一种无溢胶的高反射率eva胶膜及其制备方法
技术领域
1.本发明属于太阳能电池光伏胶膜技术领域，具体为一种无溢胶的高反射率eva胶膜及其制备方法。


背景技术：

2.随着社会的不断发展，环境污染和能源短缺是人类面临的两大重要问题。绿色低碳是实现“碳达峰，碳中和”的有效途径，而太阳能是一种取之不尽，用之不竭的可再生清洁能源，利用太阳能电池将清洁可再生的太阳能转换成电能是解决这两个问题的有效方法之一。目前光伏组件的发电效率难以提高,一直维持在18％～19％之间，如何提高光伏电池的光电转换效率成为世界光伏产业关注的焦点。为提高太阳光的利用率，通常将背面的透明eva胶膜更换成具有高反射率的白色eva胶膜，进而增加电池片的发电功率。然而，白色eva胶膜在组件层压过程中易出现溢胶和褶皱现象，不仅影响外观，还限制了功率提升，一般还需通过预交联方式来改善层压外观，但是预交联却不可避免的降低背板与胶膜的粘结强度，也增加了胶膜生产工序，增加了生产成本，同时由于添加的白色颜料降低了体积电阻率，具有潜在的功率衰减的风险。


技术实现要素：

3.本发明在于提供一种无溢胶的高反射率eva胶膜及其制备方法，以克服背景技术中所述缺陷并达到提升胶膜性能和降低生产成本的目的。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种无溢胶的高反射率eva胶膜，由按质量份数计为0.1-0.5份防溢胶组分和99.5-99.9份的白色eva胶膜组分采用共混方式制备而成；所述白色eva胶膜组分组成按质量份数计为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂80-90份、色母粒5-15份、过氧化物类交联剂0.3-0.6份、助交联剂0.3-0.8份、硅烷偶联剂0.3-1.0份、抗氧剂0.05-0.3份、光稳定剂0.05-0.2份、增粘树脂3-5份、抗pid母粒1-5份。
5.一种无溢胶的高反射率eva胶膜，由防溢胶组分与透明eva胶膜组分形成的b混合料和由白色eva胶膜组分形成的c混合料采用共挤方式制备而成；所述透明eva胶膜组分组成按质量份数计为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂90-95份、过氧化物类交联剂0.5-1.0份、助交联剂0.3-1.0份、硅烷偶联剂0.3-0.5份、抗氧剂0.05-0.3份、光稳定剂0.05-0.2份；防溢胶组分的加入量为0.1-0.5份。
6.进一步的，所述防溢胶组分为聚倍半硅氧烷。
7.进一步的，所述防溢胶组分为聚倍半硅氧烷和环氧树脂的混合物，按质量份数计为：聚倍半硅氧烷90-99份、环氧树脂1-10份。
8.进一步的，所述聚倍半硅氧烷为甲基丙烯酰氧基丙基梯形聚倍半硅氧烷、缩水甘油醚环氧梯形聚倍半硅氧烷、2-（3,4-环氧环己烷基)乙基梯形聚倍半硅氧烷、甲基丙烯酰氧基丙基笼状倍半硅氧烷、缩水甘油醚氧丙基笼状倍半硅氧烷的一种或几种；所述环氧树脂为6101环氧树脂。
9.进一步的，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的熔融指数为1.0g/min-10g/10min，其醋酸乙烯酯质量百分含量为20-40%；所述色母粒由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂和反射填料、分散剂复配而成，其中反射填料包括二氧化钛、二氧化硅、硫酸钡等至少一种，反射填料的质量百分含量为50-60%；所述过氧化物类交联剂采用过氧化二异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、1,1
’‑
双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷或叔戊基过氧化碳酸-2-乙基己酯的一种或两种；所述助交联剂为三烯丙基异氰尿酸酯、三聚氰酸三丙烯酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化三羟基丙烯三丙烯酸酯、丙氧化三羟基丙烯三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯的一种或两种。
10.进一步的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、硅烷低聚物中的一种或多种；所述抗氧剂为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、三(壬基苯基)亚磷酸酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸双十八酯中的一种或两种以上的混合物；所述光稳定剂为癸二酸双-2 ,2 ,6 ,6-四甲基哌啶醇酯、单（1，2，2，6，6-五甲基
‑ꢀ4ꢀ–
哌啶基）癸二酸酯、双(1 ,2 ,2 ,6 ,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯中的一种。
[0011]
进一步的，所述增粘树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸-丙烯酸盐离子聚合物的一种；所述抗pid母粒为含有金属离子捕捉剂如磷酸锆、磷酸钛、水滑石、羟基磷灰石的eva母粒。
[0012]
