CN111518480B - 复合胶膜及制备方法、设备、热熔胶、胶黏剂、光伏组件 - Google Patents

复合胶膜及制备方法、设备、热熔胶、胶黏剂、光伏组件 Download PDF

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Abstract

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种复合胶膜及制备方法、设备、热熔胶、胶黏剂、光伏组件。本复合胶膜包括：聚烯烃热熔胶层、位于聚烯烃热熔胶层表面的丙烯酸酯胶黏剂层，以及二者的界面处适于通过聚合反应进行粘结生成粘结层，提高了粘结层的粘度，同时聚合后的丙烯酸酯胶黏剂具有强极性，可以与玻璃保持更好的剥离强度，不仅可以满足了双玻光伏组件的应用要求，还减少了EB或伽马射线处理的设备投资，具有绿色、环保、低成本的优点。

Description

复合胶膜及制备方法、设备、热熔胶、胶黏剂、光伏组件
技术领域
本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种复合胶膜及制备方法、设备、热熔胶、胶黏剂、光伏组件。
背景技术
目前晶硅太阳能电池光电转化效率维持在19～22％之间，电池片封装成组件后存在一定的封装损耗，因此如何减少封装后的损耗是现有太阳能行业关注的焦点。光伏组件封装主要是光学损耗和电学损耗，其中电池片的间隔、电池倒角、电池和组件边缘空白以及焊带占组件面积的15％，造成相当一部分的太阳光不能被有效地转化成电。
现有光伏封装材料的制造企业，制备了高反射胶膜、高反射背板(高反射网格背板)、白色镀釉玻璃来减少光学损失，这其中高反射胶膜提高组件的光电转化效果最显著。双玻光伏组件具有无边框、两面对称结构更低的风载和震动、更高的阻隔性，直接作为建材满足现有建筑的实际需求，实现25-30年更长寿命的组件产品。伴随Perc双面电池的发展，双玻单面发电组件使用高反射胶膜，组件功率可提升2～3％；在双玻双面发电组件中，电池片逐渐减薄到200微米，使用高反射胶膜后透过超薄电池片的太阳光可以被再次反射后利用，组件功率也会有所提升。
双玻光伏组件中应用高反射胶膜有很多优势，但也有一些限制：(1)双玻光伏组件在层压过程中，由于层压温度较高导致胶膜流动性偏高，电池片背面的高反射胶膜容易溢出到电池片正面，从而遮挡电池片；(2)双玻光伏组件在层压过程中受到钢化玻璃的重力作用、抽真空作用等会导致电池片移位和组件缺胶；(3)在玻璃的生产中，玻璃会向上或向下的曲面变形，当不同曲线变形的玻璃封装后会产生内应力，造成双玻组件上下不平整容易在运输或风吹之中，产生曲面脱胶的可能。
针对上述高反射胶膜的限制，目前的办法有采用低流动性高反射胶膜和固化预交联路线，如专利CN201410210152.4和CN107641481介绍采用低流动性EVA树脂制备胶膜，由于双玻组件层压温度高，玻璃比较重，高温高重力情况下，流动性低的白色EVA胶膜容易上溢到电池片正面，造成溢胶，影响组件外观并对电池片形成遮挡，降低组件功率并引发热斑效应。
又如中国发明专利(CNCN104558802B，CN201310005460)公开了一种采用电子束或高能射线来使得白色EVA胶膜表面预交联的工艺，降低了胶膜的表面溢胶，使得高温高重力下有了较好的外观缺陷。由于电子束，伽马等高能射线都是横向往复扫场来发射能量轰击胶膜表面，在横向、纵向上会带来较大的预交联不一致，从而使得部分的白色EVA胶膜，老化后和玻璃等界面的剥离强度衰减不一，最终在双玻组件边缘曲线部位，缺胶和脱层现象。
发明内容
本发明提供了一种复合胶膜及制备方法、设备、热熔胶、胶黏剂、光伏组件。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复合胶膜，包括：聚烯烃热熔胶层、位于聚烯烃热熔胶层表面的丙烯酸酯胶黏剂层，以及二者的界面处适于通过聚合反应进行粘结生成粘结层。
第二方面，本发明还提供了一种复合胶膜的制备方法，包括：制备聚烯烃热熔胶层；制备丙烯酸酯胶黏剂；将丙烯酸酯胶黏剂涂布在聚烯烃热熔胶层表面，形成丙烯酸酯胶黏剂层；聚烯烃热熔胶层与丙烯酸酯胶黏剂层带异种电荷，以使二者的界面相互吸附；二者的界面处发生聚合反应生成粘结层；以及定型、收卷，得到复合胶膜。
