本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光伏組件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽(yáng)能光伏阻燃型白色EVA封裝膠膜及阻燃型雙玻光伏組件。

背景技術(shù)：

雙玻光伏組件如需安裝在屋頂和農(nóng)業(yè)大棚等上，通常需要做防火試驗(yàn)(IEC61730-1/2，UL1703)，以評(píng)定組件的阻燃級(jí)別Class A(最高的防火等級(jí))，Class B(中等的防火等級(jí))，or Class C(基本的防火等級(jí))，防火試驗(yàn)包括火焰蔓延試驗(yàn)(測(cè)試方法如表1所示)和燃燒塊試驗(yàn)(測(cè)試方法如表2所示)。

表1火焰蔓延試驗(yàn)

表2燃燒塊試驗(yàn)

雙玻光伏組件一般上層使用普通壓花玻璃，下層使用浮法半鋼化玻璃，中間層使用EVA，玻璃的阻燃性能較好，EVA是高分子材料，影響雙玻光伏組件阻燃的因素主要是EVA。普通EVA阻燃性能較差，是雙玻光伏組件阻燃等級(jí)提高的一大瓶頸。

EVA封裝的雙玻光伏組件在燃燒時(shí)，上層EVA由于與玻璃接觸，防火測(cè)試時(shí)，迅速氣化燃燒，一般不影響雙玻光伏組件防火測(cè)試，而下層EVA隔著一層硅片，燃燒不充分，極易在防火試驗(yàn)中熔融滴落，引燃雙玻光伏組件下方物體，導(dǎo)致雙玻光伏組件防火等級(jí)下降。所以一般的常規(guī)EVA封裝的雙玻光伏組件只能通過(guò)最低等級(jí)Class C級(jí)別的試驗(yàn)，雙玻光伏組件阻燃等級(jí)只能評(píng)定為Class C，無(wú)法通過(guò)Class A級(jí)別測(cè)試認(rèn)證，因此限制了雙玻光伏組件在高阻燃要求場(chǎng)合的應(yīng)用。

目前，常規(guī)EVA一般使用磷酸三辛酯(TOP)作為阻燃助劑，以滿足基本阻燃需要。TOP的阻燃作用是通過(guò)膨脹阻燃原理，促進(jìn)基體樹(shù)脂的炭化，但TOP單獨(dú)使用，阻燃性能一般，無(wú)法滿足高防火要求。

面對(duì)客戶市場(chǎng)對(duì)雙玻光伏組件阻燃要求的提高，常規(guī)雙玻光伏組件一般不能滿足阻燃的高要求，只能通過(guò)在常規(guī)雙玻光伏組件安裝時(shí)，在雙玻光伏組件下手另外安裝一個(gè)金屬擋板，用以接收雙玻光伏組件燃燒時(shí)，燃燒熔融滴落的EVA，防止滴落物引燃雙玻光伏組件下方物體。該防火方法需要重新設(shè)計(jì)雙玻光伏組件已有的安裝施工方案，并且增加了安裝成本，較為麻煩，客戶端推廣較難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)已有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種太陽(yáng)能光伏阻燃型白色EVA封裝膠膜，所述EVA封裝膠膜具有優(yōu)異的阻燃效果，將其用于雙玻光伏組件的封裝，雙玻光伏組件防火等級(jí)可達(dá)到Class A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：

一種太陽(yáng)能光伏阻燃型白色EVA封裝膠膜，所述封裝膠膜采用磷酸三苯酯(TPP)、納米碳酸鈣(Nano CaCO₃)以及納米氫氧化鎂(Nano Mg(OH)₂)三 者的復(fù)配作為阻燃劑，復(fù)配比例為：磷酸三苯酯20～40％，納米碳酸鈣50～70％，納米氫氧化鎂5～30％。

所述復(fù)配比例即為：以磷酸三苯酯、納米碳酸鈣以及納米氫氧化鎂三者的質(zhì)量之和為基準(zhǔn)，磷酸三苯酯、納米碳酸鈣以及納米氫氧化鎂分別占該質(zhì)量之和的質(zhì)量百分比。

