EVA母粒及原料组合物、封装胶膜及制备方法、应用、光伏组件与流程

eva母粒及原料组合物、封装胶膜及制备方法、应用、光伏组件
技术领域
1.本发明涉及光伏封装材料领域，尤其涉及一种eva母粒及原料组合物、封装胶膜及制备方法、应用、光伏组件。


背景技术：

2.近年来随着光伏组件降本增效力度的加强和高效光伏组件的发展，用于光伏组件封装的eva封装胶膜用量在逐年增大。白色封装胶膜属于普通透明eva封装胶膜的升级换代产品，可以改变光线的反射路径，增加光伏组件对电池片间隙光和长波段光的吸收利用。
3.乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)作为一种具有无规无聚结构的高分子材料，在户外长期使用的情况下，不可避免会受到光、人、水、化学介质、与生物侵蚀等因素的组合作用，特别是受到紫外线、高温、湿气和氧气的组合作用，而产生降解而老化，导致性能逐渐下降。因eva降解而导致下降的性能主要包括以下几个方面：(1)pid性能下降，导致光伏组件的输出功率下降；(2)透光率下降；(3)粘结性能变差，可能会发生脱层现象，使得eva组件的密封性能变差，导致空气或湿气从组件边缘渗入到组件内部。
4.eva降解本质是化学键断裂，而化学键是否断裂取决于分子化学键键能和所吸收光波的能量。一般来说，当所吸收光波的(比如uv(200-400nm))能量高于eva键的断裂能时，该波段会显著加速eva的老化。另外，当有氧气存在时，氧对eva的光降解过程起着很大的促进作用，降解过程将会更加复杂化，eva降解产生的乙酸会腐蚀组件中的金属部件。
5.因此，亟需一种具有较佳pid衰减和透光率的eva材料。


