專利名稱：能阻斷紫外線且耐老化的eva膠膜及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于太陽能光伏組件的EVA膠膜及制備方法，尤其是一種能阻斷紫外線且耐老化的EVA膠膜及制備方法。
背景技術(shù)：
光伏組件是將太陽能轉(zhuǎn)化成電能的設(shè)備，其結(jié)構(gòu)從上到下由鋼化玻璃面板、EVA膠膜、晶體硅電池片、EVA膠膜、TPT背板組成。其中晶體硅電池片是光電轉(zhuǎn)換裝置，也即為太陽能電池，晶體硅電池片若直接暴露于空氣中，其光電轉(zhuǎn)換效率會很快下降，失去實用價值，故晶體硅電池片會借助于兩層高分子封裝膜將晶體硅電池片封裝于其中，而EVA膠膜即為晶體硅電池片的封裝材料，將晶體硅電池片分別與鋼化玻璃面板、TPT背板粘接起來， EVA封裝膠膜在封裝過程發(fā)生交聯(lián)固化，形成結(jié)構(gòu)均一、透光良好、密封嚴密的凝膠，能有效地防止外界水、氣、灰塵等對晶體硅電池片的腐蝕。EVA膠膜的主要原料是EVA樹脂。分子式
部分。其中聚乙烯部分主要提供產(chǎn)品的機械性能，而醋酸乙烯則提供產(chǎn)品的粘結(jié)性能。 當VA含量不同時，EVA的性能表現(xiàn)出很大的差異，因此可以設(shè)計出不同VA含量的EVA產(chǎn)品， 分別適用于多種用途的要求。 現(xiàn)國內(nèi)對EVA膠膜作為太陽能光伏組件封裝膠膜進行了相應(yīng)的研究，而且已有成品在市場上銷售，但是，由于現(xiàn)有技術(shù)的限制，其效果仍不能完全滿足太陽能光伏組件封裝的要求。EVA膠膜通過設(shè)計不同的配方組分，可實現(xiàn)對紫外線的吸收，即阻斷紫外線穿透 EVA膠膜，然而常規(guī)能吸收紫外線的助劑，在老化試驗中又往往會產(chǎn)生黃變，即耐老化性能較差，故使得EVA膠膜的耐候性差，產(chǎn)生黃變，影響本身的透光率，從而降低太陽能組件的光電轉(zhuǎn)化效率。
其中，EVA膠膜老化過程中所起作用的光，通常指太陽光中能量較高的紫外光。光老化是一個非自由基反應(yīng)與自由基反應(yīng)相結(jié)合的鏈反應(yīng)過程，一般分四個過程
(1)引發(fā)，純的聚合物一般吸收紫外線的速率很小，也很難被紫外線降解。然而，由于在聚合、制品加工和貯存過程中，不可避免地要引入過渡金屬離子，溶解微量的氧以及部分羰基化生成酮或醛基化合物，這些都是能促進光降解反應(yīng)的光敏劑。他們在吸收紫外線中的光量子(h ν)后，會從基態(tài)(S)躍遷至激發(fā)態(tài)(S*)。激發(fā)態(tài)的光敏劑會將能量傳遞給聚合物高分子(RH)，使其生成高分子自由基R ·
S氺 + RH —“- SH + R ·
(2)過氧化自由基的生成，高分子自由基能與環(huán)境中的氧作用生成高分子過氧化自由基 ROO ·
R · + 02 —“- ROO ·
(3)鏈反應(yīng)，鏈反應(yīng)是由一個自由基生成另一個自由基的過程 ROO · + RH —“- ROOH + R ·
ROOH + h ν —“- RO · + · OH RO · +RH —“- ROH + R · OH +RH —“- R · + H20
一旦碳氫化合物形成了自由基，則C一C或C一H的鍵能將大大降低，從而使降解反應(yīng)更容易進行。因此，形成自由基后，在受到光照或接受其他的能量，會斷裂成短鏈的自由基，特別是一些含氧的自由基。如
RO · +RH —“- R1 · + R2HCHO (R = R1CH2R2) 因此，鏈反應(yīng)的速率將會愈來愈快。(4)鏈終止，鏈終止是兩個自由基結(jié)合，生成一個惰性分子的過程。RO · + R —“- R-R 2R00 · —“- ROOR + 02
這種自由基間的相互連接，會造成高分子的交聯(lián)。鏈反應(yīng)的結(jié)果使合成材料老化，即制品脆裂、變黃和強度明顯下降。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種可阻斷紫外線透過，且具有良好的耐老化性的能阻斷紫外線且耐老化的EVA膠膜。本發(fā)明的另一目的在于提供了一種制備上述能阻斷紫外線且耐老化的EVA膠膜的制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種能阻斷紫外線且耐老化的EVA 膠膜，其特征在于包括有EVA樹脂、紫外線吸收劑、抗氧劑、交聯(lián)劑和偶聯(lián)劑，按質(zhì)量分數(shù)計，EVA樹脂的含量為94-99%，EVA樹脂中VA的含量為沈_36%，熔體流動速率為(28-50) g/lOmin，紫外線吸收劑的含量為0. 10-1. 