一种新型太阳能组件边框密封用阻水泡棉胶带及其制备方法与流程

本发明属于泡棉胶带，尤其涉及一种新型太阳能组件边框密封用阻水泡棉胶带及其制备方法。

背景技术：

1、太阳能组件电池片作为太阳能发电的核心部件，封装是将易损坏的太阳能电池封装起来形成物理特性更好的组件，以便于大规模应用太阳能发电。当水汽透过组件边缘进入组件内部会导致组件分层。所以光伏组件边缘密封十分重要。

2、现阶段采用的是金属铝框加硅胶形式封装的组件，对于边框材料来说，非铝材料的开发一直都在进行。而新型复合边框框组件也在不断开发，但现阶段使用的密封硅胶存在一些问题点，随着市场硅胶需求量增大，硅胶成本也在不断增加，组件制造商选择降低硅胶的使用量来降低成本，但这导致了太阳能组件的正面、边框与玻璃之间无硅胶溢出或缺胶。随着这些太阳能组件在户外的长期使用，雨水逐渐从组件正面，即玻璃与边框之间的缝隙中逐渐流入，随着时间的积累，水汽逐渐渗透到组件内部；硅胶老化及边缘缺胶，使得水汽进入组件内部导致低绝缘。产生了严重的安全隐患。

技术实现思路

1、针对现有技术中的水汽透过率高，内聚强度不足，压缩强度低，导致长期组件载荷失效和阻水性能下降的问题，本发明目的在于提供一种新型太阳能组件边框密封用阻水泡棉胶带，该阻水泡棉胶带是实现密封、可靠粘接性能的关键。泡棉基材理想地平衡了高服帖性和高内聚强度，且于光伏组件边框粘接时柔软性好，便于贴合。改性的压敏胶，粘结性高，耐候性好，长期户外使用不脆化、不脱落、不变黄。同时采用阻水压敏胶层和阻水发泡基材层复合，实现更好的阻水性能。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新型太阳能组件边框密封用阻水泡棉胶带，所述阻水泡棉胶带从上至下依次为双面离型膜层、第一压敏胶层、高阻水泡棉层和第二压敏胶层；

3、所述高阻水泡棉层由以下重量份组分组成：

4、

5、

6、上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：

7、1.上述方案中，所述pe树脂使用不同分子量的pe树脂混合而成，按重量百分比包括：不高于80％的高密度聚乙烯、不低于15％的线性低密度和不低于5％低密度聚乙烯；常规的低密度聚乙烯由于熔点低，力学强度小，不能达到耐高温产品的要求，因为选择合适的高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯与低密度进行共混，以达到耐温、力学性能的要求；确定高密度聚乙烯、线性低密度、低密度聚乙烯种类。

8、2.上述方案中，所述改性聚合物为氯丁橡胶、丁基橡胶、聚异丁烯、苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烃嵌段共聚物、丙烯酸共聚物、聚氨酯、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶中的一种或多种；橡胶具有良好的气密性，气体通过聚合物的扩散速度和聚合物分子的热运动有关，橡胶分子链中侧甲基排列密集，限制了聚合物分子的热运动，因此透气率低，气密性好。同时橡胶具有良好的热稳定性，橡胶具有良好的耐臭氧和耐天候老化性，橡胶具有吸能性(减震性能)。

9、3.上述方案中，所述交联剂为热引发交联剂和辐射交联剂中的一种或至少两种混合使用；所述热引发交联剂为有机过氧化物dcp、bpo、dtbp、过氧化氢二异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷；所述热引发交联剂热交联的原理是通过加热，使高分子聚合物中的自由基、双键或其他交联基团发生聚合反应，形成共价键，从而产生聚合物内部的三维网络结构。这种聚合物网络结构可以提高聚合物的力学性能和抗拉强度。所述辐射交联剂为烯丙基非酯类中的烯丙基酰类、烯丙基酰亚胺类、烯丙基三嗪类或异氰酸酯类中的一种或若干种；所述辐射交联法的工作原理基于辐射能量的传递和分子链的交联反应。辐射源通常使用电子束辐射器或γ射线辐射源。当辐射束穿过聚合物材料时，能量被转移到聚合物分子链上，产生自由基。这些自由基会引发聚合物分子链的交联反应，形成三维网络结构。为烯丙基非酯类如烯丙基酰类、烯丙基酰亚胺类、烯丙基三嗪类或异氰酸酯类中的一种或若干种。

