CN107722910A - 一种光伏背板胶粘剂用树脂组合物及使用其的光伏背板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光伏背板胶粘剂用树脂组合物,所述树脂组合物包含饱和聚酯树脂、环氧树脂、异氰酸酯、阻燃剂及溶剂,其中以饱和聚酯树脂的固体量为100重量份计,环氧树脂的固体量为3‑8重量份,饱和聚酯树脂中的羟基与异氰酸酯中的异氰酸酯基团的摩尔比为0.9‑1.3:1,阻燃剂固体量为5‑15重量份,溶剂的量为40‑50重量份,并且其中所述的饱和聚酯树脂的羟值为10‑21mgKOH/g,酸值≤2mgKOH/g。本发明的光伏背板胶粘剂用树脂组合物具有优良粘接力、阻燃性和耐湿热老化性。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域,特别涉及一种光伏背板胶粘剂用树脂组合物和使用该树脂组合物的光伏背板。
背景技术
太阳能光伏发电因具有清洁、取之不尽用之不竭等特点,近年来受到大力追捧,各国纷纷大力发展光伏发电。光伏发电主要有两种方式,一种是大型的集中式电站,另一种是分布式光伏发电。前者因为受到地域和输电的限制而无法大规模普及,而后者由于可以利用空地资源、即发即用、用不完可就近接入电网等优点,越来越受到重视。目前分布式光伏发电的应用场景有渔光互补、农光互补、滩涂电站、居民屋顶光伏发电和厂房屋顶光伏发电等多种形式。其中,以居民屋顶和厂房屋顶为安装地点的分布式光伏发电已成为全国分布式光伏发电中发展最快且最大的部分,尤其是在江、浙和广东等地,居民屋顶和厂房屋顶资源众多,成为分布式光伏发电的首选。然而,值得注意的是,因光伏组件的工艺质量问题、组件被遮挡造成的热斑问题、直流灭弧问题以及建设施工过程中的疏忽问题等造成的火灾事故越来越多,由于屋顶一般意味着能接近的人较多,因此所造成的危害一般较大。这就要求光伏电站设计时需要考虑防火灭火的问题,最好的防火灭火方式是使各零部件,如光伏组件具有一定的阻燃功效。众所周知,组件上可燃的部分主要是以聚合物材料为主的背板,若背板本身具有阻燃效果,则可以在一定的情况下阻止火灾的发生。目前,用于晶硅组件的聚合物背板主要有两种,一种是涂覆型背板,该类背板是将涂料涂覆于PET膜上,经固化成膜制得。此类背板由于涂料配方可以自行调配,可以轻易实现背板阻燃的功效。但涂覆型背板存在涂层容易粉化脱层的问题,目前无法大规模应用。另一种是复合型背板,是使用胶粘剂将PET基膜、氟膜和助粘膜等复合在一起制得的,此种背板被大规模用于分布式光伏电站,但其所使用材料,尤其是胶粘剂,几乎没有任何阻燃的效果,导致背板整体的阻燃性也较差,有较大的火灾隐患。再者,胶层除了阻燃性外,还应考虑其粘接性能,包括湿热老化后的粘接力。因此,如何获得一种具有阻燃效果且粘接力(包括湿热老化后的粘接力)好的复合型背板用胶粘剂树脂组合物并获得具有阻燃效果的光伏背板是本领域的研究人员需解决的问题。
CN10300727A公开了一种具有阻燃性的复合型背板,该复合型背板使用了添加量为5-35%的阻燃剂的胶粘剂层,该专利申请对胶粘剂层进行了限定,为乙烯-醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛树脂、环氧树脂或聚氨酯树脂中的一种。上述限定不仅非常模糊,而且根据本申请的发明人的研究,上述单一树脂对于背板的各基材层(基膜)、氟膜、助粘膜等的粘接效果并不好,尤其是湿热老化后的粘接力较差,无法满足光伏背板的使用要求。
发明内容
针对已有技术的问题,本发明的目的在于提供一种光伏背板胶粘剂用树脂组合物,使制备的复合型光伏背板具有阻燃性,同时对于各层具有较好的粘接效果,可满足光伏背板的使用要求。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现。
本发明的一个方面提供一种光伏背板胶粘剂用树脂组合物,其特征在于,所述树脂组合物包含饱和聚酯树脂、环氧树脂、异氰酸酯、阻燃剂及溶剂,其中以饱和聚酯树脂的固体量为100重量份计,环氧树脂的固体量为3-8重量份,饱和聚酯树脂中的羟基与异氰酸酯中的异氰酸酯基团的摩尔比为0.9-1.3:1,阻燃剂固体量为5-15重量份,溶剂的量为40-50重量份,并且其中所述的饱和聚酯树脂的羟值为10-21mgKOH/g,酸值≤2mgKOH/g。进一步的,优选羟值为13-20mgKOH/g的饱和聚酯树脂。
优选地,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、联苯环氧、酚醛环氧、双环戊二烯型环氧以及四官能团环氧中的一种或几种。进一步的,优选双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂。
优选地,所述异氰酸酯为脂肪族多异氰酸酯,选自六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)三聚体、氢化2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)三聚体中的一种或几种。进一步的,优选HDI三聚体。
优选地,所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁阻燃剂中的一种或几种。
