一种POE胶膜及其制备方法和应用与流程

本发明属于胶膜，具体涉及一种poe胶膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着近年来perc电池和topcon电池的技术改进，使单玻和双玻太阳能电池组件的产能得到了飞速的发展；从poe单玻组件封装的形式来看，单玻组件主要是玻璃、胶膜、电池片、胶膜和背板的封装形式，双玻组件主要是玻璃、胶膜、电池片、胶膜、玻璃的封装形式。

2、众所周知，玻璃的水汽透过率在0gm/m2左右，普通背板的水汽透过率在2gm/m2左右，而poe胶膜的水汽透过率在3gm/m2左右，eva胶膜的水汽透过率在25gm/m2左右，因此双玻组件相比单玻组件来讲具有更优异的耐水汽性能和更高的可靠性，而poe胶膜相比于eva胶膜来讲，具有更低的水汽透过率，且在紫外老化条件下不会降解产生醋酸和水，因此具有更优异的抗腐蚀性能；但poe胶膜属于非极性物质，与极性助剂的相容性较差，导致在使用过程中极性助剂迁移至胶膜表面，导致胶膜表面的摩擦系数降低，可能会引起胶膜和电池片发生滑移，进而使得电池片产生并片的风险，同时迁移至胶膜表面的极性助剂又可能会发生氧化反应，进而会产生一定的风险。

3、目前，poe胶膜和电池片发生滑移和并片主要是由于非极性的乙烯-丁烯共聚物、极性的过氧化物及助交联剂的相容性不好所导致；此外，当poe胶膜与eva胶膜配合使用过程中，极性的助剂会快速向eva胶膜中迁移，从而导致poe胶膜的交联度下降，与电池片或玻璃的粘结力下降，可靠性和使用寿命下降等风险。

4、因此，针对上述技术问题，急需开发一种交联度较高且水汽透过率较低的poe胶膜。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种poe胶膜及其制备方法和应用，通过在制备原料中添加杂化型硅烷水解低聚物，有效提高了制成的poe胶膜交联后的交联度，进而有效降低其水汽透过率，同时还有效提高了乙烯-丁烯共聚物、交联剂和助交联剂三者之间的相容性，大大降低了所述poe胶膜在单独使用或与eva胶膜搭配使用时极性助剂的迁移率，使得采用所述poe胶膜封装的光伏组件具有较长的使用寿命和较高的输出功率。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种poe胶膜，所述poe胶膜的制备原料按照重量份包括如下组分：

4、

5、所述杂化型硅烷水解低聚物的制备原料包括长链烷烃烷氧基硅烷和含不饱和双键的烷氧基硅烷。

6、本发明提供的poe胶膜的制备原料包括特定份数的乙烯-丁烯共聚物、杂化型硅烷水解低聚物、交联剂、助交联剂和硅烷偶联剂，且限定所述杂化型硅烷水解低聚物的制备原料包括长链烷烃烷氧基硅烷和含不饱和双键的烷氧基硅烷；由于所述杂化型硅烷水解低聚物的制备原料包括长链烷烃烷氧基硅烷和含不饱和双键的烷氧基硅烷，进而其分子链中同时含有长链烷烃和多个不饱和双键，其中，长链烷烃能提高与乙烯-丁烯共聚物的相容性，又能与其他助剂(例如交联剂、助交联剂、硅烷偶联剂等)形成缠绕作用，防止助剂迁移表面，而活性不饱和碳碳双键能与乙烯-丁烯共聚物发生共聚，进一步提高poe胶膜的交联度和耐水性，以保证采用其封装后的太阳能组件功率的正常输出和长期使用。

7、其中，所述乙烯-丁烯共聚物可以为91重量份、92重量份、93重量份、94重量份、95重量份、96重量份、97重量份、98重量份或99重量份等。

8、所述杂化型硅烷水解低聚物可以为0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份或0.9重量份等。

9、所述交联剂可以为0.7重量份、0.9重量份、1.1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.7重量份、1.9重量份、2.1重量份、2.3重量份、2.5重量份、2.7重量份或2.9重量份等。

