专利名称：一种光伏组件用导热eva封装胶膜及其制备方法
技术领域：
本发明属于化工材料技术领域，涉及太阳能光伏组件用EVA胶膜，具体地涉及一种光伏组件用导热EVA封装胶膜及其制备方法。
背景技术：
光伏组件即太阳能电池板，是太阳能光伏发电系统的核心部件之一，由预先排列好的晶体硅电池被层压在超薄、透明、高强度玻璃和密封底层之间而构成。EVA (乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)由于在密封性以及粘着力、耐久性、光学特性等方面具有显著的优越性而成为光伏组件普遍采用的封装材料。但是现有的EVA胶膜多为热的不良导体，光伏组件在使用过程中因太阳辐照、本身热阻等因素而产生的热量不能被及时地传导出去，由于电池片的输入功率呈现负温度系数，因此温度升高会导致输出功率明显降低，并易引起封装材料老化、分层等一系列问题。为改善导热率，在PCB电路板、电气绝缘材料、电子封装胶等行业人们经常采用在高分子材料中添加绝缘导热填料的方式。例如CN102516852A公开了一种耐候高导热涂层和散热太阳能背板及高效太阳能电池板。所述的耐候高导热涂层，由10-50份耐候性树脂、5-30份固化剂、0. 1-5份有机填料、30-80份无机填料、30-100份溶剂组成。所述的散热太阳能背板，包括基层，在所述的基层至少一面上设有耐候高导热涂层，或者在基层间設有耐候高导热涂层。所述的高效太阳能电池板，包括太阳能前板和散热太阳能背板，在所述的太阳能前板和散热太阳能背板之间设有太阳能电池电路，在所述的太阳能电池电路一面或两面设有封装材料。该发明采用将无机填料添加在耐候性树脂中的方式来改善材料的导热率，但是耐候性树脂的应用在提高材料耐候性的同时丧失了 EVA材料在加工性能方面的优越性，而粉末状无机填料所增加的导热效果亦较为有限。如果能在EVA封装胶膜中加入绝缘导热填料，则既可增强EVA封装胶膜的导热性能，从而降低光伏组件在使用过程中的温度，增加光伏组件的效率和输出功率，但是目前尚未出现这样的材料。
发明内容
本发明目的之一在于针对现有技术的不足，通过在EVA胶膜中增加各种绝缘导热填料来增强EVA封装胶膜的导热性能，同时增加胶膜对于光线的反射率，从而提供一种光伏组件用导热EVA封装胶膜，其能够降低光伏组件在使用过程中的温度并提高其对光的利用效率，进而提高效率和输出功率。本发明目的之二在于提供所述光伏组件用导热EVA封装胶膜的制备方法。为达到上述目的之一，本发明采用如下技术方案—种光伏组件用导热EVA封装胶膜，包括重量百分比如下的原料组分乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)47wt%_93. 8wt%、导热填料5wt%_40wt%、抗老化助剂0. lwt%_2wt%、交联剂 0. 5wt%-5wt%、 增粘剂 0. lwt%-lwt%、增塑剂 0. 5wt%-5wt%0
本发明所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为制备EVA封装胶膜的主要原料，优选其中醋酸乙烯酯的含量为10wt%-40wt%、熔融指数为20-80g/10min的EVA。所述醋酸乙烯酯的含量为10wt%_40wt%，例如可以是10wt%_30. 5wt%、19. 3wt%-22. 7wt%、31. 2wt%_40wt%、10wt%、13. 5wt%、15wt%、19. lwt%、20wt%、23. 6wt%、25wt%、27. 5wt%、28wt%、30wt%、31. lwt%、34. 6wt%、35wt%、36. 4wt%、39. 8wt%、40wt% ;进一步优选为15wt%-35wt% ;更优选为20-30wt%。所述熔融指数为20-80g/10min，例如可以是20-57. 4g/10min、36. 5-69. lg/10min、46-80g/IOmin、20g/IOmin、22.3g/10min、25g/10min、30g/10min、31.2g/10min、35g/10min、39. 7g/10min、40g/10min、43. 5g/10min、45g/10min、46. 8g/10min、50g/10min、50. 3g/10min、55g/10min、58. 6g/10min、60g/10min、64g/10min、65g/10min、67. 4g/10min、70g/10min、74. 9g/10min、75g/10min、77. 2g/10min、80g/10min ;进一步优选为30-70g/10min ;更优选为 40_60g/10min。所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的重量百分比为47wt%-93. 8wt%，例如可以是 47wt%_70wt%、53. 8wt%-84. 9wt%、66. lwt%-93. 8wt%、47wt%、50wt%、53. 5wt%、55wt%、58. 2wt%、60wt%、65wt%、69. 4wt%、70wt%、72. 3wt%、75wt%、76. lwt%、80wt%、82.8wt%、85wt%、87. 6wt%、90wt%、91. 7wt%、93. 8wt% ;优选为 60wt%_88wt% ;进一步优选为 69. 8wt%-82. 4wt%。本发明所述的导热填料为无机填料晶须、短切玻璃纤维和白色无机填料粉末的组合物，三者可以以任意比例进行组合。所述的导热填料因包含了晶须以及短切纤维材料，因此比单纯的粉末态无机填料具有更好的导热效果。优选地，所述无机填料晶须为氧化铝晶须、氧化镁晶须、碳化硅晶须、氮化硅晶须、氮化铝晶须、氮化硼晶须中的任意一种或者至少两种的组合。进一步优选地，所述无机填料晶须的直径为0. 05-1 u m，例如可以是0. 05-0. 5 u m、0. 09-0. 64 u m、0. 31-1 u m、0. 05 u m、0. 06 u m、0. 08 u m、0.1 u m、0. 15 u m、0. 2 u m、0. 25 u m、`0. 3um、0. 38um、0. 4um、0. 47 um、0. 5um、0. 52um、0. 6um、0. 65um、0. 7 um、0. 75um、0. 8 u m、0. 86 u m、0. 9 u m、0. 91 u m、I u m。优选地，所述短切玻璃纤维的长度为10-200 u m，例如可以是10-99 u m、
