一种POE共挤胶膜的制备方法与流程
本发明属于光伏，涉及光伏组件封装材料，具体涉及一种poe共挤胶膜的制备方法。
背景技术：
1、光伏组件需要选用合适的胶膜密封保护电池片、连接线和背板。eva胶膜是最常见的胶膜，以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物为主要材料，辅以交联剂、抗老化剂等功能助剂。eva胶膜自身相对稳定，但是在高温高湿环境下溶液发生水解、光热、老化等反应，造成eva自身降解并产生一系列气泡、脱层、变黄等新乡，造成组件使用寿命极具下降。
2、针对eva的缺陷，poe作为由饱和脂肪链构成的乙烯辛烯高聚物，具有良好的耐候、耐紫外老化性能，使用范围广，良好的透光率和优异的可加工性，但是poe强度较低，粘结性能不强，难以在光伏封装胶膜中广泛应用。
技术实现思路
1、针对现有技术中的问题，本发明提供一种poe共挤胶膜的制备方法，解决了poe材料的表面能低、强度低的问题，利用导热硅胶配合交联剂的基团活性，配合交联剂以三烯丙基异三聚氰酸酯与二叔戊基过氧化物形成双体系交联作用，大大提高了poe的粘稠性与紧密度，有效的提高了共挤胶膜的整体性能。
2、为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
3、一种poe共挤胶膜的制备方法，所述poe共挤胶膜的质量配比包括：
4、poe100-120份、增粘剂20-30份、交联剂0.4-0.7份、光稳定剂0.2-0.5份、偶联剂0.3-0.6份、导热剂0.4-0.8份。
5、所述poe的熔融流动指数为0.5-30g/10min，透光率≥90％。
6、所述增粘剂采用导热硅胶，导热硅胶自身常用导热型室温固化有机硅粘接密封胶，该材料具有良好的稳定性与耐候性，满足胶膜的使用环境需求，同时其自身的不溶胀特性能够保证了对导热剂的稳定连接，提高了导热剂在胶膜中的固定性。
7、所述交联剂采用三烯丙基异三聚氰酸酯与二叔戊基过氧化物的混合物，且所述三烯丙基异三聚氰酸酯与二叔戊基过氧化物的质量比为3:0.5-0.8。三烯丙基异三聚氰酸酯是一种含有三个烯丙基基团的异三聚氰酸酯，其内部结构中包括一个环状的三聚氰酸酯基团，且与三个烯丙基基团分别连接在不同的位置，该结构特点保证了三烯丙基异三聚氰酸酯具有良好且各不影响的反应活性，以自身为原点，形成良好的交联作用；二叔戊基过氧化物属于自由基引发剂，同时也是过氧化物，属于重要的氧化剂，能够将底物氧化改变。因此，交联剂从多种活性基团为出发点，配合过氧化引发剂，形成优异的交联结构，大大提高了胶膜的紧密度与三维网络结构的形成，具有优异的柔韧性。
8、所述光稳定剂采用双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
9、所述偶联剂采用乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)硅烷，该分子结构中有一个含有不饱和双键结构的乙烯基官能团和三个可水解的烷氧基—2-甲氧基乙氧基，这种双重反应活性使得它们可以通过与树脂和导热剂形成双向化学反应，并提高结合、粘结和相容晨读，进而提高了整体的粘结强度、耐水性等性能。
10、所述导热剂采用透光氧化铝，透明氧化铝以氧化铝为基础，是一种具有极高导热性的无机材料，气孔率接近于零。氧化铝透明陶瓷具有极高的透明度。由于其晶体结构紧密，并且具有高度均匀的组成，使得光线在其表面上的传播非常顺畅，其透光率可达到90％以上；透明氧化铝具有良好的抗腐蚀性和耐磨性，在使用过程中，透明氧化铝能够提高胶膜的耐候性与机械性能，保证其在常规清洗中保持稳定性。基于透明氧化铝自身存在一定的表面惰性，造成其在胶膜中与高分子材料的连接稳定性不佳，因此，所述透明氧化铝在使用前进行活化处理，通过活化的方式在透明氧化铝表面形成活性基团，利用该活性基团与助剂的活性基团形成稳定连接，提高了化学键连接效果。所述透明氧化铝的活性处理包括如下步骤：a1，将乙基纤维素与聚乙烯吡咯烷酮加入乙醚中搅拌均匀，然后加入至透光氧化铝，经喷雾干燥后，得到镀膜透光氧化铝，所述乙基纤维素与聚乙烯吡咯烷酮的质量为5:2-3，搅拌均匀的搅拌速度为400-500r/min，喷雾干燥的速度为2-5ml/min，温度为240-250℃；该步骤利用乙醚作为溶解剂将乙基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮形成液相混合液，并在透光氧化铝加入后形成表面镀膜，并在喷雾干燥中将乙醚去除，即在透明氧化铝表面形成聚乙烯吡咯烷酮和乙基纤维素的复合薄膜；a2，将镀膜透光氧化铝浸泡至蒸馏水中搅拌20-30min，过滤后表面喷雾稀盐酸，静置3-5min后烘干得到表面酸化的镀膜透明氧化铝，所述镀膜透光氧化铝与蒸馏水的质量比为1:5-8，搅拌的速度为200-500r/min，所述稀盐酸的ph为5.5-6，喷雾量为0.1-0.3ml/cm2，静置的温度为20-30℃；烘干的温度为100-120℃；该步骤利用浸泡搅拌的方式将镀膜透光氧化铝表面的聚乙烯吡咯烷酮溶解去除，而乙基纤维素依然保持良好的稳定性与不溶性，从而将透光氧化铝部分表面裸露，在后续的稀盐酸喷雾过程中