一种晶硅电池背板用胶黏剂及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种晶硅电池背板用胶黏剂，由甲组份和乙组分组成，其质量组成如下：甲组份：含有羟基或羧基的树脂40～60份，扩链剂5～10份，水解稳定剂3～5份，抗氧剂0.05～3份，催化剂0.01～5份，稀释剂1：18～50份；乙组分：醚化多羟甲基三聚氰胺树脂30～50份，稀释剂2：50～70份；本发明的有益效果主要体现在：本发明胶黏剂，对晶硅背板中PET膜与其他材料的两相界面黏结强度高，解决了晶硅电池背板用胶黏剂耐热氧老化、耐水性差的问题，是一种用于晶硅电池背板的优良胶黏剂。
【专利说明】一种晶硅电池背板用胶黏剂及其应用
(-)【技术领域】
[0001]本发明涉及一种晶硅电池背板用胶黏剂及其应用。
(二)【背景技术】
[0002]近年来，随着全球性机械化、现代化水平的提高，能源的需求继续增加。光伏产业作为可再生能源的重要组成部分，将成为解决全球能源危机的主要方法。
[0003]光伏产品的特殊使用环境，对其相应的各个组成部分提出了较高的要求，例如在耐老化、耐高低温、耐水解性、耐击穿等方面都有严格的标准。其中，背板是光伏组件生产过程中最重要的封装原料之一。背板的特性直接决定了光伏组件的外观及使用寿命。
[0004]现在市场上有多种结构的背板产品，如TPT、TPE、AAA、PET、涂覆型等。双面含有氟膜的TPT型仍旧是高端光伏组件上的优选。由于此类背板的三层结构(氟膜/PET/氟膜)需要靠胶黏剂来粘结而成，因此聚PET膜(P)与氟膜(T)之间的粘结强度也是一直以来业界的主要困扰。现有的胶黏剂都存在着或多或少的缺陷，如胶黏剂的黏接强度不够，很难做到使背板中PET薄膜与氟膜长期紧密贴合，会导致在太阳能电池使用过程中，出现背板脱层现象。背板脱层后，会直 接影响整个组件的整体耐老化性能。因此，开发出一类对晶硅背板中PET薄膜与氟膜等其他材料两相界面黏结强度高，同时在耐水性，耐碱、耐汽油、耐老化等方面都表现出优异的综合性能的胶黏剂是太阳能电池封装行业迫切解决的课题。
(三)
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了补充晶硅电池背板用胶黏剂的种类，提供一种固化时间短、耐热氧老化好、耐水性好、对晶硅背板中PET膜与其他材料两相界面黏结强度高的胶黏剂。
[0006]本发明采用的技术方案是:
[0007]—种晶硅电池背板用胶黏剂，由甲组份和乙组分组成，其质量组成如下:
[0008]甲组份:
[0009]
含有》基或羧基_树《40~60份
妒链類5~10 ft
水解稳定剂3~5份
抗氧剂0.05~3份
ill化剂0.01~5份
稀释剂I18~50份;
[0010]乙组分:
[0011]醚化多羟甲基三聚氰胺树脂 30~50份[0012]稀释剂250~70份；
[0013]所述有羟基或羧基的树脂为下列之一或其中两种以上的混合物:醇酸树脂、聚酯树脂(包括聚酯树脂和羟基聚酯树脂)、丙烯酸树脂(包括热固性丙烯酸树脂、热塑性丙烯酸树脂、羟基丙烯酸树脂等)、环氧树脂；
[0014]所述扩链剂为下列之一或其中两种以上的混合物:乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、聚乙二醇；
[0015]所述水解稳定剂为下列之一或其中两种以上的混合物:单体碳化二亚胺类水解稳定剂、聚碳化二亚胺类水解稳定剂、一元羧酸的缩水甘油脂类水解稳定剂；
[0016]所述抗氧剂为下列之一或其中两种以上的混合物: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)苯酹、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、三(2，4-叔丁基苯基)亚磷酸酯、三(1，2，2，6-五甲基-4-4哌啶基)亚磷酸酯；
[0017]所述催化剂为下列之一或其中两种以上的混合物:对甲苯磺酸、邻苯二甲酸、异辛酸、月桂酸、醋酸；
[0018]所述的稀释剂I和稀释剂2分别为本领域常规的酮类、芳香烃类、油脂类、醇类、醚类溶剂中的一种或多种；
