CN118667476A - 用于光伏胶膜的改性支化聚烯烃弹性体组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本公开提出了一种用于光伏胶膜的改性支化聚烯烃弹性体组合物及其制备方法和应用，其中，改性支化聚烯烃弹性体组合物按以下组分和重量计配制，包括：60～90重量份的基体树脂，10～40重量份的功能树脂，0.01～0.6重量份的主交联剂，0.2～0.8重量份的助交联剂，0.01～0.02重量份的抗老化剂，0.1～0.3重量份的光稳定剂，0～1份偶联剂；其中，基体树脂为乙烯基聚烯烃弹性体，所述乙烯基聚烯烃弹性体由乙烯单体在镍系催化剂与助催化剂作用下进行催化聚合反应得到；功能树脂是由基体树脂与极性单体接枝得到，极性单体包括硅烷类或异氰酸酯类。
Description
技术领域
本公开属于光伏封装胶膜技术领域，尤其是涉及一种用于光伏胶膜的改性支化聚烯烃弹性体组合物及其制备方法和应用。
背景技术
随着光伏产业的发展，市场对太阳能光伏组件质量提出越来越高的要求。影响光伏组件质量的因素有很多，其中，光伏组件封装材料是直接影响组件的抗潜在电势诱导衰减效应(Potential Induced Degradation，PID效应)因素之一。在光伏发电系统中，光伏组件长期暴露在自然环境下，尤其在沿海地区，潮湿和高温的环境非常容易产生水蒸气，水汽浸润组件内部导致封装材料的导电率上升，组件的泄漏电流增大，组件表面产生极化现象。
在相关技术中的封装材料方面，虽然乙烯-醋酸乙烯酯共聚物胶膜(ethylene-vinyl acetate copolymer，EVA)以其流动性好、粘接性好和价格低廉等优势，仍占据主流地位然而，但EVA胶膜强度低，吸水率较大，EVA封装的组件在湿热条件下容易产生PID现象，导致组件性能低于设计标准。乙烯-辛烯共聚物(Poly Olefin Elastome，POE)胶膜是饱和脂肪链结构，表现出良好的耐候性和优异的耐热耐低温性能。相比EVA胶膜，POE胶膜最大的优势是低水汽透过率和高体积电阻率，但POE材料的价格较高，这也导致其封装的光伏组件的成本增加。
在即将实现全面平价上网、光伏市场进入“后平价时代”的同时，光伏组件的使用寿命、长期稳定性和成本问题愈发受到重视。但现有技术优化方案中如多层共挤技术方案无法实现在降低经济成本的情况下，兼顾满足双玻组件对光伏胶膜高电绝缘性能及水汽阻隔性能的需求，以及保证光利用率。
发明内容
有鉴于此，为解决相关技术中的以及其他方面的至少一种技术问题，本公开提出了一种用于光伏胶膜的改性支化聚烯烃弹性体组合物及其制备方法和应用，其中，改性支化聚烯烃弹性体组合物按以下组分和重量计配制，包括：60～90重量份的基体树脂，10～40重量份的功能树脂，0.01～0.6重量份的主交联剂，0.2～0.8重量份的助交联剂，0.01～0.02重量份的抗老化剂，0.1～0.3重量份的光稳定剂，0～1份偶联剂。其中，基体树脂为乙烯基聚烯烃弹性体，所述乙烯基聚烯烃弹性体由乙烯单体在镍系催化剂与助催化剂作用下进行催化聚合反应得到；功能树脂是由基体树脂与极性单体接枝得到，极性单体包括硅烷类或异氰酸酯类。
根据本公开的实施例，镍系催化剂包括二亚胺镍金属催化剂，具有下式所示结构：
其中，R2、R7、R9、R12彼此独立的是氢、C1～C6烷基、卤素或卤代C1～C6烷基；R1、R8彼此独立的是氢、C1～C6烷基、卤素或卤代C1～C6烷基、硝基、C1～C6烷氧基、三氟甲基；R3、R6、R10、R11彼此独立的是氢、C1～C6烷基、卤素或卤代C1-C6烷基、苯基、二苯甲基；R4、R5各自独立的选自氢、C1～C6烷基、C1～C6卤代烷基、苯基、C6～C30的取代苯基；X选自卤素、C1～C6的烷烃、C2～C6的烯烃、烯丙基或者苄基；助催化剂包括硼盐、烷基铝氧烷、二乙基氯化铝、三甲基铝、三乙基铝、三正丙基铝、三正丁基铝、三异丙基铝、三异丁基铝、三戊基铝、三己基铝、三环己基铝、三辛基铝、三苯基铝、三对甲苯基铝、三苄基铝、乙基二苄基铝、乙基二对甲苯基铝和二乙基苄基铝中的至少一种；助催化剂和所述镍系催化剂的摩尔比为(1～5000)：1；催化聚合反应的温度为30～150℃，压力为0.1～3MPa，反应时间为0.1～78h。
根据本公开的实施例，基体树脂的支化度范围为30-60/1000C；基体树脂的熔融指数为5-14g/10min。
