本發(fā)明屬于光伏組件密封阻水用膠領(lǐng)域，涉及一種光伏組件密封用阻水膠。
背景技術(shù)：
：隨著光伏行業(yè)的不斷發(fā)展，光伏電站的應(yīng)用地從荒無人煙的戈壁大漠到陽光充足的內(nèi)陸、沿海城市，應(yīng)用環(huán)境的不同造成了光伏電站的發(fā)電效率的差異性。目前光伏組件一般是由光轉(zhuǎn)換材料以及封裝材料層疊在一起組成的光電裝置?，F(xiàn)有的商品化的光伏組件光轉(zhuǎn)換部分基本都是基于剛性的晶硅電池或者剛性、柔性的薄膜電池。對(duì)于晶硅電池組件而言，PID效應(yīng)是組件功率穩(wěn)定性面臨的重要難題之一。PID效應(yīng)是指光伏面板在長時(shí)間工作后性能會(huì)發(fā)生逐漸衰減的反應(yīng)。從組件層面來講，環(huán)境的溫濕度影響了電池片和地面間的泄漏電流，如果水汽深入組件，那么封裝材料的導(dǎo)電率上升，相應(yīng)組件的泄漏電流增大。PID效應(yīng)最容易在潮濕的環(huán)境下發(fā)生，且其活躍程度與潮濕程度相關(guān)。同樣對(duì)于薄膜電池而言，其工藝原理一般是將碲化鎘、非晶硅或者銅-銦-硒類化合物沉積到玻璃、金屬板或者柔性薄膜上面制備而成。這類光轉(zhuǎn)換材料對(duì)于水汽更有著高度的敏感性，其發(fā)電效率會(huì)伴隨著水汽的侵入而出現(xiàn)大面積的衰減，使得原本價(jià)格較為昂貴的薄膜電池更不適合戶外大面積應(yīng)用。光伏組件模塊在暴露戶外使用過程當(dāng)中，不可避免的會(huì)面臨高溫和水汽的影響。因此如何有效的阻隔水汽進(jìn)入光伏組件內(nèi)部，延長組件的使用壽命，對(duì)于光伏新能源產(chǎn)品的開發(fā)與推廣具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的光伏組件封裝材料水汽阻隔性能較差，導(dǎo)致組件在戶外使用過程中水汽侵蝕導(dǎo)致的功率嚴(yán)重下降的問題，提供一種光伏組件密封用阻水膠。本發(fā)明通過在光伏組件邊緣或者薄膜電池背面覆蓋阻水膠的方式，隔絕水汽進(jìn)入組件內(nèi)部。同時(shí)所述的光伏組件密封用阻水膠顯示了良好的熱穩(wěn)定性能和高強(qiáng)度紫外線下抗降解性能，可以滿足光伏領(lǐng)域?qū)τ诋a(chǎn)品戶外環(huán)境中長期穩(wěn)定性的要求。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種光伏組件密封用阻水膠，它主要由烯烴聚合物、硅烷改性烯烴聚合物、高吸水性樹脂、補(bǔ)強(qiáng)填料、惰性填料以及干燥劑和抗氧劑按照質(zhì)量比100：5-30：2-10：10-20：20-40：5-10：0.1-0.5混煉得到。進(jìn)一步地，所述的高吸水性樹脂由聚丙烯酸鹽、聚丙烯酰胺中的一種或者兩種按任意配比混合得到；所述的高吸水性樹脂的數(shù)均分子量約為10000-50000。進(jìn)一步地，所述的烯烴聚合物由聚丙烯、聚異丁烯、丁基橡膠(聚異丁烯-異戊二烯)、聚丁烯中的一種或者幾種按任意配比混合得到；所述的烯烴聚合物的數(shù)均分子量約為10000-120000。進(jìn)一步地，所述的硅烷改性烯烴聚合物由硅烷偶聯(lián)劑改性的聚丙烯、聚異丁烯、丁基橡膠(聚異丁烯-異戊二烯)、茂金屬催化的乙烯基共聚物中的一種或者幾種按任意配比混合得到；所述的硅烷改性烯烴聚合物的數(shù)均分子量約為1000-500000。進(jìn)一步地，所述的補(bǔ)強(qiáng)填料由炭黑、白炭黑(二氧化硅)中的一種或者幾種按任意配比混合得到；所述的炭黑為爐法制造、原始粒徑約為30-50納米；所述的白炭黑為氣相法疏水白炭黑，原始粒徑約為1250目-5000目。