CN109294504A - 一种光伏背板用胶黏剂组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏背板用胶黏剂组合物,其包括预聚体组分和固化组分,其中所述预聚体组分包括如下按重量份数计的原料:聚酯树脂A 5~30份;聚酯树脂B 10~40份;抗氧剂0.1~2份;抗紫外剂0.1~2份;光稳定剂0.05~2份;抗水解剂0.1~2份;有机溶剂A 10~50份;有机溶剂B 10~70份;所述有机溶剂A和有机溶剂B为酮类、苯类、酯类或醚类溶剂,所述固化组分为脂肪族聚异氰酸酯固化剂,所述预聚体组分和固化组分按重量计配比为(10~20):1。本发明光伏背板用胶黏剂组合物具有优异的粘结强度、优异的耐水解性和耐老化性,具有良好的绝缘性,且制备工艺简单,生产成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及胶黏剂领域,具体为一种光伏背板用胶黏剂组合物及其制备方法,用于太阳能电池组件封装材料复合型背板中,对聚酯薄膜与含氟薄膜起到覆合粘结的作用。
背景技术
由于化石能源的逐步减少以及其使用过程中的各种污染问题,各国都在加强对太阳能等清洁能源的开发利用。目前太阳能设备常用的是太阳能电池板,它是将太阳能转化为电能的一个重要设备。此类产品一般按照 25年以上进行设计,要确保产品达到如此长的使用期限,需要严格控制各组件质量,而这些组件在太阳能电池背板的作用不容小觑。太阳能背板位于太阳能电池的背面,对电池片起到保护和支撑的作用,使用环境要求其具有绝缘、耐候、阻水等性能。单独聚合物材料无法满足光伏行业的使用要求,因此一般采用几层性能互补的材料粘合在一起。
目前用于太阳能电池组件封装的背板有不同的材料,最常用的是聚氟乙烯(PVF)/聚偏氟乙烯(PVDF)等含氟薄膜+聚酯薄膜(PET)+PVF/PVDF等含氟薄膜的3层复合膜,即太阳能背板由三层结构组成,氟膜与聚酯膜之间用胶水粘结。其中氟膜用作太阳能电池封装材料的主要层,其作用就是耐气候、抗紫外、耐老化等;聚酯薄膜主要的作用是电气绝缘和水汽阻隔,且具有耐湿热老化、尺寸稳定、耐撕裂及易加工等优点。
随着光伏电池组件厂家对延长电池寿命和光电转换效率的要求进一步提高,对光伏电池配套材料-PET薄膜的要求越来越苛刻。比如对电绝缘、耐老化、透气性、尺寸稳定性能、撕裂强度都有很高的要求。除一般的机械性能、电性能、耐燃性能外,氟膜的耐紫外性、耐候性、耐热性、耐高低温性和耐化学药品性等各项性能均十分优越,可以弥补PET层在这方面的不足。如果使用含氟薄膜,必须保证良好的复合状况,这需要靠胶黏剂粘结。
按照目前全球光伏装机量的增长速度测算,2017年全球新增光伏装机容量将超过80GW,按照太阳能电池组件转换效率16%、1GW太阳能电池组件大约需要700万平方米背板测算,对应的2017年全球新增太阳能电池背板需求量约5.7亿平方米,根据欧洲光伏产业协会的预测,基于未来成本的下降、新市场开发、用户对于光伏应用接受度的持续提高等因素影响,2020年全球光伏市场新增光机容量有望达到97GW,届时对于光伏电池背板的需求量将超过7.3亿平方米,市场前景良好,此时所需要的胶黏剂的用量将达到7500吨,加上胶黏剂在背板中的的关键作用以及目前胶黏剂的高成本,开发一种价格合理且性能优异的光伏背板用胶黏剂尤为重要。但目前胶黏剂主要存在粘结强度不高,耐水解及耐老化性能差的缺点。
上述公开的聚氨酯胶黏剂由于分子链中有酯键,酯键很容易水解,尤其在热水中更容易水解。聚酯型聚氨酯主链上的酯基水解生成两个较短链,一个短链末端为羟基,另一个为羧基。酸性的羧基又加速其它链节的进一步水解,这是一种自动催化的连锁反应。光伏背板位于光伏组件的最外层直接与外部环境大面积接触,起着隔绝电池片以及封装胶膜材料与外界环境的作用,是光伏组件的重要组成部分,故当光伏组件长期在户外应用,在服役过程中受湿度和温度双重因素的综合影响,易发生胶黏剂水解失效,导致背板材料出现层层间分层现象,进而就降低了背板产品的耐候性以及使用寿命。故光伏背板结构中的胶黏剂层有着至关重要的作用不容忽视。因此,研发一种具有优异的粘结强度、耐水解性和耐老化性的光伏背板用胶黏剂为目前本领域迫切需要解决的技术问题。
发明内容
针对上述技术缺陷,本发明配方提供了一种有成本优势的胶黏剂,并具有优异的粘结强度以及耐水解和耐老化性能。