优选地,所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮中的一种或几种。
本发明的树脂组合物还可以包含催化剂和/或抗水解稳定剂,其中,以饱和聚酯树脂的固体量为100重量份计,催化剂的固体量为0.5-2重量份,抗水解稳定剂的固体量为2-5重量份。
优选地,所述催化剂为有机叔胺催化剂或有机金属化合物催化剂,更优选地,有机金属化合物催化剂为有机铋催化剂、有机锡催化剂或有机锌催化剂中的一种或几种;所述抗水解稳定剂为碳化二亚胺的单体或聚合物,优选聚碳化二亚胺。
本发明的另一个方面提供一种光伏背板,所述光伏背板包括依次层叠的耐候层、胶粘剂层、绝缘层、胶粘剂层和粘合层,其中所述胶粘剂层使用上述的树脂组合物制成。
优选地,所述耐候层为聚氟乙烯(PVF)膜或聚偏氟乙烯(PVDF)膜;和/或,所述绝缘层为聚酯薄膜;和/或,所述粘合层为PVF膜、PVDF膜、聚乙烯(PE)膜、聚烯烃(PO)膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜或PE/EVA共混物(PEVA)膜。
优选地,所述胶粘剂层的厚度为5-30μm;更优选8-18μm。
本发明所提供的光伏背板胶粘剂用树脂组合物包含羟值为10-21mgKOH/g、酸值≤2mgKOH/g的含端羟基官能团的饱和聚酯树脂,其在少量(3-8重量份)环氧树脂的存在下与异氰酸酯等基团发生交联反应,形成交联密度适中,初始剥离强度高且耐湿热老化性能好的胶粘剂,并且可以使氢氧化铝或氢氧化镁阻燃剂均匀分散于胶粘剂中,起到良好的阻燃效果。
具体实施方式
本发明提供一种具有阻燃性、粘接力好的光伏背板胶粘剂用树脂组合物,包含饱和聚酯树脂、环氧树脂、异氰酸酯、阻燃剂和溶剂,以及任选的催化剂和/或抗水解稳定剂。
以下详细描述各组分:
(1)饱和聚酯树脂
饱和聚酯树脂是使用饱和的多元酸或酸酐与多元醇进行酯化反应所得到的一类高分子树脂,依据其封端基团的不同,可将其分为含端羧基官能团的饱和聚酯树脂和含端羟基官能团的饱和聚酯树脂。本发明树脂组合物中所用的饱和聚酯为含端羟基的饱和聚酯,其羟值代表分子链中羟基的含量,羟基可提供反应性,与异氰酸酯等基团发生交联反应。用于本树脂组合物的饱和聚酯树脂的羟值要求在10-21mgKOH/g,当低于10时,交联密度太低,将导致胶粘剂的耐湿热老化性能不足,当高于21时,交联密度过大,将导致胶粘剂初始剥离强度偏低,同时胶层偏硬,不利于产品的后期操作及使用。优选羟值为13-20mgKOH/g的饱和聚酯树脂。此外,饱和聚酯树脂在合成过程中,会残留一些羧酸基团,通常以酸值来表征,羧酸的存在将对分子中的酯基的水解产生催化作用,酸值越高,催化作用越明显。这将造成对分子链的破坏,而分子链的破坏所形成的羧酸又将进一步催化分子链的水解,使得胶粘剂的耐湿热老化性能快速下降。因此,要求酸值≤2mgKOH/g。
(2)环氧树脂
本发明树脂组合物中的环氧树脂可以选用双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、联苯环氧、酚醛环氧、双环戊二烯型环氧以及四官能团环氧中的一种或几种,优选双酚A型环氧和/或双酚F型环氧树脂。在聚酯树脂体系中巧妙地引入环氧树脂,可起到两个作用。一是利用环氧分子链中的仲羟基与异氰酸酯基团进行反应,使胶粘剂获得改性,提高树脂组合物的初始粘接力;二是环氧基团可以捕捉树脂组合物中本来存在的羧酸基团和水解过程中产生的羧酸基团,对分子链的水解起到抑制作用,提高了树脂组合物的耐湿热老化性能。环氧树脂的添加量应适宜,当低于3份时,对粘接力的改善不明显,对水解的抑制作用也不明显。当添加量超过8份时,则会消耗较多的固化剂异氰酸酯,使体系固化不完全。
(3)异氰酸酯
异氰酸酯是指分子中含有-NCO基团的一类物质,通常用作固化剂,一般按异氰酸酯基团所连接的位置分为脂肪族异氰酸酯和芳香族异氰酸酯。按照异氰酸酯基团的数量可分为单异氰酸酯、二异氰酸酯和多异氰酸酯。单异氰酸酯一般用作有机合成中间体,二异氰酸酯则因为易挥发产生有毒蒸汽,因此,用作固化剂的一般是多异氰酸酯,三聚体便是其中之一。一般为了保证良好的耐变色性能,选择脂肪族HDI三聚体、IPDI三聚体、氢化MDI三聚体中的一种或几种。进一步的,优选HDI三聚体。聚酯树脂中的羟基与异氰酸酯—NCO基团的摩尔比在0.9-1.3:1的范围内变化。当比例低于0.9时,固化交联不足,胶粘剂的耐湿热老化性能下降,当比例高于1.3时,初始粘接力受到影响。
(4)阻燃剂
本发明优选氢氧化铝或氢氧化镁作为阻燃剂,这两种阻燃剂在本发明的树脂组合物中具有良好的分散性,并且在受热时(340-490度)发生分解吸收燃烧物表面热量起到阻燃作用,同时释放出大量水分稀释燃物表面的氧气,分解生成的活性氧化物附着于可燃物表面又进一步阻止了燃烧的进行,在整个阻燃过程中不但没有任何有害物质产生,而且其分解的产物在阻燃的同时还能够大量吸收高分子燃烧所产生的有害气体和烟雾。因此使用该胶粘剂制得的光伏背板具有优良粘接力和阻燃性。阻燃剂添加量以5-15份(聚酯为百份)为宜。
(5)抗水解稳定剂