[0019]所述的醚化多羟甲基三聚氰胺树脂为下列之一:甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂(包括高度甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂、中度甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂、低度甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂)、丁醚化六羟甲基三聚氰胺树脂(高度丁醚化六羟甲基三聚氰胺树月旨、中度丁醚化六羟甲基三聚氰胺树脂、低度丁醚化六羟甲基三聚氰胺树脂)、混醚化六羟甲基三聚氰胺树脂(高度混醚化六羟甲基三聚氰胺树脂、中度混醚化六羟甲基三聚氰胺树月旨、低度混醚化六羟甲基三聚氰胺树脂)。
[0020]上述各组分原料均可市购获得。
[0021]优选的，所述胶黏剂质量组成如下:
[0022]甲组份(甲组份质量之和为100%):
[0023]
含有羟基或羧基的树脂 40%~60%
扩链剂5%~10%
水解稳定剂3%~5%
抗氧剂0.05%~3%
催化剂0.1%~3%
稀释剂I18%~40%；
[0024]乙组分(乙组份质量之和为100%):
[0025]醚化多羟甲基三聚氰胺树脂 30%~50%[0026]稀释剂250 ~70%。
[0027]优选的，所述稀释剂I和稀释剂2各自独立为下列之一:乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、正丁酮、乙醇、正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯、氯仿。
[0028]本发明还涉及所述的胶黏剂在制备晶硅电池背板中的应用，具体的，所述胶黏剂可用于黏接PET膜与PET膜、PVF膜、PVDF膜、PE膜中的一种。
[0029]所述胶黏剂使用方法如下:将甲组份与乙组分按照质量用量之比为9~10:1混合，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀涂覆在被黏接材料表面，施胶量为5~18g/m2，固化温度为120°C~175°C，固化时间为5~30min。
[0030]本发明的有益效果主要体现在:本发明胶黏剂，对晶硅背板中PET膜与其他材料的两相界面黏结强度高，解决了晶硅电池背板用胶黏剂耐热氧老化、耐水性差的问题，是一种用于晶硅电池背板的优良胶黏剂。
(四)【具体实施方式】
[0031]下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此:
[0032]需要说明的是，胶黏剂的各项性能指标是通过以下的方法来进行测定的: [0033]1.剥离强度
[0034]测试方法参照国家标准GB/T2790《胶粘剂180°剥离强度试验方法挠性材料对刚性材料》。
[0035]样品制作:将胶黏剂甲组份和乙组份按比例进行预先混合均匀，在厚度为250um的PET薄膜表面均匀涂覆上平均克重为5-18g/m2干胶含量的胶黏剂，待溶剂挥发干燥后，贴合上30um厚的PVDF膜，按250umPET/胶黏剂/30um PVDF膜次序放入烘箱内，在1200C _175°C，静置固化 5-30min。
[0036]获得样品以300mm/min速度在拉力机上测定PVDF膜与PET膜间的粘结强度，记录剥离强度数值。
[0037]2.恒定耐湿热老化性能
[0038]按GB/T2423.3试验方法进行湿热老化试验。
[0039]试验条件:+ 85°C，相对湿度85 %。
[0040]试验前、后对试样黄变指数(Λ YI)按国标《塑料黄色指数试验方法》GB2409测定。
[0041]实施例1:
