一种海上光伏组件用封装胶膜及其制备方法与流程

本发明涉及封装胶膜，尤其是涉及一种海上光伏组件用封装胶膜及其制备方法。

背景技术：

1、光伏装置的搭建需要占据较大的空间，而我国海洋面积广阔且可供使用的空间资源丰富，因此设置海上光伏装置具有极高的应用价值；此外，海上光伏远离陆地能够避免光伏装置产生的噪声污染和光污染对人类生活造成影响，同时，可利用海水制备光伏水冷系统来降低组件工作温度，提升发电量，因此发展海上光伏具有重要的意义。

2、虽然海上光伏的优势显著，但海洋环境与陆地环境差异较大，因此陆地使用的光伏组件通常无法满足海上光伏组件的使用要求；海洋环境的主要影响因素是海水，海水中的组分会对封装胶膜产生的腐蚀，同时海水在风的作用下会对封装胶膜产生冲刷作用加快海水对封装胶膜的腐蚀作用，导致封装胶膜出现脱层起泡的问题，最终导致水汽进入光伏组件内部降低光伏组件的功率；本发明在实际应用的过程中发现，现有技术中的陆用封装胶膜应用在海上光伏装置中后，光伏组件在最大系统电压的正偏压与负偏压、温度85 ℃、湿度85 %rh的条件下进行pid测试196 h后的功率衰减大于5 %，老化72 h测试后封装胶膜的剥离强度保持率不足60 %，部分分封装胶膜出现脱层及气泡异常的问题，封装胶膜在海洋环境下的耐候性差；因此，急需提供一种能够适用于海上光伏组件的封装胶膜。

技术实现思路

1、本申请为了克服现有技术中陆用封装胶膜在海上光伏组件上应用时存在耐候性低的问题，本发明提供了一种海上光伏组件用封装胶膜及其制备方法，该封装胶膜的原料中添加了助交联剂，该封装胶膜应用到海上光伏组件上后在最大系统电压的正偏压与负偏压、温度85 ℃、湿度85 %rh、pid测试196 h后功率衰减小于5 %，老化72 h测试后剥离强度保持率大于60 %，紫外光照和盐雾7级共同作用后无气泡产生，在海洋环境下的耐候性高。

2、本发明的具体技术方案为：

3、一种海上光伏组件用封装胶膜，原料按质量份数计包括：基体树脂一43~90份，基体树脂二5~30份，交联剂0.5~1.5份，助交联剂0.2~1.5份，胺固化剂0.05~0.5份，所述助交联剂的化学式为，其中x、y、z为按摩尔系数计包括：6.3≥x≥4.5，3.27≥y≥2.94，2.25≥z≥0.47。

4、本申请提供了一种海上光伏组件用封装胶膜，该封装胶膜的原材料中含有助交联剂，该助交联剂的化学式为该助交联剂采用甲基丙烯酸酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯通过自由基聚合法合成的含有环氧基团的丙烯酸树脂，将其作为封装胶膜配方中的助交联剂能够显著提高封装胶膜的耐海水腐蚀性、绝缘性以及力学强度，本申请的助交联剂是含有环氧基团的丙烯酸树酯，在制备助交联剂时通过引发剂与甲基丙烯酸酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯的配合能够使最终制得的助交联剂的粘度在可控的范围内，使助交联剂与封装胶膜配方中的胺固化剂能够形成可控的反应结构，在胶膜后期层压交联固化的过程中，能够形成大小、结构一致的交联网状结构，从而提高封装胶膜的在海洋环境下的耐候性。

5、作为优选，所述基体树脂一包括乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-α烯烃共聚物、乙烯-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯缩丁醛中的一种或几种。

6、作为优选，所述基体树脂二包括甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物、聚烯烃接枝甲基丙烯酸环氧丙酯、乙烯-α烯烃共聚物中的一种或几种，所述乙烯-α烯烃共聚物的熔体流动速率小于0.5 g/min。

7、作为优选，所述胺固化剂包括间苯二胺、防老剂mda、间苯二甲胺、氨苯砜等芳族多元胺中的一种或几种。

8、一种上述海上光伏组件用封装胶膜的制备方法，包括以下步骤：

9、步骤1：将甲基丙烯酸酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯以及引发剂溶解在溶剂中反应制得助交联剂；

10、步骤2：将基体树脂一、基体树脂二、助交联剂、胺固化剂以及其他助剂注入挤出装置中混合，混合均匀后挤出制成海上光伏组件用封装胶膜。

11、作为优选，步骤2中所述挤出的条件包括：机筒温度65~75 ℃，模头温度为80~82℃。

12、作为优选，步骤2中所述溶剂为二甲基亚砜。

13、作为优选，步骤2中所述引发剂包括乙酸乙酯和aibn。

14、作为优选，步骤1中所述反应条件包括：温度75~85 ℃，反应时间2.5~3.5 h，所述助交联剂的粘度为30~100 mpa.s。

15、作为优选，所述助剂按质量份数计包括：硅烷偶联剂0.05~2份，交联剂0.5~1.5份，光稳定剂0.05~0.5份，抗氧剂0.1~0.5份。

16、作为优选，所述交联剂包括有机过氧化物、多异氰酸酯、多元醇类、缩水甘油醚、金属有机氧化物、异氰酸酯、多功能聚合碳化二亚胺、氮丙啶类、丙烯酸类、dcp和dta交联剂的一种或几种。

