一种高体阻、低成本EVA胶膜及其制备方法与流程

本发明涉及聚合物膜的，尤其涉及乙烯-醋酸乙烯酯树脂(eva)膜的，属于光伏胶膜范畴。

背景技术：

1、太阳能发电装置是利用太阳能光伏电池组件在p-n结的作用下将光能转换成电能的装置，是一种绿色清洁能源，其中最重要的核心装置是太阳能光伏电池组件，该组件是夹层装置，中心为太阳能电池，电池两侧为光伏胶膜，胶膜两侧是光伏玻璃或背板，通过加热层压制成光伏组件，由于光伏组件整体运营寿命高达25年，其组件的封装胶膜极为重要，一旦胶膜失效会造成组件报废，运营寿命降低。

2、目前eva仍是光伏胶膜的主流材料，由于具有明显的成本优势，大多数光伏组件的封装使用eva胶膜。虽然行业技术持续进步，但是eva胶膜仍存在体阻低、老化后粘接强度低、抗pid性能差等问题，除用聚烯烃弹性体胶膜替代外，尚没有较好的解决方案，并且聚烯烃弹性体胶膜也存在其它问题。本发明通过在配方中加入含双键的烯烃低聚物，此类树脂与eva相容性较好，同时可改善胶膜的体阻和粘接性能，并且提供了更多的交联位点，在提高硫化性能的同时可以减少过氧化物用量，降低成本、提高安全性。

技术实现思路

1、本发明提供了一类高体阻、低成本eva胶膜及制备方法，通过加入可交联烯烃低聚物组分，改善了eva胶膜的体阻、显著提升与玻璃和电池的粘结性，减少引发剂用量，在降低成本的同时，胶膜抗pid性能优异。本发明所采用的技术方案如下：

2、一种高体阻、低成本eva胶膜，该类胶膜包括eva树脂、含双键烯烃低聚物、有机过氧化物交联剂、助交联剂、抗氧剂、硅烷偶联剂等。

3、一种高体阻、低成本eva胶膜，其中eva树脂的特征在于，由乙烯和醋酸乙烯经聚合得到的无规或嵌段聚合物，分子量mw在30000～250000之间，pdi为1.5-3，190℃、2.16kg荷重的条件下测定得到的mfr为1～50g/10分钟，优选为10-30g/10分钟；醋酸乙烯含量10-45wt％，优选为醋酸乙烯含量20-35％；体阻为1013-1016ω·cm。

4、进一步所述的eva胶膜中的改善粘接和体阻的组分为结构中含双键的烯烃低聚物，包括低分子量乙烯-丁二烯共聚物、低分子量丙烯-丁二烯共聚物、c5石油树脂、c9石油树脂、c5c9共聚石油树脂、低分子量丁二烯-异戊二烯共聚物等，上述低聚物数均分子量在500-5000范围内。

5、进一步所述的eva胶膜中的交联剂为过氧化物类交联剂，包含但不限于以下一种或几种：1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、1,1-双(叔戊基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基-2,5-(双叔丁过氧基)己烷、1,1-双(叔戊基过氧)环己烷、1,1-双(叔丁基过氧)环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、2,2-双(叔丁基过氧)丁烷、过氧化2-乙基己基碳酸叔戊酯、过氧化碳酸叔戊酯、过氧化3,3,5-三甲基己酸叔丁酯、叔丁基过氧化碳酸异丙酯、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯。交联剂的用量为0.1-5重量份。优选0.5-2重量份。

6、进一步地所述的助交联剂为多官能团的丙烯酸酯类物质中的一种或多种，包括但不限于以下一种或几种：乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、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、季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧化双酚a二丙烯酸酯、乙氧化双酚a二甲基丙烯酸酯、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四甲基丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯。基于100重量份的基体树脂，助交联剂的用量为0.1-5重量份，优选0.1-2重量份。

7、进一步地，所述的偶联剂是硅烷类偶联剂，包括但不限于以下一种或几种：乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲氧基硅烷、乙烯基乙氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基-2-甲基-2-丙烯酸酯、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷。偶联剂的用量为0.1-3重量份，优选0.1-0.6重量份。

