一种太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体，其按重量份数主要由如下原料制备得到：聚酯多元醇100份、双环戊二烯酚型环氧树脂60～90份、脂肪族二异氰酸酯以及二醇扩链剂；其中，控制-OH基团与-NCO基团的物质的量之比为1∶1.2～1.4；控制聚酯多元醇的重均分子量为10000～20000，控制聚酯多元醇的分子量分布(Mw/Mn)为1～2.4。使用本发明专利技术的热塑性聚氨酯弹性体得到的TPU薄膜与传统的EVA薄膜相比，具有高透明、透光性好、永不黄变、熔点高和粘结强度高的优点。此外，该薄膜用于制作太阳能电池时，不必进行交联，可以加快太阳能电池的生产过程。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法
本专利技术涉及一种太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法。
技术介绍
目前，全球太阳能设施装机容量几乎以指数式增长，开发发电效率和生产效率更高的太阳能电池组件变得极为重要。如果硅晶片直接暴露在大气中，其光电转换机能就会衰减。为此需要采用一种透明、耐老化、粘结性好的胶层将硅晶片包封，并与上层保护玻璃、下层保护材料TPT(聚氟乙烯复合膜)粘合为一体，构成太阳电池组件。EVA胶膜最基本的功能就是起粘结密封作用，即将硅晶片与大气隔绝。与此同时，还能起到对玻璃的增透作用，有利于太阳电池光电转换效率的提高。太阳能电池封装用EVA是以EVA(醋酸乙烯含量为30-33％)为基料，辅以数种改性剂，经成膜设备热轧成薄膜型产品。该产品在太阳能电池封装过程中受热，产生交联反应，属热固性的热熔胶膜。固化后的胶膜具有相当高的透光率、粘接强度、热稳定性、气密性及耐老化性能。拜耳材料科技公司近年来在此方面获得重大突破。该公司研发人员开发成功的一种热塑性聚氨酯，利用热塑性聚氨酯制成商品名为VISTA-SOLAR的新型薄膜，将其用作太阳能电池原料替换传统的EVA薄膜，不仅使太阳能电池的生产更为方便和便捷，也大大提高了太阳能电池的发电效率。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体，使用本专利技术的热塑性聚氨酯弹性体得到的TPU薄膜与传统的EVA薄膜相比，具有高透明、透光性好、永不黄变、熔点高和粘结强度高的优点。此外，该薄膜用于制作太阳能电池时，不必进行交联，可以加快太阳能电池的生产过程。为了达到上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种太阳能电池用TPU薄膜，其按重量份数主要由如下原料制备得到：聚酯多元醇100份双环戊二烯酚型环氧树脂60～90份脂肪族二异氰酸酯二醇扩链剂；其中，控制-OH基团与-NCO基团的物质的量之比为1:1.2～1.4；控制聚酯多元醇的重均分子量为10000～20000，通过控制聚酯多元醇的重均分子量为该范围内，使固化物具有优异的粘结强度，并且适于涂敷。如果重均分子量小于10000，粘结强度过低，重均分子量大于20000，难以涂敷，不易制备得到薄膜，优选12000～18000，进一步优选13000～17000。控制聚酯多元醇的分子量分布(Mw/Mn)为1～2.4，通过使分子量分布处于前述范围内，可同时发挥起因于低分子量成分的与基材的密合性提高的效果和起因于高分子量成分的固化物变为高强度的效果，因此成为在湿热条件下的基材粘接性优异、初始的粘接强度高的聚氨酯薄膜。分子量分布(Mw/Mn)小于1时，聚氨酯薄膜的初始的粘接强度降低，分子量分布大于2.4时，聚氨酯薄膜的粘结强度同样降低。控制双环戊二烯酚型环氧树脂的重均分子量为500～800，优选600～800。双环戊二烯酚型环氧树脂为60～90份，例如61份、62份、63份、64份、65份、66份、67份、68份、69份、70份、71份、72份、73份、74份、75份、76份、77份、78份、79份、80份、81份、82份、83份、84份、85份、86份、87份、88份或89份，优选65～85份，进一步优选70～80份。控制-OH基团与-NCO基团的物质的量之比为1:1.2～1.4，例如1:1.21、1:1.22、1:1.23、1:1.24、1:1.25、1:1.26、1:1.27、1:1.28、1:1.29、1:1.3、1:1.31、1:1.32、1:1.33、1:1.34、1:1.35、1:1.36、1:1.37、1:1.38或1:1.39。本专利技术所述的“主要由”，意指其除所述组份外，还可以包括其他组份，这些其他组份赋予所述聚氨酯薄膜不同的特性。除此之外，本专利技术所述的“主要由”，还可以替换为封闭式的“为”或“由……组成”。例如，所述聚氨酯薄膜的原料还可以含有各种添加剂，作为具体例，可以举出含磷阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂、抗水解剂、抗静电剂、颜料、着色剂或润滑剂等。这些各种添加剂可以单独使用，也可以两种或者两种以上混合使用。所述抗水解剂选自碳化二亚胺、环氧树脂和硅烷偶联剂三种的混合物，三者的质量比为1:2～3:4～5，例如1:2.1:4.1、1:2.2:4.2、1:2.3:4.3、1:2.4:4.4、1:2.5:4.5、1:2.6:4.6、1:2.7:4.7、1:2.8:4.8或1:2.9:4.9，优选1:2.2～2.8:4.2～4.8。所述原料还包括光稳定剂或/和抗氧化剂；优选地，所述光稳定剂为紫外线吸收剂或/和紫外线稳定剂。