CN102977835A - 太阳能背板用胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能背板用胶粘剂及其制备方法,胶粘剂由聚酯多元醇、异氰酸酯固化剂、有机溶剂和助剂按重量百分数配制,且固体含量为20%-60%;其中,按重量比:聚酯多元醇:异氰酸酯固化剂=5:1-15:1;本发明采用合理的原料配比,具有良好的耐湿热环境的老化性能、耐紫外环境的老化性能以及很好的加工流动性;经过85℃、85%RH老化3000h或PCT条件老化72h后,表现出良好的耐老化性能,以及高的剥离强度保持率,其黄变值极低,不影响背板使用,特别可用于半透明基材的太阳能背板;经过UV照射3000h后,具有高的剥离强度保持率以及较低的黄变值;此外,该胶粘剂还具有很好的加工流动性,可高固含量使用,减少溶剂的用量,利于环保。
Description
技术领域
本发明涉及新能源利用的辅助物质及其制备方法,特别涉及一种太阳能背板用胶粘剂及其制备方法。
背景技术
太阳能背板位于太阳能电池板的背面,对电池片起保护和支撑作用,一般需具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。为达到上述效果,太阳能背板一般具有多层结构,分别起到绝缘、阻水、抗腐蚀并具有支撑强度等功能;由于具有多层结构并具有上述功能,因而对于其粘接性能具有较高的要求。
由于太阳能背板需要长期使用(长达25年之久),要求其结构具有长期耐候性能,以保证电池的使用寿命。因此复合型背板中使用的胶粘剂在经受长期的湿热、紫外辐射等苛刻条件后依然保持良好的强度以及极低的黄变值。
现有技术中,为达到上述效果,中国专利ZL201110135564公开了一种具有较好粘接性能的的胶粘剂;但该粘接剂体系在湿热老化以及紫外老化过程中,易产生醌结构,而导致体系显示出明显黄变;特别是在透明度较高的基材上涂布复合时,胶粘剂的长时间耐黄变性更是无法满足使用要求;且该粘接剂溶剂含量高,不利于环境保护。
因此,需要一种太阳能背板胶粘剂,在长期的湿热环境以及紫外环境后仍然保持高的粘结强度以及低的黄变,以保证背板的使用效果;减少溶剂使用量,具有较高的固体含量且具有较好的加工流动性。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种太阳能背板用胶粘剂,在长期的湿热环境以及紫外环境后仍然保持高的粘结强度以及低的黄变,以保证背板的使用效果;减少溶剂使用量,具有较高的固体含量且具有较好的加工流动性。
本发明的太阳能背板用胶粘剂,所述胶粘剂由聚酯多元醇、异氰酸酯固化剂、有机溶剂和助剂按重量百分数配制,且固体含量为20%-60%;
其中,异氰酸酯固化剂和聚酯多元醇的比例按照摩尔比:异氰酸酯基:羟基=0.9-1.5。
进一步,所述聚酯多元醇分子量为5000-10000,羟值为15-30mgKOH/g,酸值≤2mgKOH/g;
进一步,所述异氰酸酯固化剂为脂肪族或脂肪环族的异氰酸酯化合物或其多聚体;
进一步,用于生产聚酯多元醇的原料为间苯二甲酸、葵二酸、壬二酸和十八碳二元脂肪酸以及新戊二醇、己二醇和丁二醇;
所述异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体或异佛尔酮二异氰酸酯;
所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯和环己酮中的一种或两种及以上的混合物;
进一步,所述助剂包括:耐水解剂、流平剂、消泡剂和反应促进剂;其中,耐水解剂为硅烷偶联剂、碳化二亚胺类及其衍生物或环氧树脂;
流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基硅氧烷、甲基丙烯酸系共聚物或卵磷脂;
消泡剂为硅树脂或烷基乙烯基醚;
反应促进剂为月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡或三乙醇胺;
进一步,聚酯多元醇的羟值为20mgKOH/g、酸值≤2mgKOH/g、分子量为10000;酯多元醇的原料间苯二甲酸、葵二酸、壬二酸、十八碳二元脂肪酸、新戊二醇、己二醇和丁二醇的重量份比例为:0.2—0.5:0.3—0.8:0.2—0.3:0.1—0.2:0.8—1:0.3—0.5:0.3—0.6;