第三方面，本发明还提供了一种热熔在线热涂布设备，包括：设有挤出模头的挤出机、设有涂布模头的混料罐、正电发生器、负电发生器；所述挤出模头适于将挤出机中的聚烯烃热熔胶挤出；所述涂布模头适于将混料罐中的丙烯酸酯胶黏剂涂布在聚烯烃热熔胶表面；所述负电发生器适于使聚烯烃热熔胶带负电；以及所述正电发生器适于使丙烯酸酯胶黏剂带正电。
第四方面，本发明还提供了一种聚烯烃热熔胶，包括以下质量份的原料：聚烯烃：86.2～92.1份；交联单体：5～10份；氧化剂：0.5～2份；钛白粉：6～10份；以及硅烷偶联剂：0.4～0.8份。
第五方面，本发明还提供了一种丙烯酸酯胶黏剂，包括以下质量份的原料：丙烯酸酯预聚物：80～90.9份；还原剂：0.5～3份；增稠剂：0.1～3份；钛白粉色素：6～10份；以及3-氨丙基三甲氧基硅烷：1-1.5份。
第六方面，本发明还提供了一种使用复合胶膜的光伏组件。
第七方面，本发明还提供了一种复合胶膜中界面聚合程度的控制方法，包括：烯烃热熔胶层与丙烯酸酯胶黏剂层的界面处通过聚合反应生成粘结层；通过二甲苯萃取技术获取丙烯酸酯胶黏剂层中的凝胶量，以用于表征粘结层的聚合程度；所述丙烯酸酯胶黏剂层中的凝胶量的计算公式为：
Figure BDA0002470826980000031
×100％；W1-未装试样不锈钢网袋重量，W2-装有试样不锈钢网袋重量，W3-封口后不锈钢网袋重量，W4-二甲苯萃取干燥后不锈钢网袋重量。
本发明的有益效果是，本发明的复合胶膜及其制备方法、设备、热熔胶、胶黏剂、光伏组件通过线热涂布设备上的改进，使聚烯烃热熔胶与丙烯酸酯胶黏剂的界面处发生聚合反应生成粘结层，提高了粘结层的粘度，同时聚合后的丙烯酸酯胶黏剂具有强极性，可以与玻璃保持更好的剥离强度，不仅可以减少组件封装中溢胶和褶皱现象，满足双玻光伏组件的应用要求，还减少了EB或伽马射线处理的设备投资，具有绿色、环保、低成本的优点。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a为本发明的复合胶膜在聚合反应后断面形貌的SEM照片；
图1b为本发明的复合胶膜在聚合反应前断面形貌的SEM照片；
图2是本发明的复合胶膜的制备工艺流程图；
图3是本发明的热熔在线热涂布设备的结构示意图；
图4是本发明的丙烯酸酯胶黏剂层施加正电荷的原理图；
图5a为实施例1的复合胶膜在聚合反应后的红外光谱图；
图5b为实施例2的复合胶膜在聚合反应后的红外光谱图；
图5c为实施例3的复合胶膜在聚合反应后的红外光谱图；
图5d为实施例4的复合胶膜在聚合反应后的红外光谱图；
图5e为实施例5的复合胶膜在聚合反应后的红外光谱图；
图1a、图1b中：聚烯烃热熔胶层51，丙烯酸酯胶黏剂层52，粘结层53；
图3中：挤出机1，挤出模头11，混料罐2，涂布模头21，负电发生器31，正电发生器32，定型辊4，复合胶膜5，收卷装置6；
图4中：高压静电发生器3，负电发生器31，聚烯烃热熔胶层51。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一部分：阐述具体技术方案
图1a为本发明的复合胶膜在聚合反应后断面形貌的SEM照片。
图1b为本发明的复合胶膜在聚合反应前断面形貌的SEM照片。
现有光伏组件采用常规胶膜封装，有较高的层压缺陷、降低组件良率，以及胶膜横纵向与交联度不一致，从而容易引起老化后胶膜与玻璃的剥离强度衰减不一问题，同时双玻组件曲线边缘，更导致边缘容易缺胶出现失效和脱层的问题。因此，见图1a和图1b，本发明提供了一种复合胶膜，包括：聚烯烃热熔胶层51、位于聚烯烃热熔胶层51表面的丙烯酸酯胶黏剂层52，以及二者的界面处适于通过聚合反应生成粘结层53。可以先挤出聚烯烃热熔胶，并在聚烯烃热熔胶未固化时，使丙烯酸酯胶黏剂分布于可氧化的聚烯烃热熔胶的一个或两个表面上，形成丙烯酸酯胶黏剂层，以及热熔聚烯烃热熔胶厚度是0.4～0.5mm，丙烯酸酯胶黏剂厚度是0.01～0.1mm。
可选的，所述粘结层的粘度为6～8万cps(60℃)，分子量为2.5～4万。
具体的，二者的界面处通过氧化剂、还原剂引发所述聚合反应；其中所述氧化剂包括过氧化物；过氧化物包括过氧化异丙苯、过氧化苯甲酰、甲乙酮过氧化物、氢过氧化四氢萘中的至少一种；所述还原剂包括叔胺；叔胺包括：N,N-二甲基对甲苯胺、四甲基硫脲、乙烯基硫脲中的至少一种。
