一種用於雙玻光伏組件的封裝膠膜及其製備方法與流程
2024-04-14 15:25:05 1
1.本發明涉及光伏封裝膠技術領域，更具體地說，本發明涉及一種用於雙玻光伏組件的封裝膠膜及其製備方法。
背景技術：
2.光伏雙玻組件，是由兩片玻璃與太陽能電池片組成複合層，電池片之間由導線串聯、並聯並匯集到引線端所形成的光伏組件。雙玻組件主要優點包括：玻璃作為無機材料，本身具有非常好的耐候性，耐沙塵、紫外、鹽霧，避免自身老化帶來的組件衰減、失效；玻璃有很好的阻隔性能，避免空氣、水汽等透過玻璃進入到組件內部導致衰減；雙玻組件採用兩面玻璃對稱結構，具有較好的機械強度，不易產生電池隱裂；採用玻璃背板也避免了施工過程中的背板劃傷問題；且具有更好的防火性能；對環境友好，有利於未來的組件回收。雙面組件背面的pid機理是電子極化而非鈉離子遷移，使用高體電阻率的封裝膠膜(例如聚烯烴(poe))可以抑制電子極化效應從而解決高效組件的抗pid問題。
3.但是現有的poe封裝膠膜耐熱性能不佳，在雙玻光伏組件在室外長時間高溫暴曬狀態下表面溫度可能會達到80甚至90攝氏度，進而導致poe封裝膠膜發生永久變形。
技術實現要素：
4.為了克服現有技術的上述缺陷，本發明的實施例提供一種用於雙玻光伏組件的封裝膠膜及其製備方法。
5.一種用於雙玻光伏組件的封裝膠膜，按照重量百分比計算包括：1.2～1.8％的交聯劑、0.5～0.9％的偶聯劑、24～28％的複合補充料，其餘為poe樹脂。
6.進一步的，所述複合補充料按照重量百分比計算包括：7.6～8.6％的4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯、15.4～16.4％的聚碳酸酯二醇、3.6～4.6％的丙烯酸樹脂、0.16～0.24％的矽烷偶聯劑、0.02～0.04％的催化劑、5.6～6.6％的聚丁二酸丁二醇酯、0.4～0.6％的癸二酸二苯基二醯肼，其餘為聚乳酸。
7.進一步的，用於雙玻光伏組件的封裝膠膜按照重量百分比計算包括：1.2％的交聯劑、0.5％的偶聯劑、24％的複合補充料，其餘為poe樹脂；所述複合補充料按照重量百分比計算包括：7.6％的4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯、15.4％的聚碳酸酯二醇、3.6％的丙烯酸樹脂、0.16％的矽烷偶聯劑、0.02％的催化劑、5.6％的聚丁二酸丁二醇酯、0.4％的癸二酸二苯基二醯肼，其餘為聚乳酸。
8.進一步的，用於雙玻光伏組件的封裝膠膜按照重量百分比計算包括：1.8％的交聯劑、0.9％的偶聯劑、28％的複合補充料，其餘為poe樹脂；所述複合補充料按照重量百分比計算包括：8.6％的4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯、16.4％的聚碳酸酯二醇、4.6％的丙烯酸樹脂、0.24％的矽烷偶聯劑、0.04％的催化劑、6.6％的聚丁二酸丁二醇酯、0.6％的癸二酸二苯基二醯肼，其餘為聚乳酸。
9.進一步的，用於雙玻光伏組件的封裝膠膜按照重量百分比計算包括：1.5％的交聯
劑、0.7％的偶聯劑、26％的複合補充料，其餘為poe樹脂；所述複合補充料按照重量百分比計算包括：8.1％的4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯、15.9％的聚碳酸酯二醇、4.1％的丙烯酸樹脂、0.20％的矽烷偶聯劑、0.03％的催化劑、6.1％的聚丁二酸丁二醇酯、0.5％的癸二酸二苯基二醯肼，其餘為聚乳酸。