[0042]一种新型晶硅电池背板用胶黏剂:由甲组份和乙组分组成，其中甲组份由50wt%的ST5790羟基聚酯树脂(日本东洋纺织)、10wt%乙二醇扩链剂(阿拉丁试剂公司)、3被％聚碳化二亚胺P200水解稳定剂(德国莱茵化学)、0.05wt%2, 2’-亚甲基-双-(4-甲基-6-叔丁基)苯酚抗氧剂(南京康科化工有限公司)、0.15wt%对甲苯磺酸催化剂(湖北盛天恒创生物科技有限公司)、36.8wt%乙酸乙酯稀释剂混合均匀制成，乙组份由30wt%高度甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂(德国巴斯夫)、70wt%乙酸乙酯稀释剂混合均匀制成；将甲组份与乙组份按9:1的重量比混合均匀后，通过自动化连续成型工艺均匀涂覆在被黏接材料PET薄膜表面，施胶量为5g/m2，待溶剂挥发干燥后，贴合上30um厚的PVDF膜，按250umPET/胶黏剂/30um PVDF膜次序放入烘箱内，固化温度为120°C，固化时间为30min。[0043]实施例2:
[0044]一种新型晶硅电池背板用胶黏剂:由甲组份和乙组分组成，其中甲组份由60wt%的HS3303醇酸树脂(上海浩人集团)、5wt%三羟甲基丙烷扩链剂(阿拉丁试剂公司)、5wt%单体碳化二亚胺I powder水解稳定剂(德国莱茵化学)、3wt%3, 5_ 二叔丁基_4_羟基-苯甲酸十六烷基酯抗氧剂(甘肃省化工研究院)、3wt%对甲苯磺酸催化剂(湖北盛天恒创生物科技有限公司)、24wt%乙酸丁酯稀释剂混合均匀制成，乙组份由50wt%中度甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂(德国巴斯夫)、50wt%乙酸乙酯稀释剂混合均匀制成；将甲组份与乙组份按10:1的重量比混合均匀后，通过自动化连续成型工艺均匀涂覆在被黏接材料PET薄膜表面，施胶量为18g/m2，待溶剂挥发干燥后，贴合上30um厚的PVDF膜，按250umPET/胶黏剂/30um PVDF膜次序放入烘箱内，固化温度为175°C，固化时间为5min。[0045]实施例3:
[0046]一种新型晶硅电池背板用胶黏剂:由甲组份和乙组分组成，其中甲组份由50wt%的A575羟基丙烯酸树脂(德国拜耳)、8wt%—缩二乙二醇扩链剂(阿拉丁试剂公司)、3.6wt%聚碳化二亚胺P400水解稳定剂(德国莱茵化学)、0.15wt% 二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯抗氧剂(杭州江晖科技有限公司)、0.25wt%邻苯二甲酸催化剂(沈阳新光化工厂)、38wt%乙醇稀释剂混合均匀制成，乙组份由40wt%高度丁醚化六羟甲基三聚氰胺树脂(美国氰特公司)、60wt%乙醇稀释剂混合均匀制成；将甲组份与乙组份按9.5:1的重量比混合均匀后，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀涂覆在被黏接材料PET薄膜表面，施胶量为10g/m2，待溶剂挥发干燥后，贴合上30um厚的氟薄膜，按250umPET/胶黏剂/30umPVDF膜次序放入烘箱内，固化温度为160°C，固化时间为lOmin。
[0047]实施例4:
[0048]一种新型晶硅电池背板用胶黏剂:由甲组份和乙组分组成，其中甲组份由30wt%的E-44环氧树脂(无锡光明化工)、30wt%的GK680聚酯树脂(日本东洋纺)、8wt%丙三醇扩链剂(阿拉丁试剂公司)、5wt%单体碳化二亚胺I powder水解稳定剂(德国莱茵化学)、3wt%l，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-(1Η, 3H, 5H)-三酮抗氧剂(上海紫一试剂厂)、1.0wt%异辛酸催化剂(沈阳新光化工厂)、28wt%丙酮稀释剂混合均匀制成，乙组份由50wt%高度甲醚化六羟甲基三聚氰胺树月旨(德国拜耳)、50wt%丙酮稀释剂混合均匀制成；将甲组份与乙组份按10:1的重量比混合均匀后，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀涂覆在被黏接材料PET薄膜表面，施胶量为15g/m2，待溶剂挥发干燥后，贴合上30um厚的PVDF膜，按250umPET/胶黏剂/30um PVDF膜次序放入烘箱内，固化温度为130°C，固化时间为25min。
[0049]实施例5:
[0050]一种新型晶硅电池背板用胶黏剂:由甲组份和乙组分组成，其中甲组份由60wt%的LR7779丙烯酸树脂(日本三菱)、10wt%新戊二醇扩链剂(阿拉丁试剂公司)、5wt%单体碳化二亚胺HymaxlOlO水解稳定剂(上海朗亿功能材料公司)、3wt%抗热氧老化剂3，5- 二叔丁基-4-羟基-苯甲酸十六烷基酯(甘肃省化工研究院)、3wt%月桂酸催化剂(沈阳新光化工厂)、19wt%正丁醇稀释剂混合均匀制成，乙组份由50wt%高度甲醚化六羟甲基三聚氰胺树月旨(德国拜耳)、50wt%正丁醇稀释剂混合均匀制成；将甲组份与乙组份按10:1的重量比混合均匀后，通过自动化连续成型或间歇式工艺均匀涂覆在被黏接材料PET薄膜表面，施胶量为18g/m2，待溶剂挥发干燥后，贴合上30um厚的PVDF膜，按250umPET/胶黏剂/30umPVDF膜次序放入烘箱内，固化温度为175°C，固化时间为3min。
[0051]比较例1:
[0052]市场上购得胶黏剂D-5902A/B (双组份溶剂型聚氨酯复合胶粘剂，主要用于高性能太阳能电池背板的制造)，按照其技术说明进行施胶固化。
[0053]对实施例1、2、3、4、5制得的胶黏剂以及比较例I的材料进行性能检测，结果如表I所示。其中，所用PET膜、PVDF膜为同一型号的同一批次。
[0054]表1:制得的胶黏剂的性能参数
[0055]
【权利要求】
1.一种晶硅电池背板用胶黏剂，由甲组份和乙组分组成，其质量组成如下: 甲组份: 含有羟基或狻基的树脂40~60份 扩链剂5-10份 水解稳定剂3-5 份 抗氧剂0.05~3份 催化剂0.01~5份 稀释剂118~50份； 乙组分: 醚化多羟甲基三聚氰胺树脂 30~50份 稀释剂250~70份； 所述有羟基或羧基的树脂为下列之一或其中两种以上的混合物:醇酸树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂； 所述扩链剂为下列之一或其中两种以上的混合物:乙二醇、1，2-丙二醇、1，4- 丁二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、聚乙二醇； 所述水解稳定剂为下列之一或其中两种以上的混合物:单体碳化二亚胺类水解稳定剂、聚碳化二亚胺类水解稳定剂、一元羧酸的缩水甘油脂类水解稳定剂； 所述抗氧剂为下列之一或其中两种以上的混合物: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、三(2，4-叔丁基苯基)亚磷酸酯、三(1，2，2，6-五甲基-4-4哌啶基)亚磷酸酯； 所述催化剂为下列之一或其中两种以上的混合物:对甲苯磺酸、邻苯二甲酸、异辛酸、月桂酸、醋酸； 所述的稀释剂1和稀释剂2分别为酮类、芳香烃类、油脂类、醇类、醚类溶剂中的一种或多种； 所述的醚化多羟甲基三聚氰胺树脂为下列之一:甲醚化六羟甲基三聚氰胺树脂、丁醚化六羟甲基三聚氰胺树脂、混醚化六羟甲基三聚氰胺树脂。
2.如权利要求1所述的胶黏剂，其特征在于所述胶黏剂质量组成如下: 甲组份:含有羟基或羧基?树? 40%~60%
rtt#j5% ~歸％
水解稳记剂3%~5%
抗％1剂0.05%~3%
催化剂CU%~3%
稀释剂I18%~40%; 乙组分: 醚化多羟甲基三聚氰胺树脂 30%~50% 稀释剂250~70%。
3.如权利要求1或2所述的胶黏剂，其特征在于所述稀释剂I和稀释剂2各自独立为下列之一:乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、正丁酮、乙醇、正丁醇、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇甲醚醋酸酯、二甲苯、氯仿。
4.如权利要求1或2所述的胶黏剂在制备晶硅电池背板中的应用，其特征在于所述胶黏剂用于黏接PET膜与PET膜、PVF膜、PVDF膜、PE膜中的一种。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于所述胶黏剂使用方法如下:将甲组份与乙组分按照质量用量之比为9~10:1混合，均匀涂覆在被黏接材料表面，施胶量为5~18g/m2，固化温度为120°C~175°C，固化时间为5~30min。
【文档编号】C09J133/00GK103602303SQ201310542566
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】林维红, 林国铖, 王波, 梅云宵, 周光大 申请人:杭州福斯特光伏材料股份有限公司