技术实现要素：

6.本发明为了克服现有技术中eva材料易降解从而导致其pid性能较差、透光率较差及粘结性较差的缺陷，而提供了一种eva母粒及原料组合物、封装胶膜及制备方法、应用、光伏组件。由本技术的eva母粒制得的封装胶膜具有较佳的pid性能、较佳的透光率、较佳的粘结性和较少的杂质数。
7.本发明提供了一种eva母粒的原料组合物，以总重量为100份计，其包括如下组分：树脂基体60-81份，离子吸附剂3-15份，抗水解剂3-15份，抗氧剂1-10份，分散剂1-5份，相容剂0.5-6份，交联剂0.5-6份，阻聚剂0.5-2份；
8.其中，所述抗氧剂为受阻酚类化合物、亚磷酸酯类化合物和碳醇酯类化合物中的一种或多种；所述阻聚剂为酚类化合物和/或醌类化合物。
9.本发明中，所述树脂基体可为eva树脂或者poe树脂。
10.本发明中，当所述树脂基体可为eva树脂时，所述eva树脂的va的质量含量较佳地为20-30％，例如25％或28％。所述va表示醋酸乙烯。所述va的质量含量表示所述va的质量占所述eva树脂的质量的百分比。
11.本发明中，当所述树脂基体可为eva树脂时，所述eva树脂的熔融指数较佳地为20-25g/10min，例如23g/10min或25g/10min。
12.本发明中，所述树脂基体的重量份数较佳地为70-81份，例如72份、75份、77份、78份、80份或80.5份。
13.本发明中，所述离子吸附剂的种类可为本领域常规，较佳地包括阳离子吸附剂、阴离子吸附剂和阴阳离子吸附剂中的一种或多种。
14.其中，所述阳离子吸附剂较佳地包括磷酸锆、硅酸镁、磷酸铝、磷酸钛和硅酸铝中的一种或多种，例如磷酸锆。
15.其中，所述阴离子吸附剂较佳地包括水滑石、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种，例如氢氧化镁。
16.其中，所述阴阳离子吸附剂较佳地为含有铋元素的化合物，更佳地为磷酸铋。
17.本发明中，所述离子吸附剂的重量份数较佳地为5-10份，例如6份或8份。
18.本发明中，所述抗水解剂的种类可为本领域常规，较佳地为碳化二亚胺类抗水解剂，更佳地为单体型碳化二亚胺和/或聚合型碳化二亚胺，例如n，n
’‑
二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺。
19.本发明中，所述抗水解剂的重量份数较佳地为5-10份，例如7份或9份。
20.本发明中，所述抗氧剂的种类较佳地为受阻酚类化合物、亚磷酸酯类化合物或碳醇酯类化合物。所述受阻酚类化合物较佳地为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。所述亚磷酸酯类化合物较佳地为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。所述碳醇酯类化合物较佳地为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
[0021]
本发明中，所述抗氧剂更佳地为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或多种。
[0022]
本发明中，所述抗氧剂的重量份数较佳地为2-10份，例如5份或8份。
[0023]
本发明中，所述分散剂较佳地包括硅烷偶联剂和/或酞酸酯偶联剂。
[0024]
本发明中，所述分散剂的重量份数较佳地为2-4份，例如3份。
[0025]
本发明中，所述相容剂较佳地包括丙烯酸、丙烯酰胺、甲基苯烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸(2-乙基己酯)共聚物和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种，例如甲基苯烯酸甲酯。
[0026]
本发明中，所述相容剂的重量份数较佳地为2-6份，例如3份或5份。
[0027]
本发明中，所述交联剂较佳地包括二(4-甲基苯甲酰)过氧化物、1,1
’‑
二(叔丁基过氧)环己烷、丁基-4,4
’‑
二(叔丁基过氧化)戊酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种，例如二(4-甲基苯甲酰)过氧化物。
[0028]
本发明中，所述交联剂的重量份数较佳地为1-6份，例如3份或4份。
[0029]