由于饱和聚酯树脂在湿热老化条件下容易水解使得分子链发生降解,失去粘接作用,因此加入抗水解稳定剂以进一步提高耐湿热老化性能。一般抗水解稳定剂为碳化二亚胺,其为分子中含有-N=C=N-结构单元的一类重要的有机化合物,其中含有一个-N=C=N-官能团的称为单碳化二亚胺,含有两个或以上该官能团的称为聚碳化二亚胺。当聚酯链段发生水解反应而断链生成羧基,羧基对聚酯水解有促进作用,故可采用碳化二亚胺水解稳定剂,使体系中的羧基被反应掉,生成稳定的酰脲,抑制水解的继续进行,从而提高聚酯的耐水解性能。对于因水解而导致的断链,聚碳化二亚胺还有一定的“修补”作用。另外,聚碳化二亚胺也不易发生迁移,因此,优选聚碳化二亚胺。添加量以2-5份(聚酯为百份)为宜。
(6)催化剂
为了加快聚酯中的羟基与异氰酸酯基团的反应,通常需要加入催化剂,一般可选择有机叔胺催化剂和有机金属化合物两大类。种类繁多,本树脂组合物体系优选有机金属化合物作为催化剂,主要是有机锌化合物、有机铋化合物和有机锡化合物。优选有机铋化合物。催化剂的添加量以0.5-2份(聚酯为百份)为宜。
(7)溶剂
溶剂主要用于溶解树脂、调节粘度和固含量,可选用乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮中的一种或几种。添加量为40-50份。
本发明还提供一种阻燃光伏背板,所述光伏背板包括依次层叠的耐候层、胶粘剂层、绝缘层、胶粘剂层和粘合层,其中所述胶粘剂层使用上述的树脂组合物制成。
耐候层可以为聚氟乙烯(PVF)膜或聚偏氟乙烯(PVDF)膜,厚度为10μm-45μm。
胶粘剂层的厚度为5-30μm;更优选8-18μm。
绝缘层可以为聚酯薄膜,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜等,厚度可以为150μm-350μm。
粘合层可以为PVF膜、PVDF膜、聚乙烯(PE)膜、聚烯烃(PO)膜、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)膜或PE/EVA共混物(PEVA)膜等,厚度为10-100μm。
以下结合具体实施例,对本发明的树脂组合物及使用该树脂组合物的光伏背板做进一步详细说明。
实施例1
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(Toyobo,商品名:Vylon GK680,羟值21mgKOH/g,酸值<2mgKOH/g,100%固含量)100份、双酚A型环氧树脂(Hexion,商品名:EPIKOTE Resin 1001)3份、HDI三聚体(Bayer,商品名:Desmodur N3390BA/SN)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为0.9:1添加、有机铋催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT 8118)1份、抗水解稳定剂(RheinChemie,商品名:Stabaxol P200,聚碳化二亚胺)2份、阻燃剂(雅宝,商品名:MARTINAL OL-104LEO,氢氧化铝)6份,乙酸乙酯30份,丁酮10份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVF膜(杜邦,商品名:PV2025),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合,PE膜(市售),然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
实施例2
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(SKC,商品名:Skybon ES-600,羟值18mgKOH/g,酸值<2mgKOH/g,100%固含量)100份、双酚F型环氧树脂(DIC,商品名:Epiclon830)3份、HDI三聚体(Bayer,商品名:Desmodur N3300)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为1.0:1添加、有机锌催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT Z)2份、抗水解稳定剂(RheinChemie,商品名:Stabaxol P200)3份、阻燃剂(韩国KC,商品名:KC-101LC,氢氧化铝)6份,乙酸乙酯20份,丁酮20份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVF膜(杜邦,商品名:PV2025),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PE膜(市售),然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
实施例3
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(Toyobo,商品名:Vylon GK680)100份、双酚A型环氧树脂(大连齐化,商品名:DYD128)5份、HDI三聚体(Bayer,商品名:DesmodurN3390BA/SN)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为1.1:1添加、有机铋催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT 8108)1份、抗水解稳定剂(RheinChemie,商品名:Stabaxol ILF,单碳化二亚胺)3份、阻燃剂(雅宝,商品名:H5,氢氧化镁)8份,乙酸乙酯30份,丁酮20份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVDF膜(SKC,商品名:FW1B),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PE膜,然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
