一种多层发泡光伏胶膜及其制备方法

1.本发明涉及光伏材料领域，尤其涉及一种多层发泡光伏胶膜及其制备方法。


背景技术：

2.随着我国光伏行业的蓬勃发展，对太阳能电池组件中封装材料的使用性能要求越来越高。光伏胶膜主要用于光伏组件的封装环节，是光伏组件的关键材料。胶膜粘结光伏电池片与光伏玻璃及背板，保护电池片并封装成能输出直流电的光伏组件。光伏组件对封装所使用的胶膜的耐候性、粘结强度、耐老化等性能要求较高。目前使用的是乙烯
‑
醋酸乙烯(eva)聚合物或者乙烯
‑
辛烯(poe)共聚物作为封装材料的基材。还存在一些亟需解决的问题：1)poe或者eva胶膜形成多层胶膜后，没有缓冲性能，在封装的过程中容易与太阳能电池板相互挤压，导致太阳能电池板的脆裂。发明专利cn111682082a公开了一种封装胶膜及光伏组件，其设计了胶膜包含上粘结层、发泡层以及下粘结层，具有泡孔结构的封装胶膜，相较于普通胶膜具有较低的模量，大幅降低电池片在封装、使用过程中出现破片、隐裂、断栅等风险，但是同样存在一些问题：1、其先采用挤出发泡工艺制备发泡层，由于poe(或eva)熔体强度较低，通过挤出发泡后，其泡孔形貌难以均一稳定；2、其次随后采用喷涂方式涂布上下层，并用辐照交联，其工艺变得较为复杂。
3.2)光伏胶膜是一种多层材料，对于多层材料的生产，过去的制备工艺是先分别成型不同层的材料，然后再采用层压粘合或者延压出片
‑
叠合层压等传统方法实现多层化。此工艺目前仍被采用，其缺点是工序多、投资大、生产效率低。
4.综上，如何增强多层光伏胶膜的缓冲性能以及如何简化其制备工艺、降低成本是目前研究的重点。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多层发泡光伏胶膜及其制备方法，本发明的多层发泡光伏胶膜的芯层具有发达的泡孔结构，使得胶膜具有良好的缓冲性能以及弹性。并且本发明是将三层材料通过熔融共挤出一次成型，相比于传统的加工方式，工艺简单流程短、成本低，可有效提升产生效率。
6.本发明的具体技术方案为：第一方面，本发明提供了一种多层发泡光伏胶膜，包括依次叠合的上表层、发泡缓冲芯层和下表层。其中：所述上表层和下表层包括以下重量份的原料：poe胶粒和/或eva胶粒100份，气体阻隔剂1
‑
5份，助交联剂0.1
‑
5份，光敏剂1
‑
5份，抗氧剂0.01
‑
0.5份，紫外线吸收剂0.1
‑
1份；所述发泡缓冲芯层包括以下重量份的原料：poe胶粒或eva胶粒100份，发泡剂1
‑
5份，助交联剂0.1
‑
5份，光敏剂1
‑
5份，改性多孔无机纳米粒子0.1
‑
3份，抗氧剂0.01
‑
0.5份，紫外线吸收剂0.1
‑
1份。
7.首先，本发明的多层发泡光伏胶膜具有三层结构，其中芯层具有发达的泡孔结构，使得胶膜具有良好的缓冲性能以及弹性，可以避免太阳能电池片在密封过程中由于与硬的胶膜相互挤压而碎裂。并且本发明是将三层材料通过熔融共挤出一次成型，相比于传统的加工方式(层压粘合或者延压出片
‑
叠合层压等)，工艺简单流程短、成本低，可有效提升产生效率。
8.其次，本发明在发泡缓冲芯层中含有改性多孔无机纳米粒子，其在辐照后可与poe(eva)上的活性基团、光敏剂产生交联反应，形成三维网络结构，有效提升材料整体的熔体强度。此外该改性多孔无机纳米粒子的存在，还能够促使芯层进一步异相成核，增加泡孔密度。
9.另一方面，本发明在上下表层中添加有气体阻隔剂，可以有效防止芯层发泡过程中气体的外泄，使得芯层形成均匀的泡孔。同时本发明在上下表层中也含有助交联剂和光敏剂，辐照后上下表层的交联密度也得到加强，可进一步提升上下表层的气体阻隔性。此外辐照后在相邻层间也可形成交联结构，能有效提升层间结合力。
10.作为优选，所述上表层和/或下表层的厚度为0.1
±
0.01mm；所述发泡缓冲芯层的厚度为0.4
±
0.01mm。
11.作为优选，所述改性多孔无机纳米粒子的制备方法包括：(1)将乙烯基硅烷偶联剂置于乙醇和水的混合溶剂中制备得到混合溶液；(2)将多孔无机纳米粒子分散于混合溶液中，搅拌反应后取沉淀、烘干，制备得到改性多孔无机纳米粒子。
