专利名称：能阻断紫外线且耐老化的eva胶膜及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于太阳能光伏组件的EVA胶膜及制备方法，尤其是一种能阻断紫外线且耐老化的EVA胶膜及制备方法。
背景技术：
光伏组件是将太阳能转化成电能的设备，其结构从上到下由钢化玻璃面板、EVA胶膜、晶体硅电池片、EVA胶膜、TPT背板组成。其中晶体硅电池片是光电转换装置，也即为太阳能电池，晶体硅电池片若直接暴露于空气中，其光电转换效率会很快下降，失去实用价值，故晶体硅电池片会借助于两层高分子封装膜将晶体硅电池片封装于其中，而EVA胶膜即为晶体硅电池片的封装材料，将晶体硅电池片分别与钢化玻璃面板、TPT背板粘接起来， EVA封装胶膜在封装过程发生交联固化，形成结构均一、透光良好、密封严密的凝胶，能有效地防止外界水、气、灰尘等对晶体硅电池片的腐蚀。EVA胶膜的主要原料是EVA树脂。分子式
部分。其中聚乙烯部分主要提供产品的机械性能，而醋酸乙烯则提供产品的粘结性能。 当VA含量不同时，EVA的性能表现出很大的差异，因此可以设计出不同VA含量的EVA产品， 分别适用于多种用途的要求。 现国内对EVA胶膜作为太阳能光伏组件封装胶膜进行了相应的研究，而且已有成品在市场上销售，但是，由于现有技术的限制，其效果仍不能完全满足太阳能光伏组件封装的要求。EVA胶膜通过设计不同的配方组分，可实现对紫外线的吸收，即阻断紫外线穿透 EVA胶膜，然而常规能吸收紫外线的助剂，在老化试验中又往往会产生黄变，即耐老化性能较差，故使得EVA胶膜的耐候性差，产生黄变，影响本身的透光率，从而降低太阳能组件的光电转化效率。
其中，EVA胶膜老化过程中所起作用的光，通常指太阳光中能量较高的紫外光。光老化是一个非自由基反应与自由基反应相结合的链反应过程，一般分四个过程
(1)引发，纯的聚合物一般吸收紫外线的速率很小，也很难被紫外线降解。然而，由于在聚合、制品加工和贮存过程中，不可避免地要引入过渡金属离子，溶解微量的氧以及部分羰基化生成酮或醛基化合物，这些都是能促进光降解反应的光敏剂。他们在吸收紫外线中的光量子(h ν)后，会从基态(S)跃迁至激发态(S*)。激发态的光敏剂会将能量传递给聚合物高分子(RH)，使其生成高分子自由基R ·
S氺 + RH —“- SH + R ·
(2)过氧化自由基的生成，高分子自由基能与环境中的氧作用生成高分子过氧化自由基 ROO ·
R · + 02 —“- ROO ·
(3)链反应，链反应是由一个自由基生成另一个自由基的过程 ROO · + RH —“- ROOH + R ·
ROOH + h ν —“- RO · + · OH RO · +RH —“- ROH + R · OH +RH —“- R · + H20
一旦碳氢化合物形成了自由基，则C一C或C一H的键能将大大降低，从而使降解反应更容易进行。因此，形成自由基后，在受到光照或接受其他的能量，会断裂成短链的自由基，特别是一些含氧的自由基。如
RO · +RH —“- R1 · + R2HCHO (R = R1CH2R2) 因此，链反应的速率将会愈来愈快。(4)链终止，链终止是两个自由基结合，生成一个惰性分子的过程。RO · + R —“- R-R 2R00 · —“- ROOR + 02
这种自由基间的相互连接，会造成高分子的交联。链反应的结果使合成材料老化，即制品脆裂、变黄和强度明显下降。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种可阻断紫外线透过，且具有良好的耐老化性的能阻断紫外线且耐老化的EVA胶膜。本发明的另一目的在于提供了一种制备上述能阻断紫外线且耐老化的EVA胶膜的制备方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种能阻断紫外线且耐老化的EVA 胶膜，其特征在于包括有EVA树脂、紫外线吸收剂、抗氧剂、交联剂和偶联剂，按质量分数计，EVA树脂的含量为94-99%，EVA树脂中VA的含量为沈_36%，熔体流动速率为(28-50) g/lOmin，紫外线吸收剂的含量为0. 10-1. 2%，抗氧剂的含量为0. 10-1. 2%，偶联剂的含量为 0. 15-1. 8%，交联剂的含量为0. 3-2. 0%，所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛基氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸基二苯甲酮、2，2'_ 二羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羟基-4-丙烯酰氧基乙氧基二苯甲酮、2，(2'-羟基-3'，5' - 二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2，(2'_羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、 2，(2H-苯并三唑-2-基)-4，6-二叔戊基苯酚、甲基3- (3- (2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸酯/PEG300的反应产物、2，(2'_羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、
2-苯并三唑-2-基-4，6-二叔丁基苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-羟基)-4-(叔丁基_6_仲丁基)苯酚、2- (2'-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、2，(2H-苯并三唑-2-羟基)-4，6- 二 (1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2，2'_亚甲基双(6- (2H-苯并三唑-2-基)-4- (1,1,3,3-四甲基丁基))苯酚或2，(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚，紫外线吸收剂为上述一种或两种混合物。本发明的进一步设置为所述抗氧剂为主抗氧剂一种或者主抗氧剂和辅助抗氧剂的混合物，所述主抗氧剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚、 β - (3，5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸十八酯、四-[β- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三甘醇双(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、3，5- 二叔丁基-4-羟基-苄基膦酸十八酯或2，2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基酚)，所述辅助抗氧剂为亚磷酸二苯-(2-乙基己基)酯、亚磷酸双酚A酯、四(2，4- 二叔丁基苯基)-4，4'-联苯基双磷酸酯、季戊四醇双亚磷酸二异癸酯或季戊四醇双亚磷酸(十八)酯。本发明的进一步设置为所述偶联剂为Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、