本发明还提供了一种无溢胶的高反射率eva胶膜的制备方法，包括两种方式：方式一是将防溢胶组分和白色eva胶膜组分采用共混方式制备，包括如下步骤：（1）按质量份数计，称取0.1-0.5份防溢胶组分和99.5-99.9份白色eva胶膜组分；（2）将步骤（1）中防溢胶组分和白色eva胶膜组分在拌料釜内混合均匀，形成a混合料；（3）将步骤（2）中混合好的a混合料投入到单螺杆挤出机中，在90℃下流延挤出，经压花、拉伸、牵引、收卷，即得单层结构的无溢胶的高反射率eva胶膜，控制无溢胶的高反射率eva胶膜厚度为0.4-0.8mm。
[0013]
方式二是由防溢胶组分与透明eva胶膜组分形成的b混合料和由白色eva胶膜组分形成的c混合料采用共挤方式制备，包括如下步骤：（1）按质量份数计，称取0.1-0.5份防溢胶组分、99.5-99.9份透明eva胶膜组分；（2）将步骤（1）中防溢胶组分和透明eva胶膜组分在拌料釜内混合均匀，形成b混合料；（3）将白色eva胶膜组分在拌料釜内混合均匀，形成c混合料；（4）将b混合料和c混合料分别投入到共挤流延机的两个料斗中，在90℃下流延挤出，经压花、拉伸、牵引、收卷，即得双层结构的无溢胶的高反射率eva胶膜，控制无溢胶的高反射率eva胶膜总厚度为0.4-0.8mm，且控制透明eva胶膜层厚度为0.1-0.3mm，白色eva胶膜层厚度为0.3-0.5mm。
[0014]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过共混或共挤的加工方式创造性地引入特殊结构的聚倍半硅氧烷或聚倍半硅氧烷和环氧树脂的混合物，其核心是聚倍半硅氧烷的高分子结构是氧化硅链条并排组成的梯形或笼形结构，同时侧边含有极性基团，尺寸为纳米级，无机内核si-o交替连接的硅氧骨架能够抑制聚合物分子的链运动，而环氧树脂进一步抑制聚合物分子的链运动，大大降低了聚合物分子的流动性，同时eva胶模原料构成中引入了低熔指的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂，可不经预交联即可避免高反射率eva胶膜在层压时出现溢胶和褶皱问题，同时减少了辐照工序的成本。
[0015]
2、本发明制备的高反射率eva胶膜，与背板的剥离强度由90n/cm 提高到97～110n/cm,体积电阻率由6.8
×
10
15
ω.cm增加至8.5
×
10
15
～2.8
×
10
16
ω.cm，反射率由为92%提高至92～94%， 430w组件功率增益由0.3%提升至1.0～1.4%，大大提高了eva胶膜性能。
具体实施方式
[0016]
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0017]
实施例1：一种无溢胶的高反射率eva胶膜及其制备方法：由防溢胶组分和白色eva胶膜组分采用共混方式制备而成；其中，防溢胶组分为聚倍半硅氧烷或聚倍半硅氧烷和环氧树脂的混合物；其中，聚倍半硅氧烷为甲基丙烯酰氧基丙基梯形聚倍半硅氧烷、缩水甘油醚环氧梯形聚倍半硅氧烷、2-（3,4-环氧环己烷基)乙基梯形聚倍半硅氧烷、甲基丙烯酰氧基丙基笼状倍半硅氧烷、缩水甘油醚氧丙基笼状倍半硅氧烷的一种或几种，本实施例选用缩水甘油醚环氧梯形聚倍半硅氧烷。
[0018]
其中，白色eva胶膜组分组成按质量份数计为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂81.65份、色母粒12份、过氧化物类交联剂0.6份、助交联剂0.8份、硅烷偶联剂0.7份、抗氧剂0.05份、光稳定剂0.1份、增粘树脂3份、抗pid母粒1份。
[0019]
其中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的熔融指数为1.0g/min-10g/10min，其醋酸乙烯酯质量百分含量为20-40%，本实施例选用醋酸乙烯酯质量百分含量为28%、熔融指数为10g/10min的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂。
[0020]
其中，色母粒由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂和反射填料、分散剂复配而成，其中反射填料包括二氧化钛、二氧化硅、硫酸钡等至少一种，反射填料的质量百分含量为50-60%，本实施例中反射填料采用二氧化钛，反射填料的质量百分含量为60%。
[0021]
其中，过氧化物类交联剂采用过氧化二异丙苯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、1,1
’‑
双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷或叔戊基过氧化碳酸-2-乙基己酯的一种或两种，本实施例选用叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯。
[0022]
其中，助交联剂为三烯丙基异氰尿酸酯、三聚氰酸三丙烯酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化三羟基丙烯三丙烯酸酯、丙氧化三羟基丙烯三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯
的一种或两种，本实施例选用三烯丙基异氰尿酸酯和乙氧化三羟基丙烯三丙烯酸酯的混合物，其质量比为3:1。
[0023]
其中，硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、硅烷低聚物中的一种或多种，本实施例选用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、硅烷低聚物。