10.進一步的，所述偶聯劑為乙烯基三乙氧基矽烷、γ―甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙醯基氧基矽烷、3-氨丙基三乙氧基矽烷一種或多種；所述交聯劑為過氧化異丙苯、二叔丁基過氧化物、過氧化氫二異丙苯、過氧化二苯甲醯、過氧化環己酮、過氧苯甲酸叔丁酯、過氧乙酸叔丁酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯一種或多種；所述矽烷偶聯劑為矽烷偶聯劑kh-550；所述催化劑為二月桂酸二丁基錫。
11.一種用於雙玻光伏組件的封裝膠膜的製備方法，具體製備步驟如下：
12.步驟一：稱取交聯劑、偶聯劑、poe樹脂、4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯、聚碳酸酯二醇、丙烯酸樹脂、矽烷偶聯劑、催化劑、聚丁二酸丁二醇酯、癸二酸二苯基二醯肼、聚乳酸；
13.步驟二：將步驟一中的聚丁二酸丁二醇酯、癸二酸二苯基二醯肼、聚乳酸分別進行乾燥處理11～13小時，然後混勻加入到雙螺杆擠出機中進行擠出造粒，得到混合料a；
14.步驟三：將步驟一中的聚碳酸酯二醇、丙烯酸樹脂共混加熱抽真空處理2～3小時，降溫後加入步驟一中的4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯，加熱反應處理50～70分鐘，再加入步驟二中的混合料a和步驟一中的矽烷偶聯劑、催化劑，混合均勻，得到複合補充料；
15.步驟四：將步驟一中的交聯劑、偶聯劑、poe樹脂和步驟三中的複合補充料進行高速攪拌混合處理2～3小時，得到混合料b；
16.步驟五：將步驟四中的混合料b投入擠出機中混煉，經過流延、壓花、冷卻進行成膜，得到用於雙玻光伏組件的封裝膠膜。
17.進一步的，在步驟二中，在65～75℃溫度下進行真空乾燥處理，雙螺杆擠出機的溫區設置依次為：加料段130～160℃，熔融段170～200℃，均化段195℃，口模200℃；在步驟三中，加熱至130～160℃進行抽真空處理，降溫至95～105℃，加熱至105～115℃進行反應；在步驟四中，攪拌轉速為1400～1600r/min；在步驟五中，擠出機溫度為115～135℃。
18.進一步的，在步驟二中，在65℃溫度下進行真空乾燥處理，雙螺杆擠出機的溫區設置依次為：加料段140～160℃，熔融段180～200℃，均化段195℃，口模200℃；在步驟三中，加熱至130℃進行抽真空處理，降溫至95℃，加熱至105℃進行反應；在步驟四中，攪拌轉速為1400r/min；在步驟五中，擠出機溫度為115℃。
19.進一步的，在步驟二中，在70℃溫度下進行真空乾燥處理，雙螺杆擠出機的溫區設置依次為：加料段140～150℃，熔融段180～190℃，均化段195℃，口模200℃；在步驟三中，加熱至150℃進行抽真空處理，降溫至100℃，加熱至110℃進行反應；在步驟四中，攪拌轉速為1500r/min；在步驟五中，擠出機溫度為125℃。
20.本發明的技術效果和優點：
21.1、採用本發明的原料配方所加工出的用於雙玻光伏組件的封裝膠膜，可有效保證封裝膠膜的耐熱性能，可有效避免封裝膠膜發生變形和黃變；poe樹脂在交聯劑和偶聯劑的共同作用下形成封裝膠膜的基礎組成，保證封裝膠膜的基礎性能；複合補充料在封裝膠膜進行補充，可有效加強封裝膠膜的耐熱性能；複合補充料中的4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯、聚碳酸酯二醇、丙烯酸樹脂為主要原料，在矽烷偶聯劑輔助和催化劑共同作用下形成聚