3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或3-(2氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷，偶联剂为上述一种。本发明的进一步设置为所述交联剂为过氧化二叔丁基、2，5_ 二甲基-2，5_双(叔丁基过氧)己烷、过氧化叔丁基异丙苯、叔丁基过氧2-乙基己基碳酸酯、1，1_双(叔丁基过氧)-3，3，5_三甲基环己烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酰胺、二乙烯基苯或乙二醇四甲基丙烯酸，交联剂为上述一种或两种混合物。采用上述技术方案，在EVA胶膜中加入紫外线吸收剂，该紫外线吸收剂的特点是吸收外部照射过来的紫外线。因此，添加紫外线吸收剂后，紫外线在透过EVA胶膜的过程中，大部分被紫外线吸收剂吸收，从而在一定程度上阻断紫外线的透过，使得紫外线无法照射到到太阳能电池上。其中，紫外线吸收剂中一种助剂为二苯甲酮类吸收剂，是以二苯甲酮为母体的一类化合物，基本形式如下
权利要求
1.一种能阻断紫外线且耐老化的EVA胶膜，其特征在于包括有EVA树脂、紫外线吸收剂、抗氧剂、交联剂和偶联剂，按质量分数计，EVA树脂的含量为94-99%，EVA树脂中VA的含量为沈-36%，熔体流动速率为(28-50)g/10min，紫外线吸收剂的含量为0. 10-1. 2%，抗氧剂的含量为0. 10-1. 2%，偶联剂的含量为0. 15-1. 8%，交联剂的含量为0. 3-2. 0%，所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛基氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸基二苯甲酮、2，2'- 二羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羟基-4-丙烯酰氧基乙氧基二苯甲酮、2，(2'_羟基-3'，5'-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、 2，(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2，(2H-苯并三唑-2-基)-4， 6-二叔戊基苯酚、甲基3- (3- (2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸酯 /PEG300的反应产物、2，(2'-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-苯并三唑_2_基-4，6- 二叔丁基苯酚、2- (2H-苯并三唑-2-羟基)-4-(叔丁基-6-仲丁基)苯酚、2- (2'_羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、2，(2H-苯并三唑-2-羟基)-4，6- 二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2， 2'-亚甲基双(6- (2H-苯并三唑-2-基)-4- (1，1，3，3_四甲基丁基))苯酚或2，(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚，紫外线吸收剂为上述一种或两种混合物。
2.根据权利要求1所述的能阻断紫外线且耐老化的EVA胶膜，其特征是所述抗氧剂为主抗氧剂一种或者主抗氧剂和辅助抗氧剂的混合物，所述主抗氧剂为2，6_ 二叔丁基-4-甲基苯酚、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚、β - (3，5-二叔丁基-4-羟基-苯基)丙酸十八酯、四-[β - (3，5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三甘醇双(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、3，5- 二叔丁基-4-羟基-苄基膦酸十八酯或2，2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基酚)，所述辅助抗氧剂为亚磷酸二苯-(2-乙基己基)酯、亚磷酸双酚A酯、四(2，4- 二叔丁基苯基)-4，4 ‘-联苯基双磷酸酯、季戊四醇双亚磷酸二异癸酯或季戊四醇双亚磷酸(十八)酯。
3.根据权利要求1或2所述的能阻断紫外线且耐老化的EVA胶膜，其特征是所述偶联剂为Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或3- (2氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷，偶联剂为上述一种。
4.根据权利要求3所述的能阻断紫外线且耐老化的EVA胶膜，其特征是所述交联剂为过氧化二叔丁基、2，5- 二甲基-2，5-双(叔丁基过氧)己烷、过氧化叔丁基异丙苯、叔丁基过氧2-乙基己基碳酸酯、1，1_双(叔丁基过氧)_3，3，5-三甲基环己烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酰胺、二乙烯基苯或乙二醇四甲基丙烯酸，交联剂为上述一种或两种混合物。
5.一种能阻断紫外线且耐老化的EVA胶膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)将各粉状物料分别加入溶剂中溶解制得液体组份，各液体物料再与EVA树脂按比例配合后，经搅拌混合制得相应混合物；(2)将步骤(1)所得混合物通过挤出机熔融，从模头挤出薄膜状的挤出物，挤出物经过压辊压膜，预收缩，冷却定型，收卷，得到成品EVA胶膜。
6.根据权利要求5所述的能阻断紫外线且耐老化的EVA胶膜的制备方法，其特征是 所述溶剂可以为酒精、汽油、丙酮或乙酸乙酯。
全文摘要
本发明提供了一种能阻断紫外线且耐老化的EVA胶膜及其制备方法，包括有EVA树脂、受阻胺类光稳定剂、抗氧剂、交联剂和偶联剂，包括有EVA树脂、紫外线吸收剂、抗氧剂、交联剂和偶联剂，按质量分数计，EVA树脂的含量为94-99%，EVA树脂中VA的含量为26-36%，熔体流动速率为(28-50)g/10min，紫外线吸收剂的含量为0.10-1.2%，抗氧剂的含量为0.10-1.2%，偶联剂的含量为0.15-1.8%，交联剂的含量为0.3-2.0%，并将各组分通过相应步骤制得可阻断紫外线透过，且具有良好的耐老化性的能阻断紫外线且耐老化的EVA胶膜。
文档编号C09J7/00GK102304332SQ20111024638
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者詹显光 申请人:詹显光