异氰酸酯固化剂和聚酯多元醇的比例按照摩尔比:异氰酸酯基:羟基=1.1;胶粘剂按重量百分比固体含量为45%。
本发明还公开了一种太阳能背板用胶粘剂的制备方法,包括以下步骤:
a.聚酯多元醇的合成:
a1将苯二甲酸、葵二酸、壬二酸和十八碳二元脂肪酸加入到反应釜后,将新戊二醇、己二醇和丁二醇加入反应釜中,在氮气保护下进行搅拌并升温至220℃进行反应;
a2停止通氮气并以酸值≤20mgKOH/g的产物进行缩聚反应,升高反应釜温度至230℃,并逐步抽真空,最终使真空度为-0.09—-0.1Mpa,抽真空反应时间为2-4h;
a3得到分子量为5000-10000、羟值为15-30mgKOH/g、酸值≤2mgKOH/g的聚酯多元醇;
b.胶粘剂体系的制备:
b1步骤a3的聚酯多元醇为主剂,加入有机溶剂溶解;
b2加入异氰酸酯固化剂,加入助剂并通过有机溶剂调整制成所需固含量的胶粘剂。
进一步,步骤a1中,以理论出水量为准确定酯化反应终点;步骤a2中,抽真空反应时间为4h;步骤a3中,通过控制抽真空时间对分子量、羟值以及酸值进行调控。
本发明的有益效果是:本发明的太阳能背板用胶粘剂,采用合理的原料配比,具有耐湿热环境的老化性能和耐紫外环境的老化性能好且具有很好的加工流动性;经过85℃、85%RH老化3000h或PCT条件老化72h后,表现出良好的耐老化性能,以及高的剥离强度保持率,其黄变值极低,不影响背板使用,特别可用于半透明基材的太阳能背板;经过UV照射3000h后,具有高的剥离强度保持率以及较低的黄变值;具有很好的加工流动性,可高固含量使用,减少溶剂的用量,利于环保。
具体实施方式
本发明的太阳能背板用胶粘剂,所述胶粘剂由聚酯多元醇、异氰酸酯固化剂、有机溶剂和助剂按重量百分数配制,且固体含量为20%-60%;
其中,异氰酸酯固化剂和聚酯多元醇的比例按照摩尔比:异氰酸酯基:羟基=0.9-1.5。
本实施例中,所述聚酯多元醇分子量为5000-10000,保证本发明在高固含量使用时,体系仍具有非常良好的加工流动性;羟值为15-30mgKOH/g,酸值≤2mgKOH/g;
本实施例中,所述异氰酸酯固化剂为脂肪族或脂肪环族的异氰酸酯化合物或其多聚体;较大的提高并保证胶粘剂体系的耐湿热及黄变性能;
本实施例中,所述异氰酸酯固化剂的-NCO:OH=0.9-1.5;即异氰酸酯基与羟基物质的量之比;该比值在保证固化剂活性的同时保证反应的均匀性;
本实施例中,用于生产聚酯多元醇的原料为间苯二甲酸、葵二酸、壬二酸和十八碳二元脂肪酸以及新戊二醇、己二醇和丁二醇;
所述异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体或异佛尔酮二异氰酸酯;
所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯和环己酮中的一种或两种及以上的混合物;
所述助剂包括:耐水解剂、流平剂、消泡剂和反应促进剂;其中,耐水解剂为硅烷偶联剂、碳化二亚胺类及其衍生物或环氧树脂;
流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基硅氧烷、甲基丙烯酸系共聚物或卵磷脂;
消泡剂为硅树脂或烷基乙烯基醚;
反应促进剂为月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡或三乙醇胺;
本实施例中,聚酯多元醇的羟值为20mgKOH/g、酸值≤2mgKOH/g、分子量为10000;酯多元醇的原料间苯二甲酸、葵二酸、壬二酸、十八碳二元脂肪酸、新戊二醇、己二醇和丁二醇的重量份比例为:0.2—0.5:0.3—0.8:0.2—0.3:0.1—0.2:0.8—1:0.3—0.5:0.3—0.6;
异氰酸酯固化剂和聚酯多元醇的比例按照摩尔比:异氰酸酯基:羟基(-NCO:OH)=1.1;胶粘剂按重量百分比固体含量为45%。
本发明还公开了一种太阳能背板用胶粘剂的制备方法,包括以下步骤:
a.聚酯多元醇的合成:
a1将苯二甲酸、葵二酸、壬二酸和十八碳二元脂肪酸加入到反应釜后,将新戊二醇、己二醇和丁二醇加入反应釜中,在氮气保护下进行搅拌并升温至220℃进行反应;
a2停止通氮气并以酸值≤20mgKOH/g的产物进行缩聚反应,升高反应釜温度至230℃,并逐步抽真空,最终使真空度为-0.09—-0.1Mpa,抽真空反应时间为2-4h;
a3得到分子量为5000-10000、羟值为15-30mgKOH/g、酸值≤2mgKOH/g的聚酯多元醇;
b.胶粘剂体系的制备:
b1步骤a3的聚酯多元醇为主剂,加入有机溶剂溶解;
b2加入异氰酸酯固化剂,加入助剂并通过有机溶剂调整制成所需固含量的胶粘剂。
本实施例中,步骤a1中,以理论出水量为准确定酯化反应终点;步骤a2中,抽真空反应时间为4h;步骤a3中,通过控制抽真空时间对分子量、羟值以及酸值进行调控。
下列为具体实施例:
实施例一
本实施例的太阳能背板用胶粘剂,所述胶粘剂由聚酯多元醇、异氰酸酯固化剂、有机溶剂和助剂按重量百分数配制,且固体含量为45%;
本实施例中,所述聚酯多元醇分子量为10000,保证本发明在高固含量使用时,体系仍具有非常良好的加工流动性;羟值为20mgKOH/g,酸值≤2mgKOH/g;
本实施例中,所述异氰酸酯固化剂为脂肪族或脂肪环族的异氰酸酯化合物或其多聚体;较大的提高并保证胶粘剂体系的耐湿热及黄变性能;
本实施例中,所述异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体或异佛尔酮二异氰酸酯;本实施例选择六亚甲基二异氰酸酯三聚体,当然,选用上述其他异氰酸酯固化剂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;所述六亚甲基二异氰酸酯三聚体和聚酯多元醇的比例按照摩尔比:异氰酸酯基:羟基(-NCO:OH)=0.9-1.5,本实施例为异氰酸酯基:羟基=1.1;该比值在保证固化剂活性的同时保证反应的均匀性;
本实施例中,用于生产聚酯多元醇的原料为间苯二甲酸、葵二酸、壬二酸和十八碳二元脂肪酸以及新戊二醇、己二醇和丁二醇;重量份比例为:0.2:0.8:0.2:0.1:1:0.5:0.3
所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯和环己酮中的一种或两种及以上的混合物,本实施例为乙酸乙酯,当然,选用上述其他有机溶剂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;
所述助剂包括:耐水解剂、流平剂、消泡剂和反应促进剂;
其中,耐水解剂为硅烷偶联剂、碳化二亚胺类及其衍生物或环氧树脂;本实施例中,选用碳化二亚胺,当然,选用上述其他耐水解剂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;
流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基硅氧烷、甲基丙烯酸系共聚物或卵磷脂;本实施例选用聚醚改性聚二甲基硅氧烷,当然,选用上述其他流平剂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;
消泡剂为硅树脂或烷基乙烯基醚;本实施例选用硅树脂,当然可选用烷基乙烯基醚,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;
反应促进剂为月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡等金属系催化剂或三乙醇胺等反应活性叔胺类;本实施例选用月桂酸二丁基锡,当然,选用上述其他反应促进剂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;
助剂属于现有技术中的胶粘剂组分,其使用量根据现有技术即能判定,在此不再赘述;但需保证聚固体含量等其它参数或成分的比例;并且,根据现有技术,耐水解剂、流平剂、消泡剂和反应促进剂可根据具体使用环境和使用目的选择添加,并不必然全部添加。
本实施例的胶粘剂的制备方法:
包括以下步骤:
a.聚酯多元醇的合成:
