本发明属于太阳能封装材料
技术领域：
，尤其是一种用于太阳能电池组件封装的黑色eva材料的制备方法。
背景技术：
太阳能是一种洁净能源，其开发和利用时几乎不产生任何污染，加之其储量的近似无限性，是人类理想的替代能源。为了充分有效利用太阳能，人们发明了多种太阳能材料。按性能和用途上大致上可分为光电转换材料、光热转换材料、光化学能转换材料及光能调控变色材料。目前人们日常生活及生产过程中用的最广泛的就是光电及光热转换材料。太阳能光电转换材料即太阳能电池以半导体材料为基础，利用光伏效应把太阳辐射能转化为电能。太阳能电池组件的结构从上到下大体上可分为5层，分别为玻璃、高分子封装胶、半导体电池片、高分子封装胶及高分子背材。在室外恶劣的气候环境中，高分子封装胶会很快老化变黄，甚至脱胶龟裂，使电池组件破裂受到气候侵蚀，进而使电池组件的光电转换效率大大下降或者是短路损坏而失效。因此，为了提高太阳能电池的使用效率及寿命，太阳能电池组件的高分子封装胶材料是太阳能光利用不可忽视的部件。经过人们的长期的实践及研究，乙烯-醋酸乙烯脂共聚物(eva)成为了太阳能电池组件封装材料的首选。用eva封装的太阳能电池组件具有高透光性、粘接强度强、绝缘性高及热稳定性好等优点。但是，随着太阳能电池组件用途的日益广泛，太阳能电池组件用于建筑上需求颜色的多样性及双玻组件的提出，普通白色半透明eva膜封装的太能组件已经无法满足市场的需要。技术实现要素：本发明的目的是：克服现有技术中不足，提供一种体积电阻率和交联度更优异的用于太阳能电池组件封装的黑色eva材料的制备方法。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种用于太阳能电池组件封装的黑色eva材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：（1）绝缘炭黑组合物的制备：所述绝缘炭黑组合物包括气相二氧化硅和炭黑的混合物，其质量比为0.01-0.02:1，在分散机内加入树脂，然后将气相二氧化硅慢慢加入到树脂体系内，调节转速为100-300转，分散5-10min，等树脂完全包裹气相二氧化硅后，慢慢加入炭黑，调节转速为100-300之间，分散5-10min，等树脂完全包裹炭黑后，调节转速为1500-4500转，线速度为15m/s-20m/s，分散30-60min；（2）黑色eva材料的制备：以重量份计，加入改性eva92-96份、聚烯烃弹性体poe12-28份、交联剂1.2-4.5份、硅烷偶联剂0.8-2.4份、抗氧剂0.12-0.36份、紫外光吸收剂0.12-0.25份，混合均匀，在80～130℃条件下进行熔融复合，即得所述用于太阳能电池组件封装的黑色eva材料。进一步的，所述绝缘炭黑混合物采用气相二氧化硅和绝缘炭黑的混合物，其质量比为0.015:1。进一步的，所述改性eva采用马来酸酐接枝改性eva、sis改性eva中的一种或两种的混合物。进一步的，所述改性eva采用马来酸酐接枝改性eva和sis改性eva的混合物，其质量比为1:1-5。进一步的，所述交联剂采用交联固化剂和助交联剂，其中交联固化剂包括有机过氧化物和偶氮化合物，其中有机过氧化物包括：过氧化异丙苯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、4,4-二（叔戊基过氧）戊酸正丁基酯、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯、3,3-二（叔丁基过氧）丁酸乙酯中的一种或几种；所述偶氮化合物采用芳香族偶氮化合物，所述助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、苯二乙烯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、邻苯二甲酸二烯丙酯中的一种。进一步的，所述有机过氧化物选用2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯的混合物，其质量比为1:1-3。进一步的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷的混合物，其质量比为1:1-2.4。进一步的，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、β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯中的一种。进一步的，所述紫外光吸收剂选自：聚（1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶）丁二酸酯、聚｛[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基]]-1,3,5-三嗪-2,4-[(2,2,6,6,-四甲基-哌啶基)亚氨基]-1,6-己二撑[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]｝、2-（2’-羟基-5’-甲基苯基）苯并三氮唑、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或两种。进一步的，所述紫外光吸收剂选用聚（1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶）丁二酸酯和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物，其质量比为0.2-0.8:1。采用本发明的技术方案的有益效果是：1、本发明中的导热性更加优异，黑色eva材料由于加入了炭黑，在层压加热固化过程中，整块膜的温度差异小，使其交联更加完全且材质分布更加均匀，由于炭黑中加入了气相二氧化硅，气相二氧化硅粒径很小，因此比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，具有优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，从而进一步提高了材质的分布均匀性。2、本发明中的体积电阻率高，众所周知，在一种介质中填充另外一种绝缘性物质时，能有效提高此介质的抗电击穿能力，即体积电阻率大幅增大。