專利名稱:一種新型的聚烯烴封裝膠膜組合物及其應用的制作方法
技術領域:
本發明涉及ー種新型的聚烯烴封裝膠膜組合物及其應用,其適用于制備封裝太陽能電池組件的膠膜以及封裝雙層玻璃的聚烯烴膠膜。
背景技術:
常規的太陽能電池密封基體樹脂材料,需要通過交聯固化來提高其粘結強度、透光度、耐老化等性能。如中國專利CN2010102797^. 5公開了ー種封裝膠膜組合物及其應用,所述組合物主要由質量配比如下的組分組成乙烯-醋酸乙烯酯共聚物65 95份,乙烯-辛烯共聚物2 20份,中分子量聚異丁烯2 15份,還包含有約0. 1 3份的交聯劑、 0. 05 2份紫外穩定劑,0. 05 2份受阻胺類抗氧劑。通過交聯固化樹脂封裝的組件難以實現缺陷的在線修復,更難以實現廢棄組件的回收利用,隨著光伏產業的發展,這兩個問題日益嚴峻。另外,基體樹脂原料價格的抬高,給封裝成本的降低帶來壓力。本發明通過選擇合適的乙烯-辛烯共聚物,同時輔以其他兩種聚合物乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和聚乙烯,共同組成密封材料的基體,進而提高聚烯烴原料的內聚強度和粘結強度,優化出適用于太陽能電池封裝要求用的組件封裝膠膜。
發明內容
本發明的目的在于針對現有技術的不足,提供ー種新型的聚烯烴封裝膠膜組合物,其兼具了太陽能光伏雙玻組件所需的加工便利特性和機械力學性能要求,滿足太陽能光伏雙玻組件或夾層玻璃封裝使用要求。為達到上述目的,本發明采用以下技術方案實現的—種新型的聚烯烴封裝膠膜組合物,其配方按重量百分比計算包括以下組分
乙烯ー辛烯共聚物70 90份
聚乙烯2 20份
乙烯一甲基丙烯酸甲酯共聚物 2 20份過氧化物交聯劑0.1 3.5份
受阻胺類抗氧劑0.05 2.5份
紫外穩定劑0.05 2.5份。 所述的過氧化物交聯劑的作用是增加聚烯烴封裝膠膜組合物的耐高溫特性,其可選自以下一種或者幾種的混合物叔丁基過氧化-2-乙基己基碳酸酯、過苯甲酸叔戊酷、 2,2_雙(叔茂基過氧)_ 丁烷、叔丁基過氧化辛癸酸、叔丁基過氧化苯甲酸酷、叔丁基過氧化-2-乙基己酸酷、鄰,鄰叔丁基-鄰-(2-乙基己基)-単-過氧化碳酸酯、雙(叔丁基過氧化異丙基)苯、叔丁基過氧化-異丙基碳酸酷、1,1_雙(叔丁基過氧基)-3,5,5_三甲基環己烷、鄰,鄰-叔丁基-鄰-異丙基-単-過氧化碳酸酷、鄰,鄰-叔戊基-鄰バ2-乙基己基)-単-過氧化碳酸酯、叔丁基過氧化-2-乙基己酸酷、叔丁基過氧化_3,5,5-三甲基己酸酷。所述的受阻胺類抗氧劑的作用是使聚烯烴封裝膠膜組合物具有良好的耐候性,其可選自以下一種或者幾種的混合物N,N’ -雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-1,6-己 ニ胺和嗎啉-2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的聚合物、2-羥基-4-烷氧基ニ苯甲酮、N,N,-雙 0,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己ニ胺和2,4-ニ氯-6-(4-嗎啉基)-1,3,5-三嗪的聚合物、3,5- ニ叔丁基-4-羥基-苯甲酸十六烷基酯、聚[[6-1,1,3,3-四-(甲基丁基)氨基]-S-三嗪-2,4-雙基],[K2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]]、雙(1,2,2,6,6_五甲基-4-哌啶基)癸ニ酸酷/甲基-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸ニ酸酯復配物、三(1, 