CN108587495B - 用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将质量比为1‑3:1‑3:20‑30的硅烷偶联剂、乙酸铜、乙醇混合溶解完全，得预处理溶液；步骤二、将预处理溶液均匀涂在两个待粘接面上，得到预处理粘接面；步骤三、将厌氧胶均匀涂在其中一个预处理粘接面上，对接固定两个预处理粘结面；其中，乙醇的质量分数为99‑99.7％，厌氧胶为聚氨酯树脂类胶黏剂，硅烷偶联剂为KH550、KH560中的一种或两种。本发明用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，有效提高了厌氧胶的粘接强度。
Description
技术领域
本发明涉及光伏用厌氧胶粘接性能的改善领域。更具体地说，本发明涉及一种用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法。
背景技术
光伏(PV or photovoltaic)是太阳能光伏发电系统(photovoltaic powersystem)的简称，是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。
厌氧胶在粘接半导体材料进行切割时，会出现粘接强度较低而导致晶体硅切割结束后出现晶体硅断裂或者部分碎掉，为改善厌氧胶粘接强度不足的问题，行业内人士多数通过在厌氧胶中加入硅烷偶联剂来提高粘接性能，但这种方法对厌氧胶的粘接强度改善并不显著。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，这种方法提高了厌氧胶的粘接强度。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将质量比为1-3:1-3:20-30的硅烷偶联剂、乙酸铜、乙醇混合溶解完全，得预处理溶液；
步骤二、将预处理溶液均匀涂在两个待粘接面上，得到预处理粘接面；
步骤三、将厌氧胶均匀涂在其中一个预处理粘接面上，对接固定两个预处理粘结面。
优选的是，步骤一中，乙醇的质量分数为99-99.7％。
优选的是，步骤三中，厌氧胶为聚氨酯树脂类胶黏剂。
优选的是，步骤一中，硅烷偶联剂为KH550、KH560中的一种或两种。
优选的是，步骤二中，在粘接面用预处理溶液进行处理前还包括：进行初步处理，初步处理的具体过程为：
a、称取侧氨丙基聚硅氧烷，并将其充分溶解在其总质量10-20倍量的乙醇中，得到硅氧烷溶液，其中，乙醇的质量分数为99-99.7％；
b、称取侧氨丙基聚硅氧烷总质量1-2倍量的有机膦酸酯，并将其加入硅氧烷溶液中，室温搅拌30-50min，得到初处理溶液；
c、将初处理溶液均匀涂在待粘接物的两个粘接面上，并用红外灯照射进行干燥5-10min，得到初处理粘接面。
优选的是，侧氨丙基聚硅氧烷中的氨基含量为30％。
优选的是，两个粘接面初处理完成后在对其用预处理溶液进行处理前，还包括：进行二次处理，其处理过程具体为：
在初处理粘接面上均匀涂抹乙酸溶液，静置5-10min，再均匀涂抹正硅酸乙酯溶液，待初处理粘接面表面溶剂挥发干净，然后在其表面再次均匀涂等量的乙酸溶液，得到二次处理粘接面，其中，涂在粘接面上的乙酸溶液、正硅酸乙酯溶液均与涂在粘接面上的初处理溶液的质量相等。
优选的是，正硅酸乙酯溶液是将正硅酸乙酯溶解在其总质量10-20倍量的乙醇中配制而成，乙醇的质量分数为99-99.7％。
本发明至少包括以下有益效果：
第一、用硅烷偶联剂和乙酸铜处理粘接面的方法提高了单组份胶黏剂的粘接强度，在切割晶体硅领域，很大的改善了胶黏剂粘接不足的问题。