实施例4
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(Toyobo,商品名:Vylon GK680)100份、双酚A型环氧树脂(Hexion,商品名:EPIKOTE Resin 1001)8份、HDI三聚体(Bayer,商品名:Desmodur N3300)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为1.3:1添加、有机铋催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT 8118)1份、抗水解稳定剂(RheinChemie,商品名:Stabaxol P200)4份、阻燃剂(亚泰,商品名:IR110,氢氧化镁)15份,乙酸乙酯30份,丁酮20份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVDF膜(杜邦,商品名:FW1B),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PE膜(市售),然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
实施例5
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(Toyobo,商品名:Vylon GK140,羟值10mgKOH/g,酸值<2mgKOH/g,100%固含量)100份、双酚A型环氧树脂(Hexion,商品名:EPIKOTE Resin 1001)8份、HDI三聚体(Bayer,商品名:Desmodur N3300)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为1.3:1添加、有机铋催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT8118)1份、抗水解稳定剂(RheinChemie,商品名:Stabaxol P200)4份、阻燃剂(亚泰,商品名:IR110,氢氧化镁)15份,乙酸乙酯30份,丁酮20份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVDF膜(杜邦,商品名:FW1B),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PE膜(市售),然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
对比例1
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(Toyobo,商品名:Vylon GK570,羟值6mgKOH/g,酸值<2mgKOH/g,100%固含量)100份、双酚A型环氧树脂(Hexion,商品名:EPIKOTEResin 1001)8份、HDI三聚体(Bayer,商品名:Desmodur N3300)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为1.3:1添加、有机铋催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT 8118)1份、抗水解稳定剂(RheinChemie,商品名:Stabaxol P200)4份、阻燃剂(亚泰,商品名:IR110)15份,乙酸乙酯30份,丁酮20份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVDF膜(杜邦,商品名:FW1B),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PE膜(市售),然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
对比例2
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(Toyobo,商品名:Vylon 802,羟值37mgKOH/g,酸值<1mgKOH/g,100%固含量)100份、双酚A型环氧树脂(Hexion,商品名:EPIKOTEResin 1001)8份、HDI三聚体(Bayer,商品名:Desmodur N3300)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为1.3:1添加、有机铋催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT 8118)1份、抗水解稳定剂(RheinChemie,商品名:Stabaxol P200)4份、阻燃剂(亚泰,商品名:IR110)15份,乙酸乙酯30份,丁酮20份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVDF膜(杜邦,商品名:FW1B),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PE膜(市售),然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
