本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能電池背板用膠黏劑組合物及其制備方法，屬于太陽(yáng)能電池背板用膠黏劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著全球性機(jī)械化、現(xiàn)代化水平的提高，能源的需求繼續(xù)增加。光伏產(chǎn)業(yè)作為可再生能源的重要組成部分，將成為解決全球能源危機(jī)的主要方法。
光伏產(chǎn)品的特殊使用環(huán)境，對(duì)其相應(yīng)的各個(gè)組成部分提出了較高的要求，例如在耐老化、耐高低溫、耐水解性、耐擊穿等方面都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。其中，背板是光伏組件生產(chǎn)過(guò)程中最重要的封裝原料之一。背板的特性直接決定了光伏組件的外觀及使用壽命。
現(xiàn)在市場(chǎng)上有多種結(jié)構(gòu)的背板產(chǎn)品，如TPT、TPE、AAA、PET、涂覆型等。雙面含有氟膜的TPT型仍舊是高端光伏組件上的優(yōu)選。由于此類(lèi)背板的三層結(jié)構(gòu)(氟膜/PET/氟膜)需要靠膠黏劑來(lái)粘結(jié)而成，因此PET膜(P)與氟膜(T)之間的粘結(jié)強(qiáng)度也是一直以來(lái)業(yè)界的主要困擾?，F(xiàn)有的膠黏劑都存在著或多或少的缺陷，如膠黏劑的黏接強(qiáng)度不夠及耐老化性能無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)有市場(chǎng)的需求等，因此開(kāi)發(fā)出一類(lèi)對(duì)背板中PET薄膜與氟膜等其他材料兩相界面黏結(jié)強(qiáng)度高，同時(shí)在耐老化性，耐堿、耐汽油、耐水等方面都表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能的膠黏劑是太陽(yáng)能電池封裝行業(yè)迫切解決的課題。
CN 101880516A公開(kāi)了一種低游離MDI單體無(wú)溶劑雙組份聚氨酯膠粘劑的制備方法，預(yù)聚體組分由二元醇和二元酸通過(guò)酯化反應(yīng)得到，固化組分由MDI單體、多元醇按NCO/OH＝3～5.5:1(摩爾比)反應(yīng)制得。固化組分的制備包括將多元醇脫水至含水量(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))低于0.05％，加入MDI單體、分子量調(diào)節(jié)劑，升溫至70～80℃反應(yīng)至體系內(nèi)羥基反應(yīng)完全；加入三聚催化劑進(jìn)行三聚反應(yīng)直至三聚反應(yīng)完全，終止反應(yīng)，得到固化組分。該方法通過(guò)控制多元醇的含水量以及低游離MDI單體制備得到耐水解性能高的聚氨酯膠黏劑。但是，現(xiàn)有的聚氨酯膠黏劑的水解一般是由于其使用環(huán)境濕度大等造成，僅僅靠控制含水量等并不能完全達(dá)到提高聚氨酯膠黏劑的耐濕熱性能和耐水解性能的目的。
CN 104017531A公開(kāi)了一種新型的聚酯多元醇，與異氰酸酯固化劑反應(yīng)可得到耐水解性聚氨酯膠黏劑，在保留良好的力學(xué)性能的前提下，提高了使用傳統(tǒng)聚酯多元醇制得的聚氨酯膠粘劑的耐水解性能，同時(shí)在膠黏劑中加入了一定配比的光穩(wěn)定劑，一定程度的提高了聚氨酯膠黏劑用于光伏背板中的耐水解、耐老化性能，但是整體的耐老化性能還是達(dá)不到目前的雙“85”(即溫度為85℃、濕度為85％條件下的老化試驗(yàn)。)測(cè)試3000h的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種太陽(yáng)能電池背板用膠黏劑組合物及其制備方法。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