12.本发明在发泡缓冲芯层添加改性多孔无机纳米粒子。经过上述改性处理后，多孔无机纳米粒子表面接枝有碳碳双键。因此在辐照条件下，该双键不仅可以作为活性位点，与poe(eva)上的活性基团、光敏剂产生交联反应，形成三维网络结构，表现出更高的交联密度，链与链之间的缠绕构成的网络更复杂，分子链段之间的作用力增强，有效提升材料整体的熔体强度，进而增加发泡过程中发泡倍率及泡孔结构稳定性，而且该改性多孔无机纳米粒子的存在，还能够促使芯层进一步异相成核。改性多孔无机纳米粒子的引入提供了异质表面，与均相成核相比，成核gibbs自由能垒降低，泡孔首先在这些表面即聚合物与无机纳米粒子界面处成核，同时引发聚合物基体内部成核，导致较窄的孔径分布。
13.作为优选，步骤(1)中：所述乙烯基硅烷偶联剂包括γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三乙酰氧基乙烯基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种混合；所述混合溶液中乙烯基硅烷偶联剂的浓度为2
‑
5wt％。
14.作为优选，步骤(2)中：所述多孔无机纳米粒子包括粘土、水滑石和介孔二氧化硅中的一种或多种混合；所述搅拌反应的时间为5
‑
6h；所述烘干的温度为100
‑
110℃。
15.作为优选，步骤(1)中：所述混合溶液中还含有2
‑
5wt％的有机磷酸盐。
16.本发明在改性多孔无机纳米粒子的同时还引入有机磷酸盐作为有机成核剂。采用有机无机复合法不但可大幅降低复合成核剂的成本，且能够将多孔无机纳米粒子与有机成核剂粒子互相隔离分散，促进胶膜的熔体强度，提供成核位点，提高泡孔的密度。
17.作为优选，所述有机磷酸盐为2，2
′‑
亚甲基
‑
二(4，6
‑
二正丁基苯酚)磷酸钠。
18.作为优选，所述气体阻隔剂为蒙脱土、氮化硼和二硫化钼中的一种或几种混合物。
19.在前期的试验中我们发现，由于上下表层的厚度较薄，导致在最终的发泡过程中
发泡剂产生的气体容易窜逃出上下表层而流失，导致发泡效果极差。为此本发明在上下表层中添加有片状的无机纳米粒子作为气体阻隔剂，其片层状的结构可以有效防止芯层发泡过程中气体的外泄，使得芯层形成均匀的泡孔。
20.作为优选，所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和三丙烯酸三羟甲基丙烷酯中的一种或几种混合物。
21.作为优选，所述光敏剂为2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦、苯基双(2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基)氧化膦、2
‑
甲基
‑1‑
(4
‑
甲硫基苯基)
‑2‑
吗啉
‑1‑
丙酮中的一种或几种混合物。
22.作为优选，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧化剂与硫代脂类抗氧剂/亚磷酸酯类抗氧剂组成，其中，受阻酚类抗氧化剂为四[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)丙酸正十八碳醇酯和2，2
’‑
硫代双[3
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸酯]中的一种或多种。
[0023]
作为优选，所述紫外吸收剂为二苯甲酮类和/或苯并三唑类物质。更优选地，紫外光吸收剂包括但不限于2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮、2，2
‑
四亚甲基双(3，1
‑
苯并噁嗪
‑4‑
酮)、2
‑
(2
’‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)苯并三唑、2，2
’‑
二羟基
‑
4，4
’‑
二甲氧基二苯甲酮组成的一种或多种等一种或几种混合物。
[0024]
作为优选，所述发泡剂为偶氮类发泡剂和/或磺酰肼类发泡剂。优选地，所述发泡剂包括偶氮二甲酰胺和/或4，4
‑
氧代双苯磺酰肼。
[0025]
第二方面，本发明提供了一种多层发泡光伏胶膜的制备方法，包括以下步骤，(a)分别将各层的原料混合均匀；(b)将上表层、发泡缓冲芯层和下表层的原料分别投入三台不同的螺杆挤出机中，在110～140℃下进行塑化，接着将三股物料通过共挤出成型机挤出，然后依次进行辊压、冷却、牵引、剪切，得到多层卷材；(c)对所得卷材依次进行辐照交联、高温发泡，得到多层发泡光伏胶膜。
