CN110527456A - 一种导电性粘结胶膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光伏胶膜技术领域，尤其是一种导电性粘结胶膜，包括粘结剂层和纳米导电粒子，粘结剂层的质量份组成如下：超支化聚酯改性环氧树脂100份、固化剂0.4‑1.2份、抗氧化剂0.2‑1.2份、紫外光稳定剂0.2‑0.5份、硅烷偶联剂0.4‑1.5份、交联剂0.4‑0.8份、增韧剂0.2‑0.4份，导电粒子占整个导电性粘结胶膜质量的10‑30%，导电粒子的平均粒径大小为20‑30μm，所述超支化聚酯改性环氧树脂还通过铕元素改性；本发明中采用了超支化聚酯改性环氧树脂，超支化聚酯改性环氧树脂呈网络结构具有一定的空隙，固化剂可以在空隙内形成效应，低温时，超支化聚酯将固化剂包裹起来，使其不与环氧树脂接触发生固化反应，温度逐渐升高时，体系粘度减小，固化剂自由移动与环氧树脂接触进行固化反应。

Description

一种导电性粘结胶膜
技术领域
本发明涉及光伏胶膜技术领域，尤其是一种导电性粘结胶膜。
背景技术
导电型胶粘剂，简称导电胶，是一种既能有效地胶接各种材料，又具有导电性能的胶粘剂。导电胶粘剂是由金属粉或石墨等导电性填料与合成树脂组成的复合体材料。一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶粘剂，它通常以基体树脂和导电填料即导电粒子为主要组成成分，通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起，形成导电通路，实现被粘材料的导电连接。导电胶粘剂的导电机理在于导电性填料之间的接触，这种填料与填料的相互接触是在粘料固化干燥后形成的。
现有的导电胶膜中大多采用银粉或纳米银作为导电粒子，采用纳米银替代银粉，虽然可以降低银的使用量，但是现有的配方及制备工艺中添加的银量还是偏高，生产成本偏高。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术中不足，提供一种生产成本低、生产工艺简单的导电性粘结胶膜。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种导电性粘结胶膜，包括粘结剂层和纳米导电粒子，所述粘结剂层的质量份组成如下：超支化聚酯改性环氧树脂100份、固化剂0.4-1.2份、抗氧化剂0.2-1.2份、紫外光稳定剂0.2-0.5份、硅烷偶联剂0.4-1.5份、交联剂0.4-0.8份、增韧剂0.2-0.4份，所述导电粒子占整个导电性粘结胶膜质量的10-30%，所述导电粒子的平均粒径大小为20-30μm，所述超支化聚酯改性环氧树脂还通过铕元素改性。
进一步的，所述导电粒子的形状为片状、枝状或类球形。
进一步的，所述固化剂选用咪唑类固化剂和有机酰肼类固化剂的混合物，所述咪唑类固化剂与有机酰肼类固化剂的质量比为1:0.1-0.6。
更进一步的，所述咪唑类固化剂选用咪唑、2-MZ、2-EI、2-PZ、704固化剂、705固化剂、708固化剂中的一种。
更进一步的，所述有机酰肼类固化剂选用琥珀酸酰肼、己二酸酰肼、间苯二甲酸酰肼、水杨酸酰肼中的一种。
进一步的，所述抗氧化剂选用酚类抗氧剂和亚磷酸三苯酯类抗氧剂的混合物，其摩尔比为1:1-3。
进一步的，所述紫外光稳定剂选用受阻胺光稳定剂。
进一步的，所述交联剂选用HTT、EH、TEM和FH中的一种或几种。
进一步的，所述增韧剂选用聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯类增韧剂、苯乙烯类和苯二酸甲酯类中的一种或几种。
进一步的，所述导电性粘结胶膜中还填充有若干纳米无机粒子，所述纳米无机粒子选用二氧化硅、碳酸钙、氢氧化镁和二氧化钛之间的一种或几种。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
1、本发明中采用了超支化聚酯改性环氧树脂，超支化聚酯改性环氧树脂呈网络结构具有一定的空隙，固化剂可以在空隙内形成效应，低温时，超支化聚酯将固化剂包裹起来，使其不与环氧树脂接触发生固化反应，温度逐渐升高时，体系粘度减小，固化剂自由移动与环氧树脂接触进行固化反应。
