一种缚酸型EVA封装胶膜及其制备方法与流程

本发明涉及光伏材料领域，具体涉及一种缚酸型eva封装胶膜及其制备方法。

背景技术：

1、eva(乙烯-醋酸乙烯共聚物)是目前市场上主流的光伏组件封装材料。为延长光伏组件的使用寿命、提高eva胶膜的耐老化性能，已发展出在纯eva胶膜的基础上添加抗氧剂、光稳定剂等助剂对胶膜进行改性的方法。

2、eva胶膜作为太阳能电池的一部分，长期处于户外使用，且遇到极端高低温，风吹雨淋，热光氧老化一直伴随eva胶膜的始终；eva胶膜的老化始于其分子链的分解，更精确地讲，来自于eva分子侧基的分解，释放小分子的乙酸，游离乙酸的存在会形成一个弱酸性的环境，进而催化进一步地分解，整个过程呈“自动加速”现象。如果不对游离乙酸的形成进行有效干预，将直接影响eva材料的失效，影响使用寿命。

3、目前现有技术中大多数采用添加无机碱性填料来进行游离乙酸的中和，然而，这种方法存在无机填料分散性不佳的问题，从而影响了材料的力学性能、透光性和耐老化性能。

4、因此，针对上述情况，如何能够有效干预游离乙酸形成的同时，保证材料的透光性、防黄变以及抗氧化性能是关键的技术难点

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中eva封装胶膜因长期使用而产生的老化、黄变以及产生游离乙酸的问题，本发明公开了一种缚酸型eva封装胶膜，通过mof材料、稀土金属及其他组分的协同效应，得到的缚酸型eva封装胶膜能够实现长效缚酸的同时具有卓越的抗老化功能；此外，该缚酸型eva封装胶膜还具有优异的光稳定性，可有效提高光电转化效率等功能。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、本发明提供了一种缚酸型eva封装胶膜，包括以下重量份数的原料：

4、

5、可选地，所述缚酸剂按照如下方法制备：

6、(1)金属盐、多齿配体与结构导向剂进行共混反应，制备mof材料；

7、(2)将mof材料与氨基修饰剂混合反应，得到氨基修饰mof材料；

8、(3)将氨基修饰mof材料与含碳碳双键的修饰剂进行反应，得到含碳碳双键的mof材料，即缚酸剂。

9、可选地，所述金属盐为稀土金属盐；所述多齿配体为氨羧基配体。

10、可选地，所述金属盐、多齿配体、结构导向剂的用量比为1.0mol：(2.0-4.0)mol：(1.5-2.0)mol。

11、可选地，所述氨基修饰剂为二元胺。

12、可选地，所述mof材料与氨基修饰剂的用量比以mof材料中结构导向剂与氨基修饰剂的摩尔比为(10.0-15.0)：1.0。

13、可选地，所述含碳碳双键的修饰剂为同时含有可与氨基进行反应官能团及碳碳双键的化学结构。

14、可选地，所述氨基修饰mof材料与含碳碳双键的修饰剂的用量比为以氨基修饰mof材料中氨基修饰剂与含碳碳双键的修饰剂的摩尔比为(1.2-1.5)：1.0。

15、可选地：所述抗氧剂为受阻酚类与亚磷酸酯类。

16、可选地：所述受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1:(1.0-3.0)。

17、可选地：所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述硅烷偶联剂为巯基硅烷偶联剂或含碳碳双键的硅烷偶联剂；所述交联剂选自2,5-二甲基-2,5-双(苯甲酰过氧)己烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化-2-乙基已酸叔丁酯或过氧化二异丙苯中的一种或多种；所述助交联剂选自三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或多种。

18、本发明的另一目的在于提供一种如上所述的一种缚酸型eva封装胶膜的制备方法，包括如下步骤：

19、s1：混料：将原料按配方比例混合搅拌，获得混合原料；

20、s2：挤出：将s1步骤中的混合原料依次进行熔融共混、挤出、流延、冷却，获得中间产物；

21、s3：成膜：将s2步骤中的中间产物经测厚、压边、定型，再经切边、收卷，即得所述缚酸型eva封装胶膜。

22、本发明的有益效果：

23、(1)本发明提供了一种缚酸型eva封装胶膜，配方体系中含有自制的缚酸剂，为含碳碳双键的mof材料，并且以氨羧基结构为配体、2-甲基咪唑为结构导向剂、稀土金属为核心；首先、mof材料为金属团簇高孔隙率结构，可有效吸附并储存eva分解产生的游离乙酸(物理吸附)；第二、稀土离子的空轨道可吸附游离乙酸，对eva的分解起抑制作用(化学吸附)；第三、氨羧基配体中的氨基结构呈碱性，可与游离乙酸中和成盐减少游离乙酸在体系中的含量(化学吸附)；第四、2-甲基咪唑既作为结构导向剂保证mof材料的形成；又可以吸附一定的自由基，具有抗氧化作用；还可以吸附游离乙酸；同时作为下一步改性的交换位点；第五、稀土可吸收的紫外线，并可减缓老化，提高耐候性，具有光稳定性；第六、稀土在吸收紫外线后，进行电子轨道能级跃迁，释放可见光，进而提高光电转换效率；第七、使用含碳碳双键修饰剂修饰后的稀土基mof在体系中具有优异的分散性，且可键合到体系中，具有低迁移性及抗紫外老化、缚酸、提高光电转化效率等功能的长效性。