根据本公开的实施例，主交联剂包括过氧化物类交联剂；助交联剂包括烯丙基类交联剂；抗老化剂选自酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、受阻胺类光稳定剂、紫外截止剂、耐水解助剂、金属离子捕捉剂中的至少一种；光稳定剂为哌啶类光稳定剂；偶联剂选自乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、异氰酸酯基硅烷偶联剂、含硫硅烷偶联剂、环氧类硅烷偶联剂、酞酸酯类偶联剂中的至少一种。
根据本公开的实施例，主交联剂包括过氧化烷烃类交联剂、过氧化酯基类交联剂中的至少一种；助交联剂包括烯丙基酸酯类交联剂或丙烯酸酯类交联剂；光稳定剂包括哌啶醇酯类、哌啶基氨基烷基类、哌啶酮类、哌啶酯类中任意一种光稳定剂。
根据本公开的实施例，主交联剂包括叔丁基过氧化碳酸异丙酯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷、1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧化)己烷、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)环己烷、2,2-双(叔丁基过氧)丁烷、过氧化碳酸叔戊酯、过氧化3,3,5-三甲基己酸叔丁酯和1,3-双-(2-叔丁基过氧化异丙基)中的至少两种；助交联剂包括三烯丙基异氰酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三甲代烯丙基异氰酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种；抗老化剂包含亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯中的至少一种；光稳定剂包括癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯化物、四甲基哌啶酮、1,5,8,12-四[4,6-双(N-丁基-N-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基氨基)-1,3,5-三嗪-2-基]-1,5,8,12-四氮杂十二烷中的至少一种；偶联剂包括3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、三硬脂酰基钛酸异丙酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯中的至少一种。
在本公开的另一方面，提出了一种如上述的改性支化聚烯烃弹性体组合物的制备方法，包括：
将主交联剂、助交联剂、抗老化剂、光稳定剂、偶联剂混合得到助剂溶液；
将基体树脂和功能树脂混合，得到树脂混合物；
将助剂溶液分散至树脂混合物中，经过流延成膜处理后，得到改性支化聚烯烃弹性体组合物。
根据本公开的实施例，基体树脂和功能树脂的混合温度为30～60℃，基体树脂和功能树脂的混合时间为0.5～6h。
根据本公开的实施例，流延成膜的反应温度为60～100℃。
在本公开的另一方面，提出了一种采用如上述的改性支化聚烯烃弹性体组合物在光伏封装领域的应用，其中，改性支化聚烯烃弹性体组合物作为光伏封装胶膜。
根据本公开的实施例，本公开一方面引入了接枝有特定极性单体的功能树脂，从而对主交联剂、助交联剂和偶联剂等助剂进行固定，提高了助剂与基体树脂的相容性和稳定性；另一方面对交联剂的种类进行了优化，提升了交联效果，在同等添加量下减少了助交联剂的添加量，在保证性能的前提下，进一步降低了助剂向外迁移的趋势。由这种改性支化聚烯烃弹性体组合物制备得到的光伏胶膜有效减少了助剂析出后凝聚在胶膜表面所造成的打滑现象，延长了使用寿命。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开作进一步的详细说明。
在本公开中所公开的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本公开中具体公开。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