[0024]
其中，抗氧剂为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、三(壬基苯基)亚磷酸酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸双十八酯中的一种或两种以上的混合物，本实施例选用β-(3 ,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
[0025]
其中，光稳定剂为癸二酸双-2 ,2 ,6 ,6-四甲基哌啶醇酯、单（1，2，2，6，6-五甲基
‑ꢀ4ꢀ–
哌啶基）癸二酸酯、双(1 ,2 ,2 ,6 ,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯中的一种，本实施例选用癸二酸双-2 ,2 ,6 ,6-四甲基哌啶醇酯。
[0026]
其中，增粘树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酐、乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸-丙烯酸盐离子聚合物的一种，本实施例选用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酐。
[0027]
其中，抗pid母粒为含有金属离子捕捉剂如磷酸锆、磷酸钛、水滑石、羟基磷灰石的eva母粒。
[0028]
制备步骤如下：（1）按质量份数计，称取0.2份防溢胶组分和99.8份白色eva胶膜组分；（2）将步骤（1）中防溢胶组分和白色eva胶膜组分在拌料釜内混合均匀，形成a混合料；（3）步骤（2）中混合好的a混合料投入到单螺杆挤出机中，在90℃下流延挤出，经压花、拉伸、牵引、收卷，即得单层结构的无溢胶的高反射率eva胶膜。
[0029]
经测试，本实施例中制备的高反射率eva胶膜厚度为0.7mm，与背板的剥离强度为97n/cm,体积电阻率为8.5
×
10
15
ω.cm，反射率92%，层压件有轻微溢边和褶皱，430w组件功率增益1.0%。
[0030]
实施例2：一种无溢胶的高反射率eva胶膜及其制备方法：由防溢胶组分和白色eva胶膜组分采用共混方式制备而成；其中，防溢胶组分为聚倍半硅氧烷或聚倍半硅氧烷和环氧树脂的混合物，本实施例选用按质量份数计为95份的甲基丙烯酰氧基丙基梯形聚倍半硅氧烷和5份的6101环氧树脂的混合物。
[0031]
其中，白色eva胶膜组分组成按质量份数计为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂81.07份、色母粒10份、过氧化物类交联剂0.6份、助交联剂0.8份、硅烷偶联剂0.8份、抗氧剂0.08份、光稳定剂0.15份、增粘树脂5份、抗pid母粒1.5份。
[0032]
其中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂，本实施例选用醋酸乙烯酯质量百分含量为25%、熔融指数为8g/10min的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂。
[0033]
其中，色母粒由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂和反射填料、分散剂复配而成，本实
施例中反射填料采用硫酸钡，反射填料的质量百分含量为55%。
[0034]
其中，过氧化物类交联剂，本实施例选用叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯和1,1
’‑
双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷，质量比为2:1。
[0035]
其中，助交联剂，本实施例选用三烯丙基异氰尿酸酯和丙氧化三羟基丙烯三丙烯酸酯的混合物，其质量比为4:1。
[0036]
其中，硅烷偶联剂，本实施例选用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、硅烷低聚物。
[0037]
其中，抗氧剂，本实施例选用β-(3 ,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
[0038]
其中，光稳定剂，本实施例选用癸二酸双-2 ,2 ,6 ,6-四甲基哌啶醇酯。
[0039]
其中，增粘树脂，本实施例选用乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物。
[0040]
其中，抗pid母粒为含有金属离子捕捉剂如磷酸锆、磷酸钛、水滑石、羟基磷灰石的eva母粒。
[0041]
制备步骤同实施例1。
[0042]
经测试，本实施例中制备的高反射率eva胶膜厚度为0.7mm，与背板的剥离强度为110n/cm,体积电阻率为2.8
×
10
16
ω.cm，反射率为94%，层压件无溢边和褶皱，430w组件功率增益1.2%。
[0043]
实施例3：一种无溢胶的高反射率eva胶膜及其制备方法：由防溢胶组分与透明eva胶膜组分形成的b混合料与由白色eva胶膜组分形成的c混合料采用共挤方式制备而成；其中，防溢胶组分，本实施例选用甲基丙烯酰氧基丙基笼状倍半硅氧烷。
[0044]