对比例3
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(Toyobo,商品名:Vylon GK810,羟值19mgKOH/g,酸值5mgKOH/g,100%固含量)100份、双酚A型环氧树脂(Hexion,商品名:EPIKOTE Resin 1001)8份、HDI三聚体(Bayer,商品名:Desmodur N3300)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为1.3:1添加、有机铋催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT8118)1份、抗水解稳定剂(RheinChemie,商品名:Stabaxol P200)4份、阻燃剂(亚泰,商品名:IR110)15份,乙酸乙酯30份,丁酮20份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVDF膜(杜邦,商品名:FW1B),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PE膜(市售),然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
对比例4
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(Toyobo,商品名:Vylon GK680)100份、HDI三聚体(Bayer,商品名:Desmodur N3300)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为1.3:1添加、有机铋催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT 8118)1份、抗水解稳定剂(RheinChemie,商品名:Stabaxol P200)4份、阻燃剂(亚泰,商品名:IR110)15份、乙酸乙酯30份、丁酮20份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVDF膜(杜邦,商品名:FW1B),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PE膜(市售),然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
对比例5
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(Toyobo,商品名:Vylon GK680)100份、双酚A型环氧树脂(Hexion,商品名:EPIKOTE Resin 1001)10份、HDI三聚体(Bayer,商品名:Desmodur N3390BA/SN)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为0.9:1添加、有机铋催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT 8118)1份、抗水解稳定剂(RheinChemie,商品名:Stabaxol P200,聚碳化二亚胺)2份、阻燃剂(雅宝,商品名:MARTINAL OL-104LEO,氢氧化铝)6份,乙酸乙酯30份,丁酮10份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVF膜(杜邦,商品名:PV2025),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合,PE膜(市售),然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
对比例6
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(Toyobo,商品名:Vylon GK680)100份、双酚A型环氧树脂(Hexion,商品名:EPIKOTE Resin 1001)3份、HDI三聚体(Bayer,商品名:Desmodur N3390BA/SN)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为0.8:1添加、有机铋催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT8118)1份、抗水解稳定剂(RheinChemie,商品名:Stabaxol P200,聚碳化二亚胺)2份、阻燃剂(雅宝,商品名:MARTINAL OL-104LEO,氢氧化铝)6份,乙酸乙酯30份,丁酮10份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVF膜(杜邦,商品名:PV2025),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合,PE膜(市售),然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