本发明可以通过以下技术方案来实现:
一种光伏背板用胶黏剂组合物,其包括预聚体组分和固化组分,其中所述预聚体组分包括如下按重量份数计的原料:
所述有机溶剂A和有机溶剂B为酮类、苯类、酯类或醚类溶剂,所述固化组分为脂肪族聚异氰酸酯固化剂,所述预聚体组分和固化组分按重量计配比为(10~20)∶1。本发明通过选用两种不同类型的饱和聚酯树脂混合,其中一种为氟改性聚酯树脂,氟树脂的引入降低了胶黏剂体系的表面张力,使得胶黏剂在基材表面能够更好的润湿,从而使胶黏剂与聚酯薄膜和氟膜的粘结强度更大,进而提高了背板的整体剥离力,通过引入光稳定剂与抗氧剂、抗紫外剂并用,产生良好的协同效果,进一步地增加胶黏剂的抗紫外线照射能力,再加上抗水解剂的使用以及氟改性聚酯树脂本身优异的耐老化性能,从而增加了胶黏剂应对高温高湿环境的能力,进而增加了背板的耐老化性能。本发明配方组分中聚酯树脂A若重量份数<5份,则胶黏剂的柔韧性变差,若重量份数>30份,则胶黏剂的内聚力减弱,粘结强度降低;聚酯树脂B若重量份数<10份,则胶黏剂的耐候性变差,若重量份数>40份,则胶黏剂的柔韧性变差;抗氧剂若重量份数<0.1份,则胶黏剂抗老化性能改善不明显,若重量份数>2份,则会影响胶黏剂的粘结强度;抗紫外剂若重量份数<0.1份,则胶黏剂的耐老化性能改善不明显,若重量份数>2份,则会影响胶黏剂的粘结强度;光稳定剂若重量份数<0.05份,则其与抗紫外剂和抗氧剂的系统作用效果不明显,若重量份数>2份,则会影响胶黏剂的粘结强度;抗水解剂若重量份数<0.1份,则耐水解改善效果不明显,若重量份数>2份,则会影响胶黏剂的粘结强度;溶剂A和溶剂B用于溶解和分散所添加的组分,并选用酮类、苯类、酯类或醚类易挥发溶剂,使胶黏剂涂覆后快速固化干燥。
进一步地,所述聚酯树脂A为非结晶型饱和聚酯树脂,所述非结晶型饱和聚酯树脂的数均分子量为10000~30000,羟值为5~20mgKOH/g,酸值<2mgKOH/g,玻璃化转变温度为0~15℃。选用非结晶型饱和聚酯树脂制备得到的胶黏剂对PET薄膜、PVF薄膜、PVDF薄膜等附着力好,具有良好的耐候性,选用分子量为10000~30000的非结晶型饱和聚酯树脂具有良好的耐候性和溶剂溶解性,制备得到胶黏剂的粘着力好,玻璃化转变温度为0~15℃,在低温条件下实现玻璃态向高弹态转变,使制备得到的胶黏剂在户外高温环境下具有良好的胶黏力,羟值为5~20mgKOH/g,酸值< 2mgKOH/g可保证制备得到的胶黏剂具有良好的综合机械性能,耐水性好且贮存稳定性佳。
进一步地,所述聚酯树脂B为氟改性非结晶型饱和聚酯树脂,所述氟改性非结晶型饱和聚酯树脂的数均分子量为5000~20000,羟值为5~20 mgKOH/g,酸值<6mgKOH/g,玻璃化转变温度为0~30℃。氟改性非结晶型饱和聚酯树脂具有超强的耐腐蚀和耐候性,选用分子量为5000~20000的氟改性非结晶型饱和聚酯树脂具有良好的溶剂溶解性,制备得到的胶黏剂粘着力好,玻璃化转变温度为0~30℃,使制备得到的胶黏剂在户外高温条件下具有良好的胶黏力,羟值为5~20mgKOH/g,酸值<6mgKOH/g可保证制备得到的胶黏剂具有良好的综合机械性能,耐水性好且贮存稳定性佳。
进一步地,所述抗氧剂为2,2′-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基)苯酚、 2,2′-亚甲基-双-(4-乙基-6-叔丁基)苯酚、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基 -2,6-二甲基苯甲基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、四(3,5- 二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇酯二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇酯二磷酸酯中的一种或多种按任意配比混合组成。所选用抗氧剂均为高效非污染性抗氧剂,容易溶于有机溶剂中,与加入的抗紫外剂、光稳定剂和抗水解剂起到良好的协同效果。
