一种耐高低温的太阳能电池封装材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高低温的太阳能电池封装材料的制备方法，具体为：首先制备聚乙烯醇溶液，然后加入无机酸，并和正丁醛缩合在一定温度下进行半缩醛反应，然后再进行缩醛反应，制得聚乙烯醇缩丁醛；将乙烯醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、纳米二氧化钛、硬脂酸锌、增塑剂、光稳定剂加入到高混机中，混合均匀后由双螺杆机挤出，制得封装材料。本发明专利技术制得的封装材料耐高低温性能好，耐候性佳，制备简单，能耗低。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高低温的太阳能电池封装材料的制备方法
：本专利技术涉及封装材料领域，具体的涉及一种耐高低温的太阳能电池封装材料的制备方法。
技术介绍
：近年来，我国太阳能电池的生产量以非常惊人的数量增长，使相关封装材料和技术的研究与开发显得越来越重要。由于太阳能电池片不能直接暴露在阳光、雨水等自然条件下，因此，要实现太阳能发电的实际应用，就要对其进行保护性封装，并形成电池组件。特别是聚合物太阳能电池对于氧气、水极其敏感，要求封装材料良好的水氧阻隔性能。目前，太阳能电池一般采用EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)作封装材料，这种封装虽能满足太阳能电池封装的基本要求，但仍存在很多不足，例如耐高低温性能差、耐候性不好。聚乙烯醇缩丁醛(PVB)是一种柔顺性好、透明度高、粘接力强、耐候性强、成膜性好,耐冲击性优异的材料,对玻璃、金属、木材等材料都具有较好的粘接性能,主要用于夹层玻璃和安全玻璃领域。PVB在70年代就已经开始用于太阳能电池封装材料,其抗紫外、抗穿透与玻璃粘接力好，常常用其对EVA进行改性其关键在于聚乙烯醇缩丁醛的高效合成技术。专利201080017166.4公开了聚乙烯醇缩丁醛的连续生产，具体为：将聚乙烯醇连续流添加至所述高剪切混合器；将丁醛连续流添加至所述高剪切混合器；在所述高剪切混合器的区域中混合所述聚乙烯醇流与所述丁醛流，其中以至少20s-1的剪切速率进行所述混合步骤，其中所述聚乙烯醇流处于高于95℃的温度下；以及，处理来自所述高剪切混合器的所述聚乙烯醇缩丁醛树脂。虽然该方法相对于传统工艺省略了至少一个冷却和加热循环而减少了所需能量的量，但是其混合反应温度较高，能耗大。
技术实现思路
：针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种耐高低温的太阳能电池封装材料的制备方法，该制备方法简单，能耗低，制得的封装材料耐高低温性能好，抗冲击性能优异，电绝缘性能优良，使用寿命久。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种耐高低温的太阳能电池封装材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚乙烯醇和去离子水搅拌混合，在95℃下搅拌至固体溶解，然后冷却至室温，加入无机酸，混合均匀后制得混合液A；(2)将混合液A和正丁醛混合搅拌均匀后加入到反应器1中，50-80℃下进行半缩醛反应，得到混合液B；将混合液B转移至反应器2中，在30-60℃下进行缩醛反应，反应结束后，离心处理，得到的固体依次用去离子水、无水乙醇洗涤，制得聚乙烯醇缩丁醛；(3)将乙烯醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、纳米二氧化钛、硬脂酸锌、增塑剂、光稳定剂加入到高混机中，混合均匀后由双螺杆机挤出，制得封装材料。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，聚乙烯醇、去离子水的质量比为1：(8-10)。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述无机酸为盐酸，盐酸与聚乙烯醇的质量比为(0.05-0.5)：1。作为上述技术方案的优选，正丁醛和聚乙烯醇的质量比为(0.5-1.8)：1。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述半缩醛反应的时间为10-60s。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述缩醛反应的时间为0.5-6h。作为上述技术方案的优选，所述聚乙烯醇的分子量为1.8-2×104。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，各组分用量以重量份计分别为：乙烯醋酸乙烯酯60-80份、聚乙烯醇缩丁醛15-20份、纳米二氧化钛1-4份、分散剂0.01-0.03份、硬脂酸锌1-2份、增塑剂1-3份、光稳定剂0.1-1.5份。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述增塑剂为三甘醇二癸酸酯。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述分散剂为马来酸酐接枝聚乙烯。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术首先采用分阶段反应的方法制备聚乙烯醇缩丁醛，采用盐酸和聚乙烯醇水溶液混合，然后加入正丁醛，在一定温度下进行半缩醛，加快了反应速率，缩短反应时间；在第二阶段反应时通过调节反应条件，进一步提高产物的缩醛度，制得的聚乙烯醇缩丁醛稳定性好，耐高低温性能优异；此外，本专利技术在封装材料中加入适量的纳米二氧化钛，有效改善了封装材料的耐候性能，为了改善纳米二氧化钛与基体的相容性，本专利技术添加马来酸酐接枝聚乙烯作为分散剂，其具有马来酸酐极性分子的可再反应性和强极性，可以与纳米二氧化钛表面的活性基团发生键合，而且还具有聚乙烯的良好加工性和其它优异性能，本专利技术合理调节分散剂与纳米二氧化钛的添加量，使得制得的封装材料性能优异，且使用寿命久；本专利技术制得的封装材料还具有优异的抗冲击性能，制备方法简单，能耗低。