42.5-134um、103-200um、10um、26um、38um、50um、61. 5um、75um、89um、95um、100um、114um、123. 6um、142um、150um、166. 3um、170um、179. 2um、184um、190um、193.1u m、200 u mD优选地，所述白色无机填料粉末为钛白、钡白、锌白中的任意一种或者至少两种的组合。进一步优选地，所述白色无机填料粉末的粒径为IOnm-1OOnm,例如可以是10_63nm、30. 9_82nm、44. 4-100nm、10nm、12. 7nm、15nm、20nm、25nm、28. lnm、30nm、35nm、40nm、43. 6nm、48nm、50nm、57. 4nm、60nm、65nm、66. 2nm、70nm、71. 7nm、75nm、80nm、83. 8nm、90nm、95nm、IOOnm0所述导热填料的重量百分比为5wt%_40wt%，例如可以是5wt%_27. 3wt%、16. 7wt%-35. 5wt%、21. 2wt%_40wt%、5wt%、6. 3wt%、8. 4wt%、10wt%、12. 3wt%、15wt%、17. lwt%、19wt%、20wt%、22. 8wt%、25wt%、27. 6wt%、29wt%、30wt%、31. 9wt%、35wt%、38. 4wt%、40wt% ；优选为 10wt%-30wt% ;进一步优选为 15wt%-25wt%。
本发明 所述的抗老化助剂可以为本领域在制备EVA胶膜时常用的各种抗老化助齐U，优选为亚磷酸三(壬基苯基)酯、三(2，4_ 二叔丁基苯基)亚磷酸酯、￠- (3，5_ 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、四[￠- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、双(2，2，6，6_四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2，2’-(1，
4-苯二亚甲基)二丙二酸四乙酯、3-(1，1_二甲基乙基)-0-[3-(1，1_ 二甲基乙基)-4-羟苯基]-4-羟基-P -甲基苯甲酸-1，2-亚乙基酯、2，2，4，4-四甲基-7-氧杂-3，20- 二氮杂二螺[5.1. 11. 2] 二i^一烷-21-酮盐酸盐与表氯醇水解产物的聚合物、2- (2-羟基-3，
5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑中的任意一种或至少两种的组合；进一步优选为亚磷酸三(壬基苯基)酯。所述抗老化助剂的重量百分比为0. lwt%-2wt%,例如可以是0. lwt%-0. 7wt%、0. 3wt%-l. 65wt%、1. 2wt%-2wt%、0. lwt%、0. 2wt%、0. 4wt%、0. 5wt%、0. 6wt%、0. 8wt%、0. 9wt%、lwt%、1. lwt%、1. 3wt%、1. 4wt%、1. 5wt%、1. 6wt%、1. 7wt%、1. 8wt%、1. 9wt%、2wt% ;优选为
0.2wt%-l. 5wt% ;进一步优选为 0. 4wt%-0. 8wt%。本发明所述的交联剂可以为本领域在制备EVA胶膜时常用的各种交联剂，优选为叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、2，5- 二甲基-2，5- 二 (叔丁基过氧基)己烷、三烯丙基异三聚氰酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合；进一步优选为叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯。所述交联剂的重量百分比为0. 5wt%_5wt%，例如可以是0. 5wt%_3. 7wt%、2. 3wt%-4. 65wt%、3. 27wt%-5wt%>0. 5wt%、0. 9wt%。 lwt%。1. 2wt%。1. 5wt%。1. 86wt%、2wt%、2. 16wt%、2. 5wt%、2. 7wt%、3wt%、3. 38wt%、3. 5wt%、3. 9wt%、4wt%、4. 39wt%、4. 5wt%、4. 83wt%>5wt% ;优选为 0. 8wt%-4wt% ;进一步优选为 lwt%_2wt%。本发明所述的增粘剂可以为本领域在制备EVA胶膜时常用的各种增粘剂，优选为
Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合；进一步优选为Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基娃烧。所述增粘剂的重量百分比为0. lwt%-lwt%,例如可以是0. lwt%-0. 57wt%、
0.2wt%-0.85wt%、0. 42wt%-lwt%>0. lwt%、0. 15wt%、0. 2wt%、0. 23wt%、0. 3wt%、0. 4wt%>0. 48wt%、0. 5wt%、0. 57wt%、0. 6wt%、0. 7wt%、0. 75wt%、0. 8wt%、0. 89wt%、0. 9wt%、0. 96wt%>lwt% ;优选为 0. 2wt%-0. 5wt% ;进一步优选为 0. 2wt%-0. 4wt%。本发明所述的增塑剂可以为本领域在制备EVA胶膜时常用的各种增塑剂，优选为邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三辛酯、磷酸三甲苯酯中的任意一种或至少两种的组合；进一步优选为邻苯二甲酸二辛酯。所述增塑剂的重量百分比为0. 5wt%-5wt%,例如可以是0. 5wt%-3. 7wt%、2. 3wt%-4. 65wt%、3. 27wt%-5wt%。0. 5wt%、0. 9wt%。 lwt%>。1. 2wt%。1. 5wt%。1. 86wt%、2wt%、2. 16wt%、2. 5wt%、2. 7wt%、3wt%、3. 38wt%、3. 5wt%、3. 