进一步地,所述抗紫外剂为2,4-二羟基二苯甲酮、2,2,4-三羟基二苯甲酮、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯代苯并三氮唑、 2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2,2′-亚甲基 -(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷 -4-甲基苯酚、邻羟基苯甲酸苯酯、单苯甲酸间苯二酚酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯中的一种或多种按任意配比混合组成。所选用的抗紫外剂具有良好的紫外吸收效果,避免有害的紫外光通过化学上的氧化还原作用使胶黏剂加速老化。
进一步地,所述光稳定剂为2,2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍、三 (1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸酯、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、2,4,6-三(2’正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、六甲基磷酰三胺中的一种或多种按任意配比混合组成。本发明所选用的光稳定剂为高分子光稳定剂,在吸收光能后能以无害方式将能量耗散,从而防止基体高分子材料发生光化学反应,淬灭光引发产生的自由基和吸收消耗聚合物中的氧化物,与聚合物的相容性良好,稳定性高。
进一步地,所述抗水解剂为碳化二亚胺类水解稳定剂,所述碳化二亚胺类水解稳定剂为二异丙基碳化二亚胺、二叔丁基碳化二亚胺、四异丙基苯碳化二亚胺、二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺、二[4-(1-甲基-1-苯基乙基)-2,6-二异丙基苯基]碳化二亚胺、二[4-叔丁基-2,6-二异丙基苯基]碳化二亚胺水解稳定剂中的一种或多种按任意配比混合组成。碳化二亚胺类水解稳定剂可与含活性氢物质反应,具有热和湿气的稳定性,提高胶黏剂在高温和潮湿环境的稳定性。
进一步地,所述有机溶剂A和有机溶剂B为丙酮、丁酮、2-己酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙醚、乙二醇甲醚中的一种或多种组成。所用有机溶剂具有良好的挥发性,使胶黏剂能与光伏背板材料快速黏合。
进一步地,所述脂肪族聚异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯三聚体固化剂。所选用固化剂坚韧耐磨、耐化学腐蚀,且柔韧性好,易附着于各种底材。
进一步地,所述光伏背板用胶黏剂组合物的制备方法,包括如下步骤:
步骤1,按照聚酯树脂A添加量∶有机溶剂A添加量=2∶3~2∶5比例依次加入聚酯树脂A和有机溶剂A至混合容器中,用高速分散机在频率 20±2Hz条件下搅拌溶剂层1~2小时,使聚酯树脂A充分溶胀后,再继续固液混合搅拌2~3小时,使聚酯树脂A溶解,并控制饱和聚酯树脂A 预溶液的固含量为40±1%;由于聚酯树脂A溶解前为固体块状,加入有机溶剂A后先搅拌溶剂层使其溶胀后再继续固液混合搅拌,使其聚酯树脂A 更容易溶解;
步骤2,依照步骤1操作方法,按照聚酯树脂B添加量∶有机溶剂B添加量=2∶3~2∶5配置固含量为40±1%的聚酯树脂B预溶液;同理,聚酯树脂B在有机溶剂B中溶胀后再继续固液混合搅拌,
步骤3,将步骤1和步骤2制备得到的聚酯树脂A预溶液和聚酯树脂 B预溶液按1∶1~1∶3比例混合,再向其中加入配方比例要求的抗氧剂、抗紫外剂、光稳定剂、抗水解剂,用高速分散机在频率20±2Hz条件下搅拌至少30分钟,使其充分混合均匀,即得预聚体混合溶液;
步骤4,向步骤3制备得到的预聚体混合溶液中按比例加入固化组分,然后以800-2000r/min转速搅拌30分钟后,再添加有机溶剂A或有机溶剂B使混合溶液的固含量控制在40±1%,即得成品。
本发明光伏背板用胶黏剂组合物及其制备方法,具有如下的有益效果:
