剂和助交联剂以重量比8-10:1组成的混合物;所述交联固化剂是由有机过氧化物和偶氮化合物以重量比1:0.8-1.2组成的混合物。
[0015]本发明通过采用交联固化剂和助交联剂作为交联剂复配使用,并控制其重量比为8-10:1,进一步采用有机过氧化物和偶氮化合物作为交联固化剂复配使用,并控制其重量比为1: 0.8-1.2,使得EVA胶膜的强度和弹性好。
[0016]优选的,所述有机过氧化物是由过氧化氢二异丙苯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯和3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯以重量比1.8-2.6:0.8-1.2:1组成的混合物。
[0017]本发明通过采用过氧化氢二异丙苯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯和3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯作为有机过氧化物复配使用,并控制其重量比为1.8-2.6:0.8-1.2:1,使得EVA胶膜的强度和弹性好。本发明采用的偶氮化合物为本领域常用的偶氮化合物,偶氮化合物即AZO,偶氮基一 N=N—与两个烃基相连接而生成的化合物,通式 R-N=N-V。
[0018]优选的,所述助交联剂是由三聚氰酸三烯丙酯和二甲基丙烯酸二乙二醇酯以重量比1: 1.4-2.2组成的混合物。
[0019]本发明通过采用三聚氰酸三烯丙酯和二甲基丙烯酸二乙二醇酯作为助交联剂复配使用,并控制其重量比为1: 1.4-2.2,使得EVA胶膜的强度和弹性好。
[0020]优选的,所述偶联剂是由乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三甲氧基乙氧基)硅烷以重量比1.4-2.2:1:2-3组成的混合物。
[0021]本发明通过采用乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷作为偶联剂复配使用,并控制其重量比为1.4-2.2:1:2-3,可降低合成树脂熔体的粘度,改善填充剂的分散度以提高加工性能,进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能。
[0022]优选的,所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:1_2组成的混合物。
[0023]本发明通过采用抗氧剂1010和抗氧剂168作为抗氧剂复配使用,并控制其重量比为1:1_2,两种抗氧剂均为环保抗氧剂且具有一定的协同作用,可以延缓或抑制材料氧化过程的进行,从而阻止材料的老化并延长其使用寿命。
[0024]本发明的另一目的通过下述技术方案实现:一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜的制备方法,包括如下步骤:
Cl)先将上述原料经过混料机混合均匀,得到混合物;
(2)将步骤(I)所得混合物投入流延机里,在100-180°C经过塑化挤出,经具有凹凸结构的钢辊和橡胶辊压延,制得厚度为0.1-1mm且表面设置有凹凸网格状结构的EVA胶膜。
[0025]本发明的制备方法工艺简单,操作控制方便,质量稳定,生产效率高,可大规模工业化生产。
[0026]本发明的有益效果在于:本发明通过采用水汽阻隔剂和氧气阻隔剂,并结合特定的配比,制得的EVA胶膜具有较高的水汽阻隔性和氧气阻隔性,能有效提高EVA胶膜的湿热老化性能。本发明的EVA胶膜水汽透过率为< lg/m2*d,氧气透过率< 0.5cm3/m2*24h*atm。
[0027]本发明的制备方法工艺简单,操作控制方便,质量稳定,生产效率高,可大规模工业化生产。

【具体实施方式】
[0028]为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0029]实施例1
一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,所述EVA胶膜的表面设置有凹凸网格状结构,EVA胶膜的厚度为0.lmm, EVA胶膜包括如下重量份的原料:
EVA树脂80份
氧气阻隔剂 5份水汽阻隔剂 5份交联剂I份
偶联剂I份
抗氧剂0.5份。
[0030]所述EVA树脂为熔点在98°C、密度在0.92g/cm3、醋酸乙烯含量在10%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0031 ] 所述氧气阻隔剂为乙烯含量在40 %、皂化度在90 %以上的乙烯-乙烯醇共聚物。
[0032]所述水汽阻隔剂是由聚甲基丙烯酸、甲基丙烯酸十三氟辛酯、十七氟癸基三乙氧基娃烧以重量比1: 0.8:1.5组成的混合物。
[0033]所述交联剂是由交联固化剂和助交联剂以重量比8:1组成的混合物;所述交联固化剂是由有机过氧化物和偶氮化合物以重量比1:0.8组成的混合物。
[0034]所述有机过氧化物是由过氧化氢二异丙苯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯和3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯以重量比1.8:0.8:1组成的混合物。
[0035]所述助交联剂是由三聚氰酸三烯丙酯和二甲基丙烯酸二乙二醇酯以重量比1:1.4组成的混合物。
[0036]所述偶联剂是由乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷以重量比1.4:1:2组成的混合物。
[0037]所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:1组成的混合物。
[0038]一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜的制备方法,包括如下步骤:
Cl)先将上述原料经过混料机混合均匀,得到混合物;
(2)将步骤(I)所得混合物投入流延机里,在100°C经过塑化挤出,经具有凹凸结构的钢辊和橡胶辊压延,制得厚度为0.1mm且表面设置有凹凸网格状结构的EVA胶膜。
[0039]实施例2
一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,所述EVA胶膜的表面设置有凹凸网格状结构,EVA胶膜的厚度为0.3mm, EVA胶膜包括如下重量份的原料:
EVA树脂90份
氧气阻隔剂 6份水汽阻隔剂 6份交联剂2份
偶联剂2份
抗氧剂0.7份。
[0040]所述EVA树脂为熔点在98°C、密度在0.93g/cm3、醋酸乙烯含量在12%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0041 ] 所述氧气阻隔剂为乙烯含量在45 %、皂化度在90 %以上的乙烯-乙烯醇共聚物。
[0042]所述水汽阻隔剂是由聚甲基丙烯酸、甲基丙烯酸十三氟辛酯、十七氟癸基三乙氧基硅烷以重量比1:0.9:1.7组成的混合物。
[0043]所述交联剂是由交联固化剂和助交联剂以重量比8.5:1组成的混合物;所述交联固化剂是由有机过氧化物和偶氮化合物以重量比1:0.9组成的混合物。
[0044]所述有机过氧化物是由过氧化氢二异丙苯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯和3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯以重量比2:0.9:1组成的混合物。
[0045]所述助交联剂是由三聚氰酸三烯丙酯和二甲基丙烯酸二乙二醇酯以重量比1:1.6组成的混合物。
[0046]所述偶联剂是由乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷以重量比1.6:1:2.2组成的混合物。
[0047]所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:1.2组成的混合物。
[0048]一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜的制备方法,包括如下步骤:
Cl)先将上述原料经过混料机混合均匀,得到混合物;
(2)将步骤(I)所得混合物投入流延机里,在120°C经过塑化挤出,经具有凹凸结构的钢辊和橡胶辊压延,制得厚度为0.4mm且表面设置有凹凸网格状结构的EVA胶膜。
[0049]实施例3
一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,所述EVA胶膜的表面设置有凹凸网格状结构,EVA胶膜的厚度为0.5mm, EVA胶膜包括如下重量份的原料: EVA树脂100份
氧气阻隔剂 7份水汽阻隔剂 7份交联剂3份
偶联剂3份
抗氧剂I份。
[0050] 所述EVA树脂为熔点在99°C、密度在0.95g/cm3、醋酸乙烯含量在15%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0051 ] 所述氧气阻隔剂为乙烯含量在50 %、皂化度在90 %以上的乙烯-乙烯醇共聚物。
[0052]所述水汽阻隔剂是由聚甲基丙烯酸、甲基丙烯酸十三氟辛酯、十七氟癸基三乙氧基硅烷以重量比1:1:2组成的混合物。
[0053]所述交联剂是由交联固化剂和助交联剂以重量比9:1组成的混合物;所述交联固化剂是由有机过氧化物和偶氮化合物以重量比1:1组成的混合物。
[0054]所述有机过氧化物是由过氧化氢二异丙苯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯和3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯以重量比2.2:1:1组成的混合物。
[0055]所述助交联剂是由三聚氰酸三烯丙酯和二甲基丙烯酸二乙二醇酯以重量比1:1.8组成的混合物。
[0056]所述偶联剂是由乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷以重量比1.8:1:2.5组成的混合物。
[0057]所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:1.5组成的混合物。
[0058]一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜的制备方法,包括如下步骤:
Cl)先将上述原料经过混料机混合均匀,得到混合物;
(2)将步骤(I)所得混合物投入流延机里,在140°C经过塑化挤出,经具有凹凸结构的钢辊和橡胶辊压延,制得厚度为0.5mm且表面设置有凹凸网格状结构的EVA胶膜。
[0059]实施例4
一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,所述EVA胶膜的表面设置有凹凸网格状结构,EVA胶膜的厚度为0.8mm, EVA胶膜包括如下重量份的原料:
EVA树脂110份
氧气阻隔剂 8份水汽阻隔剂 8份交联剂4份
偶联剂4份
抗氧剂1.2份。
[0060]所述EVA树脂为熔点在99°C、密度在0.97g/cm3、醋酸乙烯含量在17%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0061 ] 所述氧气阻隔剂为乙烯含量在55 %、皂化度在90 %以上的乙烯-乙烯醇共聚物。
[0062]所述水汽阻隔剂是由聚甲基丙烯酸、甲基丙烯酸十三氟辛酯、十七氟癸基三乙氧基硅烷以重量比1:1.1:2.2组成的混合物。
[0063]所述交联剂是由交联固化剂和助交联剂以重量比9.5:1组成的混合物;所述交联固化剂是由有机过氧化物和偶氮化合物以重量比1:1.1组成的混合物。
[0064]所述有机过氧化物是由过氧化氢二异丙苯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯和3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯以重量比2.4:1.1:1组成的混合物。
[0065]所述助交联剂是由三聚氰酸三烯丙酯和二甲基丙烯酸二乙二醇酯以重量比1:2组成的混合物。
[0066]所述偶联剂是由乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷以重量比2:1:2.7组成的混合物。
[0067]所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:1.7组成的混合物。
[0068]一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜的制备方法,包括如下步骤:
Cl)先将上述原料经过混料机混合均匀,得到混合物;
(2)将步骤(I)所得混合物投入流延机里,在160°C经过塑化挤出,经具有凹凸结构的钢辊和橡胶辊压延,制得厚度为0.8mm且表面设置有凹凸网格状结构的EVA胶膜。
[0069]实施例5
一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,所述EVA胶膜的表面设置有凹凸网格状结构,EVA胶膜的厚度为1_,EVA胶膜包括如下重量份的原料:
EVA树脂120份
氧气阻隔剂 10份水汽阻隔剂 10份交联剂5份
偶联剂5份
抗氧剂1.5份。
[0070]所述EVA树脂为熔点在100°C、密度在0.98g/cm3、醋酸乙烯含量在20%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
[0071 ] 所述氧气阻隔剂为乙烯含量在60 %、皂化度在90 %以上的乙烯-乙烯醇共聚物。
[0072]所述水汽阻隔剂是由聚甲基丙烯酸、甲基丙烯酸十三氟辛酯、十七氟癸基三乙氧基硅烷以重量比1:1.2:2.5组成的混合物。
[0073]所述交联剂是由交联固化剂和助交联剂以重量比10:1组成的混合物;所述交联固化剂是由有机过氧化物和偶氮化合物以重量比1:1.2组成的混合物。
[0074]所述有机过氧化物是由过氧化氢二异丙苯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯和3,3-二(叔丁基过氧)丁酸乙酯以重量比2.6:1.2:1组成的混合物。
[0075]所述助交联剂是由三聚氰酸三烯丙酯和二甲基丙烯酸二乙二醇酯以重量比1:2.2组成的混合物。
[0076]所述偶联剂是由乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷以重量比2.2:1:3组成的混合物。
[0077]所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比I '2组成的混合物。
[0078]一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜的制备方法,包括如下步骤: (1)先将上述原料经过混料机混合均匀,得到混合物;
(2)将步骤(I)所得混合物投入流延机里,在180°C经过塑化挤出,经具有凹凸结构的钢辊和橡胶辊压延,制得厚度为Imm且表面设置有凹凸网格状结构的EVA胶膜。
[0079]本发明通过采用水汽阻隔剂和氧气阻隔剂,并结合特定的配比,制得的EVA胶膜具有较高的水汽阻隔性和氧气阻隔性,能有效提高EVA胶膜的湿热老化性能。本发明的EVA胶膜水汽透过率为< lg/m2*d,氧气透过率< 0.5cm3/m2*24h*atm。
[0080]上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,其特征在于:所述EVA胶膜的表面设置有凹凸网格状结构,EVA胶膜的厚度为0.1-lmm, EVA胶膜包括如下重量份的原料: EVA树脂80-120份 氧气阻隔剂 5-10份 水汽阻隔剂 5-10份 交联剂1-5份 偶联剂1-5份 抗氧剂0.5-1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,其特征在于:所述EVA树脂为熔点在98-100 °C、密度在0.92-0.98g/cm3、醋酸乙烯含量在10%-20%的乙烯-醋酸乙烯共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,其特征在于:所述氧气阻隔剂为乙烯含量在40-60%、皂化度在90%以上的乙烯-乙烯醇共聚物。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,其特征在于:所述水汽阻隔剂是由聚甲基丙烯酸、甲基丙烯酸十三氟辛酯、十七氟癸基三乙氧基硅烷以重量比1:0.8-1.2:1.5-2.5组成的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,其特征在于:所述交联剂是由交联固化剂和助交联剂以重量比8-10:1组成的混合物;所述交联固化剂是由有机过氧化物和偶氮化合物以重量比1:0.8-1.2组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,其特征在于:所述有机过氧化物是由过氧化氢二异丙苯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯和3,3_ 二(叔丁基过氧)丁酸乙酯以重量比1.8-2.6:0.8-1.2:1组成的混合物。
7.根据权利要求5所述的一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,其特征在于:所述助交联剂是由三聚氰酸三烯丙酯和二甲基丙烯酸二乙二醇酯以重量比1:1.4-2.2组成的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,其特征在于:所述偶联剂是由乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷以重量比1.4-2.2:1:2-3组成的混合物。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜,其特征在于:所述抗氧剂是由抗氧剂1010和抗氧剂168以重量比1:1-2组成的混合物。
10.权利要求1~9任意一项所述的一种太阳能组件封装用高水汽氧气阻隔性的EVA胶膜的制备方法,其特征在于:包括如下步骤: (1)先将上述原料经过混料机混合均匀,得到混合物; (2)将步骤(1)所得混合物投入流延机里,在100-180°C经过塑化挤出,经具有凹凸结构的钢辊和橡胶辊压延,制得厚度为0.1-lmm且表面设置有凹凸网格状结构的EVA胶膜。
【文档编号】C09J7/00GK104449436SQ201410847401
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月31日 优先权日:2014年12月31日
【发明者】闫洪嘉, 李萍 申请人:明冠新材料股份有限公司
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