一种环氧改性聚酯粘合剂、包含其太阳能光伏背板及太阳能光伏电池组件的制作方法

文档序号:20836462发布日期:2020-05-22 16:56阅读:140来源:国知局
一种环氧改性聚酯粘合剂、包含其太阳能光伏背板及太阳能光伏电池组件的制作方法
本发明属于粘合剂
技术领域
,具体涉及一种环氧改性聚酯粘合剂、包含其太阳能光伏背板及太阳能光伏电池组件。
背景技术
:随着现代工业的发展,全球能源危机和大气污染问题日益突出,传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展,这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。近年来晶硅电池组件的发电效率逐渐提升,其中双面发电电池的技术发展尤为引人关注,将光伏组件背面的光线利用起来,可以提升组件的整体发现效率15~20%。由于传统的光伏背板都是白色的,无法用于双面电池组件,双面玻璃的组件虽然可以实现双面发电,但由于双玻组件的重量重,加工过程碎片率高,搬运安装费力等诸多缺点,没有被市场大规模接受。有些材料厂家开始研究透明光伏背板,初始的透光率虽高,但是在长期的室外线照射和高温高湿环境下黄变得厉害,严重影响了双面电池背面的发电效率,而且材料本身的使用寿命也存在疑虑。cn109762500a公开了一种太阳能光伏背板用粘合剂及其制备方法和应用,包括饱和聚酯树脂、环氧树脂、固化剂、硅酸盐;饱和聚酯树脂由多元酸和多元醇反应而制成,多元酸包含20mol%以上的芳香族多元酸和80mol%以下的脂肪族多元酸,多元醇包含30mol%以上的碳元素3个以上的多元醇和70mol%以下的其它多元醇,所述的太阳能光伏背板用粘合剂耐水解性能,水汽阻隔性能较好,但是耐紫外线性能和加工粘性仍然较差。cn102250577a公开了一种太阳能背板用复合粘合剂的制备方法。属于粘合剂的制备领域。通过对苯二甲酸、邻苯二甲酸、乙二醇、1,6-己二醇、环己烷二甲醇为原料,进行酯化反应,再进行缩聚,最后加入乙酸乙酯,再加入适量的纳米材料即制的主剂,使用该主剂与固化剂混合后,即可得太阳能背板复合用粘合剂。然而,由于太阳能电池模块主要在户外使用,该太阳能电池背板用粘合剂的耐久性和粘合性较低。因此,开发一种耐长期的紫外线照射,在高温高湿环境下耐久性和粘合性良好的环氧改性聚酯粘合剂是本领域目前研究的重点。技术实现要素:针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种环氧改性聚酯粘合剂、包含其太阳能光伏背板及太阳能光伏电池组件,所述环氧改性聚酯粘合剂对基材薄膜具有优异的粘接力、耐水解性能、耐紫外老化后黄变指数低,加工窗口宽,使用了该粘合剂的太阳能背板应用在双面电池组件上,可保持长期可靠的双面发电效率。为达此目的,本发明采用以下技术方案:第一方面,本发明提供一种环氧改性聚酯粘合剂,所述环氧改性聚酯粘合剂的制备原料按重量份数计包括:环氧改性聚酯树脂90-110份、异氰酸酯固化剂1-20份和紫外吸收剂0.1-5份:所述环氧改性聚酯树脂的制备原料按重量份数计包括:聚酯树脂90-110份和氢化环氧树脂2-20份。本发明中,环氧树脂是含有两个或两个以上环氧基团(一个氧和两个碳组成的环)的化合物,环氧基团有高活性,与多种类型固化剂交联形成网状结构的聚合物,硬度高、耐化学性突出。由于结构中存在羟基与醚键,与底材相吸引,因此涂膜对多种底材有良好的附着力。用环氧树脂来改性聚酯树脂可改善涂膜对底材的附着力、耐化学性、耐碱性、耐热性。在环氧改性聚酯树脂和紫外吸收剂的协同配合下,所述环氧改性聚酯粘合剂中能有效地抑制或降低大分子的热氧化、光氧化速度,显著地提高材料的耐热、耐紫外线性能,延缓材料的降解等老化过程,延长制品在高温高湿环境下的使用寿命。