a1按上述对应重量份比例为:0.2:0.8:0.2:0.1:1:0.5:0.3将苯二甲酸、葵二酸、壬二酸和十八碳二元脂肪酸加入到反应釜后,将新戊二醇、己二醇和丁二醇加入反应釜中,在氮气保护下进行搅拌并升温至220℃进行反应,并以理论出水量为准确定酯化反应终点;
a2停止通氮气并以酸值≤20mgKOH/g的产物进行缩聚反应,升高反应釜温度至230℃,并逐步抽真空,最终使真空度为-0.09—-0.1Mpa,抽真空反应时间为4h;
a3通过控制抽真空时间对分子量、羟值以及酸值进行调控,得到分子量为10000、羟值为20mgKOH/g、酸值≤2mgKOH/g的聚酯多元醇;
b.胶粘剂体系的制备:
b1步骤a3的聚酯多元醇为主剂,加入有机溶剂乙酸乙酯溶解;
b2加入异氰酸酯固化剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体,并加入耐水解剂碳化二亚胺、流平剂聚醚改性聚二甲基硅氧烷、消泡剂硅树脂和反应促进剂月桂酸二丁基锡,并通过加入有机溶剂乙酸乙酯调整制成固含量为45%、粘度为49cp的胶粘剂;
本实施例异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯三聚体,且六亚甲基二异氰酸酯三聚体和聚酯多元醇的比例按照摩尔比:异氰酸酯基:羟基(-NCO:OH)=1.1。
实施例二
本实施例的太阳能背板用胶粘剂,所述胶粘剂由聚酯多元醇、异氰酸酯固化剂、有机溶剂和助剂按重量百分数配制,且固体含量为60%;
其中,按重量比:聚酯多元醇:异氰酸酯固化剂=5:1—15:1;本实施例中,为5:1;
本实施例中,所述聚酯多元醇分子量为5000,保证本发明在高固含量使用时,体系仍具有非常良好的加工流动性;羟值为15mgKOH/g,酸值≤2mgKOH/g;
本实施例中,所述异氰酸酯固化剂为脂肪族或脂肪环族的异氰酸酯化合物或其多聚体;较大的提高并保证胶粘剂体系的耐湿热及黄变性能;
本实施例中,所述异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体或异佛尔酮二异氰酸酯;本实施例选择六亚甲基二异氰酸酯,当然,选用上述其他异氰酸酯固化剂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;所述六亚甲基二异氰酸酯和聚酯多元醇的比例按照摩尔比:异氰酸酯基:羟基(-NCO:OH)=0.9-1.5,本实施例为异氰酸酯基:羟基=0.9;该比值在保证固化剂活性的同时保证反应的均匀性;
本实施例中,用于生产聚酯多元醇的原料为间苯二甲酸、葵二酸、壬二酸和十八碳二元脂肪酸以及新戊二醇、己二醇和丁二醇;重量份比例为:0.35:0.3:0.25:0.15:0.9:0.4:0.5;
所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯和环己酮中的一种或两种及以上的混合物,本实施例为甲苯,当然,选用上述其他有机溶剂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;
所述助剂包括:耐水解剂、流平剂、消泡剂和反应促进剂;
其中,耐水解剂为硅烷偶联剂、碳化二亚胺类及其衍生物或环氧树脂;本实施例中,选用硅烷偶联剂,当然,选用上述其他耐水解剂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;
流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基硅氧烷、甲基丙烯酸系共聚物或卵磷脂;本实施例选用聚酯改性聚二甲基硅氧烷,当然,选用上述其他流平剂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;
消泡剂为硅树脂或烷基乙烯基醚;本实施例选用烷基乙烯基醚,当然可选用硅树脂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;
反应促进剂为月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡等金属系催化剂或三乙醇胺等反应活性叔胺类;本实施例选用三乙醇胺,当然,选用上述其他反应促进剂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;