17、作为优选，所述硅烷偶联剂包括双三乙氧硅基丙基胺、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、含硫烃基类硅烷偶联剂、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、低聚物偶联剂、甲基丙烯氧基硅烷、乙烯基硅烷、中的一种或几种。

18、作为优选，所述光稳定剂包括苯并三唑类、二苯甲酮类、受阻胺类、三嗪类紫外光吸收剂中的一种或几种。

19、作为优选，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂、芳香胺类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种。

20、与现有技术相比，本申请具有以下技术效果：

21、（1）本申请提供的封装胶膜应用到海上光伏组件上后在最大系统电压的正偏压与负偏压、温度85 ℃、湿度85 %rh、pid测试196 h后功率衰减小于5 %，老化72h测试后剥离强度保持率大于60 %，紫外光照和盐雾7级共同作用后无气泡产生，应用在海上光伏组件上耐候性高；

22、（2）本申请提供的封装胶膜的原料配方中添加了助交联剂，该助交联剂以乙酸乙酯和aibn为引发剂能够使甲基丙烯酸酯、丙烯酸异丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯形成粘度可控的含有环氧树脂基团的丙烯酸树脂，能够使助交联剂与封装胶膜配方中的胺固化剂能够形成可控的反应结构，在胶膜后期层压交联固化的过程中，能够形成大小、结构一致的交联网状结构，从而提高封装胶膜的在海洋环境下的耐候性。

技术特征：

1.一种海上光伏组件用封装胶膜，其特征是，原料按质量份数计包括：基体树脂一43~90份，基体树脂二5~30份，交联剂0.5~1.5份，助交联剂0.2~1.5份，胺固化剂0.05~0.5份，所述助交联剂的化学式为，其中x、y、z为按摩尔系数计包括：6.3≥x≥4.5，3.27≥y≥2.94，2.25≥z≥0.47。

2.根据权利要求1所述的海上光伏组件用封装胶膜，其特征是，所述基体树脂一包括乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-α烯烃共聚物、乙烯-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯缩丁醛中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的海上光伏组件用封装胶膜，其特征是，所述基体树脂二包括甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物、聚烯烃接枝甲基丙烯酸环氧丙酯、乙烯-α烯烃共聚物中的一种或几种，所述乙烯-α烯烃共聚物的熔体流动速率小于0.5 g/min。

4.根据权利要求1所述的海上光伏组件用封装胶膜，其特征是，所述胺固化剂包括间苯二胺、防老剂mda、间苯二甲胺和氨苯砜中的一种或几种。

5.一种如权利要求1至4任一所述的海上光伏组件用封装胶膜的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的海上光伏组件用封装胶膜的制备方法，其特征是，步骤2中所述挤出的条件包括：机筒温度65~75 ℃，模头温度为80~82 ℃。

7.根据权利要求5所述的海上光伏组件用封装胶膜的制备方法，其特征是，步骤2中所述溶剂为二甲基亚砜。

8.根据权利要求5所述的海上光伏组件用封装胶膜的制备方法，其特征是，步骤2中所述引发剂包括乙酸乙酯和aibn。

9.根据权利要求5所述的海上光伏组件用封装胶膜的制备方法，其特征是，步骤1中所述反应条件包括：温度75~85 ℃，反应时间2.5~3.5 h，所述助交联剂的粘度为30~100mpa.s。

10.根据权利要求5所述的海上光伏组件用封装胶膜的制备方法，其特征是，所述助剂按质量份数计包括：硅烷偶联剂0.05~2份，交联剂0.5~1.5份，光稳定剂0.05~0.5份，抗氧剂0.1~0.5份。

技术总结本发明涉及封装胶膜技术领域，公开了一种海上光伏组件用封装胶膜及其制备方法；该封装胶膜的原料中添加了助交联剂，该助交联剂为粘度可控的含有环氧树脂基团的丙烯酸树脂，助交联剂能够与胶膜配方中的胺固化剂形成可控的反应结构，在封装胶膜后期层压交联固化的过程中，能够形成大小、结构一致的交联网状结构，从而提高封装胶膜的在海洋环境下的耐候性；该封装胶膜应用到海上光伏组件上后在最大系统电压的正偏压与负偏压、温度85℃、湿度85%RH、PID测试196 h后功率衰减小于5%，老化72 h测试后剥离强度保持率大于60%，紫外光照和盐雾7级共同作用后无气泡产生，应用在海上光伏组件上耐候性高。技术研发人员：王龙,黄元旦,李陶,魏晓勇,党亮强受保护的技术使用者：浙江祥邦科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16