第二、用初处理溶液处理粘接面，初处理溶液中含有侧氨丙基聚硅氧烷，并且侧氨丙基聚硅氧烷中氨基的含量为30％，侧氨丙基聚硅氧烷中的氨基吸附在粘接面上，另一端硅氧硅链在粘接面上形成一层保护膜，进而提高粘接面的耐水性，加入有机膦酸酯一方面磷元素具有较强的配位能力，自身可以吸附在粘接面形成一层保护膜，提高粘接面的耐高温性能，另一方面侧氨丙基聚硅氧烷协同有机膦酸酯可以有效提高侧氨丙基聚硅氧烷在粘接面上的吸附能力，提高厌氧胶的粘接强度。
第三、粘接面进行二次处理，在酸性条件下侧氨丙基聚硅氧烷部分硅氧硅链断裂，形成硅羟基，与正硅酸乙酯水解生成的部分硅羟基发生脱水缩合反应形成新的硅氧硅链硅羟基，而乙酸乙酯剩余的硅羟基与预处理溶液中硅烷偶联剂中的硅羟基缩合，同时，硅烷偶联剂水解后的硅羟基与厌氧胶中二氧化硅表面的硅羟基发生缩合，在粘接面形成稳定硅氧硅链，这就有效提高了硅烷偶联剂粘接面的粘接强度。
第四、添加乙酸一方面是促进侧氨丙基聚硅氧烷、正硅酸乙酯、以及硅烷偶联剂的水解，另一方面，在酸性条件下，有机膦酸酯在粘接面的吸附能力更强，这就有效提高其粘接强度和耐高温性能。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
<实施例1>
一种用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，包括以下步骤：
步骤一、将质量比为1:1:20的硅烷偶联剂、乙酸铜、乙醇混合溶解完全，得预处理溶液；
步骤二、将预处理溶液均匀涂在两个待粘接面上，得到预处理粘接面；
步骤三、将厌氧胶均匀涂在其中一个预处理粘接面上，对接固定两个预处理粘结面。
步骤一中，乙醇的质量分数为99％。
步骤三中，厌氧胶为聚氨酯树脂类胶黏剂。
步骤一中，硅烷偶联剂为KH550。
<实施例2>
一种用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，包括以下步骤：
步骤一、将质量比为2:1.2:25的硅烷偶联剂、乙酸铜、乙醇混合溶解完全，得预处理溶液；
步骤二、将预处理溶液均匀涂在两个待粘接面上，得到预处理粘接面；
步骤三、将厌氧胶均匀涂在其中一个预处理粘接面上，对接固定两个预处理粘结面。
步骤一中，乙醇的质量分数为99.5％。
步骤三中，厌氧胶为聚氨酯树脂类胶黏剂。
步骤一中，硅烷偶联剂为KH550、KH560两种的混合溶液。
<实施例3>
一种用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，包括以下步骤：
步骤一、将质量比为3:1.5:30的硅烷偶联剂、乙酸铜、乙醇混合溶解完全，得预处理溶液；
步骤二、将预处理溶液均匀涂在两个待粘接面上，得到预处理粘接面；
步骤三、将厌氧胶均匀涂在其中一个预处理粘接面上，对接固定两个预处理粘结面。
步骤一中，乙醇的质量分数为99.7％。
步骤三中，厌氧胶为聚氨酯树脂类胶黏剂。
步骤一中，硅烷偶联剂为KH560。
<实施例4>
一种用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，包括以下步骤：
步骤一、将质量比为3:1.5:30的硅烷偶联剂、乙酸铜、乙醇混合溶解完全，得预处理溶液；
步骤二、将预处理溶液均匀涂在两个待粘接面上，得到预处理粘接面；
步骤三、将厌氧胶均匀涂在其中一个预处理粘接面上，对接固定两个预处理粘结面。
步骤一中，乙醇的质量分数为99.7％。
步骤三中，厌氧胶为聚氨酯树脂类胶黏剂。
步骤一中，硅烷偶联剂为KH560。
步骤二中，在粘接面用预处理溶液进行处理前还包括：进行初步处理，初步处理的具体过程为：
a、称取侧氨丙基聚硅氧烷，并将其充分溶解在其总质量20倍量的乙醇中，得到硅氧烷溶液，其中，乙醇的质量分数为99.7％；