3、本发明中的黑色eva储存更加方便，黑色eva由于其不透光性，在收成卷储存时，只需对外层进行相应保护，里层的膜不会因为光照而发生某些助剂分解导致变质。4、采用本发明中绝缘炭黑混合物的制备方法制得的绝缘炭黑混合物，制得的黑色eva材料的体积电阻率更高，存储更方便。具体实施方式下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但是这些实施例不是对本发明保护范围的限制。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例1一种用于太阳能电池组件封装的黑色eva材料的制备方法，包括以下步骤：（1）绝缘炭黑组合物的制备：绝缘炭黑组合物包括气相二氧化硅和炭黑的混合物，其质量比为0.01:1，在分散机内加入树脂，然后将气相二氧化硅慢慢加入到树脂体系内，调节转速为100转，分散10min，等树脂完全包裹气相二氧化硅后，慢慢加入炭黑，调节转速为100之间，分散10min，等树脂完全包裹炭黑后，调节转速为1500转，线速度为15m/s，分散60min；（2）黑色eva材料的制备：以重量份计，加入改性eva92份、聚烯烃弹性体poe12份、交联剂1.2份、硅烷偶联剂0.8份、抗氧剂0.12份、紫外光吸收剂0.12份，混合均匀，在80～130℃条件下进行熔融复合，即得所述用于太阳能电池组件封装的黑色eva材料。其中，绝缘炭黑混合物采用气相二氧化硅和绝缘炭黑的混合物，其质量比为0.01:1。其中，改性eva采用马来酸酐接枝改性eva。其中，交联剂采用交联固化剂和助交联剂，交联固化剂包括有机过氧化物和偶氮化合物，有机过氧化物选用4,4-二（叔戊基过氧）戊酸正丁基酯，偶氮化合物采用芳香族偶氮化合物，助交联剂包括三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。其中，硅烷偶联剂为乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷的混合物，其质量比为1:1.2。其中，抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯。其中，紫外光吸收剂选自：聚（1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶）丁二酸酯。实施例2一种用于太阳能电池组件封装的黑色eva材料的制备方法，包括以下步骤：（1）绝缘炭黑组合物的制备：绝缘炭黑组合物包括气相二氧化硅和炭黑的混合物，其质量比为0.01:1，在分散机内加入树脂，然后将气相二氧化硅慢慢加入到树脂体系内，调节转速为100转，分散10min，等树脂完全包裹气相二氧化硅后，慢慢加入炭黑，调节转速为100之间，分散10min，等树脂完全包裹炭黑后，调节转速为1500转，线速度为15m/s，分散60min；（2）黑色eva材料的制备：以重量份计，加入改性eva92-96份、聚烯烃弹性体poe12-28份、交联剂1.2-4.5份、硅烷偶联剂0.8-2.4份、抗氧剂0.12-0.36份、紫外光吸收剂0.12-0.25份，混合均匀，在80～130℃条件下进行熔融复合，即得所述用于太阳能电池组件封装的黑色eva材料。其中，绝缘炭黑混合物采用气相二氧化硅和绝缘炭黑的混合物，其质量比为0.012:1。其中，改性eva采用马来酸酐接枝改性eva和sis改性eva的混合物，其质量比为1:1。其中，交联剂采用交联固化剂和助交联剂，交联固化剂包括有机过氧化物和偶氮化合物，有机过氧化物选用2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯的混合物，其质量比为1:1，偶氮化合物采用芳香族偶氮化合物，助交联剂包括二甲基丙烯酸二乙二醇酯。其中，硅烷偶联剂为乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷的混合物，其质量比为1:1。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。其中，紫外光吸收剂选用聚（1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶）丁二酸酯和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物，其质量比为0.3:1。实施例3一种用于太阳能电池组件封装的黑色eva材料的制备方法，包括以下步骤：（1）绝缘炭黑组合物的制备：所述绝缘炭黑组合物包括气相二氧化硅和炭黑的混合物，其质量比为0.05:1，在分散机内加入树脂，然后将气相二氧化硅慢慢加入到树脂体系内，调节转速为200转，分散8min，等树脂完全包裹气相二氧化硅后，慢慢加入炭黑，调节转速为800之间，分散8min，等树脂完全包裹炭黑后，调节转速为3000转，线速度为18m/s，分散45min；（2）黑色eva材料的制备：以重量份计，加入改性eva94份、聚烯烃弹性体poe15份、交联剂2.4份、硅烷偶联剂1.2份、抗氧剂0.15份、紫外光吸收剂0.15份。其中，绝缘炭黑混合物采用气相二氧化硅和绝缘炭黑的混合物，其质量比为0.013:1。其中，改性eva采用马来酸酐接枝改性eva和sis改性eva的混合物，其质量比为1:3。其中，交联剂采用交联固化剂和助交联剂，其中交联固化剂包括有机过氧化物和偶氮化合物，有机过氧化物选用2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯的混合物，其质量比为1:2；偶氮化合物采用芳香族偶氮化合物，助交联剂包括三烯丙基异氰脲酸酯。其中，硅烷偶联剂为乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷的混合物，其质量比为1:1.2。其中，抗氧剂为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯。其中，紫外光吸收剂选用聚（1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶）丁二酸酯和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物，其质量比为0.4:1。