在所述环氧改性聚酯粘合剂的制备原料中,所述环氧改性聚酯树脂的重量份数为90-110份,例如可以是90份、92份、94份、96份、98份、100份、102份、104份、106份、108份、110份。在所述环氧改性聚酯粘合剂的制备原料中,所述异氰酸酯固化剂的重量份数为1-20份,例如可以是1份、2份、4份、6份、8份、10份、12份、14份、16份、18份、20份。在所述环氧改性聚酯粘合剂的制备原料中,所述紫外吸收剂的重量份数为0.1-5份,例如可以是0.1份、0.2份、0.4份、0.6份、0.8份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份。在所述环氧改性聚酯树脂的制备原料中,所述聚酯树脂的重量份数为90-110份,例如可以是90份、92份、94份、96份、98份、100份、102份、104份、106份、108份、110份。在所述环氧改性聚酯树脂的制备原料中,所述氢化环氧树脂的重量份数为2-20份,例如可以是2份、4份、6份、8份、10份、12份、14份、16份、18份、20份。优选地,所述聚酯树脂的制备原料包括二元酸、二元醇和催化剂。优选地,所述二元酸、二元醇和催化剂的摩尔质量比为(1-1.2):(1-1.2):(0.01-0.05),例如可以是1:1:0.01、1:1:0.02、1:1:0.03、1:1:0.04、1:1:0.05、1:1.2:0.01、1:2.1:0.02、1:1.2:0.03、1:1.2:0.04、1:1.2:0.05、1.2:1:0.01、1.2:1:0.02、1.2:1:0.03、1.2:1:0.04、1.2:1:0.05。优选地,所述二元酸为芳香族二元酸和脂肪族二元酸的混合物。优选地,以二元酸的总摩尔质量为100mol%计,所述芳香族二元酸的摩尔百分含量在70mol%以下,例如可以是10mol%、15mol%、20mol%、25mol%、30mol%、35mol%、40mol%、45mol%、50mol%、55mol%、60mol%、65mol%、70mol%。本发明的所述饱和聚酯树脂由多元酸和多元醇聚合而成。所述二元酸中,若所述芳香族多元酸多于70mol%,则所述粘合剂层的耐紫外性不佳,容易产生黄变。优选地,所述芳香族二元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、四氢苯酐或偏苯三酸酐中的任意一种或至少两种的组合。优选地,所述脂肪族二元酸包括己二酸、葵二酸或1,4-环己烷二甲酸中的任意一种或至少两种的组合。优选地,所述二元醇为c3-c20亚烷基二醇、或c3-c20亚烷基二醇和c1-c2亚烷基二醇的混合物(所述二元醇可以是c3-c20亚烷基二醇,所述二元醇还可以是c3-c20亚烷基二醇和c1-c2亚烷基二醇的混合物);优选地,所述二元醇为c3-c20亚烷基二醇(例如可以是c3亚烷基二醇、c5亚烷基二醇、c7亚烷基二醇、c10亚烷基二醇、c12亚烷基二醇、c14亚烷基二醇、c16亚烷基二醇、c18亚烷基二醇、c20亚烷基二醇)和c1-c2亚烷基二醇(例如可以是c1亚烷基二醇和c2亚烷基二醇)的混合物。优选地,以二元醇的总摩尔质量为100mol%计,所述c3-c20亚烷基二醇的摩尔质量在50mol%以上,例如可以是50mol%、55mol%、60mol%、65mol%、70mol%、75mol%、80mol%、85mol%、90mol%、95mol%、100mol%。所述二元醇中,若所述c3-c20亚烷基二醇小于50mol%,则所述粘合剂层的耐水解性能不佳。优选地,所述c3-c20亚烷基二醇包括2-甲基-1,3丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、2-甲基-2乙基-1,3-丙二醇或1,4-环己烷二甲醇中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述c1-c2亚烷基二醇包括甲二醇和/或乙二醇。