9wt%、4wt%、4. 39wt%、4. 5wt%、4. 83wt%。5wt% ;优选为 0. 8wt%-4wt% ;进一步优选为 lwt%_2wt%。综上所述，本发明优化后的技术方案为一种光伏组件用导热EVA封装胶膜，包括重量百分比如下的原料组分乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 60wt%_88wt%、导热填料10wt%_30wt%、抗老化助剂0. 2wt%-l. 5wt%、交联剂 0. 8wt%-4wt%、增粘剂 0. 2wt%-0. 5wt%、增塑剂 0. 8wt%_4wt%。本发明进一步优化后的技术方案为一种光伏组件用导热EVA封装胶膜，包括重量百分比如下的原料组分乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 69. 8wt%-82. 4wt%、导热填料15wt%_25wt%、抗老化助剂0. 4wt%-0. 8wt%、交联剂 lwt%_2wt%、增粘剂 0. 2wt%-0. 4wt%、增塑剂 lwt%_2wt%。本发明所述的“包括”，意指其除所述组分外，还可以含有其他组分，这些其他组分赋予所述光伏组件用导热EVA封装胶膜以不同的特性。除此之外，本发明所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……制成”。不管本发明所述光伏组件用导热EVA封装胶膜包括何种成分，所述光伏组件用导热EVA封装胶膜的重量百分比之和为100%。为达到上述目的之二，本发明采用如下技术方案一种光伏组件用导热EVA封装胶膜的制备方法，包括如下步骤(I)取增粘剂全部重量的20wt%-50wt%加入到乙醇溶液中，使其在乙醇溶液中的浓度范围在0. 2wt%-3wt%，均匀搅拌使充分溶解，得增粘剂溶液。所述20wt%_50wt%,例如可以是 20wt%_43. 7wt%、22. 5wt%-33. 6wt%>38wt%-50wt%>20wt%> 25wt%> 26. lwt%、30wt%、33. 4wt%、35wt%、38. 4wt%>40wt%>42. 7wt%、45wt%、49. 8wt%>50wt% ;优选为 25wt%-45wt% ;进一步优选为 30wt%_40wt%。所述乙醇溶液的纯度优选为分析纯以上，即分析纯(AR，红标签)或优级纯(GR，绿标签)。所述0. 2wt%-3wt%,例如可以是 0. 2wt%-2. 7wt%、0. 5wt%-l. 6wt%>1. 8wt%-3wt%>0. 2wt%、0. 8wt%、0. 9wt%>lwt%>1. 4wt%>1. 5wt%>1. 74wt%、2wt%、2. 3wt%、2. 5wt%、2. 85wt%>2. 9wt%、3wt% ;优选为 0. 5wt%-2. 5wt% ;进一步优选为 lwt%_2wt%。(2)向步骤(I)得到的增粘剂溶液中加入导热填料，常温下，超声振荡充分混合l_3h，振荡频率 100-140 次 /min。所述l_3h，例如可以是 1-2. 4h、l. 7-2. 7h、2. 3_3h、lh、l. 2h、l. 5h、l. 9h、2h、2. lh、2. 45h、2. 5h、2. 6h、2. 84h、3h ;优选为1. 5-2. 5h ;进一步优选为 2h。所述100-140 次/min，例如可以是 100-125 次 /min、113-136 次 /min、121-140 次/min、100 次 /min、102 次 /min、107 次 /min、110 次 /min、111 次 /min、115 次 /min、118 次 /min、120 次 /min、123 次 /min、125 次 /min、129 次 /min、130 次 /min、134 次 /min、135 次 /min、136 次 /min、140 次 /min ;优选为 110-130 次 /min ;进一步优选为 120 次 /min。(3) 40°C _80°C的温度下烘干12_36h，得到改性导热填料，备用。所述400C -80 0C，例如可以是 40 V -67 V、53. 5 V -78.1V、44. 7 V -80 V、40°C、42. rC>45oC>49°C>50°C>51. 8°C>55°C>56. 4°C>60°C>63. 2°C>65°C>66. 2°C>70°C>70. 7°C>75°C >79. 3°C、80°C ;优选为 50°C -70°C ;进一步优选为 60°C。所述12-36h,例如可以是 12_25h、18. 4-30. 8h、21_36h、12h、13. 6h、15h、17. 2h、20h、20. lh、24h、26h、29. 8h、30h、32h、35. 5h、36h ;优选为 18_30h ;进一步优选为 24h。(4)将抗老化助剂、交联剂、剩余的增粘剂、增塑剂共同在50°C -70°C的水浴中加热搅拌10-30min,得混合助剂,备用。所述50°C _70°C，例如可以是 50°C _57°C、53.5°C -68. 1°C、64.7°C -70°C、50°C、51. 8°C>52. 10C>550C>56. 4°C>59°C>60°C>61°C>63. 2°C>65°C>66. 2°C>68°C>69. 3°C>70°C ；优选为55°C -65°C ;进一步优选为60°C。所述10-30min，例如可以是 10_22min、17. 6-27. 8min、25_30min、lOmin、11. 5min、15min、17. 9min、20min、20. 3min、23. 5min、25min、26. lmin、28min、29. 4min、30min ;优选为15-25min ;进一步优选为 20min。(5)先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加入到混料机中；然后将1/3-2/3步骤(4)获得的混合助剂加入到混料机中，搅拌l_2min ;再将剩余的混合助剂加入到混料机中，继续搅拌 l_2min。(6)将步骤(3)得到的改性导热填料加入到混料机中，搅拌3_5min，得混合物。上述步骤中所述的搅拌均在室温下进行，并且对于搅拌的速率没有特殊要求，但是优选为50-80rpm。