第一方面，本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)能電池背板用膠黏劑組合物，由預(yù)聚體組分和固化組分組成，其中，所述預(yù)聚體組分包括按重量份數(shù)計(jì)的如下原料：
所述固化組分為六亞甲基二異氰酸酯三聚體。所述預(yù)聚體組分和固化組分的重量比為(15～18):1。
氟改性樹(shù)脂若比例少于2份，則耐候性的改善部明顯；若高于15份則膠黏劑的內(nèi)聚力減弱，剝離力降低；聚酯樹(shù)脂若比例少于10份，則剝離力無(wú)法滿(mǎn)足要求；若高于25份則耐候性不足以達(dá)到更高的要求；抗氧劑若比例少于0.1份，效果不夠明顯；若高于1份則剝離力會(huì)下降；紫外光吸收劑若比例少于0.1份，效果不夠明顯；若高于2份則剝離力會(huì)下降；抗水解劑若比例少于0.5份，效果不夠明顯；若高于1份則剝離力會(huì)下降。
作為優(yōu)選方案，所述氟改性聚酯、氟改性聚氨酯、氟改性聚乙烯樹(shù)脂、氟改性聚丙烯酸酯樹(shù)脂中的至少一種。
作為優(yōu)選方案，所述聚酯樹(shù)脂的數(shù)均分子量為3000～13000、羥值為10～30、且玻璃化溫度在0～20℃。
作為優(yōu)選方案，所述抗氧劑為2,2’-亞甲基-雙-(4-甲基-6-叔丁基)苯酚、2,2’-亞甲基-雙-(4-乙基-6-叔丁基)苯酚、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羥基-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-羥基-苯甲酸十六烷基酯、二硬脂基季戊四醇二亞磷酸酯、三(2,4-叔丁基苯基)亞磷酸酯、三(1,2,2,6-五甲基-4-4哌啶基)亞磷酸酯中的一種或幾種。
作為優(yōu)選方案，所述紫外光吸收劑包括水楊酸酯類(lèi)、苯酮類(lèi)、苯并三唑類(lèi)、取代丙烯腈類(lèi)、三嗪類(lèi)或受阻胺類(lèi)中的至少一種或者至少兩種。
作為優(yōu)選方案，所述紫外光吸收劑包括苯并三唑類(lèi)、苯酮類(lèi)或受阻胺類(lèi)中的至少一種或者至少兩種。
作為優(yōu)選方案，所述紫外光吸收劑包括苯并三唑類(lèi)或二苯甲酮類(lèi)。
作為優(yōu)選方案，所述紫外光吸收劑包括2-(2’-羥基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2-羥基-3,5-二丁叔基苯基)-5-氯代苯并三唑、2-(2’-羥基-3’,5’-二叔戊基苯基)苯并三唑或2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮中的至少一種或者至少兩種。
作為優(yōu)選方案，所述抗水解劑為單體碳化二亞胺類(lèi)水解穩(wěn)定劑、聚碳化二亞胺類(lèi)水解穩(wěn)定劑、一元羧酸的縮水甘油脂類(lèi)水解穩(wěn)定劑中的一種或幾種。
第二方面，本發(fā)明還提供了一種如前述的太陽(yáng)能電池背板用膠黏劑組合物的制備方法，其包括如下步驟：
分別制備預(yù)聚體組分和固化組分；
其中，所述預(yù)聚體組分的制備方法為：將各原料混合均勻即可。
本發(fā)明的膠黏劑組合物適用于各種光伏背板的層間交聯(lián)。特別適用于雙面復(fù)合型光伏背板。最適用于雙面為氟膜層的復(fù)合型光伏背板。以雙面為氟膜層的復(fù)合型光伏背板為例，其制備方法為：在PET基材兩面分別用刮刀涂布的方式涂布膠黏劑，并復(fù)合氟膜形成雙面氟膜背板，之后將已經(jīng)熟化完成的雙面氟光伏背板通過(guò)一個(gè)亞光金屬輥與硅橡膠的膠輥組合，兩輥間壓力在1.5～5.5公斤，金屬輥的表面溫度為90～120℃，橡膠輥的表面溫度為100～150℃，處理面為與金屬輥接觸的表面。膠黏劑的涂布量為7～12g/m2。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