進(jìn)一步地，所述的惰性填料由滑石粉、云母、硅酸鎂、氧化鋁、輕質(zhì)碳酸鈣、高嶺土中的一種或者幾種按任意配比混合得到。進(jìn)一步地，所述的干燥劑由3A分子篩、4A分子篩、5A分子篩、無水氯化鈣、無水硫酸鎂中的一種或者幾種按任意配比混合得到。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：1.本發(fā)明在阻水膠配方中加入高吸水性樹脂，與常規(guī)的建筑用丁基膠帶相比，由于高吸水性樹脂的加入，可以通過吸收少量的透過膠體進(jìn)入的水分，形成凝膠狀物質(zhì)，有效鎖住水分并形成凝膠屏障，提高了膠的水汽阻隔性能，避免常規(guī)單純加入分子篩類或者無機(jī)干燥劑存在的吸脫附平衡引起的水汽往內(nèi)層深入擴(kuò)散；同時(shí)通過平衡配方中各組分的比例，使得膠體與粘結(jié)界面的粘結(jié)強(qiáng)度要大于膠體本身的內(nèi)聚強(qiáng)度，保證了在使用過程中水汽無法通過膠體與粘結(jié)物的界面進(jìn)入組件內(nèi)部，有效的阻斷了水汽進(jìn)入的途徑。2.本發(fā)明在不降低性能的前提下，通過調(diào)整聚合物以及填料組分的類型和配比，調(diào)整膠體的流動(dòng)性，同時(shí)使得膠可以使用常規(guī)的中空玻璃用丁基膠涂布機(jī)涂布，與市場上目前常規(guī)的通過螺桿擠出機(jī)擠出的膠帶類型產(chǎn)品相比，減少了擠出步驟，降低了能耗。在組件產(chǎn)線生產(chǎn)過程當(dāng)中，配合使用尺寸合適的涂布機(jī)，可以直接將膠體實(shí)時(shí)涂布到指定區(qū)域，減少了離型紙的使用，降低成本，生產(chǎn)效率得到了極大的提高。具體實(shí)施方式本發(fā)明通過在膠帶配方中加入高吸水性樹脂同時(shí)平衡各組分之間的比例，可以通過吸收少量的透過膠體進(jìn)入的水分，形成凝膠狀物質(zhì)，有效鎖住水分并形成凝膠屏障，提高了膠的水汽阻隔性能，使得膠體與粘結(jié)界面的粘結(jié)強(qiáng)度要大于膠體本身的內(nèi)聚強(qiáng)度。通過在不降低性能的前提下，通過調(diào)整聚合物以及填料組分的類型和配比，調(diào)整膠體的流動(dòng)性，同時(shí)使得膠可以使用常規(guī)的中空玻璃用丁基膠涂布機(jī)涂布，簡化了工藝。本發(fā)明提供的光伏組件密封用阻水膠，主要由烯烴聚合物、硅烷改性烯烴聚合物、高吸水性樹脂、補(bǔ)強(qiáng)填料、惰性填料以及干燥劑和抗氧劑按照質(zhì)量比100：5-30：2-10：10-20：20-40：5-10：0.1-0.5混煉得到。所述的阻水膠混煉以及涂布按照以下步驟操作：1、阻水膠原料的密煉、捏合：按照上述擬定的原料配方先將烯烴聚合物、高吸水性樹脂、補(bǔ)強(qiáng)填料、惰性填料以及干燥劑和抗氧劑加入捏合機(jī)中，升溫至150℃，捏合45分鐘，然后再加入改性烯烴聚合物，繼續(xù)密煉捏合30分鐘。將捏合好的膠料，趁熱通過保溫球閥管路放入耐高溫離型紙桶，備用。2、涂布成型：將經(jīng)步驟1捏合好的成型的阻水膠從離型紙桶中取出，放入丁基膠涂布機(jī)中，并將膠缸和膠頭溫度設(shè)定為130℃。離型紙桶尺寸匹配膠缸形狀尺寸。根據(jù)實(shí)際需求，可以將膠體擠出并與離型紙復(fù)合后做成常規(guī)的膠帶產(chǎn)品或者直接根據(jù)需求現(xiàn)場將膠體實(shí)時(shí)涂布。所述的高吸水性樹脂由聚丙烯酸鹽、聚丙烯酰胺中的一種或者兩種按任意配比混合得到；所述的高吸水性樹脂的數(shù)均分子量約為10000-50000。