b、称取侧氨丙基聚硅氧烷总质量2倍量的有机膦酸酯，并将其加入硅氧烷溶液中，室温搅拌50min，得到初处理溶液；
c、将初处理溶液均匀涂在待粘接物的两个粘接面上，并用红外灯照射进行干燥10min，得到初处理粘接面。
侧氨丙基聚硅氧烷中的氨基含量为30％。
<实施例5>
一种用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，包括以下步骤：
步骤一、将质量比为3:1.5:30的硅烷偶联剂、乙酸铜、乙醇混合溶解完全，得预处理溶液；
步骤二、将预处理溶液均匀涂在两个待粘接面上，得到预处理粘接面；
步骤三、将厌氧胶均匀涂在其中一个预处理粘接面上，对接固定两个预处理粘结面。
步骤一中，乙醇的质量分数为99.7％。
步骤三中，厌氧胶为聚氨酯树脂类胶黏剂。
步骤一中，硅烷偶联剂为KH560。
步骤二中，在粘接面用预处理溶液进行处理前还包括：进行初步处理，初步处理的具体过程为：
a、称取侧氨丙基聚硅氧烷，并将其充分溶解在其总质量20倍量的乙醇中，得到硅氧烷溶液，其中，乙醇的质量分数为99.7％；
b、称取侧氨丙基聚硅氧烷总质量2倍量的有机膦酸酯，并将其加入硅氧烷溶液中，室温搅拌50min，得到初处理溶液；
c、将初处理溶液均匀涂在待粘接物的两个粘接面上，并用红外灯照射进行干燥10min，得到初处理粘接面。
侧氨丙基聚硅氧烷中的氨基含量为30％。
两个粘接面初处理完成后在对其用预处理溶液进行处理前，还包括：进行二次处理，其处理过程具体为：
在初处理粘接面上均匀涂抹乙酸溶液，静置10min，再均匀涂抹正硅酸乙酯溶液，待初处理粘接面表面溶剂挥发干净，然后在其表面再次均匀涂等量的乙酸溶液，得到二次处理粘接面，其中，涂在粘接面上的乙酸溶液、正硅酸乙酯溶液均与涂在粘接面上的初处理溶液的质量相等。
正硅酸乙酯溶液是将正硅酸乙酯溶解在其总质量20倍量的乙醇中配制而成，乙醇的质量分数为99.7％。
<对比例1>
在实施例3的基础上，按照常规方法直接在两个待粘接面上涂抹硅烷偶联剂，其余步骤不变。
结果分析：按照实施例1～5和对比例1的实验方案，统计粘接强度、浸泡时间、最高温度、以及最长时间，其中，浸泡时间为粘接强度不变的情况下在常温水溶液中所能承受的时间，最高温度为胶膜在粘接强度不变的情况下所能承受的最高温度，最长时间为胶膜在最高温度下不会变软的时间，统计结果如表1所示：
表1实施例1～5和对比例1的实验方案数据对比
1、对比实施例1-3与实施例4，实施例1-3中的粘接强度为11-14MPa，粘接强度不变的情况下在水溶液中所能承受的最长浸泡时间为3.5-5h，胶膜在粘接强度不变的情况下所能承受的最高温度为65-70℃，且其在相对应的温度下所能承受最长时间为0.43-0.50h，而实施例4中相对应的实验数据依次为15MPa、6h、76℃、以及0.68h，实施例4中的实验数据明显高于实施例1-3的实验数据；
2、对比实施例1-3与对比例1，对比例1中的粘接强度为9MPa，粘接强度不变的情况下在水溶液中所能承受的最长浸泡时间为3h，胶膜在粘接强度不变的情况下所能承受的最高温度为60℃，且其在相对应的温度下所能承受最长时间为0.33h，实施例1-3中的实验数据明显高于对比例1的实验数据；
3、对比实施例4与实施例5，实施例4的粘接强度为15MPa，粘接强度不变的情况下在水溶液中所能承受的最长浸泡时间为6h，胶膜在粘接强度不变的情况下所能承受的最高温度为76℃，且其在相对应的温度下所能承受最长时间为0.68h，而实施例5中相对应的实验数据依次为16MPa、6.5h、80℃、以及0.75h，实施例5中的实验数据明显高于实施例4的实验数据；
