一种胶粘剂及其制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种胶粘剂及其制备方法，主要应用于太阳能电池背板。
【背景技术】：
[0002] 太阳能电池组件常年安装在户外，大气中的水汽和阳光中的紫外侵蚀会直接导致 太阳能电池组件光电转化率的下降，严重的导致太阳能电池组件寿命的终止。太阳能电池 背板是太阳能电池组件的关键材料，用于对能够产生光电转化的芯片进行封装保护，背板 的性能直接决定了电池的寿命和转化率。因此，要求背板具有较好的粘结强度、较高的电绝 缘性能，能阻隔湿热、氧化，耐水汽、紫外线辐射，和优异的耐冷热冲击等性能。
[0003] 现有的太阳能电池背板大多采用"三明治"结构，即三层薄膜结构，各层之间采用 一层胶粘剂进行粘合，胶粘剂在背板中起了关键性的作用，胶的好坏直接影响着背板的寿 命。
【发明内容】
：
[0004] 本发明的第一方面目的是提供一种具有良好粘结性能、以及耐水解老化的胶粘 剂。
[0005] 本发明采取的技术方案如下：
[0006] -种胶粘剂，其特征在于，包括按重量百分比的下述组成：
[0007] 合成树脂 40%~80% 异氰酸酯类固化剂 2%~10% 助剂 1%~10% 余量为溶剂。
[0008] 所述的合成树脂由主体树脂与前聚体组成，主体树脂与前聚体的重量比为4~ 8:1〇
[0009] 主体树脂为羟基丙烯酸树脂、羟基聚酯树脂的一种或两种；
[0010] 所述的前聚体按照以下方法制备而得：取PVDF系树脂和溶剂，按照g/ml为20~ 5:1的条件下，放入反应釜中，控制釜温30~50°C，加入pH缓冲剂、硅烷偶联剂，pH缓冲剂 用量为PVDF系树脂重量的0. 1~1 %，硅烷偶联剂用量为PVDF系树脂重量的0. 1~2 %， 搅拌时间1~8h，得到前聚体。
[0011] 所述PVDF系树脂，选自PVDF均聚物、偏氟乙烯/六氟丙烯共聚物（VDF/HFP)、偏氟 乙烯/四氟乙烯共聚物（VDF/TFE)、偏氟乙烯/三氟氯乙烯共聚物（VDF/CTFE)、偏氟乙烯/ 三氟乙烯共聚物、VDF/TFE/HFP三元共聚物的一种或几种；优选为偏氟乙烯/三氟氯乙烯共 聚物（VDF/CTFE)、偏氟乙烯/六氟丙烯共聚物（VDF/HFP)的任意一种；
[0012] 所述溶剂选择烷烃类、苯类、酮类和脂类的一种或多种，优选为甲苯、乙酸乙酯或 丁酮。
[0013] 所述pH缓冲剂为无机盐或/和有机盐，所述无机盐选择K2C03、Na 2C03、Na2HP04、 Na2S2O3的一种或几种，所述有机盐选择三乙基胺、三乙基醇胺、二甲基乙醇胺的一种或几 种。
[0014] 异氰酸酯类固化剂选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异 氰酸酯、4, 4' -二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯的一种或几种；优选为甲苯 二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或4, 4' -二环己基甲烷二异氰酸酯。
[0015] 主体树脂与异氰酸酯类固化剂的重量比（w/w)优选为5~20 :1 ;
[0016] 所述助剂包括稳定剂、分散剂、固化促进剂、阴阳离子捕捉剂，稳定剂、分散剂、固 化促进剂、阴阳离子捕捉剂的重量比为5~1 :5~1 :5~1 :5~1。
[0017] 所述稳定剂选择平均粒度在50nm以下的纳米氧化物，优选为纳米二氧化钛、二氧 化锡、二氧化锆、二氧化锌的一种或多种，特别优选采用金红石型的二氧化钛。
[0018] 所述分散剂选择德国毕克化学公司生产的Disperbykl06、Disperbykl07、 Disperbykl10> DisperbykllK Disperbykl15> Disperbykl30> Disperbykl60> Disperbykl62、Disperbykl63, Disperbykl64、Disperbyk2000 中的一种或几种。
[0019] 所述固化促进剂为已二酸二酰肼、二乙基二丁基锡或二月桂酸二丁基锡。
