一种光伏用封装胶膜及其制备方法与流程

本发明涉及光伏电池，具体是一种光伏用封装胶膜及其制备方法。

背景技术：

1、随着人们对清洁能源的需求不断增加，太阳能作为一种绿色、可再生的能源，逐渐成为世界各地推动可持续发展的重要选择之一。在太阳能领域中，光伏用封装胶膜作为保障太阳能电池组件正常运行的关键材料之一，其现代价值不言而喻。首先，光伏用封装胶膜可以提高太阳能电池组件的耐候性和稳定性。在户外环境中，太阳能电池组件需要承受日晒、雨淋、风吹等恶劣天气条件，而封装胶膜可以有效地防止水汽、灰尘等外界物质侵蚀，延长太阳能电池组件的使用寿命，提高其在各种环境下的稳定性。其次，光伏用封装胶膜可以提高太阳能电池组件的光电转换效率。封装胶膜的透光性能对太阳能电池组件的光电转换效率有着直接影响。优质的封装胶膜可以使太阳能电池组件更好地吸收太阳能，并将其转化为电能，从而提高整个太阳能发电系统的效率，降低能源成本。此外，光伏用封装胶膜的使用还有助于减少对传统能源的依赖，推动可持续发展。太阳能作为一种清洁能源，具有环保、可再生的特点，可以有效减少温室气体的排放，降低对化石能源的消耗，有助于缓解能源危机和环境污染问题。然而，太阳能电池组件在特殊情况下可能会过载或短路，引起局部高温，甚至火灾。若封装胶膜缺乏良好的阻燃性，火灾一旦发生可能导致重大人身和财产损失。此外，在高温高湿的环境中，太阳能电池组件表面容易滋生细菌和霉菌，这些微生物会形成污垢层，干扰光伏板的透光性能和光电转换效率，甚至引起设备故障。

2、为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种光伏用封装胶膜及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种光伏用封装胶膜及其制备方法，以解决现有技术中的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种光伏用封装胶膜的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤一：将二苯基次膦酰氯和碳酸钾溶解于丙酮中，得到二苯基次膦酰氯溶液；将对硝基苯酚溶解于丙酮中，得到对硝基苯酚溶液；将对硝基苯酚溶液滴加至二苯基次膦酰氯溶液中，60-70℃回流反应10-12h，反应结束后经洗涤、真空干燥，得到阻燃产物；将阻燃产物、氯化亚锡、浓盐酸和乙醇混合，在氮气环境下，35-45℃回流反应10-12h，反应结束后经冷却、洗涤、碱洗、过滤、干燥，得到端氨基阻燃产物；

5、步骤二：将香草醛、水杨醛和苯甲醛溶解于无水乙醇中，得到有机醛溶液；将端氨基阻燃产物溶解于无水乙醇中，得到端氨基阻燃溶液；将氯化铜溶解于无水乙醇中，得到氯化铜溶液；将端氨基阻燃溶液滴加至有机醛溶液中，于25-30℃反应6-8h，该反应结束后再将氯化铜溶液滴加至反应产物中，于25-30℃反应6-8h，反应结束后经洗涤、减压抽滤，得到复合插层剂；

6、步骤三：在氮气环境下，将no3-ldh前驱体溶解于去离子水中，得到no3-ldh前驱体溶液；将复合插层剂溶解于去离子水中，得到复合插层剂溶液；在氮气环境下，将复合插层剂溶液滴加至no3-ldh前驱体溶液中，85-95℃搅拌反应6-8h，制备得到复合水滑石材料；将复合水滑石材料与乙烯-醋酸乙烯共聚物混合挤出造粒，得到改性eva树脂；

7、步骤四：将改性eva树脂、助交联剂、硅烷偶联剂、防老化剂和反射颜料均匀混合，得到混合料，再将混合料进行熔融挤出，制备得到成品。

8、较为优化地，步骤一中，二苯基次膦酰氯和对硝基苯酚的反应摩尔比为1：(1-1.3)；端氨基阻燃产物各组分含量为：以质量份数计，5-7份阻燃产物、15-20份氯化亚锡、17-25份浓盐酸、80-100份乙醇；所述浓盐酸的质量分数为36-38％。

9、较为优化地，步骤二中，香草醛、水杨醛、苯甲醛、端氨基阻燃产物和氯化铜的反应摩尔比为(2-3)：2：1：5：5。

10、较为优化地，步骤三中，no3-ldh前驱体的制备方法为：在氮气环境下，将六水硝酸镁和九水硝酸铝溶解于去离子水中，另取氢氧化钠溶解于去离子水中，再将两种混合液共混，85-95℃搅拌60-80min，搅拌结束后100-110℃回流反应10-15h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥，制备得到no3-ldh前驱体。