[0026]
本发明采用多层共挤的方式制备多层发泡光伏胶膜，相比于传统的加工方式(层压粘合或者延压出片
‑
叠合层压等)，工艺简单流程短、成本低，可有效提升产生效率。
[0027]
本发明在步骤(c)中先辐照交联后高温发泡前者处理后可使芯层形成高度交联的三维网络结构，提高芯层的熔体强度，后者处理后可形成发达的泡孔结构，使得胶膜具有良好的缓冲性能以及弹性，可以避免太阳能电池片在密封过程中由于与硬的胶膜相互挤压而碎裂。
[0028]
作为优选，辐照强度为5
‑
40kgy，发泡温度为200
‑
300℃，发泡过程的牵引速度为5
‑
15m/min。
[0029]
与现有技术对比，本发明的有益效果是：(1)本发明的多层发泡光伏胶膜具有三层结构，其中芯层具有发达的泡孔结构，使得胶膜具有良好的缓冲性能以及弹性，可以避免太阳能电池片在密封过程中由于与硬的胶膜相互挤压而碎裂。
[0030]
(2)本发明在发泡缓冲芯层中含有改性多孔无机纳米粒子，其在辐照后可与poe(eva)上的活性基团、光敏剂产生交联反应，形成三维网络结构，有效提升材料整体的熔体强度。此外该改性多孔无机纳米粒子的存在，还能够促使芯层进一步异相成核，提高发泡倍
率。
[0031]
(3)本发明在上下表层中添加有气体阻隔剂，可以有效防止芯层发泡过程中气体的外泄，使得芯层形成均匀的泡孔。同时本发明在上下表层中也含有助交联剂和光敏剂，辐照后上下表层的交联密度也得到加强，可进一步提升上下表层的气体阻隔性。此外辐照后在相邻层间也可形成交联结构，能有效提升层间结合力。
[0032]
(4)本发明是将三层材料通过熔融共挤出一次成型，相比于传统的加工方式(层压粘合或者延压出片
‑
叠合层压等)，工艺简单流程短、成本低，可有效提升产生效率。
附图说明
[0033]
图1是本发明多层发泡光伏胶膜的层状结构示意图；图2是本发明实施例1制备得到的多层发泡光伏胶膜的断面sem图；图3是本发明实施例5制备得到的多层发泡光伏胶膜的断面sem图；图4是本发明对比例1制备得到的多层发泡光伏胶膜的断面sem图；图5是本发明对比例3制备得到的多层发泡光伏胶膜的断面sem图；图6是本发明对比例4制备得到的多层发泡光伏胶膜的断面sem图。
具体实施方式
[0034]
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0035]
总实施例一种多层发泡光伏胶膜，如图1所示，包括依次叠合的上表层、发泡缓冲芯层和下表层。其中：上表层和/或下表层的厚度为0.1
±
0.01mm；发泡缓冲芯层的厚度为0.4
±
0.01mm。
[0036]
所述上表层和下表层包括以下重量份的原料：poe胶粒和/或eva胶粒100份，气体阻隔剂1
‑
5份，助交联剂0.1
‑
5份，光敏剂1
‑
5份，抗氧剂0.01
‑
0.5份，紫外线吸收剂0.1
‑
1份；所述发泡缓冲芯层包括以下重量份的原料：poe胶粒或eva胶粒100份，发泡剂1
‑
5份，助交联剂0.1
‑
5份，光敏剂1
‑
5份，改性多孔无机纳米粒子0.1
‑
3份，抗氧剂0.01
‑
0.5份，紫外线吸收剂0.1
‑
1份。
[0037]
所述气体阻隔剂为蒙脱土、氮化硼和二硫化钼中的一种或几种混合物。
[0038]
所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和三丙烯酸三羟甲基丙烷酯中的一种或几种混合物。
[0039]
所述光敏剂为2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦、苯基双(2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基)氧化膦、2
‑
甲基
‑1‑
(4
‑
甲硫基苯基)
‑2‑
吗啉
‑1‑
丙酮中的一种或几种混合物。
[0040]
所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧化剂与硫代脂类抗氧剂/亚磷酸酯类抗氧剂组成，其中，受阻酚类抗氧化剂为四[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)丙酸正十八碳醇酯和2，2