1、通過(guò)有機(jī)氟樹(shù)脂的引入降低了體系的表面張力，使膠黏劑在基材表面更好的潤(rùn)濕，增大了接觸面積從而提高了背板的整體剝離力；
2、氟樹(shù)脂本身耐老化性卓越，廣泛應(yīng)用于耐老化涂料當(dāng)中，背板中的氟膜耐候性如此之好就來(lái)源于氟元素的引入，通過(guò)在膠黏劑中加入氟樹(shù)脂可以進(jìn)一步增加背板的耐老化性能，使雙“85”測(cè)試超過(guò)3000小時(shí)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
本實(shí)施例涉及一種太陽(yáng)能電池背板用膠黏劑：由預(yù)聚體組分和乙組分組成，其中預(yù)聚體組分由10wt％的氟改性聚酯樹(shù)脂、15wt％的羥基聚酯樹(shù)脂、0.5wt％的抗氧劑1010、1wt％的抗氧劑168、1.5wt％的紫外線吸收劑234、2wt％聚碳化二亞胺P200水解穩(wěn)定劑、70wt％乙酸乙酯稀釋劑混合均勻制成，固化組分為六亞甲基二異氰酸酯三聚體；將預(yù)聚體組分與固化組分按15:1的重量比混合均勻后，通過(guò)自動(dòng)化連續(xù)成型工藝均勻涂覆在被黏接材料PET薄膜表面，施膠量為10g/m2，待溶劑揮發(fā)干燥后，貼合上25μm厚的PVDF膜，按250μmPET/膠黏劑/25μmPVDF膜次序放入烘箱內(nèi)，固化溫度為120℃，固化時(shí)間為3min，放入40℃烘箱熟化3天。
實(shí)施例2
本實(shí)施例涉及一種太陽(yáng)能電池背板用膠黏劑：由預(yù)聚體組分和乙組分組成，其中預(yù)聚體組分由2wt％的氟改性聚氨酯樹(shù)脂、25wt％的羥基聚酯樹(shù)脂、0.1wt％的抗氧劑1076、0.4wt％的抗氧劑168、0.5wt％的UV-531、2wt％聚碳化二亞胺P100水解穩(wěn)定劑、70wt％乙酸乙酯稀釋劑混合均勻制成，固化組分為六亞甲基二異氰酸酯三聚體；將預(yù)聚體組分與固化組分按18:1的重量比混合均勻后，通過(guò)自動(dòng)化連續(xù)成型工藝均勻涂覆在被黏接材料PET薄膜表面，施膠量為10g/m2，待溶劑揮發(fā)干燥后，貼合上25μm厚的PVDF膜，按250μmPET/膠黏劑/25μmPVDF膜次序放入烘箱內(nèi)，固化溫度為120℃，固化時(shí)間為3min，放入40℃烘箱熟化3天。
實(shí)施例3
本實(shí)施例涉及一種太陽(yáng)能電池背板用膠黏劑：由預(yù)聚體組分和乙組分組成，其中預(yù)聚體組分由15wt％的氟改性聚乙烯樹(shù)脂、10wt％的羥基聚酯樹(shù)脂、1wt％的抗氧劑1076、2wt％的UV-326、2wt％單體碳化二亞胺水解穩(wěn)定劑、70wt％乙酸乙酯稀釋劑混合均勻制成，固化組分為六亞甲基二異氰酸酯三聚體；將預(yù)聚體組分與固化組分按16:1的重量比混合均勻后，通過(guò)自動(dòng)化連續(xù)成型工藝均勻涂覆在被黏接材料PET薄膜表面，施膠量為10g/m2，待溶劑揮發(fā)干燥后，貼合上25μm厚的PVDF膜，按250μmPET/膠黏劑/25μm PVDF膜次序放入烘箱內(nèi)，固化溫度為120℃，固化時(shí)間為3min，放入40℃烘箱熟化3天。
實(shí)施例4