本专利技术的目的之二在于提供一种如上所述的太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，所述方法包括如下步骤：按配方量将所述各成分混合，采用预聚体法得到太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体。与已有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：使用本专利技术的热塑性聚氨酯弹性体得到的TPU薄膜与传统的EVA薄膜相比，具有高透明、透光性好、永不黄变、熔点高和粘结强度高的优点。此外，该薄膜用于制作太阳能电池时，不必进行交联，可以加快太阳能电池的生产过程。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例1一种太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体，其按重量份数主要由如下原料制备得到：聚酯多元醇100份双环戊二烯酚型环氧树脂60份脂肪族二异氰酸酯二醇扩链剂；其中，控制-OH基团与-NCO基团的物质的量之比为1:1.2；控制聚酯多元醇的重均分子量为10000。控制聚酯多元醇的分子量分布(Mw/Mn)为1。控制双环戊二烯酚型环氧树脂的重均分子量为500。如上所述的太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，所述方法包括如下步骤：按配方量将所述各成分混合，采用预聚体法得到太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体。实施例2一种太阳能电池用TPU薄膜，其按重量份数主要由如下原料制备得到：聚酯多元醇100份双环戊二烯酚型环氧树脂90份脂肪族二异氰酸酯二醇扩链剂；其中，控制-OH基团与-NCO基团的物质的量之比为1:1.4；控制聚酯多元醇的重均分子量为20000。控制聚酯多元醇的分子量分布(Mw/Mn)为2.4。控制双环戊二烯酚型环氧树脂的重均分子量为800。如上所述的太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，所述方法包括如下步骤：按配方量将所述各成分混合，采用预聚体法得到太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体。实施例3一种太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体，其按重量份数主要由如下原料制备得到：聚酯多元醇100份双环戊二烯酚型环氧树脂70份脂肪族二异氰酸酯二醇扩链剂；其中，控制-OH基团与-NCO基团的物质的量之比为1:1.3；控制聚酯多元醇的重均分子量为12000。控制聚酯多元醇的分子量分布(Mw/Mn)为2。控制双环戊二烯酚型环氧树脂的重均分子量为600。所述聚氨酯的原料还含有抗水解剂，所述抗水解剂选自碳化二亚胺、环氧树脂和硅烷偶联剂三种的混合物，三者的质量比为1:2:4。如上所述的太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，所述方法包括如下步骤：按配方量将所述各成分混合，采用预聚体法得到太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体。实施例4一种太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体，其按重量份数主要由如下原料制备得到：聚酯多元醇100份双环戊本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体，其按重量份数主要由如下原料制备得到：聚酯多元醇100份双环戊二烯酚型环氧树脂60～90份脂肪族二异氰酸酯二醇扩链剂；其中，控制聚酯多元醇中‑OH基团与‑NCO基团的物质的量之比为1:1.2～1.4；控制聚酯多元醇的重均分子量为10000～20000，控制聚酯多元醇的分子量分布(Mw/Mn)为1～2.4。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体，其按重量份数主要由如下原料制备得到：聚酯多元醇100份双环戊二烯酚型环氧树脂60～90份脂肪族二异氰酸酯二醇扩链剂；其中，控制聚酯多元醇中-OH基团与-NCO基团的物质的量之比为1:1.2～1.4；控制聚酯多元醇的重均分子量为10000～20000，控制聚酯多元醇的分子量分布(Mw/Mn)为1～2.4；控制双环戊二烯酚型环氧树脂的重均分子量为500～800。2.如权利要求1所述的太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，控制聚酯多元醇的重均分子量为12000～18000。3.如权利要求1或2所述的太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，控制聚酯多元醇的重均分子量为13000～17000。4.如权利要求1或2所述的太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，控制双环戊二烯酚型环氧树脂的重均分子量为600～800。5.如权利要求1或2所述的太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体，其特征在于，双环戊二烯酚型环氧树脂的含量为65～85份。6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一良，何健雄，
申请(专利权)人：东莞市吉鑫高分子科技有限公司，东莞市雄林新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44