优选地,所述催化剂为三氧化二锑。优选地,所述氢化环氧树脂为氢化的脂肪族类环氧树脂。优选地,所述环氧改性聚酯树脂的制备方法具体包括以下步骤:(1)聚酯树脂的制备:将二元酸、二元醇和催化剂混合搅拌,反应得到所述聚酯树脂;(2)环氧改性聚酯树脂:向步骤(1)得到的聚酯树脂中添加氢化环氧树脂,进行混合搅拌,反应得到所述环氧改性聚酯树脂。优选地,步骤(1)在带有搅拌机、冷却管和温度计的不锈钢反应釜中进行。优选地,步骤(1)在氮气保护下进行。优选地,步骤(1)所述混合搅拌的温度为160-240℃,例如可以是160℃、180℃、200℃、220℃、240℃。优选地,步骤(1)所述混合搅拌的时间为3-5h,例如可以是3h、3.5h、4h、4.5h、5h。优选地,步骤(1)混合搅拌后还包括升温反应。优选地,所述升温反应的温度为260-270℃,例如可以是260℃、262℃、264℃、266℃、268℃、270℃。优选地,所述升温反应的压力为≤50pa,例如可以是0pa、5pa、10pa、15pa、20pa、22pa、24pa、26pa、28pa、30pa、32pa、34pa、36pa、38pa、40pa。优选地,所述升温反应的时间为2-4h,例如可以是2h、2.5h、3h、3.5h、4h。优选地,步骤(2)所述混合搅拌的温度为230-240℃,例如可以是230℃、232℃、234℃、236℃、238℃、240℃。优选地,步骤(2)所述混合搅拌的时间为2-5h,例如可以是2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h。优选地,其特征在于,所述环氧改性聚酯树脂的极限粘度为0.3-0.8dl/g,例如可以是0.3dl/g、0.35dl/g、0.4dl/g、0.45dl/g、0.5dl/g、0.55dl/g、0.6dl/g、0.65dl/g、0.7dl/g、0.75dl/g、0.8dl/g。优选地,所述环氧改性聚酯树脂的酸值在1mgkoh/g以下,例如可以是0.1mgkoh/g、0.2mgkoh/g、0.3mgkoh/g、0.4mgkoh/g、0.5mgkoh/g、0.6mgkoh/g、0.7mgkoh/g、0.8mgkoh/g、0.9mgkoh/g、1mgkoh/g。优选地,所述环氧改性聚酯粘合剂的交联度在40%以上,例如可以是40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%。优选地,所述异氰酸酯固化剂为反应型异氰酸酯固化剂和/或封闭型异氰酸酯固化剂;优选地,所述反应型异氰酸酯固化剂包括六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯二聚体、六亚甲基二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯二聚体、异佛尔酮二异氰酸酯三聚体、苯二亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯二聚体或苯二亚甲基二异氰酸酯三聚体中的任意一种或至少两种的组合,优选为六亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯二聚体或六亚甲基二异氰酸酯三聚体中的任意一种或至少两种的组合。优选地,所述反应型异氰酸酯固化剂为德国拜耳的n3300、德国拜耳的n3390、日本旭化成的tpa90sb、日本旭化成的tpa100或烟台万华的ht-100中的任意一种或至少两种的组合。优选地,所述封闭型异氰酸酯固化剂包括苯酚、聚醚二元醇或甲乙酮肟中的任意一种或至少两种的组合。优选地,所述紫外吸收剂包括邻羟基二苯甲酮类、苯并三唑类、水杨酸酯类、三嗪类、或取代丙烯腈类中的任意一种或至少两种的组合。