[发明专利]一种耐紫外阻湿EVA材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及高分子材料领域的一种耐紫外阻湿EVA材料及其制备方法和应用。所述的耐紫外阻湿EVA材料，可包含重量份数计的以下组分：乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物，100重量份；分散气相二氧化硅的马来酸酐‑苯乙烯交替共聚物微球，1～20重量份；交联剂，0.1～10重量份。所述乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯含量为15～35％wt，熔体流动指数为1～70g/10min。本发明所述的耐紫外阻湿EVA专用材料，具有良好的耐候阻湿能力和保温性能，在建筑用安全玻璃、汽车安全玻璃、光伏封装膜方面有广泛应用。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，更进一步说，涉及一种耐紫外阻湿EVA材料及其制备方法和应用。

背景技术

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。一般而言封装胶膜需要：透光、可粘接、耐紫外及高温、低透水、高体电阻率(减少漏电流)。

目前，太阳能电池封装胶膜主要有乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、锌离子型离聚物、聚氨酯等。尽管离聚物和聚氨酯封装胶膜力学性能和耐老化性要好一些。但是由于价格昂贵，只有个别国外公司采用，而EVA封装胶膜目前仍是主流产品。随着光伏市场的快速发展，EVA封装胶膜需求迅速增长，业内人士预测该行业全球年需求量将以30％～40％的速度增长。需要强调的是，在封装完好的前提下，太阳能电池硅晶片本身具有30年以上的使用寿命。但目前封装胶膜的寿命却比硅片的寿命要短。随着使用时间的延长，在热、氧、水汽、紫外光等作用下，封装胶膜出现透明度下降、黄变甚至开裂、脱胶等现象，导致光电转换效率明显下降。抗氧剂、紫外光稳定剂的性能以及残留的过氧化物引发剂，对EVA胶膜的耐老化性起决定性作用。同时，EVA胶膜对玻璃、背板的粘接强度是影响太阳能电池长效稳定性以及可靠性的关键因素，特别在湿热老化(即双85实验：85℃，85％湿度)条件下，封装失效引起多晶硅以及金属线路的氧化、腐蚀等，都会对太阳能电池的性能产生破坏性的影响。使用过程中水汽进入电池，EVA的酯键在遇水后降解形成可以自由移动的醋酸根(-COOH)，醋酸根与玻璃表面析出的碱反应产生可以自由自动的钠离子(Na⁺)，Na⁺在外加电场的作用下向电池片表面移动并富集到减反层从而导致PID现象，导致组件功率衰减。

中国专利CN201010582719.2发明了一种高导热PV组件封装材料，组成包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、交联固化剂、硅烷偶联剂、抗氧剂、紫外光吸收剂、导热功能粉体，紫外吸收剂为二苯甲酮、气相二氧化硅。

中国专利CN107400275A公开了一种可直接吹塑的高阻隔复合塑料及制备方法，该方法通过首先制备表面改性的氧化石墨烯，再与乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、二氧化硅气凝胶按一定比例混合，并添加高密聚乙烯接枝马来酸酐，进行低温研磨均化。然后与高密度聚乙烯及抗氧剂一起挤出造粒，得到可直接吹塑的高阻隔复合塑料。二氧化硅气凝胶具有多孔网络结构通过其与聚合物、石墨烯交织复合，在整个体系中形成了能阻隔油、气、水的交织体结构，直接吹塑的薄膜具有高阻隔性。克服了传统阻隔膜多层复合工艺复杂，成本高的缺陷。

中国专利CN106633440A公开了一种耐高温食品包装膜及其制备方法，主要成分包括马来酸酐改性聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、纳米二氧化硅、纳米磷酸锆载银抗菌剂、超细云母粉、二甲基硅油、苏籽油。此发明制备的包装膜，具有良好的耐受高温性能，且在高温下没有成分渗出，使用安全。

日本专利JP2016143772报道了利用太阳能电池和发光材料组合物的密封材料，此密封材料包括乙烯-醋含有乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的硅烷改性体和二氧化硅，相对于这些硅的总计100个质量部分，含有0.1至5个质量部分的二氧化硅。所述二氧化硅为平均一次粒径0.1～1000nm的粒状二氧化硅。

发明内容