(7)将步骤(6)得到的混合物倒入挤出机，在80°C -100°C的温度下进行挤出。所述80°C -1OO0C,例如可以是 80 °C -87 °C >83. 5 °C -98.1 °C >94. 7 °C -100 °C、80°C、81. 8°C>82. 1°C、85°C、86. 4°C、89°C、90°C、91°C、93. 2°C、95°C、96. 2°C、98°C、99. 3°C、IOO0C ;优选为85°C -95°C ;进一步优选为90°C。(8)对步骤(7)挤出的物料进行压延，先在30°C -40°C的温度下进行热压，再在IO0C -15°C的温度下进行冷压。(9)压延后的物料再依次进行冷却、牵引、除静电以及收卷的步骤，得到本发明的光伏组件用导热EVA封装胶膜。所述冷却、牵 引、除静电以及收卷的步骤均为本领域的常规技术手段，本领域技术人员在具体操作时可以根据实际情况以及行业经验对所用方法进行选择和调整。综上所述，本发明优化后的技术方案为一种光伏组件用导热EVA封装胶膜的制备方法，包括如下步骤(I)取增粘剂全部重量的25wt%_45wt%加入到乙醇溶液中，使其在乙醇溶液中的浓度范围在0. 5wt%-2. 5wt%，均匀搅拌使充分溶解，得增粘剂溶液；(2)向步骤(I)得到的增粘剂溶液中加入导热填料，常温下，超声振荡充分混合1.5-2. 5h，振荡频率 110-130 次 /min ；(3) 500C -700C的温度下烘干18_30h，得到改性导热填料，备用；(4)将抗老化助剂、交联剂、剩余的增粘剂、增塑剂共同在55°C _65°C的水浴中加热搅拌15-25min,得混合助剂,备用；(5)先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加入到混料机中；然后将1/3-2/3步骤(4)获得的混合助剂加入到混料机中，搅拌l_2min ;再将剩余的混合助剂加入到混料机中，继续搅拌 l_2min ；(6)将步骤(3)得到的改性导热填料加入到混料机中，搅拌3_5min，得混合物；(7)将步骤(6)得到的混合物倒入挤出机，在85°C _95°C的温度下进行挤出；(8)对步骤(7)挤出的物料进行压延，先在30°C -40°C的温度下进行热压，再在IO0C -15°c的温度下进行冷压；(9)压延后的物料再依次进行冷却、牵引、除静电以及收卷的步骤，得到本发明的光伏组件用导热EVA封装胶膜。本发明进一步优化后的技术方案为
一种光伏组件用导热EVA封装胶膜的制备方法，包括如下步骤(I)取增粘剂全部重量的30wt%_40wt%加入到乙醇溶液中，使其在乙醇溶液中的浓度范围在lwt%-2wt%，50-80rpm的速率下均匀搅拌使充分溶解，得增粘剂溶液；(2)向步骤(I)得到的增粘剂溶液中加入导热填料，常温下，超声振荡充分混合2h，振荡频率120次/min ；(3) 60°C的温度下烘干24h，得到改性导热填料，备用； (4)将抗老化助剂、交联剂、剩余的增粘剂、增塑剂共同在60°C的水浴中加热，50-80rpm的速率下搅拌20min，得混合助剂，备用；(5)先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加入到混料机中；然后将1/3-2/3步骤(4)获得的混合助剂加入到混料机中，50-80rpm的速率下搅拌l_2min ;再将剩余的混合助剂加入到混料机中，50-80rpm的速率下继续搅拌l_2min ；(6 )将步骤(3 )得到的改性导热填料加入到混料机中，50-80rpm的速率下搅拌3-5min,得混合物；(7)将步骤(6)得到的混合物倒入挤出机，在90°C的温度下进行挤出；(8)对步骤(7)挤出的物料进行压延，先在30°C -40°C的温度下进行热压，再在IO0C -15°C的温度下进行冷压；(9)压延后的物料再依次进行冷却、牵引、除静电以及收卷的步骤，得到本发明的光伏组件用导热EVA封装胶膜。本发明的光伏组件用导热EV A封装胶膜，可以用于常规的晶硅组件，也可以用在双玻组件中。在光伏组件的生产过程中，电池片前面使用常规的EVA胶膜，电池片的背面使用本发明的光伏组件用导热EVA封装胶膜，一起进行层压即可。本发明通过在低导热的有机大分子(EVA)间引入高导热的改性无机填料，使得在整个体系内呈连续相的有机大分子与呈分散相的无机填料共混成一体，再通过压延法成型得胶膜，避免了目前常用的流延法成型时由于填料加入使得原材料熔体的流动性变差进而导致的胶膜厚度不均问题，保证了膜厚度的均一稳定。在使用过程中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的连续相起着粘结和保护电池片的作用，而无机填料的分散相起着增加导热率和反射光线的作用，因此本发明的光伏组件用导热EVA封装胶膜能够明显降低组件的NOCT (太阳电池标称工作温度)，提高光线的利用率，从而提高组件的效率和输出功率。本发明的光伏组件用导热EVA封装胶膜导热率达0. 5-0. 7ff/m-K,比常规EVA胶膜0. 2-0. 3ff/m-K的导热率提高一倍以上；光反射率提高约8% ;降低组件的NOCT约3°C ;综合功率增加约2%。下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的权利范围以权利要求书为准。
具体实施例方式为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下实施例1 :一种光伏组件用导热EVA封装胶膜，包括重量百分比如下的原料组分醋酸乙烯酯的含量为20wt9ffiVA82. 4wt%、直径为0. 5 y m的氧化铝晶须5wt%、长度为100 u m的短切玻璃纤维5wt%、粒径为IOnm-1OOnm的钛白5wt%、亚磷酸三(壬基苯基)酯0. 4wt%、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯lwt%、y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0. 2wt%、邻苯二甲酸二辛酯lwt%。