本发明的复合胶膜从丙烯酸酯胶黏剂和聚烯烃热熔胶的粘结特性出发，利用极性更高的丙烯酸酯胶黏剂黏贴玻璃和晶硅电池片，使得胶膜在老化后也可以保持更高的剥离强度；同时利用氧化还原的快速引发聚合反应，使得丙烯酸酯胶黏剂的表面粘度迅速提升，然后利用两种胶黏剂的界面作用，在不增加新的辐照设备，有效解决了现有双玻组件封装中的溢胶问题，属于绿色环保的复合胶膜，可广泛应用于光伏组件的封装过程。
作为聚合反应的一种可选的实施方式。
所述聚合反应包括：链引发、链增长、链终止；其中链引发阶段，氧化剂和还原剂接触后立刻发生氧化还原反应，产生了活性自由基，活性自由基引发预聚物、单体的活性官能团等发生聚合反应，随着反应的进程，高分子链会不断增长，过程中分子链之间形成空间交联网状结构，直至反应终止。
链引发的反应式为：
Figure BDA0002470826980000061
Figure BDA0002470826980000071
链增长的反应式为：
Figure BDA0002470826980000072
链终止的反应式为：
Figure BDA0002470826980000073
本实施方式的聚合反应通过氧化还原在界面处引发，通过链引发、链增长、链终止实现粘结层的粘度快速增加，达到6～8万cps，从而极大减少了内层白色聚烯烃热熔胶的流动性。
作为聚烯烃热熔胶层的一种可选的实施方式。
所述聚烯烃热熔胶层包括以下质量份的原料：聚烯烃：86.2～92.1份；交联单体：5～10份；氧化剂：0.5～2份；钛白粉：6～10份；以及硅烷偶联剂：0.4～0.8份。可选的，所述聚烯烃热熔胶层包括以下质量份的原料：聚烯烃：88份；交联单体：7份；氧化剂：1.5份；钛白粉：8份；以及硅烷偶联剂：0.6份。
可选的，所述聚烯烃选自EVA，POE，EMA，EAA，EBA等聚乙烯弹性体树脂，优选为EVA或POE，其分子量Mn(数均分子量)为2～3万。
可选的，交联单体包括：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯中的一种或几种的混合物。
可选的，硅烷偶联剂包括：乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或或几种的混合物；
可选的，钛白粉可以为超高分散钛白粉，如深圳美利联钛业股份有限公司的产品。
作为丙烯酸酯胶黏剂层的一种可选的实施方式。
所述丙烯酸酯胶黏剂层包括以下质量份的原料：丙烯酸酯预聚物：80～90.9份；还原剂：0.5～3份；增稠剂：0.1～3份；钛白粉色素：6～10份；以及3-氨丙基三甲氧基硅烷：1～1.5份。可选的，所述丙烯酸酯胶黏剂层以下质量份的原料：丙烯酸酯预聚物：85份；还原剂：2份；增稠剂：1.8份；钛白粉色素：8份；以及3-氨丙基三甲氧基硅烷：1.2份。
可选的，丙烯酸酯预聚物包括：聚丙烯酸酯、丙烯酸酯单体、聚氨酯丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯中的一种或多种组合；丙烯酸酯预聚物的分子量Mn为1～2万，60℃粘度为6～8千cps；优选为聚丙烯酸酯，其分子量Mn为1～1.5万，如美源Miramer SC9211，MiramerSC9060。其中丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸2-乙基丁酯、甲基丙烯酸β-羟乙酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、3,5,5-三甲基环己氧基丙烯酸酯、降冰片二烯乙氧基丙烯酸酯中的一种或多种；优先为2-苯氧基乙基丙烯酸酯、3,5,5-三甲基环己氧基丙烯酸酯、降冰片二烯乙氧基丙烯酸酯。
可选的，所述增稠剂包括气硅、PMMA粉等。
在本发明中，表层丙烯酸酯胶黏剂层中包含还原剂、丙烯酸酯预聚物、增稠剂、钛白粉色素、3-氨丙基三甲氧基硅烷；内层聚烯烃热熔胶包含氧化剂、钛白粉、硅烷偶联剂、交联单体等，通过特殊的热熔在线涂布挤出设备，控制丙烯酸酯胶黏剂涂布到聚烯烃热熔胶的表面温度，同时搭配高粘度、低气味的单体，实现二者的界面聚合程度在0.5～10％的效果，满足高耐候环境下光伏组件的应用需求。
图2是本发明的复合胶膜的制备工艺流程图。