’‑
硫代双[3
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸酯]中的一种或多种。
[0041]
所述紫外吸收剂为二苯甲酮类和/或苯并三唑类物质。更优选地，紫外光吸收剂包括但不限于2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮、2，2
‑
四亚甲基双(3，1
‑
苯并噁嗪
‑4‑
酮)、2
‑
(2
’‑
羟基
‑5‑
甲基苯基)苯并三唑、2,2
’‑
二羟基
‑
4，4
’‑
二甲氧基二苯甲酮组成的一种或多种等
一种或几种混合物。
[0042]
所述发泡剂为偶氮类发泡剂和/或磺酰肼类发泡剂。优选地，所述发泡剂包括偶氮二甲酰胺和/或4，4
‑
氧代双苯磺酰肼。
[0043]
所述改性多孔无机纳米粒子的制备方法包括：(1)将乙烯基硅烷偶联剂(γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三乙酰氧基乙烯基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种混合)以及2，2
′‑
亚甲基
‑
二(4，6
‑
二正丁基苯酚)磷酸钠(选择性添加)置于乙醇和水的混合溶剂中制备得到混合溶液；乙烯基硅烷偶联剂的浓度为2
‑
5wt％，2，2
′‑
亚甲基
‑
二(4，6
‑
二正丁基苯酚)磷酸钠的浓度为有2
‑
5wt％。
[0044]
(2)将多孔无机纳米粒子(粘土、水滑石和介孔二氧化硅中的一种或多种混合)分散于混合溶液中，搅拌反应5
‑
6h后取沉淀、100
‑
110℃烘干，制备得到改性多孔无机纳米粒子。
[0045]
一种多层发泡光伏胶膜的制备方法，包括以下步骤，(a)分别将各层的原料混合均匀；(b)将上表层、发泡缓冲芯层和下表层的原料分别投入三台不同的螺杆挤出机中，在110～140℃下进行塑化，接着将三股物料通过共挤出成型机挤出，然后依次进行辊压、冷却、牵引、剪切，得到多层卷材；(c)对所得卷材依次进行辐照交联、高温发泡，得到多层发泡光伏胶膜。其中，辐照强度为5
‑
40kgy，发泡温度为200
‑
300℃，发泡过程的牵引速度为5
‑
15m/min。
[0046]
实施例1一种多层发泡光伏胶膜，包括依次叠合的上表层、发泡缓冲芯层和下表层。其中：上表层和/或下表层的厚度为0.1
±
0.01mm；发泡缓冲芯层的厚度为0.4
±
0.01mm。
[0047]
上/下表层包括：poe粒子100份；气体阻隔剂蒙脱土3份；助交联剂taic 3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0048]
发泡缓冲芯层包括：poe粒子100份；ac发泡剂偶氮二甲酰胺5份；助交联剂taic3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；改性多孔无机纳米粒子3份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0049]
其中，改性多孔无机纳米粒子的制备方法包括：(1)将乙烯基硅烷偶联剂(γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)置于乙醇和水的混合溶剂中制备得到混合溶液；乙烯基硅烷偶联剂的浓度为2wt％。
[0050]
(2)将多孔无机纳米粒子(介孔二氧化硅)分散于混合溶液中，搅拌反应5h后取沉淀、100℃烘干，制备得到改性多孔无机纳米粒子。
[0051]
一种多层发泡光伏胶膜的制备方法，包括以下步骤，(a)分别将各层的原料混合均匀；(b)将上表层、发泡缓冲芯层和下表层的原料分别投入三台不同的螺杆挤出机中，在110～140℃下进行塑化，接着将三股物料通过共挤出成型机挤出，然后依次进行辊压、冷却、牵引、剪切，得到多层卷材；(c)对所得卷材依次进行辐照交联、高温发泡，得到多层发泡光伏胶膜。其中，辐照
强度为20kgy，发泡温度为250℃，发泡过程的牵引速度为6m/min。
[0052]