对比例7
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(Toyobo,商品名:Vylon GK680)100份、双酚A型环氧树脂(Hexion,商品名:EPIKOTE Resin 1001)3份、HDI三聚体(Bayer,商品名:Desmodur N3390BA/SN)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为1.5:1添加、有机铋催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT 8118)1份、抗水解稳定剂(RheinChemie,商品名:Stabaxol P200,聚碳化二亚胺)2份、阻燃剂(雅宝,商品名:MARTINAL OL-104LEO,氢氧化铝)6份,乙酸乙酯30份,丁酮10份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVF膜(杜邦,商品名:PV2025),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合,PE膜(市售),然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
对比例8
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(Toyobo,商品名:Vylon GK680)100份、双酚A型环氧树脂(Hexion,商品名:EPIKOTE Resin 1001)8份、HDI三聚体(Bayer,商品名:Desmodur N3300)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为1.3:1添加、有机铋催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT 8118)1份、阻燃剂(亚泰,商品名:IR110)15份、乙酸乙酯30份、丁酮20份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVDF膜(杜邦,商品名:FW1B),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PE膜(市售),然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
对比例9
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(Toyobo,商品名:Vylon GK680)100份、双酚A型环氧树脂(Hexion,商品名:EPIKOTE Resin 1001)8份、HDI三聚体(Bayer,商品名:Desmodur N3300)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为1.3:1添加、有机铋催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT 8118)1份、抗水解稳定剂(RheinChemie,商品名:Stabaxol P200)4份、乙酸乙酯30份、丁酮20份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVDF膜(杜邦,商品名:FW1B),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PE膜(市售),然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
对比例10
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(Toyobo,商品名:Vylon GK680)100份、HDI三聚体(Bayer,商品名:Desmodur N3300)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为1.3:1添加、有机铋催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT 8118)1份、阻燃剂(亚泰,商品名:IR110)15份、乙酸乙酯30份、丁酮20份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVDF膜(杜邦,商品名:FW1B),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PE膜(市售),然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
对比例11