进一步，见图2，本发明提供了一种复合胶膜的制备方法，包括：制备聚烯烃热熔胶层；制备丙烯酸酯胶黏剂；将丙烯酸酯胶黏剂涂布在聚烯烃热熔胶层表面，形成丙烯酸酯胶黏剂层；聚烯烃热熔胶层与丙烯酸酯胶黏剂层带异种电荷，以使二者的界面相互吸附；二者的界面处发生聚合反应，生成粘结层；以及定型、收卷，得到复合胶膜。在实际生产过程中，可以在涂布时对聚烯烃热熔胶层、丙烯酸酯胶黏剂层同时加电，以保证二者带异种电荷；也可以使聚烯烃热熔胶层带电，然后使丙烯酸酯胶黏剂带异种电荷，再涂布在聚烯烃热熔胶层表面，使二者的界面相互吸附，减少界面处的气泡。
具体的，复合胶膜的制备过程如下：
(1)分别将丙烯酸酯预聚物、丙烯酸酯单体在储料罐中预热到60℃；然后通过计量泵和过滤器输送到配料罐中，在60±1℃恒温控制下与配料罐中的其他组分混合，形成丙烯酸酯胶黏剂；其中配料罐和配料搅拌杆内部都带有恒温水浴控制。采用涡轮式搅拌器，其由2～3片推进式螺旋桨叶构成，叶片外缘的圆周速度一般为5～15m/s。旋桨式搅拌器主要造成轴向液流，产生较大的循环量。
(2)将聚烯烃热熔胶中的各组分在特殊温控的单螺杆融化，其中单螺杆炮筒和单螺杆内部都有恒温水浴控制，挤出模头有蛇形水管控温，保持聚烯烃热熔胶挤出后熔体在76±1℃，形成聚烯烃热熔胶层。
(3)将混匀的丙烯酸酯胶黏剂通过边缘增厚的涂布摸头(或契形膜头)横向涂布在聚烯烃热熔胶层上，涂布方向刚好与聚烯烃热熔胶层的方向呈90°角度，保证粘度为6～8千cps的丙烯酸酯胶黏剂不产生涂布缩颈现象。
(4)通过正电轰击装置使丙烯酸酯胶黏剂带上正电荷，通过静电电机连高压静电发生器使得聚烯烃热熔胶层带上负电荷，两层胶膜由于强的正负电荷吸引使得二者的界面处没有气泡。其中丙烯酸酯胶黏剂中的3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)在正电荷轰击后还会生成NH3 +。
(5)涂布后，由于氧化还原引发界面聚合反应，在二者的界面处生成粘结层，实现了粘结层的粘度快速增加，使得粘结层的粘度从6～8千增加到6～8万(60℃)，分子量从1～1.5万增加到2.5～4万，从而极大减少了内部白色聚烯烃热熔胶的流动性。
(6)通过成型辊，定型辊，牵引辊，中心收卷机，挤出机主机速度为200-400r/min，得到复合胶膜。
本发明的复合胶膜的制备方法根据混料过程中原料的不同，选择在特定的混料温度，有利于在该温度条件促进各自组分的表面反应，从而促进各自组分的分散均匀性，以及后期界面聚合的稳定性，从而提高复合胶膜的表面粘度和老化剥离强度。
图3是本发明的热熔在线热涂布设备的结构示意图。
图4是本发明的高压静电发生器的结构示意图。
进一步，见图3，本发明提供了一种热熔在线热涂布设备，包括：设有挤出模头11的挤出机1、设有涂布模头21的混料罐2、正电发生器32、负电发生器31；所述挤出模头11适于将挤出机1中的聚烯烃热熔胶挤出；所述涂布模头21适于将混料罐2中的丙烯酸酯胶黏剂涂布在聚烯烃热熔胶表面，在二者的界面处发生聚合反应生成粘结层，经过定型辊4形成复合胶膜5，然后通过收卷装置6收卷。所述负电发生器31适于使聚烯烃热熔胶(即聚烯烃热熔胶层51)带负电；以及所述正电发生器32适于使丙烯酸酯胶黏剂(即丙烯酸酯胶黏剂层52)带正电，这样二者的结合面会产生电吸附，紧密贴合在一起，防止产生气泡。
可选的，见图4，负电发生器31例如但不限于静电电机，可以连接在高压静电发生器3的负极上，对聚烯烃热熔胶层51施加负电荷。而所述正电发生器例如但不限于正电轰击装置，其施加正电荷的原理与施加负电荷的过程类似，但需要单独连接在另外高压静电发生器的正极上，以对丙烯酸酯胶黏剂层施加正电荷，因此不再给出相应的原理示意图。
进一步，本发明提供了一种聚烯烃热熔胶，包括以下质量份的原料：聚烯烃：86.2～92.1份；交联单体：5～10份；氧化剂：0.5～2份；钛白粉：6～10份；以及硅烷偶联剂：0.4～0.8份。
进一步，本发明提供了一种丙烯酸酯胶黏剂，包括以下质量份的原料：丙烯酸酯预聚物：80～90.9份；还原剂：0.5～3份；增稠剂：0.1～3份；钛白粉色素：6～10份；以及3-氨丙基三甲氧基硅烷：1～1.5份。
进一步，本发明提供了一种使用如前所述的复合胶膜的光伏组件。
可选的，所述光伏组件包括双玻光伏组件，所述复合胶膜例如但不限于涂覆或使用在电池片的间隔、电池倒角、电池和组件边缘空白、焊带表面。
进一步，本发明还提供了一种复合胶膜中界面聚合程度的控制方法，包括：烯烃热熔胶层与丙烯酸酯胶黏剂层的界面处通过聚合反应生成粘结层；通过二甲苯萃取技术获取丙烯酸酯胶黏剂层中的凝胶量，以用于表征粘结层的聚合程度；所述丙烯酸酯胶黏剂层中的凝胶量的计算公式为：
