CN114561181B - 光伏组件修补用ms胶粘剂的制备方法及修补工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光伏组件用胶粘剂技术领域，具体涉及一种光伏组件修补用MS胶粘剂的制备方法及修补工艺。本制备方法包括：将硅烷改性聚醚树脂、低粘活性树脂、高反射填料、助剂混合；其中所述低粘活性树脂包括烯丙基环氧基封端聚醚和双端环氧封端聚醚的一种或几种组合；所述烯丙基环氧基封端聚醚、双端环氧封端聚醚的重复单元均为乙二醇和丙二醇混聚；加入催化剂并抽真空分散混合。通过低粘活性树脂调节MS胶粘剂的粘度，利用硅烷改性聚醚树脂的固化特性，实现MS胶粘剂在常温下固化成型，环保无污染、耐候、耐UV、无小分子析出，也不易被雨水灰尘污染，尤其适用光伏修补或填充密封等用途。

Description

光伏组件修补用MS胶粘剂的制备方法及修补工艺
本申请为申请号202010285479.3，申请日2020年4月13日，发明名称“MS胶粘剂及制备方法、粘接层、光伏组件及修补工艺”的分案申请。
技术领域
本发明属于光伏组件用胶粘剂技术领域，具体涉及一种MS胶粘剂及制备方法、粘接层、光伏组件及修补工艺。
背景技术
MS聚合物是改性硅烷聚醚胶，是继聚硫胶、硅酮胶、聚氨酯胶之后发展起来的新一代粘接和密封胶，由于不含甲醛、不含异氰酸酯、无溶剂，对环境和人体亲和等突出的环保特性，适应绝大多数基材。同时，还具有良好的施工性、粘结性、耐久性及耐候性，尤其是具有非污染性和可涂饰性，主要应用于建筑工程和装饰装修的粘接、填缝、接缝、密封和防水、补强等领域。近年来，随着人们对MS胶优点的认识不断加深，在冷藏车、集装箱、电梯等工业领域的应用也在不断扩展。
太阳能电站的组件长时间直接暴露于各种复杂气候环境中，对组件相关辅材有非常高的耐候性和耐化学性的要求，否则随着时间的推移会出现破损和黄变等各种各样的情况，影响了太阳能电站的正常作业。如近些年光伏电站的修补材料的需求，再如传统的接线盒粘接灌封和组件边框密封，选择硅酮胶来进行，但是硅酮胶会慢慢析出小分子化合物，与雨水和灰尘一起，形成难以去除的污痕，影响使用。
发明内容
本发明提供了一种MS胶粘剂及制备方法、粘接层、光伏组件及修补工艺。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种MS胶粘剂，包括以下质量份数的原料：硅烷改性聚醚树脂：5-100份；低粘活性树脂：10-30份；高反射填料：5-100份；以及助剂：0.1-20份。
第二方面，本发明提供了一种MS胶粘剂的制备方法，包括：将硅烷改性聚醚树脂、低粘活性树脂、高反射填料、助剂混合；加入催化剂并抽真空分散混合；以及氮气保护并密封隔水包装。
第三方面，本发明提供了一种MS胶粘剂固化形成的粘接层。
第四方面，本发明提供了一种光伏组件，包括：基体、位于基体破损处的修复层；所述修复层采用如前所述的粘接层。
第五方面，本发明提供了一种光伏组件的修补工艺，包括：将MS胶粘剂涂覆在光伏组件的破损处；硅烷改性聚醚树脂与空气中的湿气反应，以使MS胶粘剂在常温下固化，形成修复层。
本发明的有益效果是，本发明的MS胶粘剂及制备方法、粘接层、光伏组件及修补工艺通过硅烷改性聚醚树脂在常温下与空气中的湿气固化交联，不需要烘烤即可实现MS胶粘剂固化，节省了操作工序；同时使用低粘活性树脂替代非反应性增塑剂，可以满足光伏组件长期湿热老化的应用要求，且环保无污染、耐候、耐UV、无小分子析出，也不易被雨水灰尘污染，尤其适用光伏修补或填充密封等用途。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的MS胶粘剂的制备工艺流程图；
图2是本发明的光伏组件的修补工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
第一部分：技术方案阐述
传统MS胶会掺入各种各样的非反应性增塑剂来调节MS胶粘度，例如申请号为201910373443.8的专利披露使用邻苯二甲酸酯类、环氧大豆油及其油酸酯类、磷酸酯类、柠檬酸酯类化合物作为增塑剂，该类化学品无反应性，会影响光伏组件的长期湿热老化性能。为此，本发明提供一种MS胶粘剂，包括以下质量份数的原料：硅烷改性聚醚树脂：5-100份；低粘活性树脂：10-30份；高反射填料：5-100份；以及助剂：0.1-20份。