2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酷、2,6-ニ叔丁基-4甲基苯酚、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6- ニ 甲基苯甲基)-1,3,5-三嗪-2,4,6 (1Η,3Η,5Η)-三酮 / ニ 0,4- ニ枯基苯基)季戊四醇ニ亞磷酸酯復配物、N,N’ -雙0,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己 ニ胺和2,4-2氯-6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基_1,3,5-三嗪的聚合物、丁ニ酸和4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物。所述的紫外穩定劑的作用是使聚烯烴封裝膠膜組合物具有抗紫外光性能,其可選自以下一種或者幾種的混合物2,8_ ニ甲基-4Η,6Η-苯并(l,2-d;5,4-d’ )雙(1,3)_噁嗪-4,6- ニ酮、2-(2,-羥基-5,-叔丁基苯基)苯并三唑、2-羥基-4-甲氧基-2,-羧基ニ 苯甲酮、2-(2’ -甲基-4’ -羥基苯基)苯并三唑、雙-(2-甲氧基-4-羥基-5苯甲酰基苯基)甲烷、2-(2,_羥基-5-甲基苯基)苯并三唑、2,2,-(1,4_亞苯基)雙-4H-3,1苯并噁嗪-4-酮、2-(2,-羥基-5,-氨苯基)苯并三唑、2-羥基-5-氯ニ苯甲酮、2,2,-四亞甲基雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2’ - ニ羥基-4,4’ - ニ甲氧基ニ苯甲酮、2-羥基_4_苯甲酰基氧基ニ苯甲酮、2- (2-羥基-3,5- ニ叔戊基苯基)苯并三唑、2,2’,4,4'-四羥基ニ苯甲酮、雙水楊酸雙酚A酷、2,2’ -雙羥基-4,4’ - ニ甲氧基ニ苯甲酮、2-(2’ -羥基-3,’ 5’ - ニ 甲基苯基)苯并三唑、2-(2’ -羥基-5甲基苯基)-5-羧酸丁基酯苯并三唑。所述的乙烯-辛烯共聚物中辛烯的摩爾含量為20% 50%,所述的乙烯-辛烯共聚物的熔點為40°C 120°C,可以提高該聚烯烴封裝膠膜組合物的抗沖模量。所述的聚乙烯密度為0. 90g/cm3 0. 95g/cm3,所述的聚乙烯的熔點為80°C 150°C,可以提高該聚烯烴封裝膠膜組合物的內聚能。所述的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中甲基丙烯酸甲酯的質量分數為10% 30%,它的加入提高了聚烯烴封裝膠膜組合物組合物的透光率,同時進ー步提高了組合物的粘接性能。本發明組合物應用于制備封裝組合物吋,還通過添加硅烷偶聯劑來提高粘結性能、添加成核劑來降低薄膜材料的霧度,同時為了起到控制薄膜的熱收縮形變還可以適當地添加玻璃纖維,此外無機填料的添加也可以起到一定的阻燃功能。本發明還涉及所述的組合物在制備用于封裝太陽能電池組件的聚烯烴膠膜中的應用。本發明中所述的聚烯烴封裝膠膜組合物由乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物,以及復配的其他組劑經過混料、熔融擠出、流延成膜、薄膜收卷等ェ藝過程制得。本發明還涉及所述的聚烯烴封裝膠膜組合物在制備用于封裝雙層玻璃的聚烯烴膠膜中的應用。本發明的聚烯烴封裝膠膜組合物的有益效果主要體現在該組合物具有優異的力學抗沖模量、耐老化性能以及較強的玻璃粘結力,同時該組合物便于加工成型,可以實現太陽能組件在線修復性和回收性。