所述的烯烴聚合物由聚丙烯、聚異丁烯、丁基橡膠(聚異丁烯-異戊二烯)、聚丁烯中的一種或者幾種按任意配比混合得到；所述的烯烴聚合物的數(shù)均分子量約為10000-120000。所述的硅烷改性烯烴聚合物由硅烷偶聯(lián)劑改性的聚丙烯、聚異丁烯、丁基橡膠(聚異丁烯-異戊二烯)、茂金屬催化的乙烯基共聚物中的一種或者幾種按任意配比混合得到；所述的硅烷改性烯烴聚合物的數(shù)均分子量約為1000-500000。所使用的硅烷偶聯(lián)劑為本領(lǐng)域常用的硅烷偶聯(lián)劑，一般含有YSiX3的結(jié)構(gòu)通式，其中Y為非水解基團(tuán)，可以為鏈烯基、NH2、SH、環(huán)氧、N3、(甲基)丙烯酰氧基中的一種，X為可水解基團(tuán)，可以為OMe、OEt、OC2H4OCH3、OSiMe3中的一種。所使用的改性方法為本領(lǐng)域常用的聚合物改性方法，如高溫熔融解枝法或者溶劑體系解枝法。所述的補(bǔ)強(qiáng)填料由炭黑、白炭黑(二氧化硅)中的一種或者幾種按任意配比混合得到；所述的炭黑為爐法制造、原始粒徑約為30-50納米；所述的白炭黑為氣相法疏水白炭黑，原始粒徑約為1250目-5000目。所述的惰性填料由滑石粉、云母、硅酸鎂、氧化鋁、輕質(zhì)碳酸鈣、高嶺土中的一種或者幾種按任意配比混合得到。所述的干燥劑由3A分子篩、4A分子篩、5A分子篩、無水氯化鈣、無水硫酸鎂中的一種或者幾種按任意配比混合得到。所述的抗氧劑為本領(lǐng)域常用的芳香胺類抗氧劑、受阻酚類抗氧劑一種或者幾種按任意配比混合得到。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)的解釋，但是保護(hù)范圍不限于實(shí)施例。實(shí)施例1組分比例(％，質(zhì)量)聚丙烯100硅烷改性的丁基橡膠30聚丙烯酸鈉10炭黑N33010滑石粉：云母＝1:1203A分子篩5抗氧劑10100.2操作步驟：1、阻水膠原料的密煉、捏合：按照上述擬定的原料配方先將聚丙烯、聚丙烯酸鈉、炭黑N330以及滑石粉、云母、3A分子篩和抗氧劑1010加入捏合機(jī)中，升溫至150℃，捏合45分鐘，然后再加入硅烷改性的丁基橡膠，繼續(xù)密煉捏合30分鐘。將捏合好的膠料，趁熱通過保溫球閥管路放入特定性狀的耐高溫離型紙桶，備用。2、涂布成型：將經(jīng)步驟1捏合好的成型的阻水膠從離型紙桶中取出，放入丁基膠涂布機(jī)中，并將膠缸和膠頭溫度設(shè)定為130℃。離型紙桶尺寸匹配膠缸形狀尺寸。根據(jù)實(shí)際需求，可以將膠體擠出并與離型紙復(fù)合后做成常規(guī)的膠帶產(chǎn)品或者直接根據(jù)需求現(xiàn)場將膠體實(shí)時(shí)涂布。實(shí)施例2操作步驟：1、阻水膠原料的密煉、捏合：按照上述擬定的原料配方先將聚異丁烯B30、聚丙烯酰胺、炭黑N770以及云母、硅酸鎂、氧化鋁和3A分子篩、無水氯化鈣、抗氧劑1010、1076加入捏合機(jī)中，升溫至150℃，捏合45分鐘，然后再加入硅烷改性的聚異丁烯，繼續(xù)密煉捏合30分鐘。將捏合好的膠料，趁熱通過保溫球閥管路放入特定性狀的耐高溫離型紙桶，備用。2、涂布成型：將經(jīng)步驟1捏合好的成型的阻水膠從離型紙桶中取出，放入丁基膠涂布機(jī)中，并將膠缸和膠頭溫度設(shè)定為130℃。離型紙桶尺寸匹配膠缸形狀尺寸。根據(jù)實(shí)際需求，可以將膠體擠出并與離型紙復(fù)合后做成常規(guī)的膠帶產(chǎn)品或者直接根據(jù)需求現(xiàn)場將膠體實(shí)時(shí)涂布。實(shí)施例3操作步驟：1、阻水膠原料的密煉、捏合：按照上述擬定的原料配方先將丁基橡膠1751、聚丙烯酸鈉、炭黑N330、疏水白炭黑R812以及氧化鋁、輕質(zhì)碳酸鈣、4A分子篩、5A分子篩和抗氧劑1098、抗氧劑1098、168加入捏合機(jī)中，升溫至150℃，捏合45分鐘，然后再加入硅烷改性的聚丙烯，繼續(xù)密煉捏合30分鐘。