可选的，所述MS胶粘剂包括以下质量份数的原料：硅烷改性聚醚树脂：26份；低粘活性树脂：18份；高反射填料：37份；以及助剂：10份。
可选的，所述MS胶粘剂包括以下质量份数的原料：硅烷改性聚醚树脂：77份；低粘活性树脂：26份；高反射填料：68份；以及助剂：3份。
可选的，所述高反射填料包括高反射金红石型钛白粉、中空玻璃微珠中的一种或几种组合。
可选的，所述助剂包括但不限于UV吸收剂、光稳定剂、热氧稳定剂、除水剂、催化剂、触变剂中的至少一种。
作为硅烷改性聚醚树脂的一种可选的实施方式。
所述硅烷改性聚醚树脂与空气中的湿气反应，以使MS胶粘剂在常温下固化，其反应式包括如下反应式：
可选的，所述硅烷改性聚醚树脂包括二烷氧基硅烷改性聚醚、三烷氧基硅烷改性聚醚的一种或几种组合。以及所述硅烷改性聚醚树脂的粘度在4000-50000mpa.s，可选为10000mpa.s、34000mpa.s、42000mpa.s，以提高MS胶粘剂在施工性。
本实施方式的硅烷改性聚醚树脂可以与空气中的湿气在常温下反应，使MS胶粘剂在常温下固化，不需要烘烤，节省了操作工序和生产成本。
作为低粘活性树脂的一种可选的实施方式。
所述低粘活性树脂包括烯丙基环氧基封端聚醚和双端环氧封端聚醚的一种或几种组合。
可选的，所述烯丙基环氧基封端聚醚(即烯丙基聚烷氧基缩水甘油醚)、双端环氧封端聚醚的重复单元均为乙二醇和丙二醇混聚，以及重复单元的分子量为2-20，可选分子量为13、18，可以大幅提高低粘活性树脂的相容性，从而保证MS胶粘剂的交联密度。
本实施方式的低粘活性树脂采用烯丙基环氧基封端聚醚和/或双端环氧封端聚醚可以替代传统MS胶中的非反应性增塑剂，可以满足光伏组件长期湿热老化的应用要求，且环保无污染、耐候、耐UV、无小分子析出，也不易被雨水灰尘污染，尤其适用光伏修补或填充密封等用途。
进一步，见图1，本发明提供了一种MS胶粘剂的制备方法，包括：将硅烷改性聚醚树脂、低粘活性树脂、高反射填料、助剂混合；加入催化剂并抽真空分散混合；以及氮气保护并密封隔水包装。
可选的，所述催化剂例如但不限于二月桂酸二丁基锡。
进一步，本发明提供了一种MS胶粘剂固化形成的粘接层。
可选的，所述MS胶粘剂例如但不限于刮涂在光伏背板的表面破损处、通过胶管供胶作用于接线盒粘接或灌封、边框密封等，固化后形成粘接层；以及所述粘接层可以为双组分无溶剂修补涂层，也可以为灌封等方式形成的粘胶层、密封胶层。
进一步，本发明提供了一种光伏组件，包括：基体、位于基体破损处的修复层；所述修复层采用如前所述的粘接层。
可选的，所述光伏组件或其基体包括但不限于光伏背板、接线盒、边框密封等。
进一步，见图2，本发明提供了一种光伏组件的修补工艺，包括：将MS胶粘剂涂覆在光伏组件的破损处；硅烷改性聚醚树脂与空气中的湿气反应，以使MS胶粘剂在常温下固化，形成修复层。
第二部分：具体实施例
实施例1
(1)取硅烷改性聚醚树脂(KANEKA S303H)35质量份与高反射填料(杜邦R960)30质量份、烯丙基环氧基聚醚(杭源AMY-30R)25质量份、UV吸收剂(BASF UV 234)1质量份、光稳定剂(BASF UV 123)0.2质量份、抗氧剂(BASF 1010)0.2质量份、除水剂(乙烯基三甲氧基硅烷)2质量份在双行星搅拌器中常压高速分散1h，温度小于50℃，降温至40℃以下加入触变剂(气相二氧化硅)6质量份、催化剂(二月桂酸二丁基锡)0.1质量份、除水剂(乙烯基三甲氧基硅烷)0.5质量份，抽真空低速搅拌30min，氮气泄压，铝袋或针筒密封包装，制成高性能MS胶粘剂。
(2)用刮刀将(1)中的高性能MS胶粘剂刮涂于背板破损处，室温下放置5天，达到修复要求。
实施例2
用胶枪将实施例1中制备的高性能MS胶粘剂施工于接线盒与背板结合处，室温下放置5天，达到粘接强度要求。
实施例3
用胶枪将实施例1中制备的高性能MS胶粘剂施工于光伏组件铝边框处进行密封，室温下放置5天，达到粘接和密封强度要求。
实施例4