2、本发明中通过调节纳米导电粒子的形状和平均粒径大小，提高了导电粒子在胶膜上的粘结稳定性和分布均匀性，从而显著降低了导电粒子的添加量，降低了生产成本。
3、本发明中的环氧树脂还通过铕元素改性，铕元素具有未充满且受外界屏蔽的4f5d电子，有丰富的电子能级和长寿命激发态，可以产生多种多样的吸收和发射，使它在光转换方面具有特殊的应用，铕离子的这个特点可以吸收紫外线并转化为蓝色、红色和黄色光，提高光伏组件的光电转换效率和太阳能电池的使用寿命，所以，本发明中通过加入铕元素与抗氧化剂和紫外光稳定剂配伍使用，显著提高了导电性粘结胶膜的抗老化性，延长了胶膜的使用寿命。
4、本发明中添加的若干无机纳米粒子，无机纳米粒子作为添加剂填充在胶膜基体内，提高了胶膜的刚性、耐热性和尺寸稳定性。
具体实施方式
本发明中的导电性粘结胶膜，包括粘结剂层和纳米导电粒子，所述粘结剂层的质量份组成如下：超支化聚酯改性环氧树脂100份、固化剂0.4-1.2份、抗氧化剂0.2-1.2份、紫外光稳定剂0.2-0.5份、硅烷偶联剂0.4-1.5份、交联剂0.4-0.8份、增韧剂0.2-0.4份，所述导电粒子占整个导电性粘结胶膜质量的10-30%，所述导电粒子的平均粒径大小为20-30μm，所述超支化聚酯改性环氧树脂还通过铕元素改性，本发明中的环氧树脂还通过铕元素改性，铕元素具有未充满且受外界屏蔽的4f5d电子，有丰富的电子能级和长寿命激发态，可以产生多种多样的吸收和发射，使它在光转换方面具有特殊的应用，铕离子的这个特点可以吸收紫外线并转化为蓝色、红色和黄色光，提高光伏组件的光电转换效率和太阳能电池的使用寿命，所以，本发明中通过加入铕元素与抗氧化剂和紫外光稳定剂配伍使用，显著提高了导电性粘结胶膜的抗老化性，延长了胶膜的使用寿命。
本发明中通过将导电粒子的形状设计成片状、枝状或类球形，有助于提高导电粒子在胶膜中的粘结稳定性和分布均匀性。
本发明中固化剂选用咪唑类固化剂和有机酰肼类固化剂的混合物，所述咪唑类固化剂与有机酰肼类固化剂的质量比为1:0.1-0.6，本发明中的有机酰肼类固化剂由二元酚合成，采用二元酚合成的有机酰肼类化合物不仅可以显著降低环氧树脂的固化温度，而且固化速度较快，贮存性好，固化产物耐水性及韧性也有改善。优选的咪唑类固化剂选用咪唑、2-MZ、2-EI、2-PZ、704固化剂、705固化剂、708固化剂中的一种，进一步的优选为为704固化剂，优选的，有机酰肼类固化剂选用琥珀酸酰肼、己二酸酰肼、间苯二甲酸酰肼、水杨酸酰肼中的一种间苯二甲酸酰肼，进一步的优选为。
本发明中抗氧化剂选用酚类抗氧剂和亚磷酸三苯酯类抗氧剂的混合物，其摩尔比为1:1-3， 酚类抗氧剂能阻止链的增长，并且利用空间位阻的效应组织氧化反应的进行，亚磷酸三苯酯类抗氧化剂能与氧原子形成稳定的化合物，分解氢过氧话务，并能终止自由基链反应，从而阻止链式反应的发生，将这两种抗氧化剂配伍使用，抗氧化性能可以显著提高，能产生明显的协同效应。
本发明中的紫外光稳定剂选用受阻胺光稳定剂。
本发明中交联剂选用HTT、EH、TEM和FH中的一种或几种。
本发明中增韧剂选用聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯类增韧剂、苯乙烯类和苯二酸甲酯类中的一种或几种。
本发明中导电性粘结胶膜中还填充有若干纳米无机粒子，所述纳米无机粒子选用二氧化硅、碳酸钙、氢氧化镁和二氧化钛之间的一种或几种。
本发明中的导电性粘结胶膜的制备为现有技术，本发明中不再赘述。
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种导电性粘结胶膜，包括粘结剂层和纳米导电粒子，粘结剂层的质量份组成如下：超支化聚酯改性环氧树脂100份、固化剂0.4份、抗氧化剂0.2份、紫外光稳定剂0.2份、硅烷偶联剂0.4份、交联剂0.4份、增韧剂0.2份，导电粒子占整个导电性粘结胶膜质量的10%，所述导电粒子的平均粒径大小为20-30μm，超支化聚酯改性环氧树脂还通过铕元素改性。