第一、粘结强度优异;本发明通过选用非结晶型饱和聚酯树脂和氟改性非结晶型饱和聚酯树脂混合,其中氟改性非结晶型饱和聚酯树脂的引入降低了胶黏剂体系的表面张力,使得胶黏剂在基材表面能够更好的润湿,从而使胶黏剂与聚酯薄膜和氟膜的粘结强度更大,进而提高了背板的整体剥离力,制备得到的胶黏剂的粘结强度优异;
第二、耐水解性和耐老化性优异,本发明通过引入光稳定剂与抗氧剂、抗紫外剂并用,产生良好的协同效应,进一步地增加胶黏剂的抗紫外线照射能力,再加上抗水解剂的使用以及氟树脂本身优异的耐老化性能,从而增加了胶黏剂应对高温高湿环境的能力,进而增加了光伏背板的耐老化性能;
第三、制备工艺简单;本发明分别将聚酯树脂A和聚酯树脂B进行溶胀后再进一步分散溶解,分别得到聚酯树脂A预溶液和聚酯树脂B预溶液,再根据比例经聚酯树脂A预溶液和聚酯树脂B预溶液混合,加入配方比例要求的抗氧剂、抗紫外剂、光稳定剂、抗水解剂后搅拌均匀,最后加入固化组分后搅拌溶解,再添加有机溶剂A或有机溶剂B使混合液的固体含量控制在40±1%即可得到成品,所有加工步骤主要为搅拌混合,不设计任何加热和反应步骤,制备工艺简单,容易实现批量生产;
第四、生产成本低;本发明所用材料为常规材料,在市面上均有大量销售,且价格低廉,生产成本低。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种光伏背板用胶黏剂组合物,其包括预聚体组分和固化组分,其中所述预聚体组分包括如下按重量份数计的原料:
所述预聚体组分和固化组分按重量计配比为15∶1;
其中聚酯树脂A为非结晶型饱和聚酯树脂,数均分子量为10000~ 25000,羟值为15mgKOH/g,酸值为1mgKOH/g,玻璃化转变温度为0~15℃;
聚酯树脂B为氟改性非结晶型饱和聚酯树脂,所述氟改性非结晶型饱和聚酯树脂的数均分子量为10000~20000,羟值为10~20mgKOH/g,酸值为4mgKOH/g,玻璃化转变温度为0~30℃;
抗氧剂为2,2′-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基)苯酚和2,2′-亚甲基 -双-(4-乙基-6-叔丁基)苯酚按1∶2比例混合的混合物;
抗紫外剂为2,4-二羟基二苯甲酮和2,2,4-三羟基二苯甲酮按1∶1比例混合的混合物;
光稳定剂为2,2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍;
抗水解剂为二异丙基碳化二亚胺和二叔丁基碳化二亚胺按1∶1比例混合的混合物;
溶剂A为乙酸乙酯;
溶剂B为丁酮;
固化组合物为六亚甲基二异氰酸酯三聚体固化剂;
上述组分按以下步骤操作制备得到成品:
步骤1,按照聚酯树脂A添加量∶有机溶剂A添加量=2∶3比例依次加入聚酯树脂A和有机溶剂A至混合容器中,用高速分散机在频率20±2Hz 条件下搅拌溶剂层1小时,使聚酯树脂A充分溶胀后,再继续固液混合搅拌2小时,使聚酯树脂A溶解,并控制饱和聚酯树脂A预溶液的固含量为 40±1%;
步骤2,依照步骤1操作方法,按照聚酯树脂B添加量∶有机溶剂B添加量=2∶3~2∶5配置固含量为40±1%的聚酯树脂B预溶液;
步骤3,将步骤1和步骤2制备得到的聚酯树脂A预溶液和聚酯树脂 B预溶液按1∶1比例混合,再向其中加入配方比例要求的抗氧剂、抗紫外剂、光稳定剂、抗水解剂,用高速分散机在频率20±2Hz条件下高速搅拌至少30分钟,使其充分混合均匀,即得预聚体混合溶液;
步骤4,向步骤3制备得到的预聚体混合溶液中按比例加入固化组分,然后以800r/min转速搅拌30分钟后,再添加有机溶剂B使混合溶液的固含量控制在40±1%,即得成品。
实施例2
一种光伏背板用胶黏剂组合物,其包括预聚体组分和固化组分,其中所述预聚体组分包括如下按重量份数计的原料:
所述预聚体组分和固化组分按重量计配比为12∶1;
其中聚酯树脂A为非结晶型饱和聚酯树脂,数均分子量为10000~ 20000,羟值为20mgKOH/g,酸值为1mgKOH/g,玻璃化转变温度为0~15℃;
聚酯树脂B为氟改性非结晶型饱和聚酯树脂,所述氟改性非结晶型饱和聚酯树脂的数均分子量为10000~20000,羟值为5~10mgKOH/g,酸值为2mgKOH/g,玻璃化转变温度为0~30℃;
