一种高性能光伏胶膜用POE粒子及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚烯烃制备技术领域，尤其涉及一种高性能光伏胶膜用POE粒子及其制备方法。在无水惰性氛围下，将乙烯溶解在间歇反应器内的有机溶剂中，依次加入α

【技术实现步骤摘要】
一种高性能光伏胶膜用POE粒子及其制备方法


[0001]本专利技术涉及POE粒子，具体为一种高性能光伏胶膜用POE粒子及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚烯烃弹性体，Polyolefin elastomer，简称POE，是目前光伏封装胶膜主流的原料之一。POE与EVA(乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物)相比，具有密度低、水汽阻隔性高、耐老化、耐低温、绝缘性能优异等显著特点。目前，POE光伏封装胶膜约占20％左右的市场份额，且市占率正逐年上升。然而，非极性的POE粒子也有其明显的缺点，比如对小分子功能助剂的吸收慢、与基体粘接力弱、助剂易析出造成胶膜打滑等。
[0003]在POE分子链上引入极性单体，例如POE接枝聚合物，通过提高POE的极性可以显著改善上述缺点，如CN108753184A公开了一种光伏封装用硅烷接枝POE胶膜及制备方法。在体系中引入POE接枝马来酸酐或POE接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯，可在胶膜加工过程中促进树脂与极性小分子助剂的相容，从而有利于提升POE树脂对助剂的吸收速率，防止胶膜中的助剂析出，进而提升胶膜与基体的粘接力。
[0004]目前，光伏封装胶膜用POE接枝聚合物，多采用反应挤出工艺生产，即在双螺杆挤出机中通过引入POE粒子、引发剂、接枝单体等，在POE熔融态下，发生接枝反应，将极性单体引入到POE分子链中。这种方法存在显著缺点，即接枝率低(硅氧烷类单体接枝率＜5％)，接枝侧链分布不均匀，大量残留引发剂和接枝单体。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种具有快速吸收助剂、粘接力强、防助剂析出的高性能光伏胶膜用POE粒子，本专利技术的另一个目的是针对性地提供一种具有快速吸收助剂、粘接力强、防助剂析出的高性能光伏胶膜用POE粒子的制备方法。
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0007]一种高性能光伏胶膜用POE粒子及其制备方法，按以下步骤进行：
[0008]聚合前，间歇反应釜于在温度为95℃的环境下进行，循环油浴下，抽真空后，进行烤釜2h，以除去釜内残存杂质；
[0009]后将油浴温度稳定至反应温度，反应温度为30～200℃，在N2氛围下连接好管路，用乙烯置换体系3次，并充入乙烯至反应器内压力达到0.1MPa；
[0010]启动搅拌，在乙烯氛围下，加入占反应器容积30％～90％的有机溶剂使乙烯充分溶解在其中，后加入浓度不低于25μmL/L的助催化剂进行搅拌，搅拌时间为1～10min，以充分去除体系中残留杂质；
[0011]然后依次加入α
‑
烯烃、共轭二烯烃、共聚催化剂和0.01～1mol/L的氢气，在温度为30～200℃的温度下持续搅拌进行聚合反应，聚合反应的时间为0.1～10h，聚合结束得到主链含双键的功能化POE固体；
[0012]对得到功能化POE固体的间歇反应器进行乙烯压力释放至0.1Mpa，释放时间为1～
3min，将间歇反应器中的残留溶剂进行快速搅拌，快速搅拌的速度为100～500r/min，搅拌结束后接入旋片式真空泵缓慢抽真空，充分去除未反应的单体和溶剂；
[0013]然后在同一反应器内冲入N2至反应器压力达到0.1MPa，并充入占反应器容积10％～50％的第二溶剂，后依次引入引发剂、接枝单体、共接枝单体，同时调节油浴至目标反应温度(40～130℃)，在搅拌速率为200～800r/min的高速搅拌下进行接枝聚合反应；
[0014]反应结束，打开泄压阀，释放体系压力至0.1MPa；后通过螺杆泵和管路将物料输送至双螺杆造粒线，在50～150℃的造粒温度，50～500r/min转速，同时抽真空操作下，脱除物料中残留溶剂，制备得到1～5mm粒径尺寸的高性能光伏胶膜用POE粒子。
[0015]作为优选，所述共聚催化剂的浓度为0.5～200μmL/L，所述助催化剂与共聚催化剂的摩尔比为50～5000:1，所述乙烯、α
‑
烯烃的浓度均为0.02～10mol/L，所述共轭二烯烃浓度为0.02～10mol/L；所述引发剂质量为0.5～10g，所述接枝单体质量为5～50g，所述共接枝单体质量为5～50g，接枝聚合反应的温度为40～130℃，反应时间为0.1～5h。
[0016]作为优选，所述α
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烯烃为丙烯、1
‑
丁烯、1
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已烯、1
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辛烯、1
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癸烯、异戊烯、2
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甲基丙烯其中的一种或多种。
[0017]作为优选，所述的共轭二烯烃为丁二烯、异戊二烯、环戊二烯、1,3
‑
环己二烯、2,4
‑
己二烯、1,3
‑
环辛二烯其中的一种或多种。