将实施例1制备得到的多层发泡光伏胶膜断面形貌进行sem表征，结果如图2所示，由图2可知，本发明制备得到的材料泡孔均一，同时基体相容性好，无明显相分离。
[0053]
实施例2一种多层发泡光伏胶膜，包括依次叠合的上表层、发泡缓冲芯层和下表层。其中：上表层和/或下表层的厚度为0.1
±
0.01mm；发泡缓冲芯层的厚度为0.4
±
0.01mm。
[0054]
上/下表层包括：poe粒子100份；气体阻隔剂蒙脱土1份；助交联剂taic 3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0055]
发泡缓冲芯层包括：poe粒子100份；ac发泡剂偶氮二甲酰胺5份；助交联剂taic3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；改性多孔无机纳米粒子5份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0056]
其中，改性多孔无机纳米粒子的制备方法包括：(1)将乙烯基硅烷偶联剂(γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)置于乙醇和水的混合溶剂中制备得到混合溶液；乙烯基硅烷偶联剂的浓度为2wt％。
[0057]
(2)将多孔无机纳米粒子(介孔二氧化硅)分散于混合溶液中，搅拌反应5h后取沉淀、100℃烘干，制备得到改性多孔无机纳米粒子。
[0058]
一种多层发泡光伏胶膜的制备方法，包括以下步骤，(a)分别将各层的原料混合均匀；(b)将上表层、发泡缓冲芯层和下表层的原料分别投入三台不同的螺杆挤出机中，在110～140℃下进行塑化，接着将三股物料通过共挤出成型机挤出，然后依次进行辊压、冷却、牵引、剪切，得到多层卷材；(c)对所得卷材依次进行辐照交联、高温发泡，得到多层发泡光伏胶膜。其中，辐照强度为20kgy，发泡温度为250℃，发泡过程的牵引速度为6m/min。
[0059]
实施例3一种多层发泡光伏胶膜，包括依次叠合的上表层、发泡缓冲芯层和下表层。其中：上表层和/或下表层的厚度为0.1
±
0.01mm；发泡缓冲芯层的厚度为0.4
±
0.01mm。
[0060]
上/下表层包括：poe粒子100份；气体阻隔剂蒙脱土3份；助交联剂taic 3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0061]
发泡缓冲芯层包括：poe粒子100份；ac发泡剂偶氮二甲酰胺5份；助交联剂taic3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；改性多孔无机纳米粒子3份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0062]
其中，改性多孔无机纳米粒子的制备方法包括：(1)将乙烯基硅烷偶联剂(γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)置于乙醇和水的混合溶剂中制备得到混合溶液；乙烯基硅烷偶联剂的浓度为2wt％。
[0063]
(2)将多孔无机纳米粒子(介孔二氧化硅)分散于混合溶液中，搅拌反应5h后取沉淀、100℃烘干，制备得到改性多孔无机纳米粒子。
[0064]
一种多层发泡光伏胶膜的制备方法，包括以下步骤，
(a)分别将各层的原料混合均匀；(b)将上表层、发泡缓冲芯层和下表层的原料分别投入三台不同的螺杆挤出机中，在110～140℃下进行塑化，接着将三股物料通过共挤出成型机挤出，然后依次进行辊压、冷却、牵引、剪切，得到多层卷材；(c)对所得卷材依次进行辐照交联、高温发泡，得到多层发泡光伏胶膜。其中，辐照强度为20kgy，发泡温度为250℃，发泡过程的牵引速度为6m/min。
[0065]
实施例4一种多层发泡光伏胶膜，包括依次叠合的上表层、发泡缓冲芯层和下表层。其中：上表层和/或下表层的厚度为0.1
±
0.01mm；发泡缓冲芯层的厚度为0.4
±
0.01mm。
[0066]
上/下表层包括：poe粒子100份；气体阻隔剂蒙脱土3份；助交联剂taic 3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0067]