抗氧剂为1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苯甲基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮和二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯按1∶1比例混合的混合物;
抗紫外剂为2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮按1∶2比例混合的混合物;
光稳定剂为三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸酯;
抗水解剂为二[4-(1-甲基-1-苯基乙基)-2,6-二异丙基苯基]碳化二亚胺和二[4-叔丁基-2,6-二异丙基苯基]碳化二亚胺按1∶3比例混合的混合物;
溶剂A为甲苯;
溶剂B为2-己酮;
固化组合物为六亚甲基二异氰酸酯三聚体固化剂;
上述组分按以下步骤操作制备得到成品:
步骤1,按照聚酯树脂A添加量∶有机溶剂A添加量=2∶4比例依次加入聚酯树脂A和有机溶剂A至混合容器中,用高速分散机在频率20±2Hz 条件下搅拌溶剂层1.5小时,使聚酯树脂A充分溶胀后,再继续固液混合搅拌3小时,使聚酯树脂A溶解,并控制饱和聚酯树脂A预溶液的固含量为40±1%;
步骤2,依照步骤1操作方法,按照聚酯树脂B添加量∶有机溶剂B添加量=2∶5配置固含量为40±1%的聚酯树脂B预溶液;
步骤3,将步骤1和步骤2制备得到的聚酯树脂A预溶液和聚酯树脂 B预溶液按1∶1比例混合,再向其中加入配方比例要求的抗氧剂、抗紫外剂、光稳定剂、抗水解剂,用高速分散机在频率20±2Hz条件下高速搅拌 35分钟,使其充分混合均匀,即得预聚体混合溶液;
步骤4,向步骤3制备得到的预聚体混合溶液中按比例加入固化组分,然后以1000r/min搅拌30分钟后,再添加有机溶剂B使混合溶液的固含量控制在40±1%,即得成品。
实施例3
一种光伏背板用胶黏剂组合物,其包括预聚体组分和固化组分,其中所述预聚体组分包括如下按重量份数计的原料:
所述预聚体组分和固化组分按重量计配比为15∶1;
其中聚酯树脂A为非结晶型饱和聚酯树脂,数均分子量为10000~ 15000,羟值为10mgKOH/g,酸值为0.5mgKOH/g,玻璃化转变温度为0~ 15℃;
聚酯树脂B为氟改性非结晶型饱和聚酯树脂,所述氟改性非结晶型饱和聚酯树脂的数均分子量为10000~20000,羟值为5mgKOH/g,酸值为 4mgKOH/g,玻璃化转变温度为0~30℃;
抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯和双(2,4-二叔丁基苯基) 季戊四醇酯二亚磷酸酯按1∶1比例混合的混合物;
抗紫外剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮和2,2′-亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚按1∶2比例混合的混合物;
光稳定剂为2,4,6-三(2’正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪;
抗水解剂为二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺;
溶剂A为二甲苯;
溶剂B为乙酸乙酯;
固化组合物为六亚甲基二异氰酸酯三聚体固化剂;
上述组分按以下步骤操作制备得到成品:
步骤1,按照聚酯树脂A添加量∶有机溶剂A添加量=2∶5比例依次加入聚酯树脂A和有机溶剂A至混合容器中,用高速分散机在频率20±2Hz 条件下搅拌溶剂层1.5小时,使聚酯树脂A充分溶胀后,再继续固液混合搅拌2.5小时,使聚酯树脂A溶解,并控制饱和聚酯树脂A预溶液的固含量为40±1%;
步骤2,依照步骤1操作方法,按照聚酯树脂B添加量∶有机溶剂B添加量=2∶5配置固含量为40±1%的聚酯树脂B预溶液;
步骤3,将步骤1和步骤2制备得到的聚酯树脂A预溶液和聚酯树脂 B预溶液按1∶2比例混合,再向其中加入配方比例要求的抗氧剂、抗紫外剂、光稳定剂、抗水解剂,用高速分散机在频率20±2Hz条件下高速搅拌 40分钟,使其充分混合均匀,即得预聚体混合溶液;
步骤4,向步骤3制备得到的预聚体混合溶液中按比例加入固化组分,然后以1500r/min搅拌35分钟后,再添加有机溶剂B使混合溶液的固含量控制在40±1%,即得成品。