氨酯材料，聚碳酸酯二醇分子鏈上有較多氫鍵，分子間作用力較強，聚碳酸酯二醇結晶度較低，不會影響材料和基材的潤溼性界面黏結性；因此聚氨酯材料的耐熱性和本體拉伸強度表現較好，將該聚氨酯材料補充到封裝膠膜材料中，可有效加強封裝膠膜的耐熱性能；複合補充料中的聚丁二酸丁二醇酯、癸二酸二苯基二醯肼、聚乳酸復配反應，以耐熱pbs為改性劑與成核劑復配共混擠出製備聚乳酸(pla)合金材料，可有效提高材料的耐熱性能，在共混過程中pbs對pla的結晶起到一定的促進作用，進而提高聚乳酸的耐熱溫度，成核劑對聚乳酸的結晶起到促進作用，能夠縮短聚乳酸的結晶時間，成核劑與pbs具有協同作用，在聚乳酸中起到成核的作用，進一步提高聚乳酸的結晶性能，從而顯著提高了聚乳酸的耐熱溫度；聚乳酸(pla)合金材料與聚氨酯材料進行復配形成複合補充料加入到封裝膠膜中，可有效加強封裝膠膜的耐熱性能；
22.2、本發明將聚丁二酸丁二醇酯、癸二酸二苯基二醯肼、聚乳酸分別進行乾燥處理後使用雙螺杆擠出機進行擠出造粒，可有效保證聚乳酸(pla)合金材料的快速形成；將聚碳酸酯二醇、丙烯酸樹脂共混加熱抽真空、降溫後加入4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯加熱反應，再加入混合料a和矽烷偶聯劑、催化劑，混合均勻，可有效保證聚氨酯材料的快速形成，同時保證複合補充料的快速製成；將交聯劑、偶聯劑、poe樹脂和複合補充料進行高速攪拌混合，製成封裝膠膜的基料，可有效保證後續封裝膠膜的快速成型；將混合料b投入擠出機中混煉，經過流延、壓花、冷卻進行成膜，得到用於雙玻光伏組件的封裝膠膜。
具體實施方式
23.下面將結合本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
24.實施例1：
25.本發明提供了一種用於雙玻光伏組件的封裝膠膜，按照重量百分比計算包括：1.2％的交聯劑、0.5％的偶聯劑、24％的複合補充料，其餘為poe樹脂；所述複合補充料按照重量百分比計算包括：7.6％的4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯、15.4％的聚碳酸酯二醇、3.6％的丙烯酸樹脂、0.16％的矽烷偶聯劑、0.02％的催化劑、5.6％的聚丁二酸丁二醇酯、0.4％的癸二酸二苯基二醯肼，其餘為聚乳酸；
26.所述偶聯劑為乙烯基三乙氧基矽烷；所述交聯劑為過氧化異丙苯；所述矽烷偶聯劑為矽烷偶聯劑kh-550；所述催化劑為二月桂酸二丁基錫；
27.本發明還提供一種用於雙玻光伏組件的封裝膠膜的製備方法，具體製備步驟如下：
28.步驟一：稱取交聯劑、偶聯劑、poe樹脂、4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯、聚碳酸酯二醇、丙烯酸樹脂、矽烷偶聯劑、催化劑、聚丁二酸丁二醇酯、癸二酸二苯基二醯肼、聚乳酸；
29.步驟二：將步驟一中的聚丁二酸丁二醇酯、癸二酸二苯基二醯肼、聚乳酸分別進行乾燥處理12小時，然後混勻加入到雙螺杆擠出機中進行擠出造粒，得到混合料a；
30.步驟三：將步驟一中的聚碳酸酯二醇、丙烯酸樹脂共混加熱抽真空處理2.5小時，降溫後加入步驟一中的4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯，加熱反應處理60分鐘，再加入步驟二
中的混合料a和步驟一中的矽烷偶聯劑、催化劑，混合均勻，得到複合補充料；
31.步驟四：將步驟一中的交聯劑、偶聯劑、poe樹脂和步驟三中的複合補充料進行高速攪拌混合處理2.5小時，得到混合料b；
32.步驟五：將步驟四中的混合料b投入擠出機中混煉，經過流延、壓花、冷卻進行成膜，得到用於雙玻光伏組件的封裝膠膜。
33.在步驟二中，在65℃溫度下進行真空乾燥處理，雙螺杆擠出機的溫區設置依次為：加料段140～160℃，熔融段180～200℃，均化段195℃，口模200℃；在步驟三中，加熱至130℃進行抽真空處理，降溫至95℃，加熱至105℃進行反應；在步驟四中，攪拌轉速為1400r/min；在步驟五中，擠出機溫度為115℃。