需要说明的是，除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。
类似地，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分到单个实施例或者对其描述中。参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本公开要求的保护范围之内。
本公开针对相关技术中POE胶膜中存在助剂析出问题以及耐候性较差的问题，通过引入具有硅烷类、异氰酸酯类特定基团的功能树脂，从而提高光伏胶膜中树脂与助剂的相容性，延长了光伏胶膜的使用寿命。
本公开提出了一种用于光伏胶膜的改性支化聚烯烃弹性体组合物，其中，改性支化聚烯烃弹性体组合物按以下组分和重量计配制，包括：60～90重量份的基体树脂，10～40重量份的功能树脂，0.01～0.6重量份的主交联剂，0.2～0.8重量份的助交联剂，0.01～0.02重量份的抗老化剂，0.1～0.3重量份的光稳定剂，0～1份偶联剂。其中，基体树脂包括为乙烯基聚烯烃弹性体，所述乙烯基聚烯烃弹性体由乙烯单体在镍系催化剂与助催化剂作用下进行催化聚合反应得到；功能树脂是由基体树脂与极性单体接枝得到，极性单体包括硅烷类、异氰酸酯类。
根据本公开的实施例，乙烯基聚烯烃弹性体的结构如下式(1)所示，
其中，R选自C1～C3的烷基，式(1)仅为示意性通式，x、y、n取决于乙烯单体聚合时的组分和比例，因此不做具体限定。
根据本公开的实施例，功能树脂的加入，一方面通过引入助剂中含有的硅烷类、异氰酸酯类基团，解决了基体树脂和助剂的不适配问题，另一方面也减少了助剂的用量，从而对助剂进行了有效控制，实现了降低助剂迁移速率的效果，延长了光伏胶膜材料的使用寿命。
根据本公开的实施例，本公开一方面引入了接枝有特定极性单体的功能树脂，从而对主交联剂、助交联剂和偶联剂等助剂进行固定，提高了助剂与基体树脂的相容性和稳定性；另一方面对交联剂的种类进行了优化，提升了交联效果，在同等添加量下减少了助交联剂的添加量，在保证性能的前提下，进一步降低了助剂向外迁移的趋势。由这种改性支化聚烯烃弹性体组合物制备得到的光伏胶膜有效减少了助剂析出后凝聚在胶膜表面所造成的打滑现象，延长了使用寿命。
根据本公开的实施例，镍系催化剂包括二亚胺镍金属催化剂，具有下式所示结构：
其中，R2、R7、R9、R12彼此独立的是氢、C1～C6烷基、卤素或卤代C1～C6烷基；R1、R8彼此独立的是氢、C1～C6烷基、卤素或卤代C1～C6烷基、硝基、C1～C6烷氧基、三氟甲基；R3、R6、R10、R11彼此独立的是氢、C1～C6烷基、卤素或卤代C1-C6烷基、苯基、二苯甲基；R4、R5各自独立的选自氢、C1～C6烷基、C1～C6卤代烷基、苯基、C6～C30的取代苯基；X选自卤素、C1～C6的烷烃、C2～C6的烯烃、烯丙基或者苄基；助催化剂包括硼盐、烷基铝氧烷、二乙基氯化铝、三甲基铝、三乙基铝、三正丙基铝、三正丁基铝、三异丙基铝、三异丁基铝、三戊基铝、三己基铝、三环己基铝、三辛基铝、三苯基铝、三对甲苯基铝、三苄基铝、乙基二苄基铝、乙基二对甲苯基铝和二乙基苄基铝中的至少一种；助催化剂和所述镍系催化剂的摩尔比为(1～5000)：1；催化聚合反应的温度为30～150℃，压力为0.1～3MPa，反应时间为0.1～78h。
根据本公开的实施例，功能树脂的结构如下式(2-1)～(2-3)所示，
其中，R1、R5、R6各自独立选自甲基、乙基、丙基中的至少一种，R2、R3、R4各自独立选自甲氧基、乙氧基、丙氧基中的至少一种，式(2-1)～(2-3)仅为示意性通式，x、y、n取决于乙烯单体聚合时的组分和比例，因此不做具体限定。根据本公开的实施例，基体树脂的支化度范围为30-60/1000C；基体树脂的熔融指数为5-14g/10min。
根据本公开的实施例，基体树脂的支化度会影响其极性，适当的支链数量能保证分子间的空隙，以适合交联聚合。基体树脂的熔融指数影响其流延成膜的反应温度。