其中，导电粒子的形状为片状。
其中，固化剂选用咪唑类固化剂和有机酰肼类固化剂的混合物，所述咪唑类固化剂与有机酰肼类固化剂的质量比为1:0.1，咪唑类固化剂选用咪唑，有机酰肼类固化剂选用琥珀酸酰肼。
其中，抗氧化剂选用酚类抗氧剂和亚磷酸三苯酯类抗氧剂的混合物，其摩尔比为1:1。
其中，紫外光稳定剂选用受阻胺光稳定剂。
其中，交联剂选用HTT。
其中，增韧剂选用聚丁二烯橡胶。
其中，导电性粘结胶膜中还填充有若干纳米无机粒子，纳米无机粒子选用二氧化硅。
实施例2
一种导电性粘结胶膜，包括粘结剂层和纳米导电粒子，粘结剂层的质量份组成如下：超支化聚酯改性环氧树脂100份、固化剂0.5份、抗氧化剂0.4份、紫外光稳定剂0.3份、硅烷偶联剂0.5份、交联剂0.5份、增韧剂0.25份，导电粒子占整个导电性粘结胶膜质量的12%，所述导电粒子的平均粒径大小为20-30μm，超支化聚酯改性环氧树脂还通过铕元素改性。
其中，导电粒子的形状为片状。
其中，固化剂选用咪唑类固化剂和有机酰肼类固化剂的混合物，所述咪唑类固化剂与有机酰肼类固化剂的质量比为1:0.2，咪唑类固化剂选用咪唑，有机酰肼类固化剂选用己二酸酰肼。
其中，抗氧化剂选用酚类抗氧剂和亚磷酸三苯酯类抗氧剂的混合物，其摩尔比为1:1.5。
其中，紫外光稳定剂选用受阻胺光稳定剂。
其中，交联剂选用HTT和EH的混合物，其质量比为1:1。
其中，增韧剂选用聚丁二烯橡胶和丁腈橡胶的混合物，其质量比任意。
其中，导电性粘结胶膜中还填充有若干纳米无机粒子，所述纳米无机粒子选用二氧化硅和二氧化钛的混合物，其质量比任意。
实施例3
一种导电性粘结胶膜，包括粘结剂层和纳米导电粒子，粘结剂层的质量份组成如下：超支化聚酯改性环氧树脂100份、固化剂0.8份、抗氧化剂0.6份、紫外光稳定剂0.3份、硅烷偶联剂0.8份、交联剂0.6份、增韧剂0.3份，导电粒子占整个导电性粘结胶膜质量的20%，所述导电粒子的平均粒径大小为20-30μm，超支化聚酯改性环氧树脂还通过铕元素改性。
其中，导电粒子的形状为类球形。
其中，固化剂选用咪唑类固化剂和有机酰肼类固化剂的混合物，所述咪唑类固化剂与有机酰肼类固化剂的质量比为1:0.4，咪唑类固化剂选用咪唑，有机酰肼类固化剂选用间苯二甲酸酰肼。
其中，抗氧化剂选用酚类抗氧剂和亚磷酸三苯酯类抗氧剂的混合物，其摩尔比为1:2。
其中，紫外光稳定剂选用受阻胺光稳定剂。
其中，交联剂选用HTT和FH的混合物，其质量比任意。
其中，增韧剂选用聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶和乙丙橡胶的混合物，其质量比为1:1:2。
其中，导电性粘结胶膜中还填充有若干纳米无机粒子，纳米无机粒子选用二氧化硅和二氧化钛的混合物，其质量比为1:2。
实施例4
一种导电性粘结胶膜，包括粘结剂层和纳米导电粒子，粘结剂层的质量份组成如下：超支化聚酯改性环氧树脂100份、固化剂1份、抗氧化剂1份、紫外光稳定剂0.5份、硅烷偶联剂1.2份、交联剂0.6份、增韧剂0.3份，导电粒子占整个导电性粘结胶膜质量的25%，所述导电粒子的平均粒径大小为20-30μm，超支化聚酯改性环氧树脂还通过铕元素改性。
其中，导电粒子的形状为片状。
其中，固化剂选用咪唑类固化剂和有机酰肼类固化剂的混合物，所述咪唑类固化剂与有机酰肼类固化剂的质量比为1:0.5，咪唑类固化剂选用708固化剂，有机酰肼类固化剂选用水杨酸酰肼。
其中，抗氧化剂选用酚类抗氧剂和亚磷酸三苯酯类抗氧剂的混合物，其摩尔比为1:2.5。
其中，紫外光稳定剂选用受阻胺光稳定剂。
其中，交联剂选用TEM。
其中，增韧剂选用聚丁二烯橡胶。
其中，导电性粘结胶膜中还填充有若干纳米无机粒子，纳米无机粒子选用二氧化硅。
实施例5
一种导电性粘结胶膜，包括粘结剂层和纳米导电粒子，粘结剂层的质量份组成如下：超支化聚酯改性环氧树脂100份、固化剂1.2份、抗氧化剂1.2份、紫外光稳定剂-0.5份、硅烷偶联剂1.5份、交联剂-0.8份、增韧剂-0.4份，导电粒子占整个导电性粘结胶膜质量的30%，所述导电粒子的平均粒径大小为20-30μm，超支化聚酯改性环氧树脂还通过铕元素改性。