[0020] 所述阴阳离子捕捉剂为聚丙烯酰胺，优选MJ730或MJ720。
[0021] 本发明提供的一种胶粘剂，采用氟涂料改性胶粘剂组分，在保持其粘结性能的同 时，提升其耐水解老化的特点，同时用该胶粘剂生产的背板，能有效的减少组件由于背板发 生的PID效应。组件PID效应是由于水汽通过背板或其他材料进入组件内部，导致组件功 率降低的现象，本发明中的胶粘剂含有去离子组分，能有效的阻挡由于电荷离子引发的组 件PID现象。
[0022] 本发明的第二方面目的是提供一种前述胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括以 下步骤：
[0023] (1)前聚体的制备：取PVDF系树脂和溶剂，按照g/ml为20~5:1的条件下，放入 反应釜中，控制釜温30~50°C，加入pH缓冲剂、硅烷偶联剂，pH缓冲剂用量为PVDF系树脂 重量的〇. 1~1 %，硅烷偶联剂用量为PVDF系树脂重量的0. 1~2%，搅拌时间1~8h，得 到前聚体；
[0024] (2)将步骤（1)制备的前聚体和主体树脂在搅拌的条件下复配，用分散机进行分 散，转速为5-800rpm，时间为l-5min，然后缓慢匀速加入固化剂、助剂，最后加入溶剂，搅拌 1~24h，得到胶粘剂。
[0025] 本发明制备的胶粘剂，可用于太阳能绝缘背板的生产，所得产品经检验：在 PCT96h下，无水解、收缩、发黄等现象，双85实验3000h无异常，紫外辐照200KWh/m2,无脱 层、黄变现象；双85实验1000 h+紫外福照30KWh/m2无脱层现象。
[0026] 本发明的原理及有益效果如下：
[0027] 1.发明采用氟树脂通过对聚酯或丙烯酸树脂进行改性，引入C-F键，使其在耐老 化性能上得到大幅提升，使得产品能适应光伏组件在恶劣条件下的使用。主体树脂中的聚 酯或丙烯酸树脂中含有大量的C-C键和C-H键，在长期的水汽或紫外侵蚀下，端基容易断 键，逐渐破坏整个胶粘系统，表现在胶水上胶水失效，发黄、发粘，表面脱层等现象。若通过 将F原子引入，形成C-F键，由于C-F键短，键能高（C-F键能486KJ/mol，C-H键能413KJ/ mol，C-C键能347KJ/mol)，就意味着C-F键难被紫外，水汽或化学因素破坏。同时，F原子 电负性大，带有较多负电荷，相邻F原子互相排斥，含氟烃链上的F原子沿着C-C键做螺线 型分布，C-C主链四周被一系列带有负电荷的F原子包围，形成高度立体屏蔽，保护了 C-C的 键稳定性，表现在胶水上即胶水在长期恶劣的条件下，依然可以保持较好的粘结效果。
[0028] 本发明采用的是PVDF系列树脂进行改性，一方面考虑到PVDF系树脂现已得到广 泛应用，另一方面是考虑到PVDF系树脂使用的安全性能，先通过对PVDF系树脂的预处理， 适当稀释氟树脂，调节pH度，通过加入硅烷偶联剂，使的该树脂在使用前具有良好的流动 和亲和力。在与主体树脂复配的过程中，通过端基嫁接，将PVDF树脂嫁接到主体树脂上，通 过C-F键的性能保护主体树脂的结构性能，分散剂、固化促进剂和稳定剂可以起到良好的 催化胶水复配进程。
[0029] 2.本发明制备的胶粘剂，应用于光伏背板的生产，具有优良的性能和突出的效果。
[0030] 背板是光伏组件重要辅材之一，光伏组件在使用过程中，会产生PID现象，降低组 件功率。虽然产生PID现象的原因较多，但是普遍的观点是由于离子迀移导致组件PID效 应。本发明中，由于胶粘剂中也存在带有电荷离子（如pH缓冲剂中的无机盐类），这也为发 生组件PID效应带来的可能，发明人在本发明中引入了阴阳离子捕捉剂，可有效的减少或 去除胶粘剂中的电荷离子，降低或避免由于背板导致的组件PID现象。
[0031] 以下结合【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
【具体实施方式】：
[0032] 实施例1 :
[0033] -种胶粘剂，包括按重量百分比的下述组成：
[0034] 合成树脂 40%~80% 异氰酸酯类固化剂 2%~10% 助剂 1%~10%
[0035] 余量为溶剂。
[0036] 制备方法