將捏合好的膠料，趁熱通過保溫球閥管路放入特定性狀的耐高溫離型紙桶，備用。2、涂布成型：將經(jīng)步驟1捏合好的成型的阻水膠從離型紙桶中取出，放入丁基膠涂布機(jī)中，并將膠缸和膠頭溫度設(shè)定為130℃。離型紙桶尺寸匹配膠缸形狀尺寸。根據(jù)實(shí)際需求，可以將膠體擠出并與離型紙復(fù)合后做成常規(guī)的膠帶產(chǎn)品或者直接根據(jù)需求現(xiàn)場將膠體實(shí)時(shí)涂布。實(shí)施例4操作步驟：1、阻水膠原料的密煉、捏合：按照上述擬定的原料配方先將PIB2400、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、炭黑N330以及輕質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、3A分子篩、無水硫酸鎂和抗氧劑1010加入捏合機(jī)中，升溫至150℃，捏合45分鐘，然后再加入硅烷改性的茂金屬催化的乙烯基共聚物，繼續(xù)密煉捏合30分鐘。將捏合好的膠料，趁熱通過保溫球閥管路放入特定性狀的耐高溫離型紙桶，備用。2、涂布成型：將經(jīng)步驟1捏合好的成型的阻水膠從離型紙桶中取出，放入丁基膠涂布機(jī)中，并將膠缸和膠頭溫度設(shè)定為130℃。離型紙桶尺寸匹配膠缸形狀尺寸。根據(jù)實(shí)際需求，可以將膠體擠出并與離型紙復(fù)合后做成常規(guī)的膠帶產(chǎn)品或者直接根據(jù)需求現(xiàn)場將膠體實(shí)時(shí)涂布。實(shí)施例5操作步驟：1、阻水膠原料的密煉、捏合：按照上述擬定的原料配方先將聚異丁烯B50、丁基橡膠065、聚丙烯酸鈉、炭黑N770、白炭黑R812以及滑石粉、輕質(zhì)碳酸鈣、高嶺土、3A分子篩、無水硫酸鎂和抗氧劑1010加入捏合機(jī)中，升溫至150℃，捏合45分鐘，然后再加入硅烷改性的聚異丁烯，繼續(xù)密煉捏合30分鐘。將捏合好的膠料，趁熱通過保溫球閥管路放入特定性狀的耐高溫離型紙桶，備用。2、涂布成型：將經(jīng)步驟1捏合好的成型的阻水膠從離型紙桶中取出，放入丁基膠涂布機(jī)中，并將膠缸和膠頭溫度設(shè)定為130℃。離型紙桶尺寸匹配膠缸形狀尺寸。根據(jù)實(shí)際需求，可以將膠體擠出并與離型紙復(fù)合后做成常規(guī)的膠帶產(chǎn)品或者直接根據(jù)需求現(xiàn)場將膠體實(shí)時(shí)涂布。實(shí)施例6操作步驟：1、阻水膠原料的密煉、捏合：按照上述擬定的原料配方先將聚異丁烯B10、丁基橡膠、聚丙烯酸鈉、炭黑N330、滑石粉、云母、輕質(zhì)碳酸鈣、4A分子篩和抗氧劑1076和168加入捏合機(jī)中，升溫至150℃，捏合45分鐘，然后再加入硅烷改性的聚異丁烯，繼續(xù)密煉捏合30分鐘。將捏合好的膠料，趁熱通過保溫球閥管路放入特定性狀的耐高溫離型紙桶，備用。2、涂布成型：將經(jīng)步驟1捏合好的成型的阻水膠從離型紙桶中取出，放入丁基膠涂布機(jī)中，并將膠缸和膠頭溫度設(shè)定為130℃。離型紙桶尺寸匹配膠缸形狀尺寸。根據(jù)實(shí)際需求，可以將膠體擠出并與離型紙復(fù)合后做成常規(guī)的膠帶產(chǎn)品或者直接根據(jù)需求現(xiàn)場將膠體實(shí)時(shí)涂布。實(shí)施例7操作步驟：1、阻水膠原料的密煉、捏合：按照上述擬定的原料配方先將聚異丁烯B15、丁基橡膠065、聚丙烯酸鈉、炭黑N770、云母、輕質(zhì)碳酸鈣、無水硫酸鎂、無水氯化鈣和抗氧劑1010加入捏合機(jī)中，升溫至150℃，捏合45分鐘，然后再加入硅烷改性的硅烷改性的茂金屬催化的乙烯基共聚物，繼續(xù)密煉捏合30分鐘。