树脂组合物组分如下:饱和聚酯树脂(Toyobo,商品名:Vylon GK680)100份、HDI三聚体(Bayer,商品名:Desmodur N3300)的添加量按羟基与异氰酸酯基团的摩尔比为1.3:1添加、有机铋催化剂(Shepherd Chemical,商品名:BiCAT 8118)1份、乙酸乙酯30份,丁酮20份。
混胶时先将除异氰酸酯的所有组分混合均匀,最后加入异氰酸酯,搅拌均匀后将其涂布于聚酯膜(裕兴,商品名:CY25R,表面能52达因/cm)上,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PVDF膜(杜邦,商品名:FW1B),并在聚酯膜的另一面涂胶,烘除溶剂,测得干胶厚度10μm,复合PE膜(市售),然后于50℃下固化48h,即得到光伏背板。
对所获得的光伏背板进行性能检测。
初始层间剥离强度测试:按照《GB/T 31034-2014晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》,测试PET/PE界面的剥离强度。
湿热老化(85℃/85%RH)2000h后的表观:肉眼观察湿热老化2000h后的背板样品,是否有胶渗出、滴落,胶层是否有发粘的现象。
湿热老化2000h后的层间剥离强度:按照《GB/T 31034-2014晶体硅太阳电池组件用绝缘背板》,测试PET/PE界面的剥离强度。
阻燃级别:按照《UL94:Test for Flammability of Plastic Materials forParts in Devices and Appliances》进行。VTM-0为最高级别,VTM-1次之,VTM-2较差。
从测试结果可以看出,本发明选用羟值为10-21mgKOH/g、酸值≤2mgKOH/g的含端羟基官能团的饱和聚酯树脂,其在少量环氧树脂的存在下与异氰酸酯发生交联反应,形成交联密度适中、初始剥离强度高且耐湿热老化性能好的胶粘剂,并且可以使氢氧化铝或氢氧化镁阻燃剂均匀分散于胶粘剂中,起到良好的阻燃效果。因此使用该胶粘剂制得的光伏背板具有优良粘接力、阻燃性和耐湿热老化性。
以上,仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案和技术构思做出其他各种相应的改变和变形,而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的范围。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种光伏背板胶粘剂用树脂组合物,其特征在于,所述树脂组合物包含饱和聚酯树脂、环氧树脂、异氰酸酯、阻燃剂及溶剂,其中以饱和聚酯树脂的固体量为100重量份计,环氧树脂的固体量为3-8重量份,饱和聚酯树脂中的羟基与异氰酸酯中的异氰酸酯基团的摩尔比为0.9-1.3:1,阻燃剂固体量为5-15重量份,溶剂的量为40-50重量份,并且其中所述的饱和聚酯树脂的羟值为10-21mgKOH/g,酸值≤2mgKOH/g。
2.如权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、联苯环氧、酚醛环氧、双环戊二烯型环氧以及四官能团环氧中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述异氰酸酯为脂肪族多异氰酸酯,选自六亚甲基二异氰酸酯(HDI)三聚体、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)三聚体、氢化2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)三聚体中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁阻燃剂中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的树脂组合物,其特征在于,所述树脂组合物还包含催化剂和/或抗水解稳定剂,其中,以饱和聚酯树脂的固体量为100重量份计,催化剂的固体量为0.5-2重量份,抗水解稳定剂的固体量为2-5重量份。
7.如权利要求6所述的树脂组合物,其特征在于,所述催化剂为有机叔胺催化剂或有机金属化合物催化剂,优选地,有机金属化合物催化剂为有机铋催化剂、有机锡催化剂或有机锌催化剂中的一种或几种;所述抗水解稳定剂为碳化二亚胺的单体或聚合物。
8.一种光伏背板,其特征在于,所述光伏背板包括依次层叠的耐候层、胶粘剂层、绝缘层、胶粘剂层和粘合层,其中所述胶粘剂层使用权利要求1至7中任一项所述的树脂组合物制成。
9.如权利要求8所述的光伏背板,其特征在于,所述耐候层为聚氟乙烯(PVF)膜或聚偏氟乙烯(PVDF)膜;和/或,所述绝缘层为聚酯薄膜;和/或,所述粘合层为聚氟乙烯(PVF)膜、聚偏氟乙烯(PVDF)膜、聚乙烯(PE)膜、聚烯烃(PO)膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)膜、或PE/EVA共混物(PEVA)膜。
10.如权利要求8所述的光伏背板,其特征在于,所述胶粘剂层的厚度为5-30μm;优选8-18μm。
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