本发明中，所述阻聚剂较佳地包括酚类化合物或醌类化合物。所述酚类化合物较佳地包括4-甲氧基苯酚、4,6-二硝基邻仲丁基酚、对苯二酚和叔丁基邻苯二酚中的一种或多种，例如4-甲氧基苯酚。所述醌类化合物较佳地包括四氯苯醌和/或1,4-萘醌。
[0030]
本发明中，所述阻聚剂的重量份数较佳地为1-2份，例如1.5份。
[0031]
一较佳实施例中，以总重量为100份计，所述eva母粒包括如下组分：树脂基体80份，离子吸附剂6份，抗水解剂7份，抗氧剂2份，分散剂2份，相容剂1份，交联剂1份，阻聚剂1份。
[0032]
本发明还提供了一种eva母粒的制备方法，其包括如下步骤：将上述eva母粒的原料组合物混合、挤压、切粒，即可。
[0033]
本发明中，所述挤压的条件可为本领域常规，例如在挤出机中挤压。
[0034]
其中，所述挤出机的进料速度可为20-25kg/h。
[0035]
其中，所述挤出机的机头温度可为80-120℃，例如90℃。
[0036]
其中，所述挤出机的熔体压力可为2-3mpa，例如2.75mpa。
[0037]
其中，所述挤出机的螺杆的转速可为200-300r/min，例如250r/min。
[0038]
本发明中，所述切粒后的eva母粒的粒径可为3-5mm。
[0039]
本发明还提供了一种eva母粒，其通过如前所述的制备方法制得。
[0040]
本发明还提供了一种封装胶膜，其包括如前所述的eva母粒的原料组合物或如前所述的eva母粒。
[0041]
本发明还提供了一种如前所述的eva母粒的原料组合物或eva母粒或封装胶膜在光伏领域的应用。
[0042]
本发明还提供了一种光伏组件，其包括如前所述的eva母粒的原料组合物或eva母粒或封装胶膜。
[0043]
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
[0044]
本发明所用试剂和原料均市售可得。
[0045]
本发明的积极进步效果在于：
[0046]
由本技术的eva母粒制得的封装胶膜具有较佳的pid性能、较佳的透光率、较佳的粘结性和较少的杂质数。
具体实施方式
[0047]
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
[0048]
下述实施例及对比例中所用的eva树脂购于斯尔邦化学，型号为v2825，其va的质量含量为28％，熔融指数为25g/10min。
[0049]
下述实施例及对比例中所用的n,n'-二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺购于上海朗亿功能材料有限公司。
[0050]
实施例1-14、对比例1-6
[0051]
实施例1-14、对比例1-6中eva母粒的原料组合物的组成如表1所示：
[0052]
表1
[0053]
[0054]
[0055][0056]
实施例1-14、对比例1-6中eva母粒的制备方法
[0057]
将eva母粒的原料组合物混合均匀后，以20-25kg/h的进料速度送入挤出机中，并进行挤压，再进行切粒，即得粒径为3-5mm的eva母粒。其中，挤出机的机头温度为90℃；挤出机的熔体压力为2.75mpa；挤出机的螺杆的转速为250r/min。
[0058]
效果实施例1
[0059]
分别取实施例1-14及对比例1-6的eva母粒3份、树脂基体(eva树脂)97份，经过预混合、熔融挤出、流延成膜、冷却、分切、收卷等工序制备成封装胶膜。
[0060]
将上述封装胶膜进行杂质数目的测试。测试方法为目视检查法，具体为：将上述封
装胶膜分别剪裁为50cm
×
50cm的规格，由6名经过培训的、视力均为1.0的评定员检查上述封装胶膜中的杂质数目(杂质为与封装胶膜的颜色呈现较大区别的物质，比如黄色或黑色)，取其平均值作为最终测试结果，测试结果如表2。
[0061]
表2
[0062][0063][0064]
效果实施例2
[0065]
将实施例1-2的eva母粒采用效果实施例1中的方法制得封装胶膜，将此封装胶膜进行透光率、水汽透过率和pid衰减的测试。
[0066]
其中，透光率的测试方法为台式色差仪。
[0067]
其中，pid衰减的测试方法为依据iec ts 62804-1：2015，测试条件为加严到85℃，85％rh，外加负1500v恒定直流电压，经192h后，测定光伏组件pid试验前后的功率衰减。
[0068]
测试结果如表3所示。
[0069]
表3
[0070] 透光率(％)pid试验前后光伏组件衰减(％)实施例193.271.83％实施例293.251.72％。