(1)取硅烷改性聚醚树脂(KANEKA S303H)5质量份与高反射填料(杜邦R960)5质量份、烯丙基环氧基聚醚(杭源AMY-30R)10质量份、UV吸收剂(BASF UV 234)5质量份、光稳定剂(BASF UV 123)1.5质量份、抗氧剂(BASF 1010)1.5质量份、除水剂(乙烯基三甲氧基硅烷)1质量份在双行星搅拌器中常压高速分散1h，温度小于50℃，降温至40℃以下加入触变剂(气相二氧化硅)10质量份、催化剂(二月桂酸二丁基锡)0.1质量份、除水剂(乙烯基三甲氧基硅烷)1质量份，抽真空低速搅拌30min，氮气泄压，铝袋或针筒密封包装，制成高性能MS胶粘剂。
(2)用刮刀将(1)中的高性能MS胶粘剂刮涂于背板破损处，室温下放置5天，达到修复要求。
实施例5
(1)取硅烷改性聚醚树脂(KANEKA S303H)100质量份与高反射填料(杜邦R960)100质量份、烯丙基环氧基聚醚(杭源AMY-30R)20质量份、UV吸收剂(BASF UV 234)0.1质量份，在双行星搅拌器中常压高速分散1h，温度小于50℃，降温至40℃以下加入催化剂(二月桂酸二丁基锡)0.1质量份，抽真空低速搅拌30min，氮气泄压，铝袋或针筒密封包装，制成高性能MS胶粘剂。
(2)用刮刀将(1)中的高性能MS胶粘剂刮涂于背板破损处，室温下放置5天，达到修复要求。
实施例6
(1)取硅烷改性聚醚树脂(KANEKA S303H)46质量份与高反射填料(杜邦R960)72质量份、烯丙基环氧基聚醚(杭源AMY-30R)26质量份、UV吸收剂(BASF UV 234)1质量份、光稳定剂(BASF UV 123)0.2质量份、抗氧剂(BASF 1010)0.2质量份、除水剂(乙烯基三甲氧基硅烷)2质量份在双行星搅拌器中常压高速分散1h，温度小于50℃，降温至40℃以下加入触变剂(气相二氧化硅)6质量份、催化剂(二月桂酸二丁基锡)0.1质量份、除水剂(乙烯基三甲氧基硅烷)0.5质量份，抽真空低速搅拌30min，氮气泄压，铝袋或针筒密封包装，制成高性能MS胶粘剂。
(2)用刮刀将(1)中的高性能MS胶粘剂刮涂于背板破损处，室温下放置5天，达到修复要求。
实施例7
(1)取硅烷改性聚醚树脂(KANEKA S303H)82质量份与高反射填料(杜邦R960)23质量份、烯丙基环氧基聚醚(杭源AMY-30R)13质量份、UV吸收剂(BASF UV 234)1质量份、光稳定剂(BASF UV 123)0.5质量份、抗氧剂(BASF 1010)1.2质量份、除水剂(乙烯基三甲氧基硅烷)3质量份在双行星搅拌器中常压高速分散1h，温度小于50℃，降温至40℃以下加入触变剂(气相二氧化硅)4质量份、催化剂(二月桂酸二丁基锡)0.1质量份、除水剂(乙烯基三甲氧基硅烷)0.8质量份，抽真空低速搅拌30min，氮气泄压，铝袋或针筒密封包装，制成高性能MS胶粘剂。
(2)用刮刀将(1)中的高性能MS胶粘剂刮涂于背板破损处，室温下放置5天，达到修复要求。
对比例1
(1)取硅烷改性聚醚树脂(KANEKA S303H)35质量份与高反射填料(杜邦R960)30质量份、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)25质量份、UV吸收剂(BASF UV 234)1质量份、光稳定剂(BASFUV 123)0.2质量份、抗氧剂(BASF 1010)0.2质量份、除水剂(乙烯基三甲氧基硅烷)2质量份在双行星搅拌器中常压高速分散1h，温度小于50℃，降温至40℃以下加入触变剂(气相二氧化硅)6质量份、催化剂(二月桂酸二丁基锡)0.1质量份、除水剂(乙烯基三甲氧基硅烷)0.5质量份，抽真空低速搅拌30min，氮气泄压，铝袋或针筒密封包装，制成传统MS胶粘剂。
(2)用刮刀将(1)中的耐候性MS胶粘剂刮涂于背板破损处，室温下放置5天，达到修复要求。
对比例2
用胶枪将对比例1中制备的传统MS胶粘剂施工于接线盒与背板结合处，室温下放置5天，达到粘接强度要求。
对比例3
用胶枪将对比例1中制备的传统MS胶粘剂施工于光伏组件铝边框处进行密封，室温下放置5天，达到粘接和密封强度要求。
第三部分：性能对比
本申请的高性能MS胶粘剂包含了多种实施方式，现仅对实施例1-3制备的高性能MS胶粘剂、对比例1-3制备的传统MS胶粘剂，以及二者对应于背板修复、接线盒与背板结合、光伏组件铝边框密封等应用的性能对比，性能对比结果如下：