上述光伏组件用导热EVA封装胶膜按照如下方法进行制备( I)取Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷全部重量的30wt%加入到乙醇溶液中，使其在乙醇溶液中的浓度范围在lwt%-2wt%，50-80rpm的速率下均匀搅拌使充分溶解，得增粘剂溶液；(2)向步骤(I)得到的增粘剂溶液中加入氧化铝晶须、短切玻璃纤维和钛白，常温下，超声振荡下充分混合2h，振荡频率120次/min ；(3) 60°C下烘干24h，得到改性导热填料，备用；(4)将亚磷酸三(壬基苯基)酯、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、剩余的Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、邻 苯二甲酸二辛酯共同在60°C的水浴中加热，50-80rpm的速率下搅拌20min，得混合助剂，备用；(5)先将EVA加入到混料机中；然后将1/2步骤(4)获得的混合助剂加入到混料机中，50-80rpm的速率下搅拌l_2min ;再将剩余的混合助剂加入到混料机中，50_80rpm的速率下继续搅拌l_2min ；(6 )将步骤(3 )得到的改性导热填料加入到混料机中，50-80rpm的速率下搅拌3-5min,得混合物；(7)将步骤(6)得到的混合物倒入挤出机，在90°C的温度下进行挤出；(8)对步骤(7)挤出的物料进行压延，先在30°C -40°C的温度下进行热压，再在IO0C -15°C的温度下进行冷压；(9)压延后的物料再依次进行冷却、牵引、除静电以及收卷的步骤，得到本发明的光伏组件用导热EVA封装胶膜。实施例2 一种光伏组件用导热EVA封装胶膜，包括重量百分比如下的原料组分醋酸乙烯酯的含量为30wt9ffiVA69. 8wt%、直径为I y m的氧化镁晶须10wt%、长度为200 u m的短切玻璃纤维10wt%、粒径为IOOnm的钡白5wt%、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯0. 4wt%> ^ -(3,5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯0. 4wt%、2，5- 二甲基_2，5- 二 (叔丁基过氧基)己烷2wt%、y -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷0. 4wt%、磷酸三辛酯2wt%。上述光伏组件用导热EVA封装胶膜按照如下方法进行制备(I)取Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷全部重量的20wt%加入到乙醇溶液中，使其在乙醇溶液中的浓度范围在0. 2wt%-3wt%，均匀搅拌使充分溶解，得增粘剂溶液；(2)向步骤(I)得到的增粘剂溶液中加入氧化镁晶须、短切玻璃纤维和钡白，超声振荡下充分混合3h，振荡频率100次/min ；(3) 80°C下烘干12h，得到改性导热填料，备用；(4)将三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、￠- (3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、2，5_ 二甲基-2，5-二 (叔丁基过氧基)己烷、剩余的Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、磷酸三辛酯共同在70°C的水浴中加热，搅拌lOmin，得混合助剂，备用；(5)先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加入到混料机中；然后将1/3步骤(4)获得的混合助剂加入到混料机中，50-80rpm的速率下搅拌l_2min ;再将剩余的混合助剂加入到混料机中，50_80rpm的速率下继续搅拌l_2min ；(6)将步骤(3)得到的改性导热填料加入到混料机中，搅拌3-5min，得混合物；(7)将步骤(6)得到的混合物倒入挤出机，在100°C的温度下进行挤出；(8)对步骤(7)挤出的物料进行压延，先在30°C -40°C的温度下进行热压，再在IO0C -15°c的温度下进行冷压；(9)压延后的物料再依次进行冷却、牵引、除静电以及收卷的步骤，得到本发明的光伏组件用导热EVA封装胶膜。实施例3 一种光伏组件用导热EVA封装胶膜，包括重量百分比如下的原料组分醋酸乙烯酯的含量为10wt9ffiVA93. 8wt%、直径为0. 05 y m的碳化硅晶须2wt%、长度为10 y m的短切玻璃纤维2wt%、粒径为IOnm的锌白lwt%、3_(l，1-二甲基乙基)_3 _[3_(1，1-二甲基乙基)-4-羟苯基]-4-羟基-P -甲基苯甲酸-1，2-亚乙基酯0. lwt%、2，5- 二甲基-2，5- 二(叔丁基过氧基)己烧0. 5wt%> Y -氨丙基三乙氧基娃烧0. lwt%、邻苯二甲酸二辛酯0. 3wt%>磷酸三甲苯酯0. 2wt%。上述光伏组件用导热EVA封装胶膜按照如下方法进行制备(I)取Y-氨丙基三乙氧基硅烷全部重量的40wt%加入到乙醇溶液中，使其在乙醇溶液中的浓度范围在0. 5wt%-2. 5wt%，均匀搅拌使充分溶解，得增粘剂溶液；(2)向步骤(I)得到的增粘剂溶液中加入碳化硅晶须、短切玻璃纤维和锌白，超声振荡下充分混合lh，振荡频率`140次/min ；(3)40°C下烘干36h，得到改性导热填料，备用；(4)将3-(1，1_ 二甲基乙基)-P-[3-(l，l-二甲基乙基)-4-羟苯基]-4-羟基-0 -甲基苯甲酸-1，2-亚乙基酯、2，5- 二甲基-2，5- 二 (叔丁基过氧基)己烷、剩余的Y-氨丙基三乙氧基硅烷、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯共同在50°C的水浴中加热，搅拌30min,得混合助剂,备用；(5)先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加入到混料机中；然后将2/3步骤(4)获得的混合助剂加入到混料机中，搅拌l_2min;再将剩余的混合助剂加入到混料机中，继续搅拌l_2min ；(6)将步骤(3)得到的改性导热填料加入到混料机中，搅拌3-5min，得混合物；(7)将步骤(6)得到的混合物倒入挤出机，在80°C的温度下进行挤出；(8)对步骤(7)挤出的物料进行压延，先在30°C -40°C的温度下进行热压，再在IO0C _15°C的温度下进行冷压；(9)压延后的物料再依次进行冷却、牵引、除静电以及收卷的步骤，得到本发明的光伏组件用导热EVA封装胶膜。实施例4:一种光伏组件用导热EVA封装胶膜，包括重量百分比如下的原料组分醋酸乙烯酯的含量为40wt9ffiVA47wt%、直径为0.1 y m的氮化硅晶须10wt%、直径为0.1 y m的氮化铝晶须10wt%、长度为50 ii m的短切玻璃纤维10wt%、粒径为80nm的锌白10wt%、四[P - (3，