10、4.上述方案中，所述助交联剂为三丙烯酸三羟甲基丙烷酯(tmpta)、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯(tmptama)、二丙烯酸乙二醇酯(egda)、二甲基丙烯酸乙二醇酯(egdma)、pdm、hva-2、二丙烯酸锌(zda)、二甲基丙烯酸锌(zdma)、氰尿酸三烯丙酯(tac)、异氰尿酸三烯丙酯(taic)、1,2-聚丁二烯(1,2-pbr)；助交联剂的使用，有助于提高交联密度。在物理性能上表现为模量、硬度的提高及扯断伸长和压缩永久变形的减小。在一些情况下也同时可提高拉伸强度、撕裂强度、耐热性、耐磨性，或动态性能。

11、5.上述方案中，所述抗氧剂为芳香胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、辅助抗氧剂中的一种或多种；在聚合物体系中加入少量抗氧化剂，可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命。进一步地，所述抗氧剂优选为芳香胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂。

12、6.上述方案中，所述无机填料为白炭黑、二氧化硅、云母粉、碳酸钙、二氧化钛、炭黑或空心玻璃珠的一种或多种；

13、7.上述方案中，所述发泡剂为物理发泡剂和化学发泡剂中的一种或多种，其中物理发泡剂包括氮气、二氧化碳、丁烷或膨胀微球中的一种或两种以上；所述化学发泡剂为有机化学发泡剂和/或无机化学发泡剂，所述有机化学发泡剂为偶氮化合物、磺酰肼类化合物、亚硝基化合物、三咪唑类化合物、叠氮类化合物中的一种或至少两种，所述无机化学发泡剂为碳酸氢钠、碳酸铵、硝酸氢铵、硼氢化钠、碳酸氢盐化合物中一种或至少两种的混合物。所述化学发泡剂是经加热分解后能释放出二氧化碳和氮气等气体，并在聚合物组成中形成细孔的化合物，发泡剂化学发泡剂通常指具有粉状特征的热分解型化学发泡剂。它们能够均匀地分散于塑料和橡胶中，发泡剂在低温条件下不会产生气体，当达到加工温度时下迅速分解，产生大量气体，从而使其发泡。

14、8.上述方案中，所述高阻水泡棉层的制备步骤如下：

15、s1：首先将上述发泡材料的制备材料按照一定比例经通过密炼高速混合机混合均匀形成混合物，然后将上述混合物用双螺杆挤出机挤出得到母料颗粒，将所述母料颗粒烘干后备用；

16、s2：将母料颗粒在螺杆挤出机中挤出片材，通过三辊压延，冷却成型，然后收卷；

17、s3：上述挤出片材经过高温交联或者高速电子场辐射交联后制得辐射片材；

18、s4：将辐射片材通过钢型网带牵引进入水平发泡炉，发泡成型，冷却定型，收卷成型。

19、9.上述方案中，所述s1中的母粒在螺杆挤出机中于120～150℃下挤出成型；

20、所述s3中片材在钴源或电子加速器中辐射交联，所述辐射交联的电子能量为1～2mev，辐射剂量为10～12兆拉德；

21、所述s4中发泡成型是在发泡炉内进行加热发泡，所述加热发泡的温度为200～260℃。

22、10.上述方案中，所述第一压敏胶层和第二压敏胶层所用的阻水胶黏剂包括以下组分：

23、

24、11.上述方案中，所述溶剂型压敏胶选自聚氨酯型压敏胶、硅胶压敏胶、丙烯酸型压敏胶、天然橡胶基体的压敏胶和合成橡胶基体的压敏胶中的一种或至少两种的混合物；其中橡胶型压敏胶：主要以天然橡胶为主要原料，具有高的分子量，玻璃化转变温度低，与增粘树脂相容性好，胶粘剂的制备和坚持良好的低温性能，或快，粘度和附着力好。主要的缺点是时效性较差。丙烯酸酯压敏胶：主要是由丙烯酸酯单体共聚而成，透明，粘结强度、粘结性能好，尤其是对极性粘合剂粘附表面中心和多孔表面有很好的限制，时效性和优良的。有机硅压敏胶：具有良好的耐高低温性能，能在-100℃～260℃的广泛温度内长期使用；具有良好的化学惰性；耐水性、耐候性优异；耐腐蚀性、耐酸碱性好；具有良好的液体可渗性和生物惰性；柔韧性好、减震性能强；可以对聚烯烃、含氟聚合物和有机硅隔离纸等难粘材料进行粘接，甚至能够粘接带有湿气和油的界面。所以优选丙烯酸酯压敏胶和有机硅压敏胶。