优选地,所述紫外吸收剂包括苏威的uv-5411、苏威的a430,台湾双键的1260、德拜新材料的uv-2908或德拜新材料的uv3529。优选地,所述环氧改性聚酯粘合剂的制备原料还包括碳化二亚胺类型的耐水解助剂1-3份,例如可以是1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份、3份。优选地,所述碳化二亚胺类型的耐水解助剂为单碳化二亚胺和/或聚碳化二亚胺;优选地,所述单碳化二亚胺为二环己基碳二亚胺、n,n'-二异丙基碳二亚胺或1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐中的任意一种或至少两种的组合。第二方面,本发明提供一种太阳能光伏背板,所述太阳能光伏背板包括依次层叠的氟碳树脂层、聚酯绝缘薄膜层、粘合剂层和耐候薄膜层,所述粘合剂层由如第一方面所述的环氧改性聚酯粘合剂制得。优选地,所述氟碳树脂层的制备原料为含羟基的氟碳树脂。优选地,所述含羟基的氟碳树脂包括四氟乙烯/乙烯基醚的共聚物、四氟乙烯/乙烯基醚单体的共聚物、三氟氯乙烯和乙烯基酯共聚物、三氟氯乙烯和乙烯基醚共聚物或聚偏氟乙烯中的任意一种或至少两种的组合。优选地,所述聚酯绝缘薄膜层为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(pet薄膜)。优选地,所述耐候薄膜层包括聚氟乙烯薄膜(pvf薄膜)、聚偏氟乙烯薄膜(pvdf薄膜)、四氟乙烯和乙烯共聚物薄膜(etfe薄膜)、耐候性的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(pet薄膜)中的任意一种或至少两种的组合。优选地,所述氟碳树脂层的厚度为1-10μm,例如可以是1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm。优选地,所述聚酯绝缘薄膜层的厚度为200-300μm,例如可以是200μm、220μm、240μm、260μm、280μm、300μm。优选地,所述粘合剂层的厚度为5-15μm,例如尅是5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm。优选地,所述耐候薄膜层的厚度为10-50μm,例如可以是10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm。第三方面,本发明提供一种太阳能光伏电池组件,所述太阳能光伏电池组件包括如第二方面所述的太阳能光伏背板。相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:本发明所述环氧改性聚酯粘合剂对基材薄膜具有优异的粘接力、耐水解性能、耐紫外老化后黄变指数低,加工窗口宽,使用了该粘合剂的太阳能背板应用在双面电池组件上,可保持长期可靠的双面发电效率。附图说明图1为本发明所述太阳能光伏背板的结构示意图。其中,1为氟碳树脂层,2为聚酯绝缘薄膜层,3为粘合剂层,4为耐候薄膜层。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。实施例1本实施例提供一种环氧改性聚酯粘合剂,所述环氧改性聚酯粘合剂的制备原料按重量份数计包括:环氧改性聚酯树脂100份、异氰酸酯固化剂(tpa100)10份和紫外吸收剂(uv5411)2份。所述环氧改性聚酯树脂的制备原料按重量份数计包括:聚酯树脂100份、氢化环氧树脂(st3000)5份。所述聚酯树脂的制备原料包括二元酸、二元醇和三氧化二锑,所述二元酸、二元醇和三氧化二锑摩尔质量比为1:1:0.4;以二元酸的总摩尔质量为100mol%计,所述二元酸包括59mol%的间苯二甲酸、40mol%的葵二酸和1mol%的偏苯三酸酐;以二元醇的总摩尔质量为100mol%计,所述二元醇包括52mol%的1,6-己二醇、20mol%的新戊二醇和28mol%的1,4-环己烷二甲醇。