本實(shí)施例涉及一種太陽(yáng)能電池背板用膠黏劑：由預(yù)聚體組分和乙組分組成，其中預(yù)聚體組分由7wt％的氟改性聚丙烯酸酯樹(shù)脂、20wt％的羥基聚酯樹(shù)脂、0.4wt％的抗氧劑1010、1wt％的抗氧劑DLTP、0.6wt％的UV-327、1wt％的SAG-005水解穩(wěn)定劑、70wt％乙酸乙酯稀釋劑混合均勻制成，固化組分為六亞甲基二異氰酸酯三聚體；將預(yù)聚體組分與固化組分按15:1的重量比混合均勻后，通過(guò)自動(dòng)化連續(xù)成型工藝均勻涂覆在被黏接材料PET薄膜表面，施膠量為10g/m2，待溶劑揮發(fā)干燥后，貼合上25μm厚的PVDF膜，按250μmPET/膠黏劑/25μmPVDF膜次序放入烘箱內(nèi)，固化溫度為120℃，固化時(shí)間為3min，放入40℃烘箱熟化3天。
對(duì)比例1
取與實(shí)施例相同PET膜，在PET膜一側(cè)涂布公知的聚氨酯膠，涂膠量為10g/m2復(fù)合與實(shí)施例相同的氟膜，另一側(cè)涂布公知的聚氨酯膠，涂膠量為10g/m2復(fù)合與實(shí)施例相同的氟膜。采用與實(shí)施例相同的熱壓處理方法。
表1實(shí)施例與對(duì)比例性能對(duì)比
通過(guò)上述數(shù)據(jù)可以看出通過(guò)添加氟改性樹(shù)脂后，剝離力較對(duì)比例均有提高，且耐老化數(shù)據(jù)同樣提高明顯。實(shí)施例3中氟樹(shù)脂添加量最多，耐老化性能也最優(yōu)異，雙“85”測(cè)試后剝離力均在7.5N/cm以上；實(shí)施例2中羥基聚酯比例最高，因此其初始剝離力最高，雖然氟樹(shù)脂有提高膠水潤(rùn)濕性的效果，但是聚酯對(duì)附著力的貢獻(xiàn)更大。本發(fā)明通過(guò)引入氟改性樹(shù)脂有效提高了初始剝離力，且在耐候性方面性能突出，高于目前市面上產(chǎn)品水準(zhǔn)，大大提高了背板的使用期限。
需要說(shuō)明的是，膠黏劑膠膜的各項(xiàng)性能指標(biāo)是通過(guò)以下的方法來(lái)進(jìn)行測(cè)定的：
1.剝離強(qiáng)度
測(cè)試方法參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2790《膠粘劑180°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)方法撓性材料對(duì)剛性材料》。
樣品制作：將膠黏劑A、B組分按一定比例進(jìn)行預(yù)先混合并攪拌均勻，在厚度為250μm的PET表面均勻涂覆上平均克重為10g/m2干膠含量的膠黏劑，待溶劑揮發(fā)干燥后，貼合上25μm厚的PVDF膜，按250μmPET/膠黏劑/PVDF膜次序放入烘房?jī)?nèi)，在120℃靜置固化3min，之后放入40℃烘箱3天，獲得樣品以300mm/min速度在拉力機(jī)上測(cè)定PVDF與PET間的粘結(jié)強(qiáng)度，記錄剝離強(qiáng)度數(shù)值。
2、恒定耐濕熱老化性能
按GB/T2423.3試驗(yàn)方法進(jìn)行濕熱老化試驗(yàn)。
試驗(yàn)條件：85℃，相對(duì)濕度85％，2000h。試驗(yàn)前、后對(duì)試樣按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2790《膠粘劑180°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)方法撓性材料對(duì)剛性材料》進(jìn)行剝離力測(cè)定。
3、PCT耐老化性能
試驗(yàn)條件：121℃，相對(duì)濕度100％，72h。
試驗(yàn)前、后對(duì)樣張按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2790《膠粘劑180°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)方法撓性材料對(duì)剛性材料》進(jìn)行剝離力測(cè)定。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。