根据本公开的实施例，主交联剂包括过氧化物类交联剂；助交联剂包括烯丙基类交联剂；抗老化剂选自酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、受阻胺类光稳定剂、紫外截止剂、耐水解助剂、金属离子捕捉剂中的至少一种；光稳定剂为哌啶类光稳定剂；偶联剂选自乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、异氰酸酯基硅烷偶联剂、含硫硅烷偶联剂、环氧类硅烷偶联剂、酞酸酯类偶联剂中的至少一种。
根据本公开的实施例，主交联剂包括过氧化烷烃类交联剂、过氧化酯基类交联剂中的至少一种；助交联剂包括烯丙基酸酯类交联剂或丙烯酸酯类交联剂；光稳定剂包括哌啶醇酯类、哌啶基氨基烷基类、哌啶酮类、哌啶酯类中任意一种光稳定剂。
根据本公开的实施例，主交联剂的作用是引发基体树脂和功能树脂产生自由基，然后通过链转移反应产生聚合物自由基，使基体树脂和功能树脂大分子自由基之间偶合终止而产生交联，形成改性支化聚烯烃弹性体组合物。
根据本公开的实施例，助交联剂在交联聚合反应中，可以迅速地与夺氢反应所产生的聚合物自由基发生反应，这种反应比聚合物断链反应要迅速，并且生成的聚合物自由基比较稳定，从而达到提高交联效率的目的。
根据本公开的实施例，光稳定剂的作用是屏蔽或吸收紫外线的能量，猝灭单线态氧，以及将氢过氧化物分解成非活性物质等功能，使光伏胶膜在光的辐射下，能排除或减缓光化学反应可能性，阻止或延迟光老化的过程，从而达到延长光伏胶膜使用寿命的目的。
根据本公开的实施例，抗老化剂的作用是提高光伏胶膜的耐UV性能、耐候性，从而降低紫外老化效应，保证光伏胶膜在长期使用过程中能够保持稳定的性能，延长使用寿命。
根据本公开的实施例，相关技术中常见的光伏基板为二氧化硅玻璃基板，偶联剂主要作用是通过侧基的硅氧基团大大提高与玻璃基板的粘结性，提高光伏胶膜材料的使用耐久性。
根据本公开的实施例，主交联剂包括叔丁基过氧化碳酸异丙酯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷、1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧化)己烷、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)环己烷、2,2-双(叔丁基过氧)丁烷、过氧化碳酸叔戊酯、过氧化3,3,5-三甲基己酸叔丁酯和1,3-双-(2-叔丁基过氧化异丙基)中的至少两种。
根据本公开的实施例，助交联剂包括三烯丙基异氰酸酯(TAIC)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(丙氧化TMPTA)、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(乙氧化TMPTA)、三甲代烯丙基异氰酸酯(TMAIC)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)、中的至少一种。
根据本公开的实施例，抗老化剂包含亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯中的至少一种。
根据本公开的实施例，光稳定剂包括癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯化物、四甲基哌啶酮、1,5,8,12-四[4,6-双(N-丁基-N-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基氨基)-1,3,5-三嗪-2-基]-1,5,8,12-四氮杂十二烷中的至少一种。
根据本公开的实施例，偶联剂包括3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、三硬脂酰基钛酸异丙酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯中的至少一种。
在本公开的另一方面，提出了一种如上述的改性支化聚烯烃弹性体组合物的制备方法，包括以下步骤S101-步骤S103。
步骤S101：将主交联剂、助交联剂、抗老化剂、光稳定剂、偶联剂混合得到助剂溶液。
步骤S102：将基体树脂和功能树脂混合，得到树脂混合物。
步骤S103：将助剂溶液分散至树脂混合物中，经过流延成膜处理后，得到改性支化聚烯烃弹性体组合物。