其中，透明eva胶膜组分组成按质量份数计为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂98份、过氧化物类交联剂0.8份、助交联剂0.5份、硅烷偶联剂0.5份、抗氧剂0.1份、光稳定剂0.1份；其中，白色eva胶膜组分组成按质量份数计为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂85.75份、色母粒8份、过氧化物类交联剂0.6份、助交联剂0.8份、硅烷偶联剂0.7份、抗氧剂0.05份、光稳定剂0.1份、增粘树脂3份、抗pid母粒1份。
[0045]
其中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂，本实施例选用醋酸乙烯酯质量百分含量为28%、熔融指数为6g/10min的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂。
[0046]
其中，过氧化物类交联剂，本实施例选用叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯。
[0047]
其中，助交联剂，本实施例选用三烯丙基异氰尿酸酯和丙氧化三羟基丙烯三丙烯酸酯的混合物，其质量比为4:1。
[0048]
其中，硅烷偶联剂，本实施例选用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、硅烷低聚物。
[0049]
其中，抗氧剂，本实施例选用三(壬基苯基)亚磷酸酯。
[0050]
其中，光稳定剂，本实施例选用双(1 ,2 ,2 ,6 ,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
[0051]
其中，色母粒由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂和反射填料、分散剂复配而成，本实施例中反射填料采用二氧化硅，反射填料的质量百分含量为60%。
[0052]
其中，增粘树脂，本实施例选用乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物。
[0053]
其中，抗pid母粒为含有金属离子捕捉剂如磷酸锆、磷酸钛、水滑石、羟基磷灰石的eva母粒。
[0054]
制备步骤如下：（1）按质量份数计，称取0.3份防溢胶组分、99.7份透明eva胶膜组分；（2）将步骤（1）中防溢胶组分和透明eva胶膜组分在拌料釜内混合均匀，形成b混合料；（3）将白色eva胶膜组分在拌料釜内混合均匀，形成c混合料；（4）将b混合料和c混合料分别投入到共挤流延机的两个料斗中，在90℃下流延挤出，经压花、拉伸、牵引、收卷，即得双层结构的无溢胶的高反射率eva胶膜。
[0055]
经测试，本实施例中制备的高反射率eva胶膜总厚度为0.8mm，其中，透明eva胶膜层厚度为0.3mm，白色eva胶膜层厚度为0.5mm，高反射率eva胶膜与背板的剥离强度为108n/cm,体积电阻率为1.2
×
10
16
ω.cm，反射率为94%，层压件无溢边和褶皱，430w组件功率增益1.4%。
[0056]
对比例：一种白色高反射率eva胶膜及其制备方法：白色高反射率eva胶膜组分组成按质量份数计为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂81.75份、色母粒12份、过氧化物类交联剂0.6份、助交联剂0.8份、硅烷偶联剂0.7份、抗氧剂0.05份、光稳定剂0.1份、增粘树脂3份、抗pid母粒1份。
[0057]
其中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂采用醋酸乙烯酯质量百分含量为28%、熔融指数为25g/10min的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂。
[0058]
其中，色母粒由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂和反射填料、分散剂复配而成，本例中反射填料采用二氧化硅，反射填料的质量百分含量为60%。
[0059]
其中，过氧化物类交联剂采用烷叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯。
[0060]
其中，助交联剂选择三烯丙基异氰尿酸酯和乙氧化三羟基丙烯三丙烯酸酯的混合物，其质量比为4:1。
[0061]
其中，硅烷偶联剂选择γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、硅烷低聚物。
[0062]
其中，抗氧剂选择β-(3 ,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
[0063]
其中，光稳定剂选择癸二酸双-2 ,2 ,6 ,6-四甲基哌啶醇酯。
[0064]
其中，增粘树脂选择乙烯-丙烯酸酯-缩水甘油酯共聚物。
[0065]
其中，抗pid母粒为含有金属离子捕捉剂如磷酸锆、磷酸钛、水滑石、羟基磷灰石的eva母粒。
[0066]
制备步骤如下：（1）将白色高反射率eva胶膜组分在拌料釜内混合均匀，形成d混合料；（2）将步骤（1）中混合均匀的d混合料投入到单螺杆挤出机中，在90℃下流延挤出，经压花、拉伸、牵引、收卷，即得白色高反射率eva胶膜。
[0067]
经测试，本例中制备的高反射率eva胶膜与背板的剥离强度为90n/cm,体积电阻率为6.8
×
10
15
ω.cm，反射率为92%，层压件出现大量溢边和褶皱，430w组件功率增益0.3%。
[0068]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。