助剂属于现有技术中的胶粘剂组分,其使用量根据现有技术即能判定,在此不再赘述;但需保证聚固体含量等其它参数或成分的比例;并且,根据现有技术,耐水解剂、流平剂、消泡剂和反应促进剂可根据具体使用环境和使用目的选择添加,并不必然全部添加。
本实施例的胶粘剂的制备方法:
包括以下步骤:
a.聚酯多元醇的合成:
a1按上述对应重量份比例为:0.35:0.3:0.25:0.15:0.9:0.4:0.5将苯二甲酸、葵二酸、壬二酸和十八碳二元脂肪酸加入到反应釜后,将新戊二醇、己二醇和丁二醇加入反应釜中,在氮气保护下进行搅拌并升温至220℃进行反应,并以理论出水量为准确定酯化反应终点;
a2停止通氮气并以酸值≤20mgKOH/g的产物进行缩聚反应,升高反应釜温度至230℃,并逐步抽真空,最终使真空度为-0.09--0.1Mpa,抽真空反应时间为2h;
a3通过控制抽真空时间对分子量、羟值以及酸值进行调控,得到分子量为5000、羟值为15mgKOH/g、酸值≤2mgKOH/g的聚酯多元醇;
b.胶粘剂体系的制备:
b1步骤a3的聚酯多元醇为主剂,加入有机溶剂甲苯溶解;
b2加入异氰酸酯固化剂六亚甲基二异氰酸酯,并加入耐水解剂硅烷偶联剂、流平剂聚酯改性聚二甲基硅氧烷、消泡剂烷基乙烯基醚和反应促进剂三乙醇胺,并通过加入有机溶剂甲苯调整制成固含量为60%、粘度为52cp的胶粘剂;本实施例固化剂为六亚甲基二异氰酸酯,且六亚甲基二异氰酸酯和聚酯多元醇的比例按照摩尔比:异氰酸酯基:羟基(-NCO:OH)=0.9-1.5,本实施例为异氰酸酯基:羟基=0.9
实施例三
本实施例的太阳能背板用胶粘剂,所述胶粘剂由聚酯多元醇、异氰酸酯固化剂、有机溶剂和助剂按重量百分数配制,且固体含量为20%;
其中,按重量比:聚酯多元醇:异氰酸酯固化剂=5:1—15:1;本实施例中,为5:1;
本实施例中,所述聚酯多元醇分子量为8000,保证本发明在高固含量使用时,体系仍具有非常良好的加工流动性;羟值为35mgKOH/g,酸值≤2mgKOH/g;
本实施例中,所述异氰酸酯固化剂为脂肪族或脂肪环族的异氰酸酯化合物或其多聚体;较大的提高并保证胶粘剂体系的耐湿热及黄变性能;
本实施例中,所述异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体或异佛尔酮二异氰酸酯;本实施例选择异佛尔酮二异氰酸酯,当然,选用上述其他异氰酸酯固化剂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;所述异佛尔酮二异氰酸酯和聚酯多元醇的比例按照摩尔比:异氰酸酯基:羟基(-NCO:OH)=0.9-1.5,本实施例为异氰酸酯基:羟基=1.5;该比值在保证固化剂活性的同时保证反应的均匀性;
本实施例中,用于生产聚酯多元醇的原料为间苯二甲酸、葵二酸、壬二酸和十八碳二元脂肪酸以及新戊二醇、己二醇和丁二醇;重量份比例为:0.5:0.5:0.3:0.2:0.8:0.3:0.6;
所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯和环己酮中的一种或两种及以上的混合物,本实施例为环己酮,当然,选用上述其他有机溶剂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;
所述助剂包括:耐水解剂、流平剂、消泡剂和反应促进剂;
其中,耐水解剂为硅烷偶联剂、碳化二亚胺类及其衍生物或环氧树脂;本实施例中,选用环氧树脂,当然,选用上述其他耐水解剂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;
流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基硅氧烷、甲基丙烯酸系共聚物或卵磷脂;本实施例选用卵磷脂,当然,选用上述其他流平剂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;