根据本公开的实施例，基体树脂和功能树脂的混合温度为30～60℃，例如可选为30℃、40℃、50℃、60℃等，基体树脂和功能树脂的混合时间为0.5～6h，例如可选为0.5h、1h、1.5h、2h、3h、4h、5h、6h等。
根据本公开的实施例，流延成膜的反应温度为60～100℃。
在本公开的另一方面，提出了一种如上述的改性支化聚烯烃弹性体组合物在光伏封装领域的应用，其中，改性支化聚烯烃弹性体组合物作为光伏封装胶膜。
根据本公开的实施例，以本公开提出的改性支化聚烯烃弹性体组合物作为光伏封装材料有效减少了助剂析出现象，延长了光伏封装材料的稳定性和寿命。
需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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其他实施例，都属于本公开保护的范围。
实施例1
在本实施例1中，改性支化聚烯烃弹性体组合物按以下组分和重量计配制，包括：60重量份的聚烯烃弹性体(POE树脂)作为基体树脂、40重量份的功能树脂，0.4重量份的叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯和0.2份过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯作为主交联剂、0.3重量份的三烯丙基异氰脲酸酯作为助交联剂、0.2重量份的癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯作为光稳定剂、0.4重量份的3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷和0.2重量份的乙烯基三甲氧基硅烷作为偶联剂、0.01份亚磷酸三(2,4-二叔丁苯基)酯作为抗老化剂。
在本实施例1中，改性支化聚烯烃弹性体组合物的制备方法为：
将主交联剂、助交联剂、抗老化剂、光稳定剂、偶联剂混合得到助剂溶液；
将基体树脂和功能树脂加入混料器中搅拌混合，控制混料器温度在30℃～55℃的范围内，得到树脂混合物；
将助剂溶液分散至树脂混合物中得到反应混合物，然后将反应混合物加入流延生产线的流延挤出机料斗中，通过流延机于60℃～100℃温度下对反应混合物进行熔融、塑化、混合，经流延模头挤出、牵引、压花处理得到改性支化聚烯烃弹性体组合物。所得的改性支化聚烯烃弹性体组合物可以作为光伏胶膜使用，控制光伏胶膜的膜厚为0.5～0.6mm。
实施例2-4
根据实施例1的制备方法，依次制备得到实施例2-4中的改性支化聚烯烃弹性体组合物。与实施例1不同的是：实施例2中基体树脂的用量为70重量份、实施例3中基体树脂的用量为80重量份、实施例4中基体树脂的用量为90重量份。
对比例1
在本对比例1中，支化聚烯烃弹性体组合物按以下组分和重量计配制，包括：
100重量份的POE树脂(同实施例1)作为基体树脂、0.4重量份的叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯和0.2重量份的过氧化(2-乙基己基)碳酸叔戊酯作为主交联剂、0.3重量份的三烯丙基异氰脲酸酯作为助交联剂、0.2重量份的癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯作为光稳定剂、0.4重量份的3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷和0.2份乙烯基三甲氧基硅烷作为偶联剂、0.01重量份的亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯作为抗老化剂。
在本对比例1中，支化聚烯烃弹性体组合物的制备方法为：
将主交联剂、助交联剂、抗老化剂、光稳定剂、偶联剂混合得到助剂溶液；
将基体树脂和助剂溶液加入混料器中搅拌混合，控制混料器温度30℃～55℃，待助剂溶液被树脂充分吸收时，混料结束，得到反应混合物；
将反应混合物加入流延生产线的流延挤出机料斗中，通过流延机于60℃～100℃温度下进行熔融、塑化、混合，经流延模头挤出、牵引、压花处理得到支化聚烯烃弹性体组合物，所得的支化聚烯烃弹性体组合物可以作为光伏胶膜使用，控制光伏胶膜的膜厚为0.5～0.6mm。
对比例2