Figure BDA0002470826980000121
Figure BDA0002470826980000122
W1-未装实样不锈钢网袋重量，W2-装有试样不锈钢网袋重量，W3-封口后不锈钢网袋重量，W4-二甲苯萃取干燥后不锈钢网袋重量。通过检测丙烯酸酯胶黏剂层中的凝胶量，控制粘结层的聚合程度，进而达到复合胶膜的交联度，满足较高的剥离强度。
粘结层的丙烯酸酯胶黏剂的凝胶含量的具体计算过程如下：
按照二甲苯萃取测试EVA树脂交联度的要求，将不锈钢网袋(120目)剪成合适的大小，称重为W1。
将实施例1-5制备的热熔复合胶膜裁剪成适当的小碎片，放入称量好重量的不锈钢网袋中，称重，记W2。
装有试样的不锈钢网袋利用不锈钢丝进行封口，封口后称重，记W3。
经过二甲苯回流萃取，干燥后，不锈钢网袋称重，记W4。
按照下式计算丙烯酸酯胶黏剂中的凝胶的含量：
Figure BDA0002470826980000123
实施例1-5中凝胶含量检测结果如表1所示，
表1：实施例1-5的凝胶含量
实施方式 丙烯酸酯胶黏剂中凝胶含量
实施例1 4.5％
实施例2 4.2％
实施例3 5.6％
实施例4 4.9％
实施例5 6.1％
第二部分：列举部分实施例
实施例1
(1)聚烯烃热熔胶的原料包括：90份EVA，6份交联单体，0.5份氧化剂，6份钛白粉，0.5份偶联剂。其中EVA树脂的熔点为72℃，醋酸乙烯含量30％，交联单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯，质量比为1:1组成。氧化剂为过氧化异丙苯，偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。将上述可氧化聚烯烃热熔胶的原料在经混料机混合均匀，助剂吸收后投入到特殊温控的单螺杆融化后经流延机流出，形成聚烯烃热熔胶膜(或聚烯烃热熔胶层)。
(2)丙烯酸酯胶黏剂的原料组成包括：80份聚丙烯酸酯，0.5份还原剂，2份增稠剂，6份钛白粉，0.5份丙烯酸酯单体，1份3-氨丙基三甲氧基硅烷。其中聚丙烯酸酯的分子量在1.5万，60℃的粘度为6000-8000cps，选自低聚物美源Miramer SC9211，还原剂为N,N-二甲基对甲苯胺，增稠剂为气硅，丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸β-羟乙酯。将上述配比组分的丙烯酸酯胶黏剂恒温控制混合混匀后，通过边缘增厚的契形膜头横向涂布在聚烯烃热熔胶膜上，形成丙烯酸酯胶黏剂层。
(3)通过正电轰击装置使丙烯酸酯胶黏剂带上正电荷，通过静电电机连高压静电发生器使得聚烯烃热熔胶膜带上负电荷，然后使丙烯酸酯胶黏剂层与聚烯烃热熔胶膜一体通过成型辊，定型辊，牵引辊后经收卷机收卷，得到0.45mm厚度的界面反应的复合胶膜。其中聚烯烃热熔胶层的厚度为0.4mm，丙烯酸酯胶黏剂层的厚度为0.05mm。
实施例2
(1)聚烯烃热熔胶的原料包括：90份EVA，8份交联单体，0.6份氧化剂，8份钛白粉，0.6份偶联剂。其中EVA树脂的熔点为70℃，醋酸乙烯含量28％，交联单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯，质量比为3:1组成。氧化剂为过氧化异丙苯，偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。将上述可氧化聚烯烃热熔胶的原料在经混料机混合均匀，助剂吸收后投入到特殊温控的单螺杆融化后经流延机流出，形成聚烯烃热熔胶膜(或聚烯烃热熔胶层)。
(2)丙烯酸酯胶黏剂的原料组成包括：80份聚丙烯酸酯，0.5份还原剂，2份增稠剂，6份钛白粉，0.5份丙烯酸酯单体，1份3-氨丙基三甲氧基硅烷。其中聚丙烯酸酯的分子量在1.5万，60℃的粘度为6000-8000cps，选自美源Miramer SC9211，还原剂为N,N-二甲基对甲苯胺，增稠剂为气硅，丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸β-羟乙酯。将上述配比组分的丙烯酸酯胶黏剂恒温控制混合混匀后，通过边缘增厚的契形膜头横向涂布在聚烯烃热熔胶膜上，形成丙烯酸酯胶黏剂层。