[0018]作为优选，接枝聚合反应中的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、双叔丁过氧化异丙基苯、过氧化二异丙苯、过氧化
‑2‑
乙基己基碳酸叔丁酯、2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
双(叔丁基过氧基)己烷、叔丁基过氧化碳酸
‑2‑
乙基己酯其中的一种或几种。
[0019]作为优选，所述的接枝单体为低聚物偶联剂，γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，甲基丙烯氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β
‑
甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷其中的一种或多种。
[0020]作为优选，所述的共接枝单体为1,3,5
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三聚氰酸三烯丙基酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、苯乙烯、二乙烯基苯其中的一种或几种。
[0021]作为优选，制备所得的POE粒子的密度为0.855～0.915g/cm3；对POE粒子在190℃/2.16kg的测试条件下，POE粒子的熔指为0.1～40g/10mim，POE粒子的分子量分布为1.5～4.0，以POE接枝聚合物总质量计，有机溶剂残留量为50～1000ppm。
[0022]作为优选，以POE粒子的总质量计，POE粒子的接枝率为1％～20％。
[0023]作为优选，以共轭二烯烃摩尔量计算，POE粒子的双键含量为0.01％～0.2％。
[0024]POE粒子的应用，将所述POE粒子用于光伏封装胶膜的制备。
[0025]采用本专利技术的技术方案的有益效果是：
[0026]本专利技术所制备的高性能光伏胶膜用POE粒子的助剂吸收时间小于60min，动摩擦系数大于0.7，与玻璃的剥离强度大于80N/cm。可有效解决非极性POE对小分子功能助剂的吸收慢、与基体粘接力弱、助剂易析出等问题。
[0027]本专利技术所制备的高性能光伏胶膜用POE粒子在聚合阶段就实现了对POE粒子的高性能化改性，比传统POE粒子再进行二次反应挤出接枝更加高效，可直接加工使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能光伏胶膜用POE粒子及其制备方法，其特征在于按以下步骤进行：聚合前，间歇反应釜于在温度为95℃的环境下进行，循环油浴下，抽真空后，进行烤釜2h，以除去釜内残存杂质；后将油浴温度稳定至反应温度，反应温度为30～200℃，在N2氛围下连接好管路，用乙烯置换体系3次，并充入乙烯至反应器内压力达到0.1MPa；启动搅拌，在乙烯氛围下，加入占反应器容积30％～90％的有机溶剂使乙烯充分溶解在其中，后加入浓度不低于25μmL/L的助催化剂进行搅拌，搅拌时间为1～10min，以充分去除体系中残留杂质；然后依次加入α
‑
烯烃、共轭二烯烃、共聚催化剂和0.01～1mol/L的氢气，在温度为30～200℃的温度下持续搅拌进行聚合反应，聚合反应的时间为0.1～10h，聚合结束得到主链含双键的功能化POE固体；对得到功能化POE固体的间歇反应器进行乙烯压力释放至0.1Mpa，释放时间为1～3min，将间歇反应器中的残留溶剂进行快速搅拌，快速搅拌的速度为100～500r/min，搅拌结束后接入旋片式真空泵缓慢抽真空，充分去除未反应的单体和溶剂；然后在同一反应器内冲入N2至反应器压力达到0.1MPa，并充入占反应器容积10％～50％的第二溶剂，后依次引入引发剂、接枝单体、共接枝单体，同时调节油浴至目标反应温度(40～130℃)，在搅拌速率为200～800r/min的高速搅拌下进行接枝聚合反应；反应结束，打开泄压阀，释放体系压力至0.1MPa；后通过螺杆泵和管路将物料输送至双螺杆造粒线，在50～150℃的造粒温度，50～500r/min转速，同时抽真空操作下，脱除物料中残留溶剂，制备得到1～5mm粒径尺寸的高性能光伏胶膜用POE粒子。2.根据权利要求1所述的一种高性能光伏胶膜用POE粒子及其制备方法，其特征在于：所述共聚催化剂的浓度为0.5～200μmL/L，所述助催化剂与共聚催化剂的摩尔比为50～5000:1，所述乙烯、α
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烯烃的浓度均为0.02～10mol/L，所述共轭二烯烃浓度为0.02～10mol/L；所述引发剂质量为0.5～10g，所述接枝单体质量为5～50g，所述共接枝单体质量为5～50g，接枝聚合反应的温度为40～130℃，反应时间为0.1～5h。3.根据权利要求1所述的一种高性能光伏胶膜用POE粒子及其制备方法，其特征在于：所述α
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烯烃为丙烯、1
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丁烯、1
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已烯、1
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辛烯、1
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【专利技术属性】
技术研发人员：张彪，魏晓勇，李陶，许佳洁，刘肖予，
申请(专利权)人：浙江祥隆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：