用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料及其制备方法，它的原料按重量份数比计包括：75‑90份的聚乙烯树脂、10‑25份的乙烯辛烯共聚物、0.5‑1.5份的稳定剂、6‑9份的发泡剂、0.6‑0.9份的发泡促进剂、2‑8份的改性交联剂，本发明专利技术通过控制材料共混后的结晶度，同时引入发泡促进剂、改性交联剂，降低辐照剂量，减少材料在辐照时的老化，再加入分子筛，改善加工性能，使产品有更好的力学性能以及更好的耐老化性能。同时，少量的POE加入，改善了发泡材料的伸长率，使材料具有较好的力学性能，将其使用在太阳能电池上，提高了太阳能电池的使用寿命。

Polyolefin foaming materials for solar cell packaging and their preparation methods

【技术实现步骤摘要】
用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料及其制备方法
本专利技术涉及发泡材料，具体涉及一种用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料及其制备方法。
技术介绍
随着人类社会对能源的需求和消耗的大幅度增加，以及地球的生态环境急剧恶化，太阳能光伏发电由于其来源的无穷无尽和稳定性，成为最具有发展潜力的可再生新能源。太阳能组件是光伏发电系统的核心，它通常是一个叠加的多层结构，从受光面到背光面依次为前板玻璃、EVA密封层、太阳能电池片、EVA密封层和太阳能电池背板。但由于太阳能电池片存在薄、脆、易氧化等物理、化学缺陷，长期暴露在高湿、高温、低温、强紫外线、臭氧、微生物、风雨等自然条件下很容易造成永久性破坏，难以大规模应用。因此，要实现太阳能发电的工业化应用，特别是要求达到20年以上使用寿命，就要求对其进行保护性封装，形成性能稳定的太阳能电池组件。辐照交联发泡材料环保、绿色，且随着辐照剂量的增加，交联度增加，材料的拉伸强度、伸长率等机械性能单调递增，但是辐照在提高交联程度的同时也增加了聚合物氧化的风险。氧化指数随辐照剂量的增加而呈现单调递增的规律，限制在高温领域尤其在太阳能电池封装领域的应用。传统的解决办法是在材料中添加稳定剂，以提高发泡材料的抗辐照老化性能。其缺点是稳定剂和聚乙烯相容性不好、分散不均匀，加工过程或使用过程中会从发泡材料中析出，进而污染制品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料及其制备方法，该聚烯烃发泡材料具有耐热性好，不易老化的特点，用其制备用于太阳能电池封装可以提高太阳能电池的使用寿命。为实现上述目的，本专利技术所设计一种用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料，所述聚烯烃发泡材料的原料按重量份数比计包括：75-90份的聚乙烯树脂、10-25份的乙烯辛烯共聚物、0.5-1.5份的稳定剂、6-9份的发泡剂、0.6-0.9份的发泡促进剂、2-8份的改性交联剂，其中，所述稳定剂由受阻酚型抗氧剂和光稳定剂组成，其重量比为1～10:1。进一步地，所述聚烯烃发泡材料的原料按重量份数比计包括：78-85份的聚乙烯树脂、15-23份的乙烯辛烯共聚物、0.7-1.3份的稳定剂、6-9份的发泡剂、0.6-0.9份的发泡促进剂、3-7份的改性交联剂，其中，所述稳定剂由受阻酚型抗氧剂和光稳定剂组成，其重量比为1～5:1。再进一步地，所述改性交联剂由4A型分子筛和助交联剂交联改性而成，其中，助交联剂和4A型分子筛的重量比为0.5-2:1，助交联剂选自季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；4A型分子筛的粒径大小为2-4μm。再进一步地，所述的聚乙烯树脂为低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯的共混物，其中，低密度聚乙烯的结晶度为20％-40％，线型低密度聚乙烯的结晶度为35％-55％，低密度聚乙烯：线型低密度聚乙烯重量比为1.5-2:1，且两者共混后的结晶度在30％-50％。再进一步地，所述的乙烯辛烯共聚物结晶度为5％-20％，熔体流动速率为1.5-2.5g/10min。再进一步地，所述受阻酚型抗氧剂选自抗氧剂1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、抗氧剂3114(1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸)和抗氧剂330(1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯。所述光稳定剂选自2-(2'-羟基-3',5'-二特丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-[2-羟基-3,5-二(1,1-二甲基丙基苯基)]-2H-苯并三唑、2-[2-羟基-5-叔辛苯基)苯并三唑和2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑的一种或几种；所述发泡剂选自偶氮二甲酰胺，偶氮二异丁腈和苯-1,3-二磺酰肼；所述发泡促进剂选自硬脂酸锌、氧化锌和碳酸锌。再进一步地，所述聚烯烃发泡材料的原料按重量份数比计包括：80份的聚乙烯树脂、20份的乙烯辛烯共聚物、0.9份的稳定剂、8份的偶氮二甲酰胺、0.8份的硬脂酸锌、5份的改性交联剂，其中，聚乙烯树脂由低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯组成，重量比为9:5，低密度聚乙烯的结晶度为32％，线性低密度聚乙烯的结晶度为40％；乙烯辛烯共聚物结晶度为12％，熔体流动速率为2g/10min；所述稳定剂由受阻酚型抗氧剂和光稳定剂组成，其重量比为3:1。受阻酚型抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂3114组合，光稳定剂为2-[2-羟基-3,5-二(1,1-二甲基丙基苯基)]-2H-苯并三唑和2-[2-羟基-5-叔辛苯基)苯并三唑组合；所述改性交联剂由4A型分子筛和助交联剂交联改性而成，其中，助交联剂和4A型分子筛的重量比为0.5-2:1，助交联剂选自季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；4A型分子筛的粒径大小为2-4μm。本专利技术还提供了一种上述用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料的制备方法，包括以下步骤：1)在室温的条件下，将助交联剂和4A型分子筛加入混合机中，真空干燥24h，制备得到改性交联剂；2)按上述重量份数比称取聚乙烯树脂、乙烯辛烯共聚物、稳定剂、发泡剂、发泡促进剂和改性交联剂，备用；3)将上述原料加入高速搅拌机混合得到混合料，再将混合料送入密炼机中进行造粒，得到发泡母粒；4)将发泡母粒使用挤出机挤出成片，得到发泡体基片，其中，发泡体基片的结晶度为30％-50％；5)将发泡体基片进行电子辐照交联，得发泡体母片；6)将发泡体母片自由式发泡，得到发泡片材。作为优选方案，所述步骤1)中，4A型分子筛和助交联剂的重量比为1:0.5-2，助交联剂选自季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；4A型分子筛的粒径大小为2-4μm。作为优选方案，所述步骤5)中，辐照交联条件为：电子能量为1.8-3.0MeV；辐照剂量为8-14兆拉德，交联度为25％-40％。本专利技术的有益效果：本专利技术通过控制材料共混后的结晶度，同时引入发泡促进剂、改性交联剂，降低辐照剂量，减少材料在辐照时的老化，再加入分子筛，改善加工性能，最后使材料的交联度在一定范围内，使产品有更好的力学性能以及更好的耐老化性能。同时，少量的POE加入，改善了发泡材料的伸长率，使材料具有较好的力学性能，将其使用在太阳能电池上，提高了太阳能电池的使用寿命。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。本专利技术的用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料，所述聚烯烃发泡材料的原料按重量份数比计包括：75-90份的聚乙烯树脂、10-25份的乙烯辛烯共聚物、0.5-1.5份的稳定剂、6-9份的发泡剂、0.6-0.9份的发泡促进剂、2-8份的改性交联剂，其中，所述稳定剂由光稳定剂和受阻酚型抗氧剂组成，其重量比为1～10:1；所述改性交联剂由助交联剂和分子筛组成，其重量比为1:0.5～2。上述用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料的制备方法，包括以下步骤：1)在室温的条件下，将助交联剂和4A型分子筛加入混合机，真空干燥24h，制备得到改性交联剂；2)按上述重量份数比称取聚乙烯树脂、乙烯辛烯共聚物、稳定剂、发泡剂、发泡促进剂和改性交联剂，备用；3)将上述原料加入高速搅拌机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料，其特征在于：所述聚烯烃发泡材料的原料按重量份数比计包括：75‑90份的聚乙烯树脂、10‑25份的乙烯辛烯共聚物、0.5‑1.5份的稳定剂、6‑9份的发泡剂、0.6‑0.9份的发泡促进剂、2‑8份的改性交联剂，其中，所述稳定剂由受阻酚型抗氧剂和光稳定剂组成，其重量比为1～10:1。