5-二叔丁基-4-轻基苯基)丙酸]季戍四醇酯lwt%、2_轻基-4-正辛氧基二苯甲酮lwt%、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯3wt%、三烯丙基异三聚氰酸酯2wt%、y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0. 5wt%、Y-氨丙基三乙氧基硅烷0. 5wt%、邻苯二甲酸二辛酯2wt%、磷酸三辛酯2wt%、磷酸三甲苯酯lwt%。上述光伏组件用导热EVA封装胶膜按照如下方法进行制备(I)取Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和Y-氨丙基三乙氧基硅烷全部重量的50wt%加入到乙醇溶液中，使其在乙醇溶液中的浓度范围在0. 2wt%-3wt%, 50-80rpm的速率下均匀搅拌使充分溶解，得增粘剂溶液；(2)向步骤(I)得到的增粘剂溶液中加入氮化硅晶须、氮化铝晶须、短切玻璃纤维和锌白，常温下，超声振荡下充分混合2. 5h，振荡频率110次/min ；(3) 70°C下烘干18h，得到改性导热填料，备用；(4)将四[￠-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、剩余的Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和Y-氨丙基三乙氧基硅烷、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三辛酯、磷酸三甲苯酯共同在65°C的水浴中加热，50-80rpm的速率下搅拌15min，得混合助剂，备用;(5)先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加入到混料机中；然后将1/3步骤(4)获得的混合助剂加入到混料机中，50-80rpm的速率下搅拌l_2min ;再将剩余的混合助剂加入到混料机中，50_80rpm的速率下继 续搅拌l_2min ；(6)将步骤(3)得到的改性导热填料加入到混料机中，50_80rpm的速率下搅拌3-5min,得混合物；(7)将步骤(6)得到的混合物倒入挤出机，在95°C的温度下进行挤出；(8)对步骤(7)挤出的物料进行压延，先在30°C -40°C的温度下进行热压，再在IO0C -15°C的温度下进行冷压；(9)压延后的物料再依次进行冷却、牵引、除静电以及收卷的步骤，得到本发明的光伏组件用导热EVA封装胶膜。实施例5:一种光伏组件用导热EVA封装胶膜，包括重量百分比如下的原料组分醋酸乙烯酯的含量为15Wt9ffiVA88Wt%、直径为0. 6 ii m的氮化硼晶须4wt%、长度为150 u m的短切玻璃纤维3wt%、粒径为30nm的钡白3wt%、双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯0. 2wt%、三烯丙基异三聚氰酸酯0. 4wt%、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0. 4wt%、y -缩水甘油醚氧丙基二甲氧基娃烧0. lwt%> Y _氣丙基二乙氧基娃烧0. lwt%、邻苯_■甲酸_■羊酷0. 4wt%、憐酸三辛酯0. 4wt%。上述光伏组件用导热EVA封装胶膜按照如下方法进行制备(I)取Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和Y-氨丙基三乙氧基硅烷全部重量的45wt%加入到乙醇溶液中，使其在乙醇溶液中的浓度范围在0. 5wt%-2. 5wt%, 50_80rpm的速率下均匀搅拌使充分溶解，得增粘剂溶液；(2)向步骤(I)得到的增粘剂溶液中加入氮化硼晶须、短切玻璃纤维和钡白，常温下，超声振荡下充分混合1. 5h，振荡频率130次/min ；(3) 50°C下烘干30h，得到改性导热填料，备用；
(4)将双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、剩余的Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和Y-氨丙基三乙氧基硅烷、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三辛酯共同在55 °C的水浴中加热，50-80rpm的速率下搅拌25min,得混合助剂,备用；(5)先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加入到混料机中；然后将2/3步骤(4)获得的混合助剂加入到混料机中，50-80rpm的速率下搅拌l_2min ;再将剩余的混合助剂加入到混料机中，50_80rpm的速率下继续搅拌l_2min ；(6)将步骤(3)得到的改性导热填料加入到混料机中，50_80rpm的速率下搅拌3-5min,得混合物；(7)将步骤(6)得到的混合物倒入挤出机，在85°C的温度下进行挤出；(8)对步骤(7)挤出的物料进行压延，先在30°C -40°C的温度下进行热压，再在IO0C -15°c的温度下进行冷压；(9)压延后的物料再依次进行冷却、牵引、除静电以及收卷的步骤，得到本发明的光伏组件用导热EVA封装胶膜。实施例6:一种光伏组件用导热EVA封装胶膜，包括重量百分比如下的原料组分醋酸乙烯酯的含量为35wt9ffiVA60wt%、直径为0. 25 y m的氧化铝晶须10wt%、长度为120 u m的短切玻璃纤维10wt%、粒径为70nm的钛白10wt%、2，2’-(1，4-苯二亚甲基)二丙二酸四乙酯lwt%、