8、进一步地，所述的抗氧剂为受阻酚类或磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种，包括但不限于以下一种或几种：n,n’-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酰胺)、双(3,5-二叔丁基-4-羟基丙酰)肼、2,2’-草酰胺基-双[乙基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯、β-[3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]丙酸正十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、4,6-二(辛硫甲基)邻甲酚、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1h,3h,5h)三酮、双[2,4-二叔丁基苯基]季戊四醇二亚磷酸酯、三[2,4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、二缩三乙二醇双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯。基于100重量份的基体树脂，抗氧剂的用量为0.01-1重量份，优选0.05-0.5重量份。

9、进一步所述的eva胶膜的制备包括以下步骤：原料预混合、静置、熔体挤出、流延成膜、冷却分切及收卷工序，制备成所述具有更优异性能电绝缘性能，特别的，体阻相比传统eva胶膜大幅度提高、粘接强度明显改善，成本显著降低。

10、本发明所述的高体阻、低成本eva胶膜及制备方法的有益效果是，通过加入含双键烯烃低聚物，改善了eva胶膜的体阻、显著提升与玻璃和电池的粘结性，减少引发剂用量，在降低成本的同时，胶膜抗pid性能优异。

技术特征：

1.一种高阻水、低成本eva胶膜，其特征在于：包括eva树脂、改善粘接和体阻的含双键烯烃低聚物、有机过氧化物交联剂、助交联剂、抗氧剂、硅烷偶联剂等。

2.根据权利要求1所述的高体阻、低成本eva胶膜，其特征在于：其中的eva树脂为由乙烯和醋酸乙烯经聚合得到的无规或嵌段聚合物，分子量mw在30000～250000之间，pdi为1.5-3，190℃、2.16kg荷重的条件下测定得到的mfr为1～50g/10分钟，优选为10-30g/10分钟；醋酸乙烯含量10-45wt％，优选为醋酸乙烯含量20-35％；体阻为1013-1016ω·cm。

3.根据权利要求1所述的高体阻、低成本eva胶膜，其特征在于：其中的改善粘接和体阻的含双键烯烃低聚物包括低分子量乙烯-丁二烯共聚物、低分子量丙烯-丁二烯共聚物、c5石油树脂、c9石油树脂、c5c9共聚石油树脂、低分子量丁二烯-异戊二烯共聚物等，上述低聚物数均分子量在500-5000范围内。

4.根据权利要求1所述的高体阻、低成本eva胶膜，其特征在于：所述抗氧剂为紫外吸收剂及抗热老化分解剂中的一种或几种，优选地包括抗氧剂1010、抗氧剂770及抗氧剂4720中的一种或几种；所述硅烷偶联剂为在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物，优选包括硅烷偶联剂a-171及硅烷偶联剂a-174中的一种或几种；所述有机过氧化物交联剂包括过氧化二异丙苯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯及2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷中的一种或几种；所述助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯及三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的高体阻、低成本eva胶膜，其特征在于：由以下配方组分制成的：

6.根据权利要求1所述的高体阻、低成本eva胶膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：原料预混合、静置、熔体挤出、流延成膜、冷却分切及收卷工序，制备成所述具有更优异性能电绝缘性能，特别的，水汽透过率相比传统eva胶膜大幅度降低、粘接强度明显改善，成本显著降低。

技术总结
本发明提供了一种高体阻、低成本EVA胶膜及其制备方法，其胶膜包括EVA树脂、含双键的聚烯烃树脂、有机过氧化物交联剂、助交联剂、抗氧剂、硅烷偶联剂等。其中EVA为由乙烯和醋酸乙烯经聚合得到的无规或嵌段聚合物，分子量Mw在30000～250000之间，PDI为1.5‑3，190℃、2.16kg荷重的条件下测定得到的MFR为1～50g/10分钟，密度0.85‑0.95g/cm3，醋酸乙烯含量10‑45wt％。本发明大幅度提高了EVA胶膜的体阻和粘接强度、同时降低了成本。

技术研发人员：陈海波,常明旺
受保护的技术使用者：山东慕尔斯新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15