(3)通过正电轰击装置使丙烯酸酯胶黏剂带上正电荷，通过静电电机连高压静电发生器使得聚烯烃热熔胶膜带上负电荷，然后使丙烯酸酯胶黏剂层与聚烯烃热熔胶膜一体通过成型辊，定型辊，牵引辊后经收卷机收卷，得到0.45mm厚度的界面反应的复合胶膜。其中聚烯烃热熔胶层的厚度为0.4mm，丙烯酸酯胶黏剂层的厚度为0.05mm。
实施例3
(1)聚烯烃热熔胶的原料包括：90份EVA，10份交联单体，0.8份氧化剂，8份钛白粉，0.6份偶联剂。其中EVA树脂的熔点为70℃，醋酸乙烯含量26％，交联单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯，质量比为4:1组成。氧化剂为过氧化异丙苯，偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。将上述可氧化聚烯烃热熔胶的原料在经混料机混合均匀，助剂吸收后投入到特殊温控的单螺杆融化后经流延机流出，形成聚烯烃热熔胶膜(或聚烯烃热熔胶层)。
(2)丙烯酸酯胶黏剂的原料组成包括：80份聚丙烯酸酯，0.5份还原剂，2份增稠剂，6份钛白粉，0.5份丙烯酸酯单体，1份3-氨丙基三甲氧基硅烷。其中聚丙烯酸酯的分子量在1.5万，60℃的粘度为6000-8000cps，选自美源Miramer SC9060，还原剂为N,N-二甲基对甲苯胺，增稠剂为气硅，丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸β-羟乙酯。将上述配比组分的丙烯酸酯胶黏剂恒温控制混合混匀后，通过边缘增厚的契形膜头横向涂布在聚烯烃热熔胶膜上，形成丙烯酸酯胶黏剂层。
(3)通过正电轰击装置使丙烯酸酯胶黏剂带上正电荷，通过静电电机连高压静电发生器使得聚烯烃热熔胶膜带上负电荷，然后使丙烯酸酯胶黏剂层与聚烯烃热熔胶膜一体通过成型辊，定型辊，牵引辊后经收卷机收卷，得到0.55mm厚度的界面反应的复合胶膜。其中聚烯烃热熔胶层的厚度为0.5mm，丙烯酸酯胶黏剂层的厚度为0.05mm。
实施例4
(1)聚烯烃热熔胶的原料包括：90份EVA，10份交联单体，0.8份氧化剂，8份钛白粉，0.6份偶联剂。其中EVA树脂的熔点为70℃，醋酸乙烯含量26％，交联单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯，质量比为4:1组成。氧化剂为过氧化异丙苯，偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。将上述可氧化聚烯烃热熔胶的原料在经混料机混合均匀，助剂吸收后投入到特殊温控的单螺杆融化后经流延机流出，形成聚烯烃热熔胶膜(或聚烯烃热熔胶层)。
(2)丙烯酸酯胶黏剂的原料组成包括：80份聚丙烯酸酯，0.8份还原剂，3份增稠剂，8份钛白粉，1份丙烯酸酯单体，1.5份3-氨丙基三甲氧基硅烷。其中聚丙烯酸酯的分子量在1.5万，60℃的粘度为6000-8000cps，选自低聚物美源Miramer SC9060，还原剂为N,N-二甲基对甲苯胺，增稠剂为气硅，丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸β-羟乙酯。将上述配比组分的丙烯酸酯胶黏剂恒温控制混合混匀后，通过边缘增厚的契形膜头横向涂布在聚烯烃热熔胶膜上，形成丙烯酸酯胶黏剂层。
(3)通过正电轰击装置使丙烯酸酯胶黏剂带上正电荷，通过静电电机连高压静电发生器使得聚烯烃热熔胶膜带上负电荷，然后使丙烯酸酯胶黏剂层与聚烯烃热熔胶膜一体通过成型辊，定型辊，牵引辊后经收卷机收卷，得到0.6mm厚度的界面反应的复合胶膜。其中聚烯烃热熔胶层的厚度为0.5mm，丙烯酸酯胶黏剂层的厚度为0.1mm。
实施例5
(1)聚烯烃热熔胶的原料包括：90份EVA，6份交联单体，0.5份氧化剂，6份钛白粉，0.5份偶联剂。其中EVA树脂的熔点为72℃，醋酸乙烯含量30％，交联单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯，质量比为1:1组成。氧化剂为过氧化异丙苯，偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。将上述可氧化聚烯烃热熔胶的原料在经混料机混合均匀，助剂吸收后投入到特殊温控的单螺杆融化后经流延机流出，形成聚烯烃热熔胶膜(或聚烯烃热熔胶层)。
