[发明专利]一种阻燃EVA胶膜及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种阻燃EVA胶膜及其制备方法和用途。所述阻燃EVA胶膜包括如下重量份数的组分：EVA树脂100份、氮磷系阻燃剂5‑16份、成碳剂1‑10份、助交联剂0.5‑2份、硅烷偶联剂0.2‑1份和引发剂0.4‑1.5份。所述阻燃EVA胶膜是通过先将氮磷系阻燃剂和成碳剂预分散于一部分EVA树脂中，然后再与剩余组分熔融挤出成膜的方法制备得到。本发明提供的EVA胶膜具有透明、低烟、无卤、阻燃的特点，力学性能和透光率与纯EVA树脂相当，适合用于光伏组件的封装。

技术领域

本发明属于光伏封装材料技术领域，具体涉及一种阻燃EVA胶膜及其制备方法和用途。

背景技术

随着光伏产业的发展，成千上万光伏电站在屋顶上悄然建成。据欧、美、日、中国等光伏发达国家的经验，潜在的火灾风险也随之而来，屋顶光伏电站频频发生起火事故，带来了较大的安全隐患和财产损失。

光伏组件中阻燃性能最差的是封装胶膜、背板和硅胶等高分子材料。光伏封装胶膜主体材料是EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)树脂或POE(乙烯-辛烯共聚物)树脂，两种材料的氧指数都较低，低于20，属于易燃材料。而市场上应用的光伏EVA封装胶膜和POE封装胶膜普遍不具备阻燃性能或阻燃性能较差。

阻燃市场前景广阔，用于防止塑料燃烧的最主要的阻燃剂是卤系阻燃剂。卤系阻燃剂虽然阻燃效率高，效果好，但是阻燃过程中会放出含有大量毒气的黑烟，容易在火灾中导致人中毒、窒息死亡。欧盟的REACH和RoHS标准对部分卤素阻燃剂进行了限制，而且欧盟新修订的电子显示器生态设计法规附录IID部分第四点，电子显示器的外壳和支架不得使用含卤阻燃剂。因此，低烟无卤阻燃是环保要求的趋势，是各种阻燃材料的发展方向。

氮系阻燃剂、磷系阻燃剂和氮磷系阻燃剂具有安全、不会放出有毒气体、阻燃效果好的特点，是卤系阻燃剂的理想替代品，在覆铜板、电缆、建筑材料等领域已有较多研究和应用。但是，不同的应用领域对材料的性能要求不同，阻燃剂的种类往往不能通用。EVA树脂易分解，加工温度低，光伏封装胶膜对透光率要求较高，因此需要研究特定的阻燃体系以与EVA树脂相匹配，以获得一种具有良好透明度、力学性能和阻燃性能的EVA胶膜。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种阻燃EVA胶膜及其制备方法和用途。该EVA胶膜具有透明、低烟、无卤、阻燃的特点，力学性能和透光率与纯EVA树脂相当，不仅满足环保要求，还能够满足REACH和RoSH标准，有助于提高光伏组件的防火等级，提高光伏电站的安全性；且制备方法简单实用，适合大规模工业生产。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种阻燃EVA胶膜，所述阻燃EVA胶膜包括如下重量份数的组分：

所述氮磷系阻燃剂选自苯氧基环磷腈、三(N,N-四亚甲基)磷酰胺、磷酸脲和三聚氰胺磷酸酯中的一种或至少两种的组合；

所述成碳剂选自丁四醇、山梨醇和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯中的一种或至少两种的组合。

本发明所选的氮磷系阻燃剂受热分解后，易放出氨气、氮气、深度氮氧化物、水蒸气等不燃气体，不燃气体的生成和阻燃剂分解吸热可带走大部分热量，极大地降低聚合物的表面温度。不燃气体，不仅起到了稀释空气中的氧气和高聚物受热分解产生的可燃性气体浓度的作用，还能与空气中氧气反应生成氮气、水和氮氧化物，在消耗材料表面氧气同时，达到良好的阻燃效果。并且本发明所选的氮磷系阻燃剂在分解过程中能生成具有强脱水性的聚磷酸，它能使含氧有机物迅速脱水碳化，提高成碳率，生成的致密碳化层导热、透气性差，可以起到隔氧、隔热作用，从而起到阻燃作用。此外，氮磷系阻燃剂热分解所形成的气态产物中含有PO·自由基，它可以捕捉聚合物热分解产生的高活性自由基H·和HO·，改变聚合物热氧化分解的反应能量，从而使燃烧的链锁反应中断，起到阻燃作用。