24、(2)本发明提供了一种缚酸型eva封装胶膜，配方体系中交联剂，经配方设计采用交联剂与助交联剂，提升eva胶膜的交联密度，限制游离乙酸的扩散，减缓eva和玻璃表面的离子聚集到电池表面，降低老化速率。

25、(3)本发明提供了一种缚酸型eva封装胶膜，配方体系中抗氧剂与光稳定剂。抗氧剂采用受阻酚类与亚磷酸酯类复配使用，根据其抗氧化作用机理在不同的氧化过程中发挥效用，具有优异的抗氧化效果；且mof材料的多孔结构及存在的咪唑结构为自由基清除剂，具有优良的抗氧化效果；光稳定剂为受阻胺结构，并与mof材料中的稀土结构进行协同作用，具有高效抗光氧老化功能。

26、(4)本发明提供了一种缚酸型eva封装胶膜，配方体系中各原料组分协同作用，具有长效缚酸功能，且具有优异的抗老化功能，同时可提高胶膜的光电转化效率。

技术特征：

1.一种缚酸型eva封装胶膜，其特征在于，包括以下重量份数的原料：

2.根据权利要求1所述的一种缚酸型eva封装胶膜，其特征在于，所述缚酸剂按照如下方法制备：

3.根据权利要求2所述的一种缚酸型eva封装胶膜，其特征在于，所述金属盐为稀土金属盐；所述多齿配体为氨羧基配体。

4.根据权利要求2所述的一种缚酸型eva封装胶膜，其特征在于，所述金属盐、多齿配体、结构导向剂的用量比为1.0mol：(2.0-4.0mol)：(1.5-2.0)mol。

5.根据权利要求2所述的一种缚酸型eva封装胶膜，其特征在于，所述氨基修饰剂为二元胺。

6.根据权利要求2所述的一种缚酸型eva封装胶膜，其特征在于，所述mof材料与氨基修饰剂的用量比以mof材料中结构导向剂与氨基修饰剂的摩尔比为(10.0-15.0)：1.0。

7.根据权利要求2所述的一种缚酸型eva封装胶膜，其特征在于，所述含碳碳双键的修饰剂为同时含有可与氨基进行反应官能团及碳碳双键的化学结构。

8.根据权利要求2所述的一种缚酸型eva封装胶膜，其特征在于，所述氨基修饰mof材料与含碳碳双键的修饰剂的用量比为以氨基修饰mof材料中氨基修饰剂与含碳碳双键的修饰剂的摩尔比为(1.2-1.5)：1.0。

9.根据权利要求1所述的一种缚酸型eva封装胶膜，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类与亚磷酸酯类。

10.根据权利要求9所述的一种缚酸型eva封装胶膜，其特征在于，所述受阻酚类抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1:(1.0-3.0)。

11.根据权利要求1所述的一种缚酸型eva封装胶膜，其特征在于，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述硅烷偶联剂为巯基硅烷偶联剂或含碳碳双键的硅烷偶联剂；所述交联剂选自2,5-二甲基-2,5-双(苯甲酰过氧)己烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化-2-乙基已酸叔丁酯或过氧化二异丙苯中的一种或多种；所述助交联剂选自三聚氰酸三烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或多种。

12.一种缚酸型eva封装胶膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明提供一种缚酸型EVA封装胶膜及其制备方法，涉及光伏材料领域，按照重量份数计，缚酸型EVA封装胶膜以EVA树脂100份、交联剂0.5‑1.5份、助交联剂1.0‑2.0份、缚酸剂0.5‑1.0份、抗氧剂0.2‑0.5份、光稳定剂0.2‑0.5份、偶联剂0.2‑0.5份为原料，通过自制的缚酸剂，配方优化设计，经挤出机挤出、流延成膜制备而成。该EVA胶膜有效解决目前常用EVA胶膜在户外使用过程中EVA分解产生游离乙酸，游离乙酸存在又进一步促进EVA的分解，从而影响材料的使用寿命的问题。技术研发人员：潘俊,居俊杰,孟雪受保护的技术使用者：苏州易昇光学材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26