具體實施例方式為了對本發明的結構、特征及其功效,能有更進一歩地了解和認識,現舉較佳實施例詳細說明如下實施例1以質量分數計,在由80份乙烯-辛烯共聚物(美國陶氏POE 8200)、20份的聚乙烯(沙特SABIC 500026)以及20份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美國西湖SP1305)組成的粒料中,加入2份交聯劑過氧化O-乙基己基)碳酸叔戊酯(阿克蘇諾貝爾過氧化物有限公司)、0. 05份紫外穩定劑2-(2-羥基-3,5 ニ叔戊基苯基)苯并三唑(美國汽八精化公司UV-3^)以及0. 5份抗氧劑1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6- ニ甲基苯甲基)-1, 3,5-三嗪-2,4,6(1扎3!1,5 )-三酮/ニ(2,4-ニ枯基苯基)季戊四醇ニ亞磷酸酯復配物 (CYAN0X 2777),均勻混合。將以上混合物在擠出機中進行共混擠出,溫度控制在140°C,擠出物經過流延、冷卻、分切、收卷エ序,獲得0. 5mm厚的聚烯烴封裝膠膜,標記為Un-1。實施例2以質量分數計,在由90份乙烯-辛烯共聚物(美國埃克森美孚公司POE 0210),10 份的聚乙烯(沙特SABIC 200024)以及10份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美國西湖 SP1307)組成的粒料中,加入1. 5份交聯劑鄰-叔戊基-鄰-(2-乙基己基)-単-過氧化碳酸酷(Luperonx TAEC)、0.1份紫外穩定劑癸ニ酸雙-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯(Tinuvin 770)以及0. 1份抗氧劑2,6-ニ叔丁基-4-甲基苯酚,均勻混合。將以上混合物在擠出機中進行共混擠出,溫度控制在140°C,擠出物經過流延、冷卻、分切、收卷エ序,獲得0. 5mm厚的聚烯烴封裝膠膜,標記為Un-2。實施例3以質量分數計,在由70份乙烯-辛烯共聚物(日本三井POE DF640)、15份的聚乙烯(SK FT411)以及20份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美國西湖SP1330)組成的粒料中,加入1.5份交聯劑過氧化新癸酸叔丁酯(TrigOnOx 23C75)、0. 1份紫外穩定劑 2,2,-雙羥基-4,4,- ニ甲氧基ニ苯甲酮以及0. 05份抗氧劑1,3,5_三(4-叔丁基-3-羥基-2,6-ニ甲基苯甲基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1扎3!1,5 )-三酮/ニ(2,4-ニ枯基苯基) 季戊四醇ニ亞磷酸酯復配物(CYANOX XS4),均勻混合。將以上混合物在擠出機中進行共混擠出,溫度控制在140°C,擠出物經過流延、冷卻、分切、收卷エ序,獲得0. 5mm厚的聚烯烴封裝膠膜,標記為Un-3。實施例4以質量分數計,在由90份乙烯-辛烯共聚物(美國陶氏POE 8411)、10份的聚乙烯(SKCA100)以及15份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美國西湖GT7058)組成的粒料中,加入1.0份交聯劑鄰,鄰-叔丁基-鄰-(2-乙基己基)-単-過氧化碳酸酯(Luper0X MC)、 0. 1份紫外穩定劑2バ2,-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑(美國Pure Chemistry Scientific Inc.)以及0.05份抗氧劑3,5-ニ叔丁基-4-羥基-苯甲酸十六烷基酯(Cyasorb UV 2908), 均勻混合。將以上混合物在擠出機中進行共混擠出,溫度控制在140°C,擠出物經過流延、冷卻、分切、收卷エ序,獲得0. 5mm厚的聚烯烴封裝膠膜,標記為Un-4。