(2)丙烯酸酯胶黏剂的原料组成包括：80份聚丙烯酸酯，0.8份还原剂，3份增稠剂，8份钛白粉，1份丙烯酸酯单体，1.5份3-氨丙基三甲氧基硅烷。其中聚丙烯酸酯的分子量在1.5万，60℃的粘度为6000-8000cps，选自低聚物美源Miramer SC9211，还原剂为N,N-二甲基对甲苯胺，增稠剂为气硅，丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸β-羟乙酯。将上述配比组分的丙烯酸酯胶黏剂恒温控制混合混匀后，通过边缘增厚的契形膜头横向涂布在聚烯烃热熔胶膜上，形成丙烯酸酯胶黏剂层。
(3)通过正电轰击装置使丙烯酸酯胶黏剂带上正电荷，通过静电电机连高压静电发生器使得聚烯烃热熔胶膜带上负电荷，然后使丙烯酸酯胶黏剂层与聚烯烃热熔胶膜一体通过成型辊，定型辊，牵引辊后经收卷机收卷，得到0.5mm厚度的界面反应的复合胶膜。其中聚烯烃热熔胶层的厚度为0.4mm，丙烯酸酯胶黏剂层的厚度为0.1mm。
实施例6
(1)聚烯烃热熔胶的原料包括：86.2份EVA，5份交联单体，2份氧化剂，6份钛白粉，0.4份偶联剂。其中EVA树脂的熔点为72℃，醋酸乙烯含量30％，交联单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯，质量比为1:1组成。氧化剂为过氧化异丙苯，偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。将上述可氧化聚烯烃热熔胶的原料在经混料机混合均匀，助剂吸收后投入到特殊温控的单螺杆融化后经流延机流出，形成聚烯烃热熔胶膜(或聚烯烃热熔胶层)。
(2)丙烯酸酯胶黏剂的原料组成包括：78份聚丙烯酸酯，0.5份还原剂，0.1份增稠剂，10份钛白粉，2份丙烯酸酯单体，1份3-氨丙基三甲氧基硅烷。其中聚丙烯酸酯的分子量在1.5万，60℃的粘度为6000-8000cps选自低聚物美源Miramer SC9211，还原剂为N,N-二甲基对甲苯胺，增稠剂为气硅，丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸β-羟乙酯。将上述配比组分的丙烯酸酯胶黏剂恒温控制混合混匀后，通过边缘增厚的契形膜头横向涂布在聚烯烃热熔胶膜上，形成丙烯酸酯胶黏剂层。
(3)通过正电轰击装置使丙烯酸酯胶黏剂带上正电荷，通过静电电机连高压静电发生器使得聚烯烃热熔胶膜带上负电荷，然后使丙烯酸酯胶黏剂层与聚烯烃热熔胶膜一体通过成型辊，定型辊，牵引辊后经收卷机收卷，得到0.45mm厚度的界面反应的复合胶膜。其中聚烯烃热熔胶层的厚度为0.4mm，丙烯酸酯胶黏剂层的厚度为0.05mm。
实施例7
(1)聚烯烃热熔胶的原料包括：92.1份EVA，10份交联单体，0.5份氧化剂，10份钛白粉，0.8份偶联剂。其中EVA树脂的熔点为72℃，醋酸乙烯含量30％，交联单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯，质量比为1:1组成。氧化剂为过氧化异丙苯，偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。将上述可氧化聚烯烃热熔胶的原料在经混料机混合均匀，助剂吸收后投入到特殊温控的单螺杆融化后经流延机流出，形成聚烯烃热熔胶膜(或聚烯烃热熔胶层)。
(2)丙烯酸酯胶黏剂的原料组成包括：90份聚丙烯酸酯，3份还原剂，3份增稠剂，6份钛白粉，0.9份丙烯酸酯单体，0.5份3-氨丙基三甲氧基硅烷。其中聚丙烯酸酯的分子量在1.5万，60℃的粘度为6000-8000cps选自低聚物美源Miramer SC9211，还原剂为N,N-二甲基对甲苯胺，增稠剂为气硅，丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸β-羟乙酯。将上述配比组分的丙烯酸酯胶黏剂恒温控制混合混匀后，通过边缘增厚的契形膜头横向涂布在聚烯烃热熔胶膜上，形成丙烯酸酯胶黏剂层。
(3)通过正电轰击装置使丙烯酸酯胶黏剂带上正电荷，通过静电电机连高压静电发生器使得聚烯烃热熔胶膜带上负电荷，然后使丙烯酸酯胶黏剂层与聚烯烃热熔胶膜一体通过成型辊，定型辊，牵引辊后经收卷机收卷，得到0.45mm厚度的界面反应的复合胶膜。其中聚烯烃热熔胶层的厚度为0.4mm，丙烯酸酯胶黏剂层的厚度为0.05mm。
对比例