将稀盐酸沉积在裸露面积，带来表面的活化，需要注意的是此时的氯化氢并不足量，无法将氧化铝完全分散；a3，将铝酸酯偶联剂加入至乙酸乙酯中搅拌均匀，并喷涂在镀膜透光氧化铝表面，静置20-30min后烧结20-30min，得到表面改性的预制透光氧化铝，所述铝酸酯偶联剂采用防沉降性铝酸酯asa，所述铝酸酯偶联剂在乙酸乙酯中的浓度为5-10g/l，搅拌均匀的搅拌速度为300-500r/min，喷涂的量是1-2ml/cm2，所述静置的温度为20-30℃，氛围为氮气与水蒸气的混合氛围，且氮气与水蒸气的体积比为8-10:1，所述烧结的温度为200-220℃；该步骤利用铝酸酯偶联剂在乙酸乙酯中的溶解性，形成低浓度喷雾液，并喷雾在透光氧化铝表面，裸露的透光氧化铝表面沉积接触铝酸酯偶联剂，而被乙基纤维素覆盖的透光氧化铝表面不会沉积铝酸酯偶联剂，该区域的铝酸酯偶联剂被乙基纤维素吸收固定，从而达到了局部改性的效果；a4，将预制透光氧化铝放入乙醇乙醚混合液中超声处理20-30min，经过滤后烘干得到活化透光氧化铝，所述乙醇乙醚混合液中的乙醇与乙醚的体积比为2:1-2，预制透光氧化铝在乙醇乙醚混合液中的浓度为100-300g/l，超声处理的超声频率为80-100khz，温度为10-20℃；所述烘干的温度为90-100℃；该步骤利用超声的高频振动来提高剥离效果，配合乙基纤维素在有机溶剂中的溶解性，实现快速分离，从而达到透光氧化铝的部分裸露，即，在整个透光氧化铝表面形成了部分区域的改性。该工艺活化的透光氧化铝含有区域性的改性，从而形成了半裸露，半改性的透光氧化铝，即，透光氧化铝不仅出现凹凸结构，形成有效的物理填补特性，提高了其在胶膜中的稳定性，同时，透光氧化铝改性区域的活性基团能够与交联剂等助剂形成稳定的化学键连，从而提高了透光氧化铝的稳定连接性。
11、所述poe共挤胶膜的制备方法，包括如下步骤：
12、步骤1，将poe、增粘剂、交联剂、光稳定剂、偶联剂和导热剂放入反应釜混合，得到混合料；
13、步骤2，将混合料放入共挤设备中进行熔融共挤，并经流延设备冷却后，进行定型处理，得到poe共挤胶膜；所述熔融共挤的温度为85-95℃。
14、从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
15、1.本发明解决了poe材料的表面能低、强度低的问题，利用导热硅胶配合交联剂的基团活性，配合交联剂以三烯丙基异三聚氰酸酯与二叔戊基过氧化物形成双体系交联作用，大大提高了poe的粘稠性与紧密度，有效的提高了共挤胶膜的整体性能。
16、2.本发明利用导热剂配合作为增粘剂的导热硅胶，形成导热传递体系，有效的提高了胶膜整体的导热性与热量分散性能，杜绝了局部温度升高的问题，从侧面延长了共挤胶膜的使用寿命。
17、3.本发明利用透明氧化铝进行局部活化的方式来改善透明氧化铝的表面惰性，提高了透明氧化铝在胶膜中的物理固定性和化学连接性。
技术特征：
1.一种poe共挤胶膜的制备方法，其特征在于：所述poe共挤胶膜的质量配比包括：
2.根据权利要求1所述的poe共挤胶膜的制备方法，其特征在于：所述poe的熔融流动指数为0.5-30g/10min，透光率≥90％。
3.根据权利要求1所述的poe共挤胶膜的制备方法，其特征在于：所述增粘剂采用导热硅胶。
4.根据权利要求1所述的poe共挤胶膜的制备方法，其特征在于：所述交联剂采用三烯丙基异三聚氰酸酯与二叔戊基过氧化物的混合物。
5.根据权利要求4所述的poe共挤胶膜的制备方法，其特征在于：所述三烯丙基异三聚氰酸酯与二叔戊基过氧化物的质量比为3:0.5-0.8。
6.根据权利要求1所述的poe共挤胶膜的制备方法，其特征在于：所述光稳定剂采用双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
7.根据权利要求1所述的poe共挤胶膜的制备方法，其特征在于：所述偶联剂采用乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)硅烷。
8.根据权利要求1所述的poe共挤胶膜的制备方法，其特征在于：所述导热剂采用透光氧化铝，且所述透明氧化铝在使用前进行活化处理。
9.根据权利要求8所述的poe共挤胶膜的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的熔融共挤的温度为85-95℃。
技术总结
本发明属于光伏技术领域，涉及光伏组件封装材料，具体涉及一种POE共挤胶膜的制备方法，所述POE共挤胶膜的质量配比包括：POE100‑120份、增粘剂20‑30份、交联剂0.4‑0.7份、光稳定剂0.2‑0.5份、偶联剂0.3‑0.6份、导热剂0.4‑0.8份，并提供了具体制备方法。本发明解决了POE材料的表面能低、强度低的问题，利用导热硅胶配合交联剂的基团活性，配合交联剂以三烯丙基异三聚氰酸酯与二叔戊基过氧化物形成双体系交联作用，大大提高了POE的粘稠性与紧密度，有效的提高了共挤胶膜的整体性能。
技术研发人员：姜国平,徐俊,俞建饮
受保护的技术使用者：杭州新子光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23