將捏合好的膠料，趁熱通過保溫球閥管路放入特定性狀的耐高溫離型紙桶，備用。2、涂布成型：將經(jīng)步驟1捏合好的成型的阻水膠從離型紙桶中取出，放入丁基膠涂布機(jī)中，并將膠缸和膠頭溫度設(shè)定為130℃。離型紙桶尺寸匹配膠缸形狀尺寸。根據(jù)實(shí)際需求，可以將膠體擠出并與離型紙復(fù)合后做成常規(guī)的膠帶產(chǎn)品或者直接根據(jù)需求現(xiàn)場將膠體實(shí)時(shí)涂布。對(duì)比例市場上購買的兩種主流的光伏專用密封膠帶產(chǎn)品A和B。各項(xiàng)性能采用如下測(cè)試方法：1.產(chǎn)品外觀檢測(cè)：無明顯氣泡、凹坑，產(chǎn)品細(xì)膩,顏色均一為合格。2.耐候性能測(cè)試：按照GB/T2423.3試驗(yàn)方法進(jìn)行，恒定濕熱85±2℃、85％±2％RH下老化3000h外觀無鼓泡、無粉化、無流淌即為合格。3.耐紫外光輻照性能:按照國際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC61345規(guī)定要求進(jìn)行紫外輻照老化測(cè)試。試驗(yàn)條件：試樣表面溫度60±5℃；波長為280-400nm范圍，輻照強(qiáng)度為15KW.h/m2，測(cè)試樣不出現(xiàn)開裂以及變黃以及表面無油狀揮發(fā)物為合格。4.戶外實(shí)際水汽阻隔效果測(cè)試：參照常規(guī)雙玻組件的制作方法，將實(shí)施例樣品與對(duì)比例樣品封入雙波組件邊緣，兩層玻璃之間加入兩層市售的光伏EVA膠膜封裝，同時(shí)在兩層膠膜之間加入少量遇水會(huì)由藍(lán)色變?yōu)榧t色的變色硅膠試紙?？瞻讟悠愤吘壊挥米杷z密封。經(jīng)層壓后，硅膠變?yōu)樗{(lán)色。然后將所有樣品在戶外環(huán)境中放置約360天時(shí)間，根據(jù)阻水膠是否脫層、缺膠以及中間硅膠的變色程度，確定產(chǎn)品的性能。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果見表1。表1：各實(shí)施例性能數(shù)據(jù)表：戶外實(shí)際水汽阻隔效果測(cè)試結(jié)果：根據(jù)上述測(cè)試方法，將模擬組件戶外放置360天之后，進(jìn)行外觀性能評(píng)估，各樣品戶外放置360天后外觀可見，本發(fā)明制備得到的阻水膠無論是單純的實(shí)驗(yàn)室性能測(cè)試還是戶外實(shí)際暴曬老化測(cè)試，都優(yōu)于對(duì)比樣。從耐候性能測(cè)試以及耐紫外光輻照性能測(cè)試中，本發(fā)明實(shí)施例樣品老化后均沒有出現(xiàn)鼓泡、紫外后變黃、出油等問題。戶外長時(shí)間老化測(cè)試后，從圖片上可以發(fā)現(xiàn)，實(shí)施例樣品中的變色硅膠依舊保持藍(lán)色，而對(duì)比例A雖然顏色為藍(lán)色但是開始出現(xiàn)脫膠現(xiàn)象，存在隱患；對(duì)比例B則中間的變色試紙已經(jīng)有大部分變?yōu)榱它S粉色，水汽進(jìn)入嚴(yán)重?？瞻讟悠酚捎谌鄙僮杷z的保護(hù)，水汽進(jìn)入后隨環(huán)境不斷的產(chǎn)生熱脹冷縮效應(yīng)，導(dǎo)致玻璃出現(xiàn)了破碎，試紙變色嚴(yán)重。通過以上結(jié)果可以驗(yàn)證，本發(fā)明中的一種光伏組件密封用阻水膠，制備得到的光伏組件密封用阻水膠顯示了良好的熱穩(wěn)定性能和紫外抗降解性能，可以滿足光伏領(lǐng)域?qū)τ诋a(chǎn)品野外環(huán)境長期穩(wěn)定性的要求。當(dāng)前第1頁1 2 3