2%，抗氧劑的含量為0. 10-1. 2%，偶聯(lián)劑的含量為 0. 15-1. 8%，交聯(lián)劑的含量為0. 3-2. 0%，所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛基氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基-5-磺酸基二苯甲酮、2，2'_ 二羥基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羥基-4-丙烯酰氧基乙氧基二苯甲酮、2，(2'-羥基-3'，5' - 二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、2，(2'_羥基-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-羥基苯基)丙烯酸酯/PEG300的反應(yīng)產(chǎn)物、2，(2'_羥基-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-羥基)-4-(叔丁基_6_仲丁基)苯酚、2- (2'-羥基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、2，(2H-苯并三唑-2-羥基)-4，6- 二 (1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2，2'_亞甲基雙(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，紫外線吸收劑為上述一種或兩種混合物。本發(fā)明的進一步設(shè)置為所述抗氧劑為主抗氧劑一種或者主抗氧劑和輔助抗氧劑的混合物，所述主抗氧劑為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-羥基-苯基)丙酸十八酯、四-[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三甘醇雙(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯、3，5- 二叔丁基-4-羥基-芐基膦酸十八酯或2，2'-硫代雙(4-甲基-6-叔丁基酚)，所述輔助抗氧劑為亞磷酸二苯-(2-乙基己基)酯、亞磷酸雙酚A酯、四(2，4- 二叔丁基苯基)-4，4'-聯(lián)苯基雙磷酸酯、季戊四醇雙亞磷酸二異癸酯或季戊四醇雙亞磷酸(十八)酯。本發(fā)明的進一步設(shè)置為所述偶聯(lián)劑為Y-縮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，偶聯(lián)劑為上述一種。本發(fā)明的進一步設(shè)置為所述交聯(lián)劑為過氧化二叔丁基、2，5_ 二甲基-2，5_雙(叔丁基過氧)己烷、過氧化叔丁基異丙苯、叔丁基過氧2-乙基己基碳酸酯、1，1_雙(叔丁基過氧)-3，3，5_三甲基環(huán)己烷、過氧化苯甲酸叔丁酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基異氰脲酸酯、三烯丙基異氰脲酰胺、二乙烯基苯或乙二醇四甲基丙烯酸，交聯(lián)劑為上述一種或兩種混合物。采用上述技術(shù)方案，在EVA膠膜中加入紫外線吸收劑，該紫外線吸收劑的特點是吸收外部照射過來的紫外線。因此，添加紫外線吸收劑后，紫外線在透過EVA膠膜的過程中，大部分被紫外線吸收劑吸收，從而在一定程度上阻斷紫外線的透過，使得紫外線無法照射到到太陽能電池上。其中，紫外線吸收劑中一種助劑為二苯甲酮類吸收劑，是以二苯甲酮為母體的一類化合物，基本形式如下
權(quán)利要求
1.一種能阻斷紫外線且耐老化的EVA膠膜，其特征在于包括有EVA樹脂、紫外線吸收劑、抗氧劑、交聯(lián)劑和偶聯(lián)劑，按質(zhì)量分數(shù)計，EVA樹脂的含量為94-99%，EVA樹脂中VA的含量為沈-36%，熔體流動速率為(28-50)g/10min，紫外線吸收劑的含量為0. 10-1. 2%，抗氧劑的含量為0. 10-1. 2%，偶聯(lián)劑的含量為0. 15-1. 8%，交聯(lián)劑的含量為0. 3-2. 