发泡缓冲芯层包括：poe粒子100份；ac发泡剂偶氮二甲酰胺3份；助交联剂taic3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；改性多孔无机纳米粒子5份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0068]
其中改性多孔无机纳米粒子的制备方法包括：(1)将kh570置于乙醇水混合液中制备得到2wt％乙烯类硅烷偶联剂溶液；(2)将介孔二氧化硅分散于乙烯类硅烷偶联剂溶液中，搅拌反应5h后取沉淀、在100℃下烘干，制备得到改性多孔无机纳米粒子；一种多层发泡胶膜材料的制备方法，包括以下制备步骤：(1)将所述原料经过混料机混合均匀；(2)将表层a的制备原料混合料投入第一螺杆挤出机中，将芯层b的制备原料混合料投入第二螺杆挤出机中，将表层a的制备原料混合料投入第三螺杆挤出机中，在110℃～140℃经过塑化，通过连接头进入共挤出成型机头中挤出，分别通过三辊压光机组、冷却冷辊、牵引机、剪切机，形成了多层卷材。
[0069]
(3)将步骤制备的卷材辐照交联后高温发泡，得到成品泡棉。辐照强度为20kgy，辐照后的卷材经过高温炉进行发泡，高温炉温度为250℃，牵引速度为6m/min。
[0070]
实施例5一种多层发泡光伏胶膜，包括依次叠合的上表层、发泡缓冲芯层和下表层。其中：上表层和/或下表层的厚度为0.1
±
0.01mm；发泡缓冲芯层的厚度为0.4
±
0.01mm。
[0071]
上/下表层包括：poe粒子100份；气体阻隔剂蒙脱土3份；助交联剂taic 3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0072]
发泡缓冲芯层包括：poe粒子100份；ac发泡剂偶氮二甲酰胺5份；助交联剂taic3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；改性多孔无机纳米粒子3份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0073]
其中，改性多孔无机纳米粒子的制备方法包括：(1)将乙烯基硅烷偶联剂(γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)、2，2
′‑
亚甲基
‑
二(4，6
‑
二正丁基苯酚)磷酸钠置于乙醇和水的混合溶剂中制备得到混合溶液；乙烯基硅烷
偶联剂的浓度为2wt％，2，2
′‑
亚甲基
‑
二(4，6
‑
二正丁基苯酚)磷酸钠的浓度为有3wt％。
[0074]
(2)将多孔无机纳米粒子(介孔二氧化硅)分散于混合溶液中，搅拌反应5h后取沉淀、100℃烘干，制备得到改性多孔无机纳米粒子。
[0075]
一种多层发泡光伏胶膜的制备方法，包括以下步骤，(a)分别将各层的原料混合均匀；(b)将上表层、发泡缓冲芯层和下表层的原料分别投入三台不同的螺杆挤出机中，在110～140℃下进行塑化，接着将三股物料通过共挤出成型机挤出，然后依次进行辊压、冷却、牵引、剪切，得到多层卷材；(c)对所得卷材依次进行辐照交联、高温发泡，得到多层发泡光伏胶膜。其中，辐照强度为20kgy，发泡温度为250℃，发泡过程的牵引速度为6m/min。
[0076]
将实施例5制备得到的多层发泡光伏胶膜断面形貌进行sem表征，结果如图3所示，由图3可知，本发明制备得到的材料泡孔均一，同时基体相容性好，无明显相分离。
[0077]
对比例1一种多层发泡光伏胶膜，包括依次叠合的上表层、发泡缓冲芯层和下表层。其中：上表层和/或下表层的厚度为0.1
±
0.01mm；发泡缓冲芯层的厚度为0.4
±
0.01mm。
[0078]
上/下表层包括：poe粒子100份；气体阻隔剂蒙脱土3份；助交联剂taic 3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0079]
发泡缓冲芯层包括：poe粒子100份；ac发泡剂偶氮二甲酰胺5份；助交联剂taic3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；普通介孔二氧化硅粒子3份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0080]