根据对比例1的制备方法，得到对比例2中制备得到的支化聚烯烃弹性体组合物。与对比例1不同的是：对比例2中的主交联剂为0.7重量份的叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯。
性能检测
对实施例1-4以及对比例1、2得到的光伏胶膜分别进行助剂析出量测试、交联度测试、透光率测试、剥离强度测试和耐湿热测试。
其中，助剂析出量测试的方法为：
将定量光伏胶膜样品置于吸油纸上，然后将光伏胶膜样品置入80℃真空烘箱中加热6h。取出后用另一吸油纸吸干光伏胶膜样品表面的析出物，称重两张吸油纸前后质量变化。
其中，交联度测试的方法为：
根据GB/T29848-2018的测试方法，对在25℃存储60天后的光伏胶膜样品进行交联度测试。
其中，透光率测试的方法为：
对光伏胶膜样品进行层压处理，对光伏胶膜样品抽真空，抽真空时间为5min，层压温度为145℃，层压时间为10min，其中，层压设备为秦皇岛宇电自动化电加热式层压机YDS4050。
根据GB/T2410-2008的测试方法，在290nm～1100nm的波长范围内，对层压后的光伏胶膜样品进行透光率测试。
其中，剥离强度测试的方法为：
根据GB/T2790-1995的测试方法，将层压后的光伏胶膜样品与玻璃贴合进行胶膜180°剥离强度测试。其中，拉伸速度为100mm/min，有效剥离距离为150mm，测试结构为：玻璃/胶膜/背板。
其中，耐湿热测试的方法为：
根据GB/T41203-2021的测试方法，对光伏胶膜样品的耐湿热性能(PCT)进行检测。其中，测试温度为121℃，测试湿度为100％，测试时间为24h，拉伸速度100mm/min，有效剥离距离150mm，黄变指数(ΔYI)表示老化前后黄度指数(YI)的差值。
以上测试的结果记录于表1。
表1
从表1可以看出，本公开制备得到的改性支化聚烯烃弹性体组合物作为光伏胶膜时，对比常规POE光伏胶膜，仍保持有良好的透光性能。其可以显著提升胶膜与电池组件玻璃的粘接力，且有效防止了助剂渗出。同时本公开提出的光伏封装胶膜耐湿热性能良好，有利于提高太阳能电池组件使用寿命。进一步的，可以发现的时，在本公开提出的含量组成范围内，基体树脂的组分越小，即功能树脂的组分占比越大，其剥离强度和抗助剂析出效果越好，侧面验证了功能树脂的作用。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于光伏胶膜的改性支化聚烯烃弹性体组合物，其中，所述改性支化聚烯烃弹性体组合物按以下组分和重量计配制：60～90重量份的基体树脂，10～40重量份的功能树脂，0.01～0.6重量份的主交联剂，0.2～0.8重量份的助交联剂，0.01～0.02重量份的抗老化剂，0.1～0.3重量份的光稳定剂，0～1份偶联剂；
其中，所述基体树脂为乙烯基聚烯烃弹性体，所述乙烯基聚烯烃弹性体由乙烯单体在镍系催化剂与助催化剂作用下进行催化聚合反应得到；
所述功能树脂是由所述基体树脂与极性单体接枝得到，所述极性单体包括硅烷类或异氰酸酯类。
2.根据权利要求1所述的改性支化聚烯烃弹性体组合物，其中，所述镍系催化剂包括二亚胺镍金属催化剂，具有下式所示结构：
其中，R2、R7、R9、R12彼此独立的是氢、C1～C6烷基、卤素或卤代C1～C6烷基；R1、R8彼此独立的是氢、C1～C6烷基、卤素或卤代C1～C6烷基、硝基、C1～C6烷氧基、三氟甲基；R3、R6、R10、R11彼此独立的是氢、C1～C6烷基、卤素或卤代C1-C6烷基、苯基、二苯甲基；R4、R5各自独立的选自氢、C1～C6烷基、C1～C6卤代烷基、苯基、C6～C30的取代苯基；X选自卤素、C1～C6的烷烃、C2～C6的烯烃、烯丙基或者苄基；
所述助催化剂包括硼盐、烷基铝氧烷、二乙基氯化铝、三甲基铝、三乙基铝、三正丙基铝、三正丁基铝、三异丙基铝、三异丁基铝、三戊基铝、三己基铝、三环己基铝、三辛基铝、三苯基铝、三对甲苯基铝、三苄基铝、乙基二苄基铝、乙基二对甲苯基铝和二乙基苄基铝中的至少一种；
所述助催化剂和所述镍系催化剂的摩尔比为(1～5000)：1；
所述催化聚合反应的温度为30～150℃，压力为0.1～3MPa，反应时间为0.1～78h。
3.根据权利要求1所述的改性支化聚烯烃弹性体组合物，其中，所述基体树脂的支化度范围为30-60/1000C；所述基体树脂的熔融指数为5-14g/10min。