实施例4
一种光伏背板用胶黏剂组合物,其包括预聚体组分和固化组分,其中所述预聚体组分包括如下按重量份数计的原料:
所述预聚体组分和固化组分按重量计配比为10∶1;
其中聚酯树脂A为非结晶型饱和聚酯树脂,数均分子量为20000~ 30000,羟值为20mgKOH/g,酸值为1mgKOH/g,玻璃化转变温度为0~15℃;
聚酯树脂B为氟改性非结晶型饱和聚酯树脂,所述氟改性非结晶型饱和聚酯树脂的数均分子量为8000~10000,羟值为20mgKOH/g,酸值为 1mgKOH/g,玻璃化转变温度为0~30℃;
抗氧剂为双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇酯二磷酸酯;
抗紫外剂为2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷-4-甲基苯酚和邻羟基苯甲酸苯酯按1∶1比例混合的混合物;
光稳定剂为2,4,6-三(2’正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪和4- 苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶按1∶1比例混合的混合物;
抗水解剂为二[4-(1-甲基-1-苯基乙基)-2,6-二异丙基苯基]碳化二亚胺;
溶剂A为乙二醇甲醚;
溶剂B为丁酮;
固化组合物为六亚甲基二异氰酸酯三聚体固化剂;
上述组分按以下步骤操作制备得到成品:
步骤1,按照聚酯树脂A添加量∶有机溶剂A添加量=3∶5比例依次加入聚酯树脂A和有机溶剂A至混合容器中,用高速分散机在频率20±2Hz 件下搅拌溶剂层1小时,使聚酯树脂A充分溶胀后,再继续固液混合搅拌 3小时,使聚酯树脂A溶解,并控制饱和聚酯树脂A预溶液的固含量为 40±1%;
步骤2,依照步骤1操作方法,按照聚酯树脂B添加量∶有机溶剂B添加量=3∶5配置固含量为40±1%的聚酯树脂B预溶液;
步骤3,将步骤1和步骤2制备得到的聚酯树脂A预溶液和聚酯树脂 B预溶液按1∶3比例混合,再向其中加入配方比例要求的抗氧剂、抗紫外剂、光稳定剂、抗水解剂,用高速分散机在频率20±2Hz条件下搅拌40 分钟,使其充分混合均匀,即得预聚体混合溶液;
步骤4,向步骤3制备得到的预聚体混合溶液中按比例加入固化组分,然后以2000r/min搅拌40分钟后,再添加有机溶剂B使混合溶液的固含量控制在40±1%,即得成品。
实施例5
一种光伏背板用胶黏剂组合物,其包括预聚体组分和固化组分,其中所述预聚体组分包括如下按重量份数计的原料:
所述预聚体组分和固化组分按重量计配比为10∶1;
其中聚酯树脂A为非结晶型饱和聚酯树脂,数均分子量为10000~ 30000,羟值为5mgKOH/g,酸值为0.5mgKOH/g,玻璃化转变温度为0~ 15℃;
聚酯树脂B为氟改性非结晶型饱和聚酯树脂,所述氟改性非结晶型饱和聚酯树脂的数均分子量为5000~8000,羟值为5mgKOH/g,酸值为 1.5mgKOH/g,玻璃化转变温度为0~30℃;
抗氧剂为1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苯甲基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮和3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯按1∶2比例混合的混合物;
抗紫外剂为2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷-4-甲基苯酚和单苯甲酸间苯二酚酯按1∶1比例混合的混合物;
光稳定剂为4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶;
抗水解剂为二叔丁基碳化二亚胺;
溶剂A为甲苯;
溶剂B为丙酮;
固化组合物为六亚甲基二异氰酸酯三聚体固化剂;
上述组分按以下步骤操作制备得到成品:
步骤1,按照聚酯树脂A添加量∶有机溶剂A添加量=2∶3比例依次加入聚酯树脂A和有机溶剂A至混合容器中,用高速分散机在频率20±2Hz条件下搅拌溶剂层2小时,使聚酯树脂A充分溶胀后,再继续固液混合搅拌 3小时,使聚酯树脂A溶解,并控制饱和聚酯树脂A预溶液的固含量为 40±1%;