所述磷酸三苯酯的含量為20～40％，例如22％、24％、26％、28％、30％、32％、34％、36％或38％。

所述納米碳酸鈣的含量為50～70％，例如52％、54％、56％、58％、60％、62％、64％、66％、68％或70％。

優(yōu)選地，所述納米氫氧化鎂的含量例如為7％、9％、11％、13％、15％、17％、19％、21％、23％、25％、27％或29％。

磷酸三苯酯(TPP)是一種高效有機(jī)磷阻燃劑，它是在凝聚相中以特殊的機(jī)理發(fā)揮阻燃作用，TPP能催化EVA的Fries重排，生成含酚分解產(chǎn)物，這類產(chǎn)物能與TPP發(fā)生酯轉(zhuǎn)移反應(yīng)，在樹(shù)脂表面形成不揮發(fā)，不燃燒的含磷物質(zhì)。這種表面屏障可阻止可燃?xì)怏w擴(kuò)散至火焰中。同時(shí)，TPP在受熱時(shí)也能分裂成碎片，生成小分子磷自由基，并與EVA燃燒出的氫自由基復(fù)合，以淬滅火焰。納米碳酸鈣(Nano CaCO₃)高溫下迅速分解，放出CO₂氣體，驅(qū)趕EVA表面和內(nèi)部氧氣，使EVA表面形成膨脹碳層，抑制可燃物的繼續(xù)釋放。納米氫氧化鎂(Nano Mg(OH)₂)特有的納米結(jié)構(gòu)，比表面積大，能快速中和EVA高溫下分解生成的乙酸，阻止乙酸揮發(fā)燃燒。EVA受熱時(shí)，易融化和低落，納米碳酸鈣(Nano CaCO₃)和納米氫氧化鎂(Nano Mg(OH)₂)特有的納米結(jié)構(gòu)，對(duì)EVA熔體形成特殊的內(nèi)部粘結(jié)力，可防止EVA大量熔融后滴落。本發(fā)明通過(guò)采用磷酸三苯酯(TPP)、納米碳酸鈣(Nano CaCO₃)和納米氫氧化鎂(Nano Mg(OH)₂) 三種阻燃劑按一定比例復(fù)配，相互之間補(bǔ)充了各自的阻燃缺陷與不足，能產(chǎn)生協(xié)同阻燃效果，使EVA封裝膠膜達(dá)到最佳阻燃效果，將其用于雙玻光伏組件的封裝，雙玻光伏組件防火等級(jí)可達(dá)到Class A的要求。此外，通過(guò)上述阻燃劑的復(fù)配，也得到了抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、體積電阻率、擊穿電壓、反射率以及收縮率等綜合性能優(yōu)異的封裝膠膜。此外，將該封裝膠膜用于封裝組件，也可以得到綜合性能(CTM、防火等級(jí)、初始濕漏電阻、初始漏電流等)優(yōu)異的封裝組件。

優(yōu)選地，所述阻燃劑的含量為0.05～0.4％，例如0.08％、0.12％、0.15％、0.18％、0.20％、0.23％、0.25％、0.28％、0.30％、0.32％、0.35％或0.38％。

優(yōu)選地，所述EVA封裝膠膜的原料包括70～95％的EVA。所述EVA的含量例如為72％、74％、76％、78％、80％、82％、84％、86％、88％、90％、92％或94％。

優(yōu)選地，所述EVA中VA含量為26～33％。

優(yōu)選地，所述EVA封裝膠膜的原料包括0.1～2％的交聯(lián)劑。所述交聯(lián)劑的含量例如為0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％或1.9％。

優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑為叔丁基過(guò)氧化碳酸-2-乙基己酯(TBEC)。

優(yōu)選地，所述EVA封裝膠膜的原料包括0.1～2％的助交聯(lián)劑。所述助交聯(lián)劑的含量例如為0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％或1.9％。

優(yōu)選地，所述助交聯(lián)劑為三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)和三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)的混合物。優(yōu)選地，兩者比例范圍為：三烯丙基異氰脲酸酯60～100％，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯40～0％且不為0。