一种多层发泡光伏胶膜的制备方法，包括以下步骤，(a)分别将各层的原料混合均匀；(b)将上表层、发泡缓冲芯层和下表层的原料分别投入三台不同的螺杆挤出机中，在110～140℃下进行塑化，接着将三股物料通过共挤出成型机挤出，然后依次进行辊压、冷却、牵引、剪切，得到多层卷材；(c)对所得卷材依次进行辐照交联、高温发泡，得到多层发泡光伏胶膜。其中，辐照强度为20kgy，发泡温度为250℃，发泡过程的牵引速度为6m/min。
[0081]
将对比例1制备得到的多层发泡光伏胶膜断面形貌进行sem表征，如图4所示，由于纳米粒子没有进行改性，导致材料断面存在裂缝。
[0082]
对比例2一种多层发泡光伏胶膜，包括依次叠合的上表层、发泡缓冲芯层和下表层。其中：上表层和/或下表层的厚度为0.1
±
0.01mm；发泡缓冲芯层的厚度为0.4
±
0.01mm。
[0083]
上/下表层包括：poe粒子100份；气体阻隔剂蒙脱土3份；助交联剂taic 3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0084]
发泡缓冲芯层包括：poe粒子100份；ac发泡剂偶氮二甲酰胺5份；助交联剂taic3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0085]
一种多层发泡胶膜材料的制备方法，包括以下制备步骤：(1)将所述原料经过混料机混合均匀；(2)将表层a的制备原料混合料投入第一螺杆挤出机中，将芯层b的制备原料混合料投入第二螺杆挤出机中，将表层a的制备原料混合料投入第三螺杆挤出机中，在110℃～140℃经过塑化，通过连接头进入共挤出成型机头中挤出，分别通过三辊压光机组、冷却冷辊、牵引机、剪切机，形成了多层卷材。
[0086]
(3)将步骤制备的卷材辐照交联后高温发泡，得到成品泡棉。辐照强度为20kgy，辐照后的卷材经过高温炉进行发泡，高温炉温度为250℃，牵引速度为6m/min。
[0087]
对比例3一种多层发泡光伏胶膜，包括依次叠合的上表层、发泡缓冲芯层和下表层。其中：上表层和/或下表层的厚度为0.1
±
0.01mm；发泡缓冲芯层的厚度为0.4
±
0.01mm。
[0088]
上/下表层包括：poe粒子100份；助交联剂taic 3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0089]
发泡缓冲芯层包括：poe粒子100份；ac发泡剂偶氮二甲酰胺5份；助交联剂taic3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；改性多孔无机纳米粒子5份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0090]
其中，改性多孔无机纳米粒子的制备方法包括：(1)将乙烯基硅烷偶联剂(γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)置于乙醇和水的混合溶剂中制备得到混合溶液；乙烯基硅烷偶联剂的浓度为2wt％。
[0091]
(2)将多孔无机纳米粒子(介孔二氧化硅)分散于混合溶液中，搅拌反应5h后取沉淀、100℃烘干，制备得到改性多孔无机纳米粒子。
[0092]
一种多层发泡光伏胶膜的制备方法，包括以下步骤，(a)分别将各层的原料混合均匀；(b)将上表层、发泡缓冲芯层和下表层的原料分别投入三台不同的螺杆挤出机中，在110～140℃下进行塑化，接着将三股物料通过共挤出成型机挤出，然后依次进行辊压、冷却、牵引、剪切，得到多层卷材；(c)对所得卷材依次进行辐照交联、高温发泡，得到多层发泡光伏胶膜。其中，辐照强度为20kgy，发泡温度为250℃，发泡过程的牵引速度为6m/min。
[0093]
将对比例3制备得到的多层光伏胶膜断面形貌进行sem表征，结果如图5所示，由图5可知，对比例3制备得到的材料由于没有添加发泡剂，因此泡孔不明显，基本没有实现发泡效果。
[0094]
对比例4一种多层光伏胶膜，包括依次叠合的上表层、芯层和下表层。其中：上表层和/或下表层的厚度为0.1
±
0.01mm；芯层的厚度为0.4