實施例5以質量分數計,在由85份乙烯-辛烯共聚物(美國埃克森美孚公司POE 8210)、 15份的聚乙烯(中石油HPR1820DX)以及20份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美國杜邦 CM 5023)組成的粒料中,加入1.5份交聯劑過氧化新癸酸叔丁酯(LuperOX MC)、0.5份紫外穩定劑2-(2-羥基-3,5 ニ叔戊基苯基)苯并三唑(美國汽八精化公司UV-3^)以及0.5 份抗氧劑2,6- ニ叔丁基-4-甲基苯酚,均勻混合。將以上混合物在擠出機中進行共混擠出,溫度控制在140°C,擠出物經過流延、冷卻、分切、收卷エ序,獲得0. 5mm厚的聚烯烴封裝膠膜,標記為Un-5。實施例6以質量分數計,在由85份乙烯-辛烯共聚物(美國陶氏POE 8200)、20份的聚乙烯(沙特SABIC 200024)以及15份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美國杜邦5054)組成的粒料中,加入1. 5份交聯劑過氧化新癸酸叔丁酯(Trigonox 23C75)、0. 5份紫外穩定劑2_(2,-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑(美國Pure Chemistry Scientific he.)以及0. 5份抗氧劑1,3,5-三叔丁基-3-羥基-2,6- ニ甲基苯甲基)-1,3,5-三嗪-2,4, 6(1H,3H,5H)-三酮/ ニ(2,4-ニ枯基苯基)季戊四醇ニ亞磷酸酯復配物(CYAN0XXS4),均勻混合。將以上混合物在擠出機中進行共混擠出,溫度控制在140°C,擠出物經過流延、冷卻、分切、收卷エ序,獲得0. 5mm厚的聚烯烴封裝膠膜,標記為Un-6。實施例7以質量分數計,在由70份乙烯-辛烯共聚物(美國埃克森美孚公司POE 5101)、 5份的聚乙烯(SK CA100)以及20份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美國杜邦5023)組成的粒料中,加入1.5份交聯劑過氧化新癸酸叔丁酯(Luperox MC)、0.5份紫外穩定劑2, 2,-雙羥基-4,4,-ニ甲氧基ニ苯甲酮以及0.5份抗氧劑1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2, 6-ニ甲基苯甲基)-1,3,5_三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮/ ニ(2,4_ ニ枯基苯基)季戊四醇ニ亞磷酸酯復配物(CYAN0X 2777),均勻混合。將以上混合物在擠出機中進行共混擠出,溫度控制在140°C,擠出物經過流延、冷卻、分切、收卷エ序,獲得0. 5mm厚的聚烯烴封裝膠膜,標記為Un-7。實施例8以質量分數計,在由75份乙烯-辛烯共聚物(日本三井POE DF640)、7份的聚乙烯沙特(SABIC 200024)以及18份的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(美國西湖GT7058) 組成的粒料中,加入1. 5份交聯劑叔丁基過氧化-3,5,5-三甲基己酸酷、2. 5份紫外穩定劑 2-(2-羥基-3,5-ニ叔戊基苯基)苯并三唑以及0.5份抗氧劑1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6- ニ甲基苯甲基)-1,3,5-三嗪-2,4,6 (1H,3H,5H)-三酮/ ニ 0,4- ニ枯基苯基) 季戊四醇ニ亞磷酸酯復配物(CYAN0X 2777),均勻混合。將以上混合物在擠出機中進行共混擠出,溫度控制在140°C,擠出物經過流延、冷卻、分切、收卷エ序,獲得0. 5mm厚的聚烯烴封裝膠膜,標記為Un-8。上述實施例得到的聚烯烴封裝膠膜,用下述測試方法進行粘結性能、抗沖擊性能、 老化性能評價和透光率測試。