常规白色EVA胶膜的原料包含EVA树脂100份，钛白粉9份，硅烷偶联剂0.5份，抗氧剂0.1份，过氧化物热引发剂0.8份，交联单体8份。其中EVA树脂的VA含量28％，熔点为63℃，熔指为20g/10min。交联单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基聚异氰酸酯，比例为3:1，偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，过氧化物热引发剂为叔丁过氧化碳酸-2-乙基己酯。
将上述EVA树脂的原料和助剂经混料机混合均匀，助剂吸收后投入到特殊温控的单螺杆挤出机融化后经流延机模头流出，成型辊定型冷却后收卷形成白色EVA光伏胶膜，即常规胶膜。
第三部分：性能参数对比分析
本部分对实施例1制备的复合胶膜和常规胶膜进行性能检测，其检测结果如表2所示。本发明的复合胶膜及其制备方法、聚合程度控制方法、设备、热熔胶、胶黏剂、光伏组件具有较高的剥离强度和反射率，其主要原因是通过丙带正电荷的烯酸酯胶黏剂与带负电荷的聚烯烃热熔胶产生电荷吸引，使得两层胶膜间没有气泡，使二者的界面充分接触，便于聚合反应的充分进行，生成粘结层，提高了复合胶膜的粘结力。见图5a-5e，实施例1-5制备的复合胶膜在聚合反应后的红外光谱图；其中1720cm-1附近为C＝O的峰，1620cm-1附近为C＝C的峰，可以看出聚烯烃热熔胶层与丙烯酸酯胶黏剂层的界面处发生了聚合反应。
表2复合胶膜和常规胶膜的性能对比
Figure BDA0002470826980000191
Figure BDA0002470826980000201
综上所述，本发明的复合胶膜及其制备方法、聚合程度控制方法、设备、热熔胶、胶黏剂、光伏组件采用EVA胶膜表面温度进行界面反应，一方面节省了能源支出，减少了大型设备的投资，另一方面由于在线挤出热涂布不用溶剂，没有VOC释放，没有电磁辐射，生产绿色环保，成本低利于推广。此外，热熔在线涂布制备复合胶膜通过正电轰击装置使丙烯酸酯胶黏剂带上正电荷，通过静电丝和高压静电发生器使得聚烯烃热熔胶带上负电荷，两层胶膜由于强的正负电荷吸引，使得两层胶膜间没有气泡，进一步提高了粘结层的粘结力。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种复合胶膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备聚烯烃热熔胶层，聚烯烃热熔胶的原料包括：86.2-92.1份EVA，5-10份交联单体，0.5-2份氧化剂，6-10份钛白粉，0.4-0.8份偶联剂；其中EVA树脂的熔点为72℃，醋酸乙烯含量30％，交联单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1 ,6-己二醇二丙烯酸酯，质量比为1:1组成；氧化剂为过氧化异丙苯，偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；将上述可氧化聚烯烃热熔胶的原料在经混料机混合均匀，助剂吸收后投入到特殊温控的单螺杆融化后经流延机流出，形成聚烯烃热熔胶层；
制备丙烯酸酯胶黏剂，丙烯酸酯胶黏剂的原料组成包括：丙烯酸酯预聚物80～90.9份，0.5-3份还原剂，0.1-3份增稠剂，6-10份钛白粉，1-1.5份3-氨丙基三甲氧基硅烷；其中还原剂为N,N-二甲基对甲苯胺，增稠剂为气硅；
将丙烯酸酯胶黏剂涂布在聚烯烃热熔胶层表面，形成丙烯酸酯胶黏剂层，即将上述配比组分的丙烯酸酯胶黏剂恒温控制混合混匀后，横向涂布在聚烯烃热熔胶膜上，形成丙烯酸酯胶黏剂层；
聚烯烃热熔胶层与丙烯酸酯胶黏剂层带异种电荷，以使二者的界面相互吸附，即
通过正电轰击装置使丙烯酸酯胶黏剂带上正电荷，通过静电电机连高压静电发生器使得聚烯烃热熔胶膜带上负电荷，然后使丙烯酸酯胶黏剂层与聚烯烃热熔胶膜一体通过成型辊，定型辊，牵引辊后经收卷机收卷，得到界面反应的复合胶膜。
2.一种如权利要求1所述的制备方法制得的复合胶膜，其特征在于，包括：
聚烯烃热熔胶层、位于聚烯烃热熔胶层表面的丙烯酸酯胶黏剂层，以及
二者的界面处适于通过聚合反应生成粘结层；
二者的界面处通过氧化剂、还原剂引发所述聚合反应。
3.根据权利要求2所述的复合胶膜，其特征在于，
所述粘结层在60℃时的粘度为6～8万cps，分子量为2.5～4万。
4.一种使用如权利要求2所述的复合胶膜的光伏组件。
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