实施例4一种用于太阳能电池组件封装的黑色eva材料的制备方法，包括以下步骤：（1）绝缘炭黑组合物的制备：所述绝缘炭黑组合物包括气相二氧化硅和炭黑的混合物，其质量比为0.05:1，在分散机内加入树脂，然后将气相二氧化硅慢慢加入到树脂体系内，调节转速为200转，分散8min，等树脂完全包裹气相二氧化硅后，慢慢加入炭黑，调节转速为800之间，分散8min，等树脂完全包裹炭黑后，调节转速为3000转，线速度为18m/s，分散45min；（2）黑色eva材料的制备：以重量份计，加入改性eva94份、聚烯烃弹性体poe17份、交联剂2.8份、硅烷偶联剂1.6份、抗氧剂0.25份、紫外光吸收剂0.15份。其中，绝缘炭黑混合物采用气相二氧化硅和绝缘炭黑的混合物，其质量比为0.015:1。其中，改性eva采用马来酸酐接枝改性eva和sis改性eva的混合物，其质量比为1:3.5。其中，交联剂采用交联固化剂和助交联剂，交联固化剂包括有机过氧化物和偶氮化合物，有机过氧化物选用2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯的混合物，其质量比为1:2。其中，硅烷偶联剂为乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷的混合物，其质量比为1:2。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。其中，紫外光吸收剂选用聚（1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶）丁二酸酯和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物，其质量比为0.5:1。实施例5一种用于太阳能电池组件封装的黑色eva材料的制备方法，包括以下步骤：（1）绝缘炭黑组合物的制备：所述绝缘炭黑组合物包括气相二氧化硅和炭黑的混合物，其质量比为0.02:1，在分散机内加入树脂，然后将气相二氧化硅慢慢加入到树脂体系内，调节转速为300转，分散10min，等树脂完全包裹气相二氧化硅后，慢慢加入炭黑，调节转速为300之间，分散10min，等树脂完全包裹炭黑后，调节转速为4500转，线速度为20m/s，分散30min；（2）黑色eva材料的制备：以重量份计，加入改性eva95份、聚烯烃弹性体poe24份、交联剂4份、硅烷偶联剂2份、抗氧剂0.28份、紫外光吸收剂0.2份。其中，绝缘炭黑混合物采用气相二氧化硅和绝缘炭黑的混合物，其质量比为0.018:1。其中，改性eva采用马来酸酐接枝改性eva和sis改性eva的混合物，其质量比为1:4。其中，交联剂采用交联固化剂和助交联剂，交联固化剂包括有机过氧化物和偶氮化合物，有机过氧化物选用2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯的混合物，其质量比为1:2。其中，硅烷偶联剂为乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷的混合物，其质量比为1:2.1。其中，紫外光吸收剂选用聚（1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶）丁二酸酯和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物，其质量比为0.6:1。实施例6一种用于太阳能电池组件封装的黑色eva材料，其质量份组成如下：绝缘炭黑混合物4.5份、改性eva96份、聚烯烃弹性体poe28份、交联剂4.5份、硅烷偶联剂2.4份、抗氧剂0.36份、紫外光吸收剂0.25份。其中，绝缘炭黑混合物采用气相二氧化硅和绝缘炭黑的混合物，其质量比为0.02:1。其中，改性eva采用马来酸酐接枝改性eva和sis改性eva的混合物，其质量比为1:5。其中，交联剂采用交联固化剂和助交联剂，交联固化剂包括有机过氧化物和偶氮化合物，有机过氧化物选用2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、过氧化-2-乙基己基碳酸叔丁酯的混合物，其质量比为1:3。其中，硅烷偶联剂为乙烯基三过氧化叔丁基硅烷和乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷的混合物，其质量比为1:2.4。其中，紫外光吸收剂选用聚（1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶）丁二酸酯和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的混合物，其质量比为0.8:1。性能测试：1.体积电阻率测试按gb﹨t1410-2006﹨iec60093:1980测试eva封装胶膜的体积电阻率。试验方法：将eva胶膜裁剪成20cm×20cm胶膜三块，在层压机上制得样品，用体积电阻率测试仪测试其体积电阻率。对照组的质量份组成：去除炭黑混合物，其余同实施例3。性能测试结果见下表eva胶膜体积电阻率（ω·cm）实施例14.6×1015实施例23.9×1015实施例34.9×1015实施例44.8×1015实施例54.3×1015实施例64.4×1015对比例2.6×1015所属领域内的普通技术人员应该能够理解的是，本发明中的导热性更加优异，黑色eva材料由于加入了炭黑，在层压加热固化过程中，整块膜的温度差异小，使其交联更加完全且材质分布更加均匀，由于炭黑中加入了气相二氧化硅，气相二氧化硅粒径很小，因此比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，具有优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，从而进一步提高了材质的分布均匀性；本发明中的体积电阻率高，众所周知，在一种介质中填充另外一种绝缘性物质时，能有效提高此介质的抗电击穿能力，即体积电阻率大幅增大；本发明中的黑色eva储存更加方便，黑色eva由于其不透光性，在收成卷储存时，只需对外层进行相应保护，里层的膜不会因为光照而发生某些助剂分解导致变质。以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。当前第1页12