4.根据权利要求1所述的改性支化聚烯烃弹性体组合物，其中，
所述主交联剂包括过氧化物类交联剂；
所述助交联剂包括烯丙基类交联剂；
所述抗老化剂选自酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、受阻胺类光稳定剂、紫外截止剂、耐水解助剂、金属离子捕捉剂中的至少一种；
所述光稳定剂为哌啶类光稳定剂；
所述偶联剂选自乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、异氰酸酯基硅烷偶联剂、含硫硅烷偶联剂、环氧类硅烷偶联剂、酞酸酯类偶联剂中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的改性支化聚烯烃弹性体组合物，其中，
所述主交联剂包括过氧化烷烃类交联剂、过氧化酯基类交联剂中的至少一种；
所述助交联剂包括烯丙基酸酯类交联剂或丙烯酸酯类交联剂；
所述光稳定剂包括哌啶醇酯类、哌啶基氨基烷基类、哌啶酮类、哌啶酯类中任意一种光稳定剂。
6.根据权利要求5所述的改性支化聚烯烃弹性体组合物，其中，
所述主交联剂包括叔丁基过氧化碳酸异丙酯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧基)己烷、1-双(过氧化叔丁基)-3,3,5-三甲基环己烷、叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁过氧化)己烷、1,1-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-双(叔戊基过氧)环己烷、2,2-双(叔丁基过氧)丁烷、过氧化碳酸叔戊酯、过氧化3,3,5-三甲基己酸叔丁酯和1,3-双-(2-叔丁基过氧化异丙基)中的至少两种；
所述助交联剂包括三烯丙基异氰酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三甲代烯丙基异氰酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种；
所述抗老化剂包含亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、聚丁二酸(4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇)酯中的至少一种；
所述光稳定剂包括癸二酸双-2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基酯化物、四甲基哌啶酮、1,5,8,12-四[4,6-双(N-丁基-N-1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基氨基)-1,3,5-三嗪-2-基]-1,5,8,12-四氮杂十二烷中的至少一种；
所述偶联剂包括3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、三硬脂酰基钛酸异丙酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯中的至少一种。
7.一种如权利要求1～6中任一项所述的改性支化聚烯烃弹性体组合物的制备方法，包括：
将主交联剂、助交联剂、抗老化剂、光稳定剂、偶联剂混合得到助剂溶液；
将基体树脂和功能树脂混合，得到树脂混合物；
将所述助剂溶液分散至所述树脂混合物中，经过流延成膜处理后，得到改性支化聚烯烃弹性体组合物。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述基体树脂和所述功能树脂的混合温度为30～60℃，所述基体树脂和所述功能树脂的混合时间为0.5～6h。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其中，所述流延成膜的反应温度为60～100℃。
10.一种采用如权利要求1～6中任一项所述的改性支化聚烯烃弹性体组合物在光伏封装领域的应用，其中，所述改性支化聚烯烃弹性体组合物作为光伏封装胶膜。
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