結果如表1所示。1.玻璃/聚烯烴封裝膠膜粘結強度測試方法按照國家標準GB/T2790《膠粘劑180°C剝離強度實驗方法繞性材料對剛性材料》。樣品制作取尺寸為150mmX 150mm的3mm厚玻璃、上述實施例子中的ー種聚烯烴膠膜和TPT背板,按照玻璃/膠膜/背板的順序放入真空層壓機內,在160°C下層壓15分鐘。以lOOmm/min速度在拉カ機上進行測定,記錄拉伸強度數值。2.抗沖擊性能 測試方法參考《鋼化玻璃》GB/T9963-1998和國家標準《建筑幕墻》GB/T21086-2007 規定的抗沖擊性實驗操作方法進行。樣品制作取尺寸為150mmX 150mm的3mm厚玻璃和上述實施例子中的ー種聚烯烴膠膜,按照玻璃/膠膜/玻璃的順序放入真空層壓機內,在160°C下層壓15分鐘。將直徑為63. 5mm(重量為1040g)的鋼球在垂直高度為Im的距離下,進行自由下路撞擊,肉眼觀察玻璃/膠膜/玻璃組件是否發生破壞,并記錄未發生破裂的最大撞擊次數。3.耐濕熱老化性能按照GB/TM23. 3實驗方法進行濕熱老化試驗。試驗測試條件溫度為85°C,現對濕度為85%,試驗持續時間為2000h。試驗前、后試樣的黃變指數(ΔΥΙ)按國際《塑料黃色指數試驗方法》GBM09,由 HunterLab ColorQuest測色儀按ASTM進行分析。4.透光率測試測試方法參考國家標準GBM10-80《透明塑料透光率和霧度試驗方法》規定的透光率測試實驗操作方法進行。樣品制作取尺寸為50mmX50mm的0. 55mm厚的上述實施例子中的ー種聚烯烴膠
膜進行測試試驗。膠膜試樣應均勻,不應有氣泡,載玻片兩測量表面應平整光滑且平行,無劃傷,無異物和油污等。試驗測試條件溫度23士5°C ;相對濕度50士20%。根據透過試樣的光通量和射到試樣上的光通量之比來確定膠膜試樣的透光率。表1 實施例1-8制得的聚烯烴封裝膠膜性能對比
權利要求
1. ー種新型的聚烯烴封裝膠膜組合物,其配方按重量百分比計算包括以下組分乙烯ー辛烯共聚物70 90份聚乙烯2 20份乙烯一甲基丙烯酸甲酯共聚物2 20份過氧化物交聯劑0.1 3.5份受阻胺類抗氧劑0.05 2.5份紫外穩定劑0.05 2.5份。
2.如權利要求1所述的新型的聚烯烴封裝膠膜組合物,其特征在干,所述過氧化物交聯劑為下列中的ー種或者兩種以上的混合物叔丁基過氧化-2-乙基己基碳酸酯、過苯甲酸叔戊酷、2,2-雙(叔茂基過氧)-丁烷、叔丁基過氧化辛癸酸、叔丁基過氧化苯甲酸酷、叔丁基過氧化-2-乙基己酸酷、鄰,鄰叔丁基-鄰-(2-乙基己基)-單-過氧化碳酸酷、雙(叔丁基過氧化異丙基)苯、叔丁基過氧化-異丙基碳酸酷、1,1_雙(叔丁基過氧基)-3,5,5_三甲基環己烷、鄰,鄰-叔丁基-鄰-異丙基-単-過氧化碳酸酷、鄰,鄰-叔戊基-鄰-O-乙基己基)-單-過氧化碳酸酯、叔丁基過氧化-2-乙基己酸酷、叔丁基過氧化_3,5,5-三甲基己酸酷。
3.如權利要求1所述的新型的聚烯烴封裝膠膜組合物,其特征在干,所述的紫外穩定劑為下列中的ー種或者兩種以上的混合物2,8_ ニ甲基-4H,6H-苯并(l,2-d;5,4-d’ ) 雙(1,3)_噁嗪-4,6-ニ酮、2-(2,-羥基-5,-叔丁基苯基)苯并三唑、2-羥基-4-甲氧基-2,-羧基ニ苯甲酮、2-(2,-甲基-4,-羥基苯基)苯并三唑、雙-(2-甲氧基-4-羥基-5苯甲酰基苯基)甲烷、2-(2,-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑、2,2,-(1,4_亞苯基) 雙-4H-3,1苯并噁嗪-4-酮、2-(2,-羥基-5,-氨苯基)苯并三唑、2-羥基-5-氯ニ苯甲酮、 2,2,-四亞甲基雙(3,1-苯并噁嗪-4-酮)、2,2,- ニ羥基-4,4,- ニ甲氧基ニ苯甲酮、2-羥基-4-苯甲酰基氧基ニ苯甲酮、2-(2-羥基-3,5-ニ叔戊基苯基)苯并三唑、2,2,,4,4,_四羥基ニ苯甲酮、雙水楊酸雙酚A酷、2,2’ -雙羥基-4,4’ - ニ甲氧基ニ苯甲酮、2-(2’ -羥基-3,’ 5’ - ニ甲基苯基)苯并三唑、2-(2’ -羥基-5甲基苯基)-5-羧酸丁基酯苯并三唑。