±
0.01mm。
[0095]
上/下表层包括：poe粒子100份；气体阻隔剂蒙脱土3份；助交联剂taic 3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦5份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂0.5份。
[0096]
芯层包括：poe粒子100份；助交联剂taic 3份；光敏剂2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二
苯基氧化膦5份；改性多孔无机纳米粒子3份；抗氧剂168 0.5份；抗氧剂1076 0.5份；紫外吸收剂2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯甲酮0.5份。
[0097]
其中，改性多孔无机纳米粒子的制备方法包括：(1)将乙烯基硅烷偶联剂(γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)置于乙醇和水的混合溶剂中制备得到混合溶液；乙烯基硅烷偶联剂的浓度为2wt％。
[0098]
(2)将多孔无机纳米粒子(介孔二氧化硅)分散于混合溶液中，搅拌反应5h后取沉淀、100℃烘干，制备得到改性多孔无机纳米粒子。
[0099]
一种多层光伏胶膜的制备方法，包括以下步骤，(a)分别将各层的原料混合均匀；(b)将上表层、芯层和下表层的原料分别投入三台不同的螺杆挤出机中，在110～140℃下进行塑化，接着将三股物料通过共挤出成型机挤出，然后依次进行辊压、冷却、牵引、剪切，得到多层卷材；(c)对所得卷材依次进行辐照交联、高温处理，得到多层光伏胶膜。其中，辐照强度为20kgy，高温处理温度为250℃。
[0100]
将对比例4制备得到的多层光伏胶膜断面形貌进行sem表征，结果如图6所示，由图6可知，对比例4制备得到的材料对比例3中不加入气体阻隔剂，由于胶膜整体材料比较薄，气体极其容易泄露，无法使芯层形成良好的泡孔。
[0101]
将实施例和对比例制备得到的材料的泡孔数据进行计算，并根据国标。按照gb/t528
‑
1998《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》、剥离强度按照gb/t2790
‑
1995《胶粘剂180
°
剥离强度试验方法》和gb t 1681
‑
2009硫化橡胶回弹性的测定中的要求进行测定，进行了拉伸强度、断裂伸长率、冲击回弹性的测试，结果如下表所示。
[0102]
由上表可知，实施例1与实施例2、对比例3的区别在于蒙脱土含量的不同，可知加入不同含量的蒙脱土可体现出不同的气体阻隔的效果，导致芯层发泡的不同倍率，例如对比例3中不加入气体阻隔剂，由于胶膜整体材料比较薄，气体极其容易泄露，无法使芯层形成良好的泡孔。
[0103]
实施例1与实施例3、对比例2的区别在于芯层中多孔改性无机纳米粒子含量的不同，可知改性的纳米粒子不仅可提升熔体强度，又有助于发泡泡孔的提升。
[0104]
实施例1与实施例4、对比例4的区别在于发泡剂的含量不同，不同的发泡剂含量，其发泡倍率及泡孔密度不同，同时力学性能有所不同。其中对比例4未添加发泡剂，由图5可
知几乎没有泡孔形成。
[0105]
实施例5与实施例1的区别在于在多孔改性无机纳米粒子中复合有有机磷酸盐成核剂，且能将无机纳米粒子与有机成核剂粒子互相隔离分散，促进胶膜的熔体强度，引发聚合物基体内部成核，导致较窄的孔径分布，添加剂的引入导致自由能垒的下降，提供更多的成核位点，提高泡孔的直径，降低泡孔密度，提升发泡倍率，具有更好的缓冲性能。
[0106]
对比例1与实施例1的区别在于直接采用介孔二氧化硅颗粒，不进行改性，其发泡倍率及泡孔密度较低，力学性能有所下降；同时，如图6所示，由于未进行改性，多孔无机纳米粒子分散较差，与基体之间结合也较差，因此制备得到的发泡材料断面存在较多的缝隙与开裂现象。
[0107]
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0108]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。