具体实施方式：为了更好的理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。实施例1一种耐高低温的太阳能电池封装材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚乙烯醇和去离子水搅拌混合，在95℃下搅拌至固体溶解，然后冷却至室温，加入盐酸，混合均匀后制得混合液A；其中，聚乙烯醇、去离子水的质量比为1：8；盐酸与聚乙烯醇的质量比为0.05：1；(2)将混合液A和正丁醛混合搅拌均匀后加入到反应器1中，50℃下进行半缩醛反应60s，得到混合液B；将混合液B转移至反应器2中，在30℃下进行缩醛反应6h，反应结束后，离心处理，得到的固体依次用去离子水、无水乙醇洗涤，制得聚乙烯醇缩丁醛；其中，正丁醛和聚乙烯醇的质量比为0.5：1；(3)将乙烯醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、纳米二氧化钛、硬脂酸锌、增塑剂、光稳定剂加入到高混机中，混合均匀后由双螺杆机挤出，制得封装材料；其中，各组分用量以重量份计分别为：乙烯醋酸乙烯酯60份、聚乙烯醇缩丁醛15份、纳米二氧化钛1份、分散剂0.01份、硬脂酸锌1份、增塑剂1份、光稳定剂0.1份。实施例2一种耐高低温的太阳能电池封装材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚乙烯醇和去离子水搅拌混合，在95℃下搅拌至固体溶解，然后冷却至室温，加入盐酸，混合均匀后制得混合液A；其中，聚乙烯醇、去离子水的质量比为1：10；盐酸与聚乙烯醇的质量比为0.5：1；(2)将混合液A和正丁醛混合搅拌均匀后加入到反应器1中，80℃下进行半缩醛反应10s，得到混合液B；将混合液B转移至反应器2中，在60℃下进行缩醛反应0.5h，反应结束后，离心处理，得到的固体依次用去离子水、无水乙醇洗涤，制得聚乙烯醇缩丁醛；其中，正丁醛和聚乙烯醇的质量比为1.8：1；(3)将乙烯醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、纳米二氧化钛、硬脂酸锌、增塑剂、光稳定剂加入到高混机中，混合均匀后由双螺杆机挤出，制得封装材料；其中，各组分用量以重量份计分别为：乙烯醋酸乙烯酯80份、聚乙烯醇缩丁醛20份、纳米二氧化钛4份、分散剂0.03份、硬脂酸锌2份、增塑剂3份、光稳定剂1.5份。实施例3一种耐高低温的太阳能电池封装材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚乙烯醇和去离子水搅拌混合，在95℃下搅拌至固体溶解，然后冷却至室温，加入盐酸，混合均匀后制得混合液A；其中，聚乙烯醇、去离子水的质量比为1：8.5；盐酸与聚乙烯醇的质量比为0.1：1；(2)将混合液A和正丁醛混合搅拌均匀后加入到反应器1中，55℃下进行半缩醛反应50s，得到混合液B；将混合液B转移至反应器2中，在35℃下进行缩醛反应1h，反应结束后，离心处理，得到的固体依次用去离子水、无水乙醇洗涤，制得聚乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高低温的太阳能电池封装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚乙烯醇和去离子水搅拌混合，在95℃下搅拌至固体溶解，然后冷却至室温，加入无机酸，混合均匀后制得混合液A；(2)将混合液A和正丁醛混合搅拌均匀后加入到反应器1中，50‑80℃下进行半缩醛反应，得到混合液B；将混合液B转移至反应器2中，在30‑60℃下进行缩醛反应，反应结束后，离心处理，得到的固体依次用去离子水、无水乙醇洗涤，制得聚乙烯醇缩丁醛；(3)将乙烯醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、纳米二氧化钛、硬脂酸锌、增塑剂、光稳定剂加入到高混机中，混合均匀后由双螺杆机挤出，制得封装材料。

【技术特征摘要】
1.一种耐高低温的太阳能电池封装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚乙烯醇和去离子水搅拌混合，在95℃下搅拌至固体溶解，然后冷却至室温，加入无机酸，混合均匀后制得混合液A；(2)将混合液A和正丁醛混合搅拌均匀后加入到反应器1中，50-80℃下进行半缩醛反应，得到混合液B；将混合液B转移至反应器2中，在30-60℃下进行缩醛反应，反应结束后，离心处理，得到的固体依次用去离子水、无水乙醇洗涤，制得聚乙烯醇缩丁醛；(3)将乙烯醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、纳米二氧化钛、硬脂酸锌、增塑剂、光稳定剂加入到高混机中，混合均匀后由双螺杆机挤出，制得封装材料。2.如权利要求1所述的一种耐高低温的太阳能电池封装材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，聚乙烯醇、去离子水的质量比为1：(8-10)。3.如权利要求1所述的一种耐高低温的太阳能电池封装材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述无机酸为盐酸，盐酸与聚乙烯醇的质量比为(0.05-0.5)：1。4.如权利要求1所述的一种耐高低温的太阳能电池封装材料的制备方法，其特征在于：正丁醛和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东进，
申请(专利权)人：东莞市联洲知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44