10、所述助交联剂可以为0.7重量份、0.9重量份、1.1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.7重量份、1.9重量份、2.1重量份、2.3重量份、2.5重量份、2.7重量份或2.9重量份等。

11、所述硅烷偶联剂可以为0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份或0.9重量份等。

12、优选地，所述杂化型硅烷水解低聚物由长链烷烃烷氧基硅烷和含不饱和双键的烷氧基硅烷共水解后得到。

13、优选地，所述共水解的水解度为25～50％，例如30％、35％、40％或45％等。

14、优选地，所述长链烷烃烷氧基硅烷包括丁基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷或十二烷基三乙氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。

15、优选地，所述含不饱和双键的烷氧基硅烷包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷或甲基乙烯基二乙氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合。

16、优选地，所述杂化型硅烷水解低聚物具有如下式ⅰ所示结构：

17、

18、其中，m为2～5(例如3或4)之间的整数，n为2～5(例如3或4)之间的整数；

19、r1选自乙烯基、甲基乙烯基或3-(甲基丙烯酰氧)丙基中的任意一种；

20、r2选自异丁基、辛基或十二烷基中的任意一种；

21、r3选自甲基、乙基、2-甲氧基乙基中的任意一种。

22、r4选自甲基或乙基。

23、优选地，所述交联剂为有机过氧化物交联剂。

24、优选地，所述有机过氧化物交联剂包括过氧化碳酸酯、过氧化二碳酸酯、过氧化二苯甲酮、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧化碳酸-2-乙基已酸特戊酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯或过氧化异丁酸叔戊酯中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯。

25、优选地，所述助交联剂包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基异氰尿酸酯或三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为三烯丙基异氰尿酸酯和/或季戊四醇三丙烯酸酯。

26、优选地，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷或3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷。

27、优选地，所述poe胶膜的制备原料还包括抗氧剂。

28、优选地，所述poe胶膜的制备原料中抗氧剂的含量为0.1～0.5重量份，例如0.2重量份、0.4重量份、0.6重量份、0.8重量份、1重量份、1.2重量份或1.4重量份等。

29、优选地，所述抗氧剂包括四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。

30、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述poe胶膜的制备方法，所述制备方法包括：将乙烯-丁烯共聚物、杂化型硅烷水解低聚物、交联剂、助交联剂和硅烷偶联剂进行混合，经流延，得到所述poe胶膜。

31、第三方面，本发明提供一种poe/eva复合胶膜，所述poe/eva复合胶膜包括eva胶膜和如第一方面所述的poe胶膜。

32、优选地，所述poe胶膜的厚度为350～450μm，例如360μm、370μm、380μm、390μm、400μm、410μm、420μm、430μm或440μm等。

33、优选地，所述eva胶膜的厚度为450～550μm，例如460μm、470μm、480μm、490μm、500μm、510μm、520μm、530μm或540μm等。

34、第四方面，本发明提供一种如第一方面所述的poe胶膜或如第三方面所述的poe/eva复合胶膜在光伏组件中的应用。

35、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

36、(1)本发明提供的poe胶膜的制备原料包括特定份数的乙烯-丁烯共聚物、杂化型硅烷水解低聚物、交联剂、助交联剂和硅烷偶联剂，且所述杂化型硅烷水解低聚物的制备原料包括长链烷烃烷氧基硅烷和含不饱和双键的烷氧基硅烷；通过在制备原料中添加杂化型硅烷水解低聚物，有效提高了制成的poe胶膜交联后的交联度，进而有效降低其水汽透过率，同时还有效提高了乙烯-丁烯共聚物、交联剂和助交联剂三者之间的相容性，大大降低了所述poe胶膜在单独使用或与eva胶膜搭配使用时极性助剂的迁移率，使得采用所述poe胶膜封装的光伏组件具有较长的使用寿命和较高的输出功率；

37、(2)具体而言，本发明提供的poe胶膜交联后的交联度为78.5～85.5％，水汽透过率为2.4～2.85gm/m2；另一方面，与eva胶膜复合后助剂发生迁移后的poe胶膜的交联度仍可以达到39～55％。