所述环氧改性聚酯树脂的制备方法具体包括以下步骤:(1)聚酯树脂的制备:在带有搅拌机、冷却管和温度计的不锈钢反应釜中,将二元酸、二元醇和催化剂在氮气保护下,于200℃混合搅拌3h,然后释放反应釜内压力,1h后,反应釜内压力降为650pa,反应釜继续升温至265℃,反应釜继续减压至40pa,在265℃、40pa以下的环境下保温3h,反应得到所述聚酯树脂;(2)环氧改性聚酯树脂:向步骤(1)得到的聚酯树脂中添加添加氢化环氧树脂,在230℃进行混合搅拌4h,反应得到所述环氧改性聚酯树脂。所述环氧改性聚酯粘合剂的制备方法为:将环氧改性聚酯树脂、异氰酸酯固化剂和紫外吸收剂混合搅拌,得到所述环氧改性聚酯粘合剂。实施例2本实施例提供一种环氧改性聚酯粘合剂,所述环氧改性聚酯粘合剂的制备原料按重量份数计包括:环氧改性聚酯树脂100份、异氰酸酯固化剂(n3300)12份和紫外吸收剂(a430)3份。所述环氧改性聚酯树脂的制备原料按重量份数计包括:聚酯树脂100份、氢化环氧树脂(st3000)5份。所述聚酯树脂的制备原料包括二元酸、二元醇和三氧化二锑,所述二元酸、二元醇和三氧化二锑摩尔质量比为1:1:0.4;以二元酸的总摩尔质量为100mol%计,所述二元酸包括32mol%的对苯二甲酸、18mol%的间苯二甲酸、30mol%的己二酸和20mol%的1,4-环己烷二甲酸;以二元醇的总摩尔质量为100mol%计,所述二元醇包括15mol%的2-甲基-1,3丙二醇、20mol%的1,3-丙二醇和65mol%的1,6-己二醇。所述环氧改性聚酯树脂的制备方法具体包括以下步骤:(1)聚酯树脂的制备:在带有搅拌机、冷却管和温度计的不锈钢反应釜中,将二元酸、二元醇和催化剂在氮气保护下,于160℃混合搅拌5h,然后释放反应釜内压力,1h后,反应釜内压力降为650pa,反应釜继续升温至265℃,反应釜继续减压至30pa,在265℃、30pa以下的环境下保温3h,反应得到所述聚酯树脂;(2)环氧改性聚酯树脂:向步骤(1)得到的聚酯树脂中添加添加氢化环氧树脂,在230℃进行混合搅拌4h,反应得到所述环氧改性聚酯树脂。所述环氧改性聚酯粘合剂的制备方法为:将环氧改性聚酯树脂、异氰酸酯固化剂和紫外吸收剂混合搅拌,得到所述环氧改性聚酯粘合剂。实施例3本实施例提供一种环氧改性聚酯粘合剂,所述环氧改性聚酯粘合剂的制备原料按重量份数计包括:环氧改性聚酯树脂100份、异氰酸酯固化剂(tpa90sb10份和紫外吸收剂(1260)2份。所述环氧改性聚酯树脂的制备原料按重量份数计包括:聚酯树脂100份、氢化环氧树脂(st3000)5份。所述聚酯树脂的制备原料包括二元酸、二元醇和三氧化二锑,所述二元酸、二元醇和三氧化二锑摩尔质量比为1:1:0.4;以二元酸的总摩尔质量为100mol%计,所述二元酸包括50mol%的间苯二甲酸、25mol%的邻苯二甲酸、25mol%的葵二酸;以二元醇的总摩尔质量为100mol%计,所述二元醇包括20mol%的1,6-己二醇、80mol%的新戊二醇。所述环氧改性聚酯树脂的制备方法具体包括以下步骤:(1)聚酯树脂的制备:在带有搅拌机、冷却管和温度计的不锈钢反应釜中,将二元酸、二元醇和催化剂在氮气保护下,于240℃混合搅拌3h,然后释放反应釜内压力,1h后,反应釜内压力降为650pa,反应釜继续升温至265℃,反应釜继续减压至20pa,在265℃、20pa以下的环境下保温3h,反应得到所述聚酯树脂;(2)环氧改性聚酯树脂:向步骤(1)得到的聚酯树脂中添加氢化环氧树脂,在230℃进行混合搅拌5h,反应得到所述环氧改性聚酯树脂。所述环氧改性聚酯粘合剂的制备方法为:将环氧改性聚酯树脂、异氰酸酯固化剂和紫外吸收剂混合搅拌,得到所述环氧改性聚酯粘合剂。