0%，所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛基氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基-5-磺酸基二苯甲酮、2，2'- 二羥基-4-甲氧基二苯甲酮或2-羥基-4-丙烯酰氧基乙氧基二苯甲酮、2，(2'_羥基-3'，5'-二叔丁基苯基)-5-氯代苯并三唑、 2，(2'-羥基-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-羥基苯基)丙烯酸酯 /PEG300的反應(yīng)產(chǎn)物、2，(2'-羥基-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-羥基)-4-(叔丁基-6-仲丁基)苯酚、2- (2'_羥基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、2，(2H-苯并三唑-2-羥基)-4，6- 二(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2， 2'-亞甲基雙(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，紫外線吸收劑為上述一種或兩種混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能阻斷紫外線且耐老化的EVA膠膜，其特征是所述抗氧劑為主抗氧劑一種或者主抗氧劑和輔助抗氧劑的混合物，所述主抗氧劑為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-羥基-苯基)丙酸十八酯、四-[β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三甘醇雙(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯、3，5- 二叔丁基-4-羥基-芐基膦酸十八酯或2，2'-硫代雙(4-甲基-6-叔丁基酚)，所述輔助抗氧劑為亞磷酸二苯-(2-乙基己基)酯、亞磷酸雙酚A酯、四(2，4- 二叔丁基苯基)-4，4 ‘-聯(lián)苯基雙磷酸酯、季戊四醇雙亞磷酸二異癸酯或季戊四醇雙亞磷酸(十八)酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的能阻斷紫外線且耐老化的EVA膠膜，其特征是所述偶聯(lián)劑為Y-縮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，偶聯(lián)劑為上述一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能阻斷紫外線且耐老化的EVA膠膜，其特征是所述交聯(lián)劑為過氧化二叔丁基、2，5- 二甲基-2，5-雙(叔丁基過氧)己烷、過氧化叔丁基異丙苯、叔丁基過氧2-乙基己基碳酸酯、1，1_雙(叔丁基過氧)_3，3，5-三甲基環(huán)己烷、過氧化苯甲酸叔丁酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基異氰脲酸酯、三烯丙基異氰脲酰胺、二乙烯基苯或乙二醇四甲基丙烯酸，交聯(lián)劑為上述一種或兩種混合物。
5.一種能阻斷紫外線且耐老化的EVA膠膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將各粉狀物料分別加入溶劑中溶解制得液體組份，各液體物料再與EVA樹脂按比例配合后，經(jīng)攪拌混合制得相應(yīng)混合物；(2)將步驟(1)所得混合物通過擠出機熔融，從模頭擠出薄膜狀的擠出物，擠出物經(jīng)過壓輥壓膜，預(yù)收縮，冷卻定型，收卷，得到成品EVA膠膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的能阻斷紫外線且耐老化的EVA膠膜的制備方法，其特征是 所述溶劑可以為酒精、汽油、丙酮或乙酸乙酯。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種能阻斷紫外線且耐老化的EVA膠膜及其制備方法，包括有EVA樹脂、受阻胺類光穩(wěn)定劑、抗氧劑、交聯(lián)劑和偶聯(lián)劑，包括有EVA樹脂、紫外線吸收劑、抗氧劑、交聯(lián)劑和偶聯(lián)劑，按質(zhì)量分數(shù)計，EVA樹脂的含量為94-99%，EVA樹脂中VA的含量為26-36%，熔體流動速率為(28-50)g/10min，紫外線吸收劑的含量為0.10-1.2%，抗氧劑的含量為0.10-1.2%，偶聯(lián)劑的含量為0.15-1.8%，交聯(lián)劑的含量為0.3-2.0%，并將各組分通過相應(yīng)步驟制得可阻斷紫外線透過，且具有良好的耐老化性的能阻斷紫外線且耐老化的EVA膠膜。
文檔編號C09J7/00GK102304332SQ20111024638
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者詹顯光 申請人:詹顯光