消泡剂为硅树脂或烷基乙烯基醚;本实施例选用烷基乙烯基醚,当然可选用硅树脂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;
反应促进剂为月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡等金属系催化剂或三乙醇胺等反应活性叔胺类;本实施例选用二月桂酸二辛基锡,当然,选用上述其他反应促进剂,依然能够实现发明目的,且试验检测结果的参数并无明显差别;
助剂属于现有技术中的胶粘剂组分,其使用量根据现有技术即能判定,在此不再赘述;但需保证聚固体含量等其它参数或成分的比例;并且,根据现有技术,耐水解剂、流平剂、消泡剂和反应促进剂可根据具体使用环境和使用目的选择添加,并不必然全部添加。
本实施例的胶粘剂的制备方法:
包括以下步骤:
a.聚酯多元醇的合成:
a1按上述对应重量份比例为:0.5:0.5:0.3:0.2:0.8:0.3:0.6将苯二甲酸、葵二酸、壬二酸和十八碳二元脂肪酸加入到反应釜后,将新戊二醇、己二醇和丁二醇加入反应釜中,在氮气保护下进行搅拌并升温至220℃进行反应,并以理论出水量为准确定酯化反应终点;
a2停止通氮气并以酸值≤20mgKOH/g的产物进行缩聚反应,升高反应釜温度至230℃,并逐步抽真空,最终使真空度为-0.09—-0.1Mpa,抽真空反应时间为3h;
a3通过控制抽真空时间对分子量、羟值以及酸值进行调控,得到分子量为8000、羟值为30mgKOH/g、酸值≤2mgKOH/g的聚酯多元醇;
b.胶粘剂体系的制备:
b1步骤a3的聚酯多元醇为主剂,加入有机溶剂环己酮溶解;
b2加入异氰酸酯固化剂六亚甲基二异氰酸酯,并加入耐水解剂硅烷偶联剂、流平剂聚酯改性聚二甲基硅氧烷、消泡剂烷基乙烯基醚和反应促进剂三乙醇胺,并通过加入有机溶剂环己酮调整制成固含量为20%、粘度为47cp的胶粘剂;本实施例异氰酸酯固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯,且异佛尔酮二异氰酸酯和聚酯多元醇的比例按照摩尔比:异氰酸酯基:羟基(-NCO:OH)=1.5。
本发明制得的具有耐湿热环境的老化性能和耐紫外环境的老化性能好且具有很好的加工流动性;经过85℃、85%RH老化3000h或PCT条件老化72h后,表现出良好的耐老化性能,以及高的剥离强度保持率,其黄变值极低,不影响背板使用,特别可用于半透明基材的太阳能背板;经过UV照射3000h后,具有高的剥离强度保持率以及较低的黄变值;具有很好的加工流动性,可高固含量使用,减少溶剂的用量,利于环保;而对于以上技术效果,实施例一的配比以及试验参数,效果最好,明显优于其它实施例,为最佳;为体现本发明的有益效果,通过与现有技术的胶粘剂进行对比;
对比例如下:
首先合成聚酯多元醇:
以重量份间苯二甲酸:新戊二醇:己二醇:丁二醇=0.9:0.8:0.3:0.6混合,后升温至220℃,并通氮气保护。以理论出水量为准确定酯化反应终点。停止通氮气,并以产物酸值≤20mgKOH/g进行缩聚反应。升高反应釜温度至230℃,并逐步抽真空,最终使真空度为-0.09~-0.1Mpa。抽真空反应时间为4h。反应后生成羟值为23mgKOH/g、酸值≤2mgKOH/g、分子量为8000的聚酯多元醇制备胶粘剂体系:
以合成的聚酯多元醇为主剂以100份计,加入溶剂乙酸乙酯溶解100份,加入六亚甲基二异氰酸酯三聚体摩尔含量为-NCO/OH=1.2,加入碳化二亚胺0.3份,聚酯改性聚二甲基硅氧烷0.1份,最后加入乙酸乙酯配制成固含量为40%、粘度为73cp的用于与本发明上述三个实施例的产品进行对比的胶粘剂。上述份数均为重量份。
三个实施例及比较例的各胶粘剂溶液,如同下述,将聚酯薄膜作为中间层,双面贴合氟膜制作多层膜,进行以下性能试验。
利用干式复合机将胶粘剂以5-15g/m2的涂布量涂布在聚酯薄膜上,使溶剂充分挥发之后,复合氟膜。同理,将聚酯薄膜背面进行涂布,复合氟膜,最终得到多层膜结构的复合型太阳能背板。之后于40℃固化7天,使胶液充分固化。
将制得的多层膜放入高温高湿箱中,于85℃、85%RH的环境下,进行1000h、2000h、3000h湿热老化性能试验。