(1)以实施例1和对比例1为例，将两组MS胶粘剂刮涂于光伏背板的破损处，室温下放置5天后进行检测，其检测结果如表1所示。可以看出，本发明的高性能MS胶粘剂可以在常温下固化，在光伏背板的破损处形成双组分无溶剂修补涂层，满足对光伏背板的损伤修补；其中双组分无溶剂修补涂层具有性能优异、节能高效环保的优点，尤其是在PCT(pressurecooker test)外观检测、PCT黄变检测、紫外试验等方面的检测结果均达到修补效果。
表1损伤位置修补后的检测结果
项目 单位 指标 实施例1 对比例1
初始附着力力值 - 0级 0级 0级
PCT 48h粘接力 - 0级 0级 1级
PCT 96h外观 - 无开裂粉化 无粉化开裂 无粉化，少量裂纹
PCT 96h黄变 Δb ≤3 0.5 0.5
UV300KW.H Δb ≤3 2.2 2.3
(2)以实施例2和对比例2为例，将两组MS胶粘剂刮涂于接线盒与背板结合处，室温下放置5天后进行检测，其检测结果如表2所示。可以看出，本发明的高性能MS胶粘剂可以在常温下固化，在接线盒与背板结合处形成粘胶层；其中粘胶层的初始力值、湿热老化双85(85℃，85％湿度)1000h测试和70℃高温下的持粘力均表现优异。
表2接线盒粘接的检测结果
项目 单位 指标 实施例2 对比例2
初始拉伸强度 MPa ≥1.5 1.8 1.7
双85 1000h拉伸强度 MPa ≥1.0 1.3 0.9
70℃持粘力 h >48 无位移 无位移
(3)以实施例3和对比例3为例，将两组MS胶粘剂进行边框密封，室温下放置5天后进行检测，其检测结果如表3所示。可以看出，本发明的高性能MS胶粘剂可以在常温下固化，在边框表面形成密封胶层，其中密封胶层的初始力值、湿热老化双85(85℃，85％湿度)1000h测试和70℃高温下的持粘力，实施例均表现优异。
表3边框密封的检测结果
项目 单位 指标 实施例3 对比例3
初始拉伸强度 MPa ≥1.5 1.6 1.5
双85 1000h拉伸强度 MPa ≥1.0 1.4 0.9
70℃持粘力 h >48 无位移 无位移
综上所述，本MS胶粘剂及制备方法、粘接层、光伏组件及修补工艺通过硅烷改性聚醚树脂在常温下与空气中的湿气固化交联，不需要烘烤即可实现MS胶粘剂固化，节省了操作工序；同时使用低粘活性树脂替代非反应性增塑剂，可以满足光伏组件长期湿热老化的应用要求，且环保无污染、耐候、耐UV、无小分子析出，也不易被雨水灰尘污染，尤其适用光伏组件修补或填充密封等用途。
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。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 (3)

1.一种MS胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括：
将硅烷改性聚醚树脂、低粘活性树脂、高反射填料、助剂混合；
加入催化剂并抽真空分散混合；其中
所述低粘活性树脂为烯丙基环氧基封端聚醚；
所述烯丙基环氧基封端聚醚的重复单元为乙二醇和丙二醇混聚；
所述MS胶粘剂，包括以下质量份数的原料：
硅烷改性聚醚树脂：35-82份；
低粘活性树脂：13-26份；
高反射填料：23-72份；以及
助剂：0.2-10.6份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述硅烷改性聚醚树脂与空气中的湿气反应，以使MS胶粘剂在常温下固化，其反应式包括如下反应式：
式（1）；
式（2）。
3.一种光伏组件的修补工艺，其特征在于，包括：
将如权利要求1所述制备方法得到的MS胶粘剂涂覆在光伏组件的破损处；
硅烷改性聚醚树脂与空气中的湿气反应，以使MS胶粘剂在常温下固化，以形成修复层；
所述MS胶粘剂，包括以下质量份数的原料：
硅烷改性聚醚树脂：35-82份；
低粘活性树脂：13-26份；
高反射填料：23-72份；以及 助剂：0.2-10.6份。
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