4.如權利要求1所述的新型的聚烯烴封裝膠膜組合物,其特征在干,所述的受阻胺類抗氧劑為下列中的ー種或者兩種以上的混合物N,N’-雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-1,6_己ニ胺和嗎啉-2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的聚合物、2-羥基-4-烷氧基ニ苯甲酮、 N,N’ -雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己ニ胺和2,4-ニ氯-6-(4-嗎啉基)-1,3, 5-三嗪的聚合物、3,5- ニ叔丁基-4-羥基-苯甲酸十六烷基酯、聚[[6-1,1,3,3-四-(甲基丁基)氨基]-S-三嗪-2,4-雙基],[K2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基]]、雙(1, 2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸ニ酸酯/甲基-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸ニ酸酯復配物、三(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)亞磷酸酷、2,6-ニ叔丁基-4甲基苯酚、1,3, 5-三(4-叔丁基-3-羥基-2,6- ニ甲基苯甲基)-1,3,5-三嗪-2,4,6 (1Η,3Η,5Η)-三酮/ニ(2,4-ニ枯基苯基)季戊四醇ニ亞磷酸酯復配物、N,N’ -雙0,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6_己ニ胺和2,4-2氯-6-(l,l,3,3-四甲基丁基)氨基_1,3,5-三嗪的聚合物、丁 ニ酸和4-羥基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶醇的聚合物。
5.如權利要求1所述的新型的聚烯烴封裝膠膜組合物,其特征在干,所述的乙烯-辛烯共聚物中辛烯的摩爾含量為20% 50%,所述的乙烯-辛烯共聚物的熔點為40°C 120°C。
6.如權利要求1所述的新型的聚烯烴封裝膠膜組合物,其特征在于所述的聚乙烯密度為0. 90g/cm3 0. 95g/cm3,所述的聚乙烯的熔點為80°C 150°C。
7.如權利要求1所述的新型的聚烯烴封裝膠膜組合物,其特征在干,所述的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中甲基丙烯酸甲酯的質量分數為10% 30%。
8.如權利要求1所述的新型的聚烯烴封裝膠膜組合物應用于太陽能電池組件的封裝。
9.如權利要求1所述的新型的聚烯烴封裝膠膜組合物應用于雙層玻璃的封裝。
全文摘要
本發明公開了一種新型的聚烯烴封裝膠膜組合物,其配方按重量百分比計算包括以下組分本發明所述的聚烯烴封裝膠膜組合物具有優異的力學抗沖模量、耐老化性能以及較強的玻璃粘結力,同時該聚烯烴封裝膠膜組合物便于加工成型,可以實現太陽能組件在線修復性和回收性。
文檔編號C09J11/06GK102585731SQ20111044953
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者余鵬, 唐舫成, 林博, 汪加勝, 章明秋 申請人:廣州鹿山新材料股份有限公司