将制得的多层膜放入hast中,于121℃、100%RH环境中进行48h、72h湿热老化试验。
将制得的多层膜放入UV老化箱中,进行UV照射1000h、2000h、3000h老化试验。
将经过指定时间的上述多层膜裁切成200mm×15mm样条,于室温放置6小时后,依照ASTMD1876-61的测试方法,使用万能试验机以100mm/min的速度进行T剥离测试。聚酯薄膜与氟膜之间的剥离强度(N/15mm宽)以5个实验样条的平均值表示,黄色指数测试YI,黄变值为ΔYI。
以上测试结果一并示于下表中:
表一(85℃、85%RH条件下):
表二(PCT条件和UV条件):
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种太阳能背板用胶粘剂,其特征在于:所述胶粘剂由聚酯多元醇、异氰酸酯固化剂、有机溶剂和助剂按重量百分数配制,且固体含量为20%-60%;
其中,异氰酸酯固化剂和聚酯多元醇的比例按照摩尔比:异氰酸酯基:羟基=0.9-1.5。
2.根据权利要求1所述的太阳能背板用胶粘剂,其特征在于:所述聚酯多元醇分子量为5000-10000,羟值为15-30mgKOH/g,酸值≤2mgKOH/g。
3.根据权利要求2所述的太阳能背板用胶粘剂,其特征在于:所述异氰酸酯固化剂为脂肪族或脂肪环族的异氰酸酯化合物或其多聚体。
4.根据权利要求3所述的太阳能背板用胶粘剂,其特征在于:用于生产聚酯多元醇的原料为间苯二甲酸、葵二酸、壬二酸和十八碳二元脂肪酸以及新戊二醇、己二醇和丁二醇;
所述异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯三聚体或异佛尔酮二异氰酸酯;
所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯和环己酮中的一种或两种及以上的混合物。
5.根据权利要求4所述的太阳能背板用胶粘剂,其特征在于:
所述助剂包括:耐水解剂、流平剂、消泡剂和反应促进剂;其中,耐水解剂为硅烷偶联剂、碳化二亚胺类及其衍生物或环氧树脂;
流平剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷、聚酯改性聚二甲基硅氧烷、甲基丙烯酸系共聚物或卵磷脂;
消泡剂为硅树脂或烷基乙烯基醚;
反应促进剂为月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡或三乙醇胺。
6.根据权利要求5所述的太阳能背板用胶粘剂,其特征在于:聚酯多元醇的羟值为20mgKOH/g、酸值≤2mgKOH/g、分子量为10000;酯多元醇的原料间苯二甲酸、葵二酸、壬二酸、十八碳二元脂肪酸、新戊二醇、己二醇和丁二醇的重量份比例为:0.2—0.5:0.3—0.8:0.2—0.3:0.1—0.2:0.8—1:0.3—0.5:0.3—0.6;
异氰酸酯固化剂和聚酯多元醇的比例按照摩尔比:异氰酸酯基:羟基=1.1;胶粘剂按重量百分比固体含量为45%。
7.一种太阳能背板用胶粘剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
a.聚酯多元醇的合成:
a1将苯二甲酸、葵二酸、壬二酸和十八碳二元脂肪酸加入到反应釜后,将新戊二醇、己二醇和丁二醇加入反应釜中,在氮气保护下进行搅拌并升温至220℃进行反应;
a2停止通氮气并以酸值≤20mgKOH/g的产物进行缩聚反应,升高反应釜温度至230℃,并逐步抽真空,最终使真空度为-0.09—0.1Mpa,抽真空反应时间为2-4h;
a3得到分子量为5000-10000、羟值为15-30mgKOH/g、酸值≤2mgKOH/g的聚酯多元醇;
b.胶粘剂体系的制备:
b1步骤a3的聚酯多元醇为主剂,加入有机溶剂溶解;
b2加入异氰酸酯固化剂,加入助剂并通过有机溶剂调整制成所需固含量的胶粘剂。
8.根据权利要求7所述的太阳能背板用胶粘剂,其特征在于:步骤a1中,以理论出水量为准确定酯化反应终点;步骤a2中,抽真空反应时间为4h;步骤a3中,通过控制抽真空时间对分子量、羟值以及酸值进行调控。
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