一种快速固化复合胶粘剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于胶粘剂技术领域，具体地说，本发明涉及一种双组分聚氨酯胶粘剂，更 具体地说，本发明涉及一种可用于太阳能组件背板制造的可快速固化的双组分复合聚氨酯 胶粘剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 太阳能组件主要由钢化玻璃、EVA胶膜、硅电池片和复合背板组成。其中复合背板 位于太阳能电池组件的背面，对电池片起保护作用，具有可靠的绝缘性、密封性、阻水性和 耐老化性。太阳能组件背板一般为三层结构，如PVF/PET/PE，其中PVF(或ETFE、PVDF)等 含氟薄膜为外层保护层，具有优良的抗环境侵蚀能力，中间PET薄膜具有良好的绝缘性能， PE薄膜具有良好的粘结性能。太阳能组件复合背板是通过在上述三层薄膜之间使用一种复 合胶粘剂粘接而成的。但由于PVF等含氟薄膜的表面张力很低，使得PVF薄膜与PET薄膜 的复合粘接比较困难，且复合后太阳能组件复合背板要求承受2000~3000小时的"双85" 实验，即在85°C和85%湿度下，进行高热高湿的加速老化实验，或者进行PCT( 121°C蒸煮50 小时）快速老化测试。因此不仅对复合胶粘剂的耐温、耐水解性能的要求较高，而且随着背 板生产量的加大对复合胶粘剂的固化速度也提出了更高的要求。目前市场上的太阳能组件 背板复合胶粘剂一般需要在45~60°C进行5~8天固化方能达到使用要求，这种较慢的固 化速度已经严重制约了背板制造厂家的生产效率和产能。
[0003] 聚氨酯胶粘剂一般分为单组份聚氨酯胶粘剂和双组份聚氨酯胶粘剂，双组分聚氨 酯胶粘剂为一种应用广泛的无溶剂型聚氨酯粘胶剂，由主剂和固化剂按一定比例构成。双 组分聚氨酯胶粘剂的主要成分通常包括聚酯多元醇、聚醚多元醇等，其中，聚酯多元醇通常 由二元酸与多元醇缩合而成，其中二元酸可以是脂肪族二元酸或芳香族二元酸。由于易形 成氢键，分子间作用力较大，因此聚酯型双组分聚氨酯胶粘剂机械性能、耐热性均优于其他 胶粘剂。然而，聚酯型双组分聚氨酯胶黏剂粘度过高，与其它助剂相容性差，导致添加的助 剂不能很好地改善胶黏剂的性能。申请号为93115911. 3的专利申请公开了一种无金属离 子的耐高温蒸煮粘合剂，采用月桂酸、苯二甲酸及多元醇先合成一种混合二元酸聚酯，然后 与蓖麻油及TID反应生成的聚氨酯共混，最后与NC0进一步反应生成，但是该方法使用的原 料组分众多，且制备工艺复杂，还需严格精确控制反应温度和时间，能耗高，增加了生产成 本。授权公告号为CN103044665B的专利公开了一种耐水解聚酯多元醇及其制备方法，采 用脂肪族二元羧酸或羧酸酐、芳香族二元酸或酯、多元醇或助剂为原料，利用酯化反应制备 出了一种适用于软包装胶黏剂的聚酯多元醇，但是由于该方法单纯采用短链酸或醇结构的 原料，虽然一定程度上改善了传统胶粘剂粘度过高的缺点的，但同时也使制得的胶粘剂机 械性能以及热稳定性降低，且耐水解性能有限、不能快速固化，因此利用该方法制备出的聚 酯多元醇不适合用于太阳能背板的粘结。
[0004] 综上所述，亟待开发出一种综合性能优异的双组份聚氨酯复合胶粘剂，在保证双 组分聚氨酯复合胶粘剂耐高温高湿和耐水解性能的同时，显著提高其固化速度，满足太阳 能电池组件复合背板行业的提高生产效率的要求，具有重要的实际意义。
【发明内容】
[0005] 为克服现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种能快速固化的太阳能组 件背板制造用聚氨酯复合胶粘剂及其制备方法，该复合胶粘剂具有优异的耐高热、耐水解 和耐紫外光老化性能，对太阳能组件复合背板制造行业所采用的多种薄膜材料具有优良的 粘接强度，满足我国对太阳能组件复合背板产品优异的耐老化性能要求，同时具有较快的 固化速度，大大提高太阳能复合背板的生产效率。
[0006] 本发明的目的是通过下述技术方案实现的： 一种快速固化复合胶粘剂，由A组分和B组分组成，其中，A组分由如下重量份的各原料 组分制成：聚丙二醇8~15份、1,4-环己基二甲醇15~25份、2, 4-二乙基-1,5-戊二醇 10~20份、丙三醇0. 5~3份、间苯二甲酸10~20份、苯酐10~20份、1，12-月桂二酸 15~25份、钛酸酯催化剂0. 02份、有机铋催化剂0. 001~0. 006份、有机胺促进剂0. 002~ 〇. 01份、抗水解稳定剂〇. 5~4份，乙酸乙酯50~60份；B组分为脂肪族多异氰酸酯固化 剂；A组份与B组份的重量比为10~16 :1。
[0007] 其中，上述所述的重量份，可为本领域技术人员熟知的重量单位，比如克、千克、公 斤、吨等。