34.實施例2：
35.與實施例1不同的是，用於雙玻光伏組件的封裝膠膜按照重量百分比計算包括：1.8％的交聯劑、0.9％的偶聯劑、28％的複合補充料，其餘為poe樹脂；所述複合補充料按照重量百分比計算包括：8.6％的4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯、16.4％的聚碳酸酯二醇、4.6％的丙烯酸樹脂、0.24％的矽烷偶聯劑、0.04％的催化劑、6.6％的聚丁二酸丁二醇酯、0.6％的癸二酸二苯基二醯肼，其餘為聚乳酸。
36.實施例3：
37.與實施例1-2均不同的是，用於雙玻光伏組件的封裝膠膜按照重量百分比計算包括：1.5％的交聯劑、0.7％的偶聯劑、26％的複合補充料，其餘為poe樹脂；所述複合補充料按照重量百分比計算包括：8.1％的4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯、15.9％的聚碳酸酯二醇、4.1％的丙烯酸樹脂、0.20％的矽烷偶聯劑、0.03％的催化劑、6.1％的聚丁二酸丁二醇酯、0.5％的癸二酸二苯基二醯肼，其餘為聚乳酸。
38.實施例4：
39.與實施例3不同的是，在步驟二中，在75℃溫度下進行真空乾燥處理，雙螺杆擠出機的溫區設置依次為：加料段130～150℃，熔融段170～190℃，均化段195℃，口模200℃；在步驟三中，加熱至160℃進行抽真空處理，降溫至105℃，加熱至115℃進行反應；在步驟四中，攪拌轉速為1600r/min；在步驟五中，擠出機溫度為135℃。
40.實施例5：
41.與實施例3不同的是，在步驟二中，在70℃溫度下進行真空乾燥處理，雙螺杆擠出機的溫區設置依次為：加料段140～150℃，熔融段180～190℃，均化段195℃，口模200℃；在步驟三中，加熱至150℃進行抽真空處理，降溫至100℃，加熱至110℃進行反應；在步驟四中，攪拌轉速為1500r/min；在步驟五中，擠出機溫度為125℃。
42.對比例1：
43.與實施例3不同的是：用於雙玻光伏組件的封裝膠膜按照重量百分比計算包括：1.5％的交聯劑、0.7％的偶聯劑、26％的複合補充料，其餘為poe樹脂；所述複合補充料按照重量百分比計算包括：15.9％的聚碳酸酯二醇、4.1％的丙烯酸樹脂、0.20％的矽烷偶聯劑、0.03％的催化劑、6.1％的聚丁二酸丁二醇酯、0.5％的癸二酸二苯基二醯肼，其餘為聚乳酸。
44.對比例2：
45.與實施例3不同的是：用於雙玻光伏組件的封裝膠膜按照重量百分比計算包括：
1.5％的交聯劑、0.7％的偶聯劑、26％的複合補充料，其餘為poe樹脂；所述複合補充料按照重量百分比計算包括：8.1％的4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯、15.9％的聚碳酸酯二醇、4.1％的丙烯酸樹脂、0.20％的矽烷偶聯劑、0.03％的催化劑、0.5％的癸二酸二苯基二醯肼，其餘為聚乳酸。
46.對比例3：
47.與實施例3不同的是：用於雙玻光伏組件的封裝膠膜按照重量百分比計算包括：1.5％的交聯劑、0.7％的偶聯劑、26％的複合補充料，其餘為poe樹脂；所述複合補充料按照重量百分比計算包括：8.1％的4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯、4.1％的丙烯酸樹脂、0.20％的矽烷偶聯劑、0.03％的催化劑、6.1％的聚丁二酸丁二醇酯、0.5％的癸二酸二苯基二醯肼，其餘為聚乳酸。
48.對比例4：
49.與實施例5不同的是：直接將複合補充料的原料混合均勻，得到複合補充料。