2-(2-轻基-3,5- _■丁叔基苯基)-5-氣代苯并二卩坐0. 5wt%、叔丁基过氧化碳酸_2_乙基己酯2wt%、三烯丙基异 三聚氰酸酯lwt%、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯lwt%、y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0. 2wt%、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷0. 2wt%、Y-氨丙基三乙氧基娃烧0. lwt%、磷酸三甲苯酯4wt%。上述光伏组件用导热EVA封装胶膜按照如下方法进行制备(I)取Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和Y-氨丙基三乙氧基硅烷全部重量的25wt%加入到乙醇溶液中，使其在乙醇溶液中的浓度范围在lwt%-2wt%，50-80rpm的速率下均匀搅拌使充分溶解，得增粘剂溶液；(2)向步骤(I)得到的增粘剂溶液中加入氧化铝晶须、短切玻璃纤维和钛白，超声振荡下充分混合2h，振荡频率120次/min ；(3)60°C下烘干24h，得到改性导热填料，备用；(4)将2，2’ -(1，4_苯二亚甲基)二丙二酸四乙酯、2- (2_羟基_3，5_ 二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、剩余的Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和Y-氨丙基三乙氧基硅烷、磷酸三甲苯酯共同在60°C的水浴中加热，50-80rpm的速率下搅拌20min，得混合助剂，备用；(5)先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加入到混料机中；然后将1/2步骤(4)获得的混合助剂加入到混料机中，50-80rpm的速率下搅拌l_2min ;再将剩余的混合助剂加入到混料机中，50_80rpm的速率下继续搅拌l_2min ；(6)将步骤(3)得到的改性导热填料加入到混料机中，50_80rpm的速率下搅拌
3-5min,得混合物；
(7)将步骤(6)得到的混合物倒入挤出机，在90°C的温度下进行挤出；(8)对步骤(7)挤出的物料进行压延，先在30°C -40°C的温度下进行热压，再在IO0C -15°C的温度下进行冷压；(9)压延后的物料再依次进行冷却、牵引、除静电以及收卷的步骤，得到本发明的光伏组件用导热EVA封装胶膜。应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。申请人:声明，以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。
权利要求
1.一种光伏组件用导热EVA封装胶膜，其特征在于，所述胶膜包括重量百分比如下的原料组分乙烯-醋酸乙烯酯共聚物47wt%-93. 8wt%、导热填料5wt%-40wt%、抗老化助剂O.lwt%_2wt%、交联剂 O. 5wt%_5wt%、增粘剂 O. lwt%_lwt%、增塑剂 O. 5wt%_5wt%。
2.根据权利要求1所述的胶膜，其特征在于，所述胶膜包括重量百分比如下的原料组分乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 60wt%-88wt%、导热填料10wt%_30wt%、抗老化助剂O.2wt%-l. 5wt%、交联剂 O. 8wt%-4wt%、增粘剂 O. 2wt%-0. 5wt%、增塑剂 O. 8wt%-4wt% ；优选地，所述胶膜包括重量百分比如下的原料组分乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) 69. 8wt%-82. 4wt%、导热填料 15wt%_25wt%、抗老化助剂 O. 4wt%-0. 8wt%、交联剂 lwt%_2wt%、 增粘剂 O. 2wt%-0. 4wt%、增塑剂 lwt%_2wt%。
3.根据权利要求1或2所述的胶膜，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为醋酸乙烯酯的含量为10wt%-40wt%、熔融指数为20-80g/10min的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
4.根据权利要求1-3之一所述的胶膜，其特征在于，所述导热填料为无机填料晶须、短切玻璃纤维以及白色无机填料粉末三者的混合物。
5.根据权利要求4所述的胶膜，其特征在于，所述无机填料晶须为氧化铝晶须、氧化镁晶须、碳化硅晶须、氮化硅晶须、氮化铝晶须、氮化硼晶须中的任意一种或者至少两种的组合；优选地，所述无机填料晶须的直径为O. 05-1 μ m。
6.根据权利要求4或5所述的胶膜，其特征在于，所述短切玻璃纤维的长度为 10-200 μm。
7.根据权利要求4-6之一所述的胶膜，其特征在于，所述白色无机填料粉末为钛白、 钡白、锌白中的任意一种或者至少两种的组合；优选地，所述白色无机填料粉末的粒径为 IOnm-1OOnm0
8.根据权利要求1-7之一所述的胶膜，其特征在于，所述抗老化助剂为亚磷酸三(壬基苯基)酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、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、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2，2’-(1，4_苯二亚甲基)二丙二酸四乙酯、3-(1，1_二甲基乙基)-β-[3-(1，1-二甲基乙基)-4-羟苯基]-4-羟基-β-甲基苯甲酸-1，2-亚乙基酯、2，2，4，4_四甲基-7-氧杂-3，20-二氮杂二螺[5.1. 11. 