实施例4本实施例提供一种环氧改性聚酯粘合剂,所述环氧改性聚酯粘合剂的制备原料按重量份数计包括:环氧改性聚酯树脂100份、异氰酸酯固化剂(tpa100)10份和紫外吸收剂(uv5411)2份。所述环氧改性聚酯树脂的制备原料按重量份数计包括:聚酯树脂100份、氢化环氧树脂(st3000)5份。所述聚酯树脂的制备原料包括二元酸、二元醇和三氧化二锑,所述二元酸、二元醇和三氧化二锑摩尔质量比为1:1:0.4;以二元酸的总摩尔质量为100mol%计,所述二元酸包括50mol%的间苯二甲酸、25mol%的己二酸、24mol%的葵二酸、1mol%的偏苯三酸酐;以二元醇的总摩尔质量为100mol%计,所述二元醇包括20mol%的2-甲基-1,3丙二醇、40mol%的1,6-己二醇、40mol%的新戊二醇。所述环氧改性聚酯树脂的制备方法具体包括以下步骤:(1)聚酯树脂的制备:在带有搅拌机、冷却管和温度计的不锈钢反应釜中,将二元酸、二元醇和催化剂在氮气保护下,于200℃混合搅拌3h,然后释放反应釜内压力,1h后,反应釜内压力降为650pa,反应釜继续升温至265℃,反应釜继续减压至40pa,在265℃、40pa以下的环境下保温3h,反应得到所述聚酯树脂;(2)环氧改性聚酯树脂:向步骤(1)得到的聚酯树脂中添加氢化环氧树脂,在230℃进行混合搅拌4h,反应得到所述环氧改性聚酯树脂。所述环氧改性聚酯粘合剂的制备方法为:将环氧改性聚酯树脂、异氰酸酯固化剂和紫外吸收剂混合搅拌,得到所述环氧改性聚酯粘合剂。实施例5本实施例提供一种环氧改性聚酯粘合剂,所述环氧改性聚酯粘合剂的制备原料按重量份数计包括:环氧改性聚酯树脂100份、异氰酸酯固化剂(tpa100)10份和紫外吸收剂(uv5411)2份。所述环氧改性聚酯树脂的制备原料按重量份数计包括:聚酯树脂100份、氢化环氧树脂(st3000)5份。所述聚酯树脂的制备原料包括二元酸、二元醇和三氧化二锑,所述二元酸、二元醇和三氧化二锑摩尔质量比为1:1:0.4;以二元酸的总摩尔质量为100mol%计,所述二元酸包括40mol%的间苯二甲酸、20mol%的己二酸、20mol%的葵二酸;以二元醇的总摩尔质量为100mol%计,所述二元醇包括50mol%的1,4-丁二醇、20mol%的1,5-戊二醇、30mol%的1,6-己二醇。所述环氧改性聚酯树脂的制备方法具体包括以下步骤:(1)聚酯树脂的制备:在带有搅拌机、冷却管和温度计的不锈钢反应釜中,将二元酸、二元醇和催化剂在氮气保护下,于200℃混合搅拌3h,然后释放反应釜内压力,1h后,反应釜内压力降为650pa,反应釜继续升温至265℃,反应釜继续减压至40pa,在265℃、40pa以下的环境下保温3h,反应得到所述聚酯树脂;(2)环氧改性聚酯树脂:向步骤(1)得到的聚酯树脂中添加氢化环氧树脂,在230℃进行混合搅拌4h,反应得到所述环氧改性聚酯树脂。所述环氧改性聚酯粘合剂的制备方法为:将环氧改性聚酯树脂、异氰酸酯固化剂和紫外吸收剂混合搅拌,得到所述环氧改性聚酯粘合剂。实施例6本实施例提供一种环氧改性聚酯粘合剂,所述环氧改性聚酯粘合剂的制备原料按重量份数计包括:环氧改性聚酯树脂100份、异氰酸酯固化剂(tpa100)10份和紫外吸收剂(uv5411)2份。所述环氧改性聚酯树脂的制备原料按重量份数计包括:聚酯树脂100份、氢化环氧树脂(st3000)5份。所述聚酯树脂的制备原料包括二元酸、二元醇和三氧化二锑,所述二元酸、二元醇和三氧化二锑摩尔质量比为1:1:0.4;以二元酸的总摩尔质量为100mol%计,所述二元酸包括40mol%的间苯二甲酸、20mol%的己二酸、20mol%的葵二酸;以二元醇的总摩尔质量为100mol%计,所述二元醇包括50mol%的1,4-丁二醇、40mol%的1,5-戊二醇、10mol%的乙二醇。所述环氧改性聚酯树脂的制备方法具体包括以下步骤:(1)聚酯树脂的制备