50.過氧化異丙苯採購自西格瑪奧德裡奇(上海)貿易有限公司、貨號：247502；乙烯基三乙氧基矽烷採購自西亞化學科技(山東)有限公司、貨號：b14374；poe樹脂採購自蘇州齊匯達工程塑料有限公司、貨號：7256；4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯採購自康迪斯化工(湖北)有限公司、貨號101-68-8；聚碳酸酯二醇採購自河南威梯希化工科技有限公司、貨號：a0862100；丙烯酸樹脂採購自湖北成豐化工有限公司、貨號：20210369；矽烷偶聯劑kh-550採購自武漢普洛夫生物科技有限公司、貨號：0002；二月桂酸二丁基錫採購自西格瑪奧德裡奇(上海)貿易有限公司、貨號：291234；聚丁二酸丁二醇酯採購自湖北世騰化工科技有限公司、貨號：56892；癸二酸二苯基二醯肼採購自武漢華翔科潔生物技術有限公司、cas號：35658-27-6、別名：成核劑na300；聚乳酸採購自上海耘夢新材料有限公司、貨號：3052d。
51.對本發明中的對比例和實施例中的用於雙玻光伏組件的封裝膠膜進行檢測處理，將封裝膠膜在溫度100℃、溼度100％環境下進行溼熱老化處理96小時，檢測封裝膠膜的黃變值；將封裝膠膜在不同溫度環境下放置48h，檢查封裝膠膜狀態；結果如表一所示：
52.表一：
[0053][0054]
由上表可知：本發明的用於雙玻光伏組件的封裝膠膜，可有效保證封裝膠膜的耐熱性能，可有效避免封裝膠膜發生變形和黃變。
[0055]
本發明中poe樹脂在交聯劑和偶聯劑的共同作用下形成封裝膠膜的基礎組成，保證封裝膠膜的基礎性能；複合補充料在封裝膠膜進行補充，可有效加強封裝膠膜的耐熱性能；複合補充料中的4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯、聚碳酸酯二醇、丙烯酸樹脂為主要原料，在矽烷偶聯劑輔助和催化劑共同作用下形成聚氨酯材料，聚碳酸酯二醇分子鏈上有較多氫鍵，分子間作用力較強，聚碳酸酯二醇結晶度較低，不會影響材料和基材的潤溼性界面黏結性；因此聚氨酯材料的耐熱性和本體拉伸強度表現較好，將該聚氨酯材料補充到封裝膠膜材料中，可有效加強封裝膠膜的耐熱性能；複合補充料中的聚丁二酸丁二醇酯、癸二酸二苯基二醯肼、聚乳酸復配反應，以耐熱pbs為改性劑與成核劑復配共混擠出製備聚乳酸(pla)合金材料，可有效提高材料的耐熱性能，在共混過程中pbs對pla的結晶起到一定的促進作用，進而提高聚乳酸的耐熱溫度，成核劑對聚乳酸的結晶起到促進作用，能夠縮短聚乳酸的結晶時間，成核劑與pbs具有協同作用，在聚乳酸中起到成核的作用，進一步提高聚乳酸的結晶性能，從而顯著提高了聚乳酸的耐熱溫度；聚乳酸(pla)合金材料與聚氨酯材料進行復配形成複合補充料加入到封裝膠膜中，可有效加強封裝膠膜的耐熱性能；在步驟二中，將聚丁二酸丁二醇酯、癸二酸二苯基二醯肼、聚乳酸分別進行乾燥處理後使用雙螺杆擠出機進行擠出造粒，可有效保證聚乳酸(pla)合金材料的快速形成；在步驟三中，將聚碳酸酯二醇、丙烯酸樹脂共混加熱抽真空、降溫後加入4,4
』–
二苯基甲烷二異氰酸酯加熱反應，再加入混合料a和矽烷偶聯劑、催化劑，混合均勻，可有效保證聚氨酯材料的快速形成，同時保證複合補充料的快速製成；在步驟四中，將交聯劑、偶聯劑、poe樹脂和複合補充料進行高速攪拌混合，製成封裝膠膜的基料，可有效保證後續封裝膠膜的快速成型；在步驟五中，將混合料b投入擠出機中混煉，經過流延、壓花、冷卻進行成膜，得到用於雙玻光伏組件的封裝膠膜。
[0056]
最後應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可
以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。