2] 二i^一烷-21-酮盐酸盐与表氯醇水解产物的聚合物、2- (2-羟基-3，5- 二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑中的任意一种或至少两种的组合；优选为亚磷酸三(壬基苯基)酯；优选地，所述交联剂为叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、2，5- 二甲基-2，5- 二 (叔丁基过氧基)己烷、三烯丙基异三聚氰酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的组合；进一步优选为叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯；优选地，所述增粘剂为Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种或至少两种的组合；进一步优选为 Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三辛酯、磷酸三甲苯酯中的任意一种或至少两种的组合；进一步优选为邻苯二甲酸二辛酯。
9.根据权利要求1-8之一所述的胶膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤Cl)取增粘剂全部重量的20wt%-50wt%加入到乙醇溶液中，使其在乙醇溶液中的浓度范围在O. 2wt%-3wt%，均匀搅拌使充分溶解，得增粘剂溶液；(2)向步骤(I)得到的增粘剂溶液中加入导热填料，常温下，超声振荡充分混合l_3h， 振荡频率100-140次/min ；(3)400C _80°C的温度下烘干12-36h，得到改性导热填料，备用；(4)将抗老化助剂、交联剂、剩余的增粘剂、增塑剂共同在50°C-70°C的水浴中加热搅拌10-30min，得混合助剂，备用；(5)先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加入到混料机中；然后将1/3-2/3步骤(4)获得的混合助剂加入到混料机中，搅拌l_2min;再将剩余的混合助剂加入到混料机中，继续搅拌 l_2min ；(6)将步骤(3)得到的改性导热填料加入到混料机中，搅拌3-5min，得混合物；(7)将步骤(6)得到的混合物倒入挤出机，在80°C-100°C的温度下进行挤出；(8)对步骤(7)挤出的物料进行压延，先在30°C-40°C的温度下进行热压，再在 IO0C _15°C的温度下进行冷压；(9)压延后的物料再依次进行冷却、牵引、除静电以及收卷的步骤，得到本发明的光伏组件用导热EVA封装胶膜；优选地，所述方法包括如下步骤Cl)取增粘剂全部重量的25wt%-45wt%加入到乙醇溶液中，使其在乙醇溶液中的浓度范围在O. 5wt%-`2. 5wt%，均匀搅拌使充分溶解，得增粘剂溶液；(2)向步骤(I)得到的增粘剂溶液中加入导热填料，常温下，超声振荡充分混合1.5-2. 5h，振荡频率 110-130 次/min ；(3)50°C_70°C的温度下烘干18-30h，得到改性导热填料，备用；(4)将抗老化助剂、交联剂、剩余的增粘剂、增塑剂共同在55°C_65°C的水浴中加热搅拌15-25min，得混合助剂，备用；(5)先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加入到混料机中；然后将1/3-2/3步骤(4)获得的混合助剂加入到混料机中，搅拌l_2min ;再将剩余的混合助剂加入到混料机中，继续搅拌 l_2min ；(6)将步骤(3)得到的改性导热填料加入到混料机中，搅拌3-5min，得混合物；(7)将步骤(6)得到的混合物倒入挤出机，在85°C_95°C的温度下进行挤出；(8)对步骤(7)挤出的物料进行压延，先在30°C-40°C的温度下进行热压，再在 IO0C _15°C的温度下进行冷压；(9)压延后的物料再依次进行冷却、牵引、除静电以及收卷的步骤，得到本发明的光伏组件用导热EVA封装胶膜。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤(1)取增粘剂全部重量的30wt%-40wt%加入到乙醇溶液中，使其在乙醇溶液中的浓度范围在lwt%-2wt%，50-80rpm的速率下均匀搅拌使充分溶解，得增粘剂溶液；(2)向步骤(I)得到的增粘剂溶液中加入导热填料，常温下，超声振荡充分混合2h，振荡频率120次/min ；(3)60°C的温度下烘干24h，得到改性导热填料，备用；(4)将抗老化助剂、交联剂、剩余的增粘剂、增塑剂共同在60°C的水浴中加热，50-80rpm 的速率下搅拌20min，得混合助剂，备用；(5)先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物加入到混料机中；然后将1/3-2/3步骤(4)获得的混合助剂加入到混料机中，50-80rpm的速率下搅拌l_2min ;再将剩余的混合助剂加入到混料机中，50_80rpm的速率下继续搅拌l_2min ；(6)将步骤(3)得到的改性导热填料加入到混料机中，50-80rpm的速率下搅拌3_5min, 得混合物；(7)将步骤(6)得到的混合物倒入挤出机，在90°C的温度下进行挤出； (8)对步骤(7)挤出的物料进行压延，先在30°C-40°C的温度下进行热压，再在 IO0C _15°C的温度下进行冷压；(9)压延后的物料再依次进行冷却、牵引、除静电以及收卷的步骤，得到本发明的光伏组件用导热EVA封装胶膜。
全文摘要
本发明涉及一种光伏组件用导热EVA封装胶膜及其制备方法。所述胶膜包括重量百分比如下的原料组分乙烯-醋酸乙烯酯共聚物47wt%-93.8wt%、导热填料5wt%-40wt%、抗老化助剂0.1wt%-2wt%、交联剂0.5wt%-5wt%、增粘剂0.1wt%-1wt%、增塑剂0.5wt%-5wt%。本发明通过在低导热的有机大分子间引入高导热的改性无机填料，使得在整个体系内呈连续相的有机大分子与呈分散相的无机填料共混成一体，再通过压延法成型得厚度均一的胶膜，能够明显增加导热率和光线反射率，进而提高光伏组件的效率和输出功率。
文档编号C09J7/00GK103045112SQ201210584419
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者刘平磊, 唐景, 彭丽霞, 傅冬华 申请人:阿特斯(中国)投资有限公司, 常熟阿特斯阳光电力科技有限公司