步骤2,依照步骤1操作方法,按照聚酯树脂B添加量∶有机溶剂B添加量=2∶5配置固含量为40±1%的聚酯树脂B预溶液;
步骤3,将步骤1和步骤2制备得到的聚酯树脂A预溶液和聚酯树脂 B预溶液按1∶1比例混合,再向其中加入配方比例要求的抗氧剂、抗紫外剂、光稳定剂、抗水解剂,用高速分散机在频率20±2Hz条件下搅拌40 分钟,使其充分混合均匀,即得预聚体混合溶液;
步骤4,向步骤3制备得到的预聚体混合溶液中按比例加入固化组分,然后以1500r/min搅拌40分钟后,再添加有机溶剂B使混合溶液的固含量控制在40±1%,即得成品。
上述实施例制备得到的光伏背板胶黏剂在双面含氟背板上的应用方式如下:使用刮刀涂布的方式将胶黏剂涂布在聚酯薄膜上,经过烘道使溶剂充分挥发后,再与氟膜覆合;再将胶黏剂涂布在聚酯薄膜的另外一面,再与氟膜覆合,得到三层结构的复合材料;将制得的复合材料放入熟化房在50~60℃的温度下熟化2~5天,使复合材料的胶黏剂层完全固化,即得到双面含氟背板TPT。所述涂布机烘道的长度为10~40m,所述涂布机的运行车速为10~60m/min,所述涂布机覆合时两辊之间的压力为2~10kg,所述涂布机在覆合时金属棍的表面温度为75~120℃,所述涂布机的电晕机处理电压为1×103~3×103V,所述胶黏剂层的厚度为10~30μm,所述聚酯薄膜PET的厚度为150~250μm,所述氟膜为PVDF、PVF、ECTFE、FEVE 中的一种,其厚度为5~25μm。
本发明胶黏剂用于光伏背板的性能测试如下:
条件1:双85实验(温度85℃,湿度85%RH)
条件2:Pressure cooker test(PCT)实验(温度120℃,湿度100%RH)
条件3:TC200实验(温度-40~85℃冷热循环200次)
条件1的实验结果如下:
条件2的实验结果如下:
条件3的实验结果如下:
由上述实验结果可见,本发明制备得到的光伏背板胶黏剂具有良好的粘结强度,耐水解性和耐老化性优异,有良好的绝缘性,且制备工艺简单,生产成本低,适合在市场上推广使用,具有较好的市场前景。
为本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制;凡本行业的普通技术人员均可按以上所述而顺畅地实施本发明;但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化,均为本发明的等效实施例;同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等,均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光伏背板用胶黏剂组合物,其特征在于:其包括预聚体组分和固化组分,其中所述预聚体组分包括如下按重量份数计的原料:
聚酯树脂A 5~30份;
聚酯树脂B 10~40份;
抗氧剂 0.1~2份;
抗紫外剂 0.1~2份;
光稳定剂 0.05~2份;
抗水解剂 0.1~2份;
有机溶剂A 10~50份;
有机溶剂B 10~70份;
所述有机溶剂A和有机溶剂B为酮类、苯类、酯类或醚类溶剂,所述固化组分为脂肪族聚异氰酸酯固化剂,所述预聚体组分和固化组分按重量计配比为(10~20):1。
2.根据权利要求1所述的光伏背板用胶黏剂组合物,其特征在于:所述聚酯树脂A为非结晶型饱和聚酯树脂,所述非结晶型饱和聚酯树脂的数均分子量为10000~30000,羟值为5~20mgKOH/g,酸值<2mgKOH/g,玻璃化转变温度为0~15℃。
3.根据权利要求2所述的光伏背板用胶黏剂组合物,其特征在于:所述聚酯树脂B为氟改性非结晶型饱和聚酯树脂,所述氟改性非结晶型饱和聚酯树脂的数均分子量为5000~20000,羟值为5~20 mgKOH/g,酸值<6mgKOH/g,玻璃化转变温度为0~30℃。
