一种光伏背板用胶黏剂组合物及其制备方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

An adhesive composition for photovoltaic backplane and its preparation method

The invention discloses an adhesive composition for photovoltaic backplane, which comprises prepolymer component and curing component. The prepolymer component comprises the following raw materials by weight: polyester resin A 5-30 parts; polyester resin B 10-40 parts; antioxidant 0.1-2 parts; ultraviolet resistance 0.1-2 parts; light stabilizer 0.05-2 parts; antihydrolytic agent 0.1-2 parts; organic solvent A 10-50 parts. The organic solvent B is 10-70 phr; the organic solvent A and B are ketones, benzene, esters or ethers, and the curing component is aliphatic polyisocyanate curing agent. The ratio of the prepolymer component and the curing component is (10-20): 1 by weight. The adhesive composition for the photovoltaic backplane of the invention has the advantages of excellent bonding strength, excellent hydrolysis resistance and aging resistance, good insulation, simple preparation process and low production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种光伏背板用胶黏剂组合物及其制备方法
本专利技术涉及胶黏剂领域，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
针对上述技术缺陷，本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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5～20mgKOH/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)苯丙酸季戊四本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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A5～30份；聚酯树脂B10～40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A10～50份；有机溶剂B10～70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5～20mgKOH/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,...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐娘华，易利华，
申请(专利权)人：广东圣帕新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44