優(yōu)選地，所述EVA封裝膠膜的原料包括1～5％的白色顏料，得到白色EVA封裝膠膜。所述白色顏料的含量例如為1.3％、1.6％、1.9％、2.2％、2.5％、2.8％、3.2％、3.6％、4％、4.4％或4.8％。

優(yōu)選地，所述白色顏料為鈦白粉(TiO₂)。

優(yōu)選地，所述EVA封裝膠膜的原料包括0.05～0.5％的紫外光吸收劑。所述紫外光吸收劑的含量例如為0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％。

優(yōu)選地，所述紫外光吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV531)。

優(yōu)選地，所述EVA封裝膠膜的原料包括0.05～0.4％的紫外光穩(wěn)定劑。所述紫外光穩(wěn)定劑的含量例如為0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％或0.4％。

優(yōu)選地，所述紫外光穩(wěn)定劑為二(2,2,6,6四甲基-4哌啶)葵二酸酯(UV770)。

優(yōu)選地，所述EVA封裝膠膜的原料包括0.05～0.4％的輔助抗氧劑。所述輔助抗氧劑的含量例如為0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％或0.35％。

優(yōu)選地，所述輔助抗氧劑為三(4-壬基酚)亞磷酸酯(TNP)和亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)(TBP)酯的混合物，優(yōu)選地，兩者的比例范圍為：三(4-壬基酚)亞磷酸酯60～100％，亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯40～0％且不為0。

優(yōu)選地，所述EVA封裝膠膜的原料包括0.05～0.4％的增粘劑。所述增粘劑的含量例如為0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％或0.35％。

優(yōu)選地，所述增粘劑為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(Z-6030)。

優(yōu)選地，所述EVA封裝膠膜的原料包括0.05～0.4％的抗酸劑。所述抗酸劑的含量例如為0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％或0.35％。

優(yōu)選地，所述抗酸劑為硬脂酸鈣(CaSt₂)。

優(yōu)選地，所述EVA封裝膠膜的原料包括2～8％的防溢膠填料。所述防溢膠填料的含量例如為2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％或7.5％。

優(yōu)選地，所述防溢膠填料為超細(xì)玻璃纖維(Super GF)。

優(yōu)選地，一種太陽(yáng)能光伏阻燃型白色EVA封裝膠膜，其按各組分占的質(zhì)量百分比主要由如下原料制備得到：

其中，所述EVA中VA含量為26～33％，交聯(lián)劑為叔丁基過(guò)氧化碳酸-2-乙基己酯(TBEC)，助交聯(lián)劑為三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)和三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)的混合物，白色顏料為鈦白粉(TiO₂)，紫外光吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV531)，紫外光穩(wěn)定劑為二(2,2,6,6四甲基-4哌啶)葵二酸酯(UV770)，輔助抗氧劑為三(4-壬基酚)亞磷酸酯(TNP)和 亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)(TBP)酯的混合物，增粘劑為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(Z-6030)，阻燃劑為磷酸三苯酯(TPP)、納米碳酸鈣(Nano CaCO₃)和納米氫氧化鎂(Nano Mg(OH)₂)三者的混合物，抗酸劑為硬脂酸鈣(CaSt₂)，防溢膠填料為超細(xì)玻璃纖維(Super GF)。

在本發(fā)明中，各組分的含量均以EVA封裝膠膜的原料質(zhì)量之和為計(jì)算基準(zhǔn)，各組分的含量為，各組分的質(zhì)量占EVA封裝膠膜的原料質(zhì)量之和的質(zhì)量百分比。不管EVA封裝膠膜包含何種組分，所述各組分的含量之和均為100％。