4.根据权利要求3所述的光伏背板用胶黏剂组合物,其特征在于:所述抗氧剂为2,2′-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基)苯酚、2,2′-亚甲基-双-(4-乙基-6-叔丁基)苯酚、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苯甲基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、3,5-二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇酯二亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇酯二磷酸酯中的一种或多种按任意配比混合组成。
5.根据权利要求4所述的光伏背板用胶黏剂组合物,其特征在于:所述抗紫外剂为2,4-二羟基二苯甲酮、2,2,4-三羟基二苯甲酮、2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯代苯并三氮唑、2-(2′-羟基-3′,5′-二叔丁基-5′-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2,2′-亚甲基-(6-(2H-苯并三唑)-4-叔辛基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷-4-甲基苯酚、 邻羟基苯甲酸苯酯、 单苯甲酸间苯二酚酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2,2,6,6-四甲基-4-哌啶硬脂酸酯中的一种或多种按任意配比混合组成。
6.根据权利要求5所述的光伏背板用胶黏剂组合物,其特征在于:所述光稳定剂为2,2’-硫代双(4-叔辛基酚氧基)镍、 三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸酯、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、2,4,6-三(2’正丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪、六甲基磷酰三胺中的一种或多种按任意配比混合组成。
7.根据权利要求6所述的光伏背板用胶黏剂组合物,其特征在于:所述抗水解剂为碳化二亚胺类水解稳定剂,所述碳化二亚胺类水解稳定剂为二异丙基碳化二亚胺、二叔丁基碳化二亚胺、四异丙基苯碳化二亚胺、二(2,6-二异丙基苯基)碳化二亚胺、二[4-(1-甲基-1-苯基乙基)-2,6-二异丙基苯基]碳化二亚胺、二[4-叔丁基-2,6-二异丙基苯基]碳化二亚胺水解稳定剂中的一种或多种按任意配比混合组成。
8.根据权利要求7所述的光伏背板用胶黏剂组合物,其特征在于:所述有机溶剂A和有机溶剂B为丙酮、丁酮、2-己酮、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙醚、乙二醇甲醚中的一种或多种组成。
9.根据权利要求1至8任一项所述的光伏背板用胶黏剂组合物,其特征在于:所述脂肪族聚异氰酸酯固化剂为六亚甲基二异氰酸酯三聚体固化剂。
10.根据权利要求9所述的光伏背板用胶黏剂组合物的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1,按照聚酯树脂A添加量:有机溶剂A添加量=2:3~2:5比例依次加入聚酯树脂A和有机溶剂A至混合容器中,用高速分散机在频率20±2Hz 条件下搅拌溶剂层1~2小时,使聚酯树脂A充分溶胀后,再继续固液混合搅拌2~3小时,使聚酯树脂A溶解,并控制饱和聚酯树脂A预溶液的固含量为40±1%;
步骤2,依照步骤1操作方法,按照聚酯树脂B添加量:有机溶剂B添加量=2:3~2:5配置固含量为40±1%的聚酯树脂B预溶液;
步骤3,将步骤1和步骤2制备得到的聚酯树脂A预溶液和聚酯树脂B预溶液按1:1~1:3比例混合,再向其中加入配方比例要求的抗氧剂、抗紫外剂、光稳定剂、抗水解剂,用高速分散机在频率20±2Hz条件下速搅拌至少30分钟,使其充分混合均匀,即得预聚体混合溶液;
步骤4,向步骤3制备得到的预聚体混合溶液中按比例加入固化组分,然后以800~2000r/min转速搅拌30分钟后,再添加有机溶剂A或有机溶剂B使混合溶液的固含量控制在40±1%,即得成品。
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