【技术特征摘要】
1.一种用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料，其特征在于：所述聚烯烃发泡材料的原料按重量份数比计包括：75-90份的聚乙烯树脂、10-25份的乙烯辛烯共聚物、0.5-1.5份的稳定剂、6-9份的发泡剂、0.6-0.9份的发泡促进剂、2-8份的改性交联剂，其中，所述稳定剂由受阻酚型抗氧剂和光稳定剂组成，其重量比为1～10:1。2.根据权利要求1所述用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料，其特征在于：所述聚烯烃发泡材料的原料按重量份数比计包括：78-85份的聚乙烯树脂、15-23份的乙烯辛烯共聚物、0.7-1.3份的稳定剂、6-9份的发泡剂、0.6-0.9份的发泡促进剂、3-7份的改性交联剂，其中，所述稳定剂由受阻酚型抗氧剂和光稳定剂组成，其重量比为1～5:1。3.根据权利要求1或2所述用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料，其特征在于：所述改性交联剂由4A型分子筛和助交联剂交联改性而成，其中，助交联剂和4A型分子筛的重量比为0.5-2:1，助交联剂选自季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；4A型分子筛的粒径大小为2-4μm。4.根据权利要求1或2所述用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料，其特征在于：所述的聚乙烯树脂为低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯的共混物，其中，低密度聚乙烯的结晶度为20％-40％，线型低密度聚乙烯的结晶度为35％-55％，低密度聚乙烯：线型低密度聚乙烯重量比为1.5-2:1，且两者共混后的结晶度在30％-50％。5.根据权利要求1或2所述用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料，其特征在于：所述的乙烯辛烯共聚物结晶度为5％-20％，熔体流动速率为1.5-2.5g/10min。6.根据权利要求1或2所述用于太阳能电池封装的聚烯烃发泡材料，其特征在于：所述受阻酚型抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂3114和抗氧剂330；所述光稳定剂选自2-(2'-羟基-3',5'-二特丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-[2-羟基-3,5-二(1,1-二甲基丙基苯基)]-2H-苯并三唑、2-[2-羟基-5-叔辛苯基)苯并三唑和2'-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑的一种或几种；所述发泡剂选自偶氮二甲酰胺，偶氮二异丁腈和苯-1,3-二磺酰肼；所述发泡促进剂选自硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏紫阳，魏琼，
申请(专利权)人：广德祥源新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34