本發(fā)明的阻燃型白色EVA封裝膠膜的層壓工藝與常規(guī)EVA相同，工藝溫度140～145℃，總層壓時(shí)間在16～20min，交聯(lián)度在70～95％。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種阻燃型雙玻光伏組件，所述組件包括依次疊加的浮法玻璃、如上所述的太陽(yáng)能光伏阻燃型白色EVA封裝膠膜、電池片、透明型EVA封裝膠膜(可通過(guò)已有技術(shù)得到)以及壓花玻璃。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明通過(guò)采用磷酸三苯酯(TPP)、納米碳酸鈣(Nano CaCO₃)和納米氫氧化鎂(Nano Mg(OH)₂)三種阻燃劑按一定比例復(fù)配，相互之間補(bǔ)充了各自的阻燃缺陷與不足，能產(chǎn)生協(xié)同阻燃效果，使EVA膠膜達(dá)到最佳阻燃效果，用于雙玻光伏組件的封裝，雙玻光伏組件防火等級(jí)達(dá)到Class A的要求。此外，使用阻燃型白色EVA封裝膠膜來(lái)封裝雙玻光伏組件，直接在雙玻光伏組件端完成了Class A高等級(jí)防火設(shè)計(jì)，滿足了客戶的簡(jiǎn)單化安裝訴求，減少了雙玻光伏組件安裝中不必要的麻煩。

另外，本發(fā)明通過(guò)采用上述技術(shù)方案，使得到的EVA封裝膠膜還具有如下性能：

(1)有較強(qiáng)的耐候性，應(yīng)用在雙玻光伏組件上，可滿足質(zhì)保30年的要求； (2)層壓固化速度滿足組件常規(guī)工藝要求；(3)在電池正面無(wú)溢膠現(xiàn)象；(4)體積電阻率高于10¹⁴Ω.cm；(5)收縮率控制在2.5％以下；(6)與玻璃粘結(jié)性能高于60N/cm；(7)組件濕漏電阻高于200MΩ；(1000V系統(tǒng)電壓下)(8)較強(qiáng)的耐濕熱性能，濕熱老化1000h，黃變指數(shù)小于3；(9)較強(qiáng)的耐紫外性能，紫外老化200KWh/m²，黃變指數(shù)小于3；(10)與其它材料如背板、玻璃、焊帶、電池片、助焊劑的相容性好。

附圖說(shuō)明

圖1是阻燃級(jí)別Class A和Class C防火性能評(píng)價(jià)圖，其中(A)為阻燃級(jí)別Class A，(B)為阻燃級(jí)別Class C。

圖2是在阻燃型雙玻光伏組件示意圖，其中，1-浮法玻璃，2-太陽(yáng)能光伏阻燃型白色EVA封裝膠膜，3-電池片，4-透明型EVA封裝膠膜，5-壓花玻璃。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

為了驗(yàn)證本發(fā)明阻燃型白色EVA封裝膠膜的各項(xiàng)性能，以下采用第1-4共四組數(shù)據(jù)配得的4組阻燃型白色EVA封裝膠膜分別進(jìn)行了試驗(yàn)，每組EVA封裝膠膜的具體成分和配比如下表所列，其中各組分的含量表示方法為：每100質(zhì)量份的EVA，其他組分添加的質(zhì)量份：

根據(jù)上述10組阻燃型白色EVA封裝膠膜的相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得到該4組阻燃型白色EVA封裝膠膜的如下參數(shù)：

將1～10組EVA封裝膠膜封裝常規(guī)雙玻光伏組件，測(cè)得組件各項(xiàng)性能如下：

由上述參數(shù)可知，阻燃EVA封裝膠膜的各項(xiàng)性能隨阻燃體系的變化而變化，其中第3組EVA各項(xiàng)性能參數(shù)較為平衡。

此外，通過(guò)第1組與第5～10組比較可知，磷酸三苯酯、納米碳酸鈣以及納米氫氧化鎂三者存在協(xié)同效應(yīng)，第1組的封裝膠膜的綜合性能(阻燃性能、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、體積電阻率、擊穿電壓、反射率和收縮率)顯著地優(yōu)于第5～10組。此外，將該封裝膠膜用于封裝組件，也可以得到綜合性能(CTM、防火等級(jí)、初始濕漏電阻、初始漏電流等)優(yōu)異的封裝組件，其綜合性能顯著優(yōu)于第5～10組。

申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。