这表明用硅烷偶联剂和乙酸铜处理粘接面的方法提高了单组份胶黏剂的粘接强度，在切割晶体硅领域，很大的改善了胶黏剂粘接不足的问题；用初处理溶液处理粘接面，侧氨丙基聚硅氧烷中的氨基吸附在粘接面上，另一端硅氧硅链在粘接面上形成一层保护膜，有机膦酸酯，自身可以吸附在粘接面形成一层保护膜，提高粘接面的耐高温性能，面侧氨丙基聚硅氧烷协同有机膦酸酯可以有效提高侧氨丙基聚硅氧烷在粘接面上的吸附能力，提高厌氧胶的粘接强度；粘接面进行二次处理，在酸性条件下侧氨丙基聚硅氧烷部分硅氧硅链断裂，形成硅羟基，与正硅酸乙酯水解生成的部分硅羟基发生脱水缩合反应形成新的硅氧硅链硅羟基，而乙酸乙酯剩余的硅羟基与预处理溶液中硅烷偶联剂中的硅羟基缩合，同时，硅烷偶联剂水解后的硅羟基与厌氧胶中二氧化硅表面的硅羟基发生缩合，在粘接面形成稳定硅氧硅链，这就有效提高了硅烷偶联剂粘接面的粘接强度，本发明的用硅烷偶联剂处理粘接面的方法可以提高的粘接强度、耐水性以及耐高温。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (7)
1.一种用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将质量比为1-3:1-3:20-30的硅烷偶联剂、乙酸铜、乙醇混合溶解完全，得预处理溶液；
步骤二、将预处理溶液均匀涂在两个待粘接面上，得到预处理粘接面；
步骤三、将厌氧胶均匀涂在其中一个预处理粘接面上，对接固定两个预处理粘结面；
步骤二中，在粘接面用预处理溶液进行处理前还包括：进行初步处理，初步处理的具体过程为：
a、称取侧氨丙基聚硅氧烷，并将其充分溶解在其总质量10-20倍量的乙醇中，得到硅氧烷溶液，其中，乙醇的质量分数为99-99.7％；
b、称取侧氨丙基聚硅氧烷总质量1-2倍量的有机膦酸酯，并将其加入硅氧烷溶液中，室温搅拌30-50min，得到初处理溶液；
c、将初处理溶液均匀涂在待粘接物的两个粘接面上，并用红外灯照射进行干燥5-10min，得到初处理粘接面。
2.如权利要求1所述的用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，其特征在于，步骤一中，乙醇的质量分数为99-99.7％。
3.如权利要求1所述的用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，其特征在于，步骤三中，厌氧胶为聚氨酯树脂类胶黏剂。
4.如权利要求1所述的用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，其特征在于，步骤一中，硅烷偶联剂为KH550、KH560中的一种或两种。
5.如权利要求1所述的用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，其特征在于，侧氨丙基聚硅氧烷中的氨基含量为30％。
6.如权利要求1所述的用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，其特征在于，两个粘接面初处理完成后在对其用预处理溶液进行处理前，还包括：进行二次处理，其处理过程具体为：
在初处理粘接面上均匀涂抹乙酸溶液，静置5-10min，再均匀涂抹正硅酸乙酯溶液，待初处理粘接面表面溶剂挥发干净，然后在其表面再次均匀涂等量的乙酸溶液，得到二次处理粘接面，其中，涂在粘接面上的乙酸溶液、正硅酸乙酯溶液均与涂在粘接面上的初处理溶液的质量相等。
7.如权利要求6所述的用硅烷偶联剂处理粘接面改进厌氧胶性能的方法，其特征在于，正硅酸乙酯溶液是将正硅酸乙酯溶解在其总质量10-20倍量的乙醇中配制而成，乙醇的质量分数为99-99.7％。
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