[0008] 进一步优选地，上述技术方案中所述聚丙二醇为聚丙二醇PPG-400。
[0009] 进一步优选地，上述技术方案中所述钛酸酯催化剂为钛酸四异丙基酯催化剂。
[0010] 进一步优选地，上述技术方案中所述有机祕催化剂为Bicat8118。
[0011] 进一步优选地，上述技术方案中所述有机胺促进剂为双吗啉基聚氧乙烯醚促进 剂。
[0012] 进一步优选地，上述技术方案中所述的抗水解稳定剂为聚碳化二亚胺STABAX0L P200〇
[0013] 进一步优选地，上述所述脂肪族多异氰酸酯固化剂为HDI三聚体、IPDI三聚体、 氢化MDI三聚型固化剂中的任一种或几种。
[0014] 本发明的另一目的是提供上述所述快速固化复合胶粘剂的制备方法。
[0015] 具体的技术方案如下： 一种快速固化复合胶粘剂的制备方法，包括如下步骤： (1)A组分的制备： 按上述所述重量份分别准确称取各原料，将所述聚丙二醇、1，4-环己基二甲醇、 2, 4-二乙基-1，5-戊二醇、丙三醇投入到酯化反应釜内，充氮气保护，加热溶解混合后再 投入间苯二甲酸、苯酐、1，12-月桂二酸，逐步使酯化反应釜升温至220°C，酯化反应釜蒸馏 出水时开始酯化反应，酯化反应出水量若达到理论出水量则酯化反应完成；取样测产物的 羟值和酸值，若测得产物的羟值在10~20mgK0H/g范围内，同时酸值< 25mgK0H/g，加入所 述钛酸酯催化剂，保持酯化反应釜温度为220~230°C，同时抽真空进行缩聚反应，真空度 为-0. 06~-0.IMpa，抽真空时间为4~8小时，每间隔2小时取样测产物的羟值和酸值， 缩聚反应后生成聚酯多元醇，当测得聚酯多元醇的羟值在10~20mgK0H/g范围，同时酸值 彡2mgK0H/g后，降温到110°C，再向聚酯多元醇中加入乙酸乙醋，制成固体含量为55~65% 的聚酯多元醇溶液，最后向聚酯多元醇溶液中添加所述有机铋催化剂、有机胺促进剂和抗 水解稳定剂，搅拌均匀，制得主剂A组分； (2)复合胶粘剂制备： 将步骤（1)所述制得的主剂A组分与B组分按10~16 :1的重量配比混合，即得到所 述快速固化复合胶粘剂。
[0016] 进一步地，上述步骤（1)中所述加热溶解的混合温度为120°C。
[0017] 进一步地，上述步骤（1)中所述抽真空的具体过程可以是：在-0. 06Mpa的真空度 下保持1小时；再抽真空至_〇. 〇8Mpa，保持1小时，继续抽真空至-0. 095~-0.IMpa，保持 4小时。
[0018] 本发明还提供一种太阳能组件复合背板，所述背板主要包括聚氟乙烯（PVF)薄膜 层、PET薄膜层、PE薄膜层以及各薄膜层之间涂覆的胶粘剂层，其中，所述胶粘剂为本发明 上述制备得到的快速固化复合胶粘剂。
[0019] 与现有技术相比，本发明所述的快速固化复合胶粘剂及其制备方法具有以下优 点：（1)通过简单的酯化合成方法，引入疏水性强的二元醇和长碳链二元酸，同时引进了三 官能度的多元醇制成了具有部分支链结构且耐温性、耐水解性好的聚酯多元醇，并通过向 聚酯多元醇中添加催化剂、促进剂和抗水解稳定剂作为主剂，进一步提高了主剂的固化反 应速度和固化后胶粘剂的抗水解性；（2)将制得的主剂A组分与B组分固化剂混合后制得 的复合胶粘剂具有合适的玻璃化温度（Tg)，可复合含氟薄膜材料制造太阳能组件背板，并 且可使复合后的太阳能背板具有较好的耐紫外光、耐水解及耐老化性能；（3)本发明仅通 过主剂结构设计和固化促进剂、抗水解添加剂的使用，在保证双组分聚氨酯复合胶粘剂耐 温和耐水解性能的同时，显著提高其固化速度的双组份复合胶粘剂，满足了太阳能电池组 件复合背板行业提高生产效率的要求。
【具体实施方式】
[0020] 为了更好的理解本发明，以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细 介绍。
[0021] 实施例1 本实施例所述的一种快速固化复合胶粘剂，其中，A组分由如下重量份的各原料组分制 成：聚丙二醇PPG-400 15公斤、1，4-环己基二甲醇15公斤、2, 4-二乙基-1，5-戊二醇20 公斤、丙三醇〇. 5公斤、间苯二甲酸12公斤、苯酐19公斤、1，12-月桂二酸18. 5公斤、钛酸 四异丙基酯催化剂20克、1. 4克铋催化剂Bicat8118、双吗啉基聚氧乙烯醚促进剂2克、抗 水解稳定剂聚碳化二亚胺STABAXOLP200 1. 5公斤，乙酸乙酯54. 6公斤；B组分为HDI三 聚体固化剂；A组份与B组份的重量比为15 :1。
[0022] 上述快速固化复合胶粘剂的制备方法，包括如下步骤： (1)A组分的制备： 按上述所述重量份分别准确称取各原料，将所述聚丙二醇PPG-400、1，4-环己基二甲 醇、2, 4-二乙基-1，5-戊二醇、丙三醇投入到酯化反应釜内，充