其中，导电粒子的形状为片状、枝状或类球形的混合物，其质量比任意。
其中，固化剂选用咪唑类固化剂和有机酰肼类固化剂的混合物，所述咪唑类固化剂与有机酰肼类固化剂的质量比为1: 0.6，咪唑类固化剂选用咪唑，有机酰肼类固化剂选用琥珀酸酰肼。
其中，抗氧化剂选用酚类抗氧剂和亚磷酸三苯酯类抗氧剂的混合物，其摩尔比为1:3。
其中，紫外光稳定剂选用受阻胺光稳定剂。
其中，交联剂选用HTT。
其中，增韧剂选用聚丁二烯橡胶。
其中，导电性粘结胶膜中还填充有若干纳米无机粒子，纳米无机粒子选用二氧化硅、碳酸钙、氢氧化镁和二氧化钛的混合物，其质量比任意。
本发明中的导电性粘结胶膜与现有商品导电性粘结胶膜的性能对比见下表。
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 现有导电性粘结胶膜
吸湿性（25℃相对湿度65%，24h） 0.18% 0.16% 0.17% 0.18% 0.16% 0.2%%
180°剥离强度（PI不锈钢） 35N/cm 35N/cm 36N/cm 34N/cm 35N/cm 30N/cm
接地电阻（1mm接地孔） 0.26Ω 0.24Ω 0.24Ω 0.25Ω 0.25Ω 0.3Ω
热冲击后电阻（260℃/2min） 0.26Ω 0.26Ω 0.25Ω 0.24Ω 0.25Ω 0.3Ω
自然环境中放置24h后贴合，热冲击 合格 合格 合格 合格 合格 起泡
由表中性能对比数据可知本发明中的导电性粘结胶膜的各性能参数均优于现有技术中的导电性粘结胶膜。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种导电性粘结胶膜，其特征在于：包括粘结剂层和纳米导电粒子，所述粘结剂层的质量份组成如下：超支化聚酯改性环氧树脂100份、固化剂0.4-1.2份、抗氧化剂0.2-1.2份、紫外光稳定剂0.2-0.5份、硅烷偶联剂0.4-1.5份、交联剂0.4-0.8份、增韧剂0.2-0.4份，所述导电粒子占整个导电性粘结胶膜质量的10-30%，所述导电粒子的平均粒径大小为20-30μm，所述超支化聚酯改性环氧树脂还通过铕元素改性。
2.根据权利要求1所述的一种导电性粘结胶膜，其特征在于：所述导电粒子的形状为片状、枝状或类球形。
3.根据权利要求1所述的一种导电性粘结胶膜，其特征在于：所述固化剂选用咪唑类固化剂和有机酰肼类固化剂的混合物，所述咪唑类固化剂与有机酰肼类固化剂的质量比为1:0.1-0.6。
4.根据权利要求3所述的一种导电性粘结胶膜，其特征在于：所述咪唑类固化剂选用咪唑、2-MZ、2-EI、2-PZ、704固化剂、705固化剂、708固化剂中的一种。
5.根据权利要求3所述的一种导电性粘结胶膜，其特征在于：所述有机酰肼类固化剂选用琥珀酸酰肼、己二酸酰肼、间苯二甲酸酰肼、水杨酸酰肼中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种导电性粘结胶膜，其特征在于：所述抗氧化剂选用酚类抗氧剂和亚磷酸三苯酯类抗氧剂的混合物，其摩尔比为1:1-3。
7.根据权利要求1所述的一种导电性粘结胶膜，其特征在于：所述紫外光稳定剂选用受阻胺光稳定剂。
8.根据权利要求1所述的一种导电性粘结胶膜，其特征在于：所述交联剂选用HTT、EH、TEM和FH中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种导电性粘结胶膜，其特征在于：所述增韧剂选用聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯类增韧剂、苯乙烯类和苯二酸甲酯类中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的一种导电性粘结胶膜，其特征在于：所述导电性粘结胶膜中还填充有若干纳米无机粒子，所述纳米无机粒子选用二氧化硅、碳酸钙、氢氧化镁和二氧化钛之间的一种或几种。
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