25、12.上述方案中，所述固化剂为环氧型交联剂、异氰酸酯类交联剂、有机过氧化物、金属氧化物中的一种或多种；交联剂用以控制压敏胶的交联度，提高胶层的耐温性、耐热性、耐水性以及使其高温不易分解，但交联剂在胶黏层中的含量要适中，含量多低，压敏胶的交联程度低，剥离时易出现残胶现象，若含量过高，压敏胶过度交联则导致粘性较低。优选环氧型交联剂、异氰酸酯类交联剂。

26、13.上述方案中，所述紫外吸收剂选自水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类和三嗪类与受阻胺类复配物中的一种或至少两种的混合物；紫外线吸收剂是一种光稳定剂，能吸收阳光及荧光光源中的紫外线部分，而本身又不发生变化。由于太阳光线中含有大量对有色物体有害的紫外光，其波长约290-460纳米，这些有害的紫外光通过化学上的氧化还原作用，使颜色分子最后分解褪色。进一步，所述紫外吸收就心优选杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类。

27、14.上述方案中，所述有机溶剂为乙酸丁酯、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮中的一种或多种。

28、15.上述方案中，第一压敏胶层30～60μm、高阻水泡棉层0.5～2.0mm，第二压敏胶层30～60μm；所述高阻水泡棉层的表观密度范围为0.3～0.8g/cm3，拉伸强度≥1.5mpa，断裂伸长率≥200％，水汽透过率≤5.0g/㎡.day，硬压缩变形≤3.0；剥离强度≥20n/25mm，剪切强度≥1.0mpa。

29、16.上述方案中，所述双面离型膜层为双面离型的聚酯离型膜或聚乙烯淋膜离型纸，为轻重双面离型膜，所述离型层的两面离型力比为1:(2～4)，厚度为25-150μm，所述双面离型膜层的重离型面与第一压敏胶层贴合，胶带收卷后轻离型面与第二压敏胶层贴合。

30、本发明的另一技术方案为：一种新型太阳能组件边框密封用阻水泡棉胶带的制备方法，包括以下步骤：

31、(1)对泡棉基材进行双面电晕预处理，达因值＞48(dyn/cm)；

32、(2)将溶剂型压敏胶、固化剂、紫外吸收剂，有机溶剂按照比例混合均匀得到压敏胶涂布层液，控制固含量为20-50％；

33、(3)将压敏胶涂布层液涂布于离型膜层上干燥后得到第二压敏胶层，与(1)中经过电晕的泡棉基材面进行复合收卷；

34、(4)将压敏胶涂布层液涂布在双面离型膜层重离型力的一侧上，经过干燥后得到第一压敏胶层，与泡棉基材的另一面进行复合；同时剥离步骤(3)的离型膜层进行收卷，45℃，48h熟化。

35、上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：

36、1.上述方案中，所述步骤(1)中，所述烘干的具体操作为：以15～30m/min的速度依次通过七节烘箱，第一节烘箱的温度为80℃、第二节烘箱的温度为90℃、第三节烘箱的温度为110℃、第四节烘箱的温度为120℃、第五节烘箱的温度为130℃、第六节烘箱的温度为120℃、第七节烘箱的温度为110℃。

37、由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

38、本发明新型太阳能组件边框密封用阻水泡棉胶带，新型组件复合边框框组件，搭配密封泡棉胶带，性能优异与密封硅胶，双面泡棉胶带是实现密封、可靠粘接性能的关键。泡棉基材理想地平衡了高服帖性和高内聚强度，且于光伏组件边框粘接时柔软性好，便于贴合。改性的压敏胶，粘结性高，耐候性好，长期户外使用不脆化、不脱落、不变黄。同时采用阻水压敏胶层和阻水发泡基材层复合，实现更好的阻水性能。