11、较为优化地，六水硝酸镁、九水硝酸铝和氢氧化钠的质量比为1：0.8：(0.5-0.6)。

12、较为优化地，no3-ldh前驱体和复合插层剂的质量比为1：(1-2)。

13、较为优化地，步骤三中，改性eva树脂中复合水滑石材料的质量分数为15-25％。

14、较为优化地，步骤三中，挤出造粒工艺参数：挤出温度为120-140℃，转速为60-80r/min。

15、较为优化地，步骤四中，混合料各组分含量为：以质量份数计，90-110份改性eva树脂、1-3份助交联剂、1-2份硅烷偶联剂、1-2份防老化剂、5-10份反射颜料；所述助交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯；所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；所述防老化剂为2,4-二羟基二苯酮；所述反射颜料为氧化锌。

16、较为优化地，步骤四中，挤出温度为150-180℃；成品封装胶膜的厚度为0.4-0.5mm。

17、本发明的有益效果：

18、本发明通过添加二苯基次膦酰氯、碳酸钾、对硝基苯酚和丙酮，制备得到阻燃产物；将阻燃产物、氯化亚锡、浓盐酸和乙醇混合，制备得到端氨基阻燃产物。将香草醛、水杨醛、苯甲醛、端氨基阻燃产物、氯化铜和无水乙醇混合反应，制备得到复合插层剂。将复合插层剂和no3-ldh前驱体混合反应，制备得到复合水滑石材料。将复合水滑石材料与乙烯-醋酸乙烯共聚物混合挤出造粒，得到改性eva树脂。将改性eva树脂、助交联剂、硅烷偶联剂、防老化剂和反射颜料均匀混合，经熔融挤出得到成品。

19、本发明的特点在于，步骤一中，通过添加二苯基次膦酰氯、碳酸钾、对硝基苯酚和丙酮，制备得到阻燃产物；再将阻燃产物、氯化亚锡、浓盐酸和乙醇混合，制备得到端氨基阻燃产物。该步骤反应原理为：对硝基苯酚的羟基和二苯基次膦酰氯的氯基可以发生取代反应，制备得到阻燃产物；然后阻燃产物、氯化亚锡、浓盐酸和乙醇混合，进行氧化还原反应，将阻燃产物中的硝基还原为氨基，得到端氨基阻燃产物。步骤二中，通过添加香草醛、水杨醛、苯甲醛、端氨基阻燃产物、氯化铜和无水乙醇混合反应，制备得到复合插层剂。该步骤将三种含醛有机物按照摩尔比为(2-3)：2：1的比例进行复配后与步骤一中的端氨基阻燃产物进行缩合反应，得到席夫碱类产物；再将席夫碱类产物与氯化铜中的铜离子进行配位反应，形成复合插层剂。

20、步骤三中，将复合插层剂和no3-ldh前驱体混合反应，制备得到复合水滑石材料。再将复合水滑石材料与乙烯-醋酸乙烯共聚物混合挤出造粒，得到改性eva树脂。一方面，该复合插层剂中含有大量的阻燃元素磷和氮，两种阻燃体系可以协同阻燃，显著提升复合插层剂的阻燃性能；此外，水滑石具有含水层状结构，在受热时可以释放水分，吸收周围的热量，从而降低其表面温度，并有效阻止火焰的蔓延。同时，水滑石还能够阻止氧气与可燃物质接触，进一步抑制燃烧过程。因此，综合利用复合插层剂中的阻燃元素以及水滑石的阻燃机制，可以制备得到具有良好阻燃性能的复合水滑石材料和改性eva树脂。另一方面，该复合插层剂中含有席夫碱配合物体系，该体系进入细胞后，易与细胞内部蛋白质上的巯基、氨基、羟基等功能性基团进行反应，导致蛋白质失活，因此该复合插层剂同时具有优秀的抗菌性能，即复合水滑石材料和改性eva树脂也具有良好的抗菌性能。

21、步骤四中，通过将改性eva树脂、助交联剂、硅烷偶联剂、防老化剂和反射颜料均匀混合，经熔融挤出得到成品。由于改性eva树脂具有良好的阻燃性能和抗菌性能，因此制备得到的成品也具有良好的阻燃性能和抗菌性能，这使得该成品在光伏电池技术领域具有广阔的应用前景。