技术特征：
1.一种eva母粒的原料组合物，其特征在于，以总重量为100份计，其包括如下组分：树脂基体60-81份，离子吸附剂3-15份，抗水解剂3-15份，抗氧剂1-10份，分散剂1-5份，相容剂0.5-6份，交联剂0.5-6份，阻聚剂0.5-2份；其中，所述抗氧剂为受阻酚类化合物、亚磷酸酯类化合物和碳醇酯类化合物中的一种或多种；所述阻聚剂为酚类化合物和/或醌类化合物。2.如权利要求1所述的eva母粒的原料组合物，其特征在于，所述树脂基体的重量份数为70-81份，例如72份、75份、77份、78份、80份或80.5份；和/或，所述离子吸附剂的重量份数为5-10份，例如6份或8份；和/或，所述抗水解剂的重量份数为5-10份，例如7份或9份；和/或，所述抗氧剂的重量份数为2-10份，例如5份或8份；和/或，所述分散剂的重量份数为2-4份，例如3份；和/或，所述相容剂的重量份数为2-6份，例如3份或5份；和/或，所述交联剂的重量份数为1-6份，例如3份或4份；和/或，所述阻聚剂的重量份数为1-2份，例如1.5份。3.如权利要求1所述的eva母粒的原料组合物，其特征在于，所述树脂基体为eva树脂或者poe树脂；和/或，所述离子吸附剂包括阳离子吸附剂、阴离子吸附剂和阴阳离子吸附剂中的一种或多种；和/或，所述抗水解剂为碳化二亚胺类抗水解剂，较佳地为单体型碳化二亚胺和/或聚合型碳化二亚胺，例如n，n
’‑
二(2,6-二异丙基苯基)碳二亚胺；和/或，所述抗氧剂为受阻酚类化合物、亚磷酸酯类化合物或碳醇酯类化合物；和/或，所述分散剂包括硅烷偶联剂和/或酞酸酯偶联剂；和/或，所述相容剂包括丙烯酸、丙烯酰胺、甲基苯烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸(2-乙基己酯)共聚物和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种，例如甲基苯烯酸甲酯；和/或，所述交联剂包括二(4-甲基苯甲酰)过氧化物、1,1
’‑
二(叔丁基过氧)环己烷、丁基-4,4
’‑
二(叔丁基过氧化)戊酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种，例如二(4-甲基苯甲酰)过氧化物；和/或，所述阻聚剂包括酚类化合物或醌类化合物。4.如权利要求3所述的eva母粒的原料组合物，其特征在于，所述树脂基体可为eva树脂时，所述eva树脂满足(1)和/或(2)中的指标：(1)va的质量含量为20-30％，例如25％或28％；所述va表示醋酸乙烯；所述va的质量含量表示所述va的质量占所述eva树脂的质量的百分比；(2)熔融指数为20-25g/10min，例如23g/10min或25g/10min；和/或，所述阳离子吸附剂包括磷酸锆、硅酸镁、磷酸铝、磷酸钛和硅酸铝中的一种或多种，例如磷酸锆；和/或，所述阴离子吸附剂包括水滑石、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种，例如氢氧化镁；和/或，所述阴阳离子吸附剂为含有铋元素的化合物，更佳地为磷酸铋；和/或，所述受阻酚类化合物为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；
和/或，所述亚磷酸酯类化合物为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯；和/或，所述碳醇酯类化合物为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯；和/或，所述酚类化合物包括4-甲氧基苯酚、4,6-二硝基邻仲丁基酚、对苯二酚和叔丁基邻苯二酚中的一种或多种，例如4-甲氧基苯酚；和/或，所述醌类化合物包括四氯苯醌和/或1,4-萘醌。5.如权利要求1所述的eva母粒的原料组合物，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或多种。6.一种eva母粒的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：将如权利要求1-5中任一项所述的eva母粒的原料组合物混合、挤压、切粒，即可。7.一种eva母粒，其特征在于，其通过如权利要求6所述的制备方法制得。8.一种封装胶膜，其特征在于，其包括如权利要求1-5中任一项所述的eva母粒的原料组合物或如权利要求7所述的eva母粒。9.一种如权利要求1-5中任一项所述的eva母粒的原料组合物或如权利要求7所述的eva母粒或如权利要求8所述的封装胶膜在光伏领域的应用。10.一种光伏组件，其特征在于，其包括如权利要求1-5中任一项所述的eva母粒的原料组合物或如权利要求7所述的eva母粒或如权利要求8所述的封装胶膜。

技术总结
本发明公开了一种EVA母粒及原料组合物、封装胶膜及制备方法、应用、光伏组件。该EVA母粒的原料组合物，以总重量为100份计，其包括如下组分：树脂基体60-81份，离子吸附剂3-15份，抗水解剂3-15份，抗氧剂1-10份，分散剂1-5份，相容剂0.5-6份，交联剂0.5-6份，阻聚剂0.5-2份；其中，抗氧剂为受阻酚类化合物、亚磷酸酯类化合物和碳醇酯类化合物中的一种或多种；阻聚剂为酚类化合物和/或醌类化合物。由本申请的EVA母粒制得的封装胶膜具有较佳的PID性能、较佳的透光率、较佳的粘结性和较少的杂质数。较佳的粘结性和较少的杂质数。


技术研发人员：温思颖 唐晓峰 余子涯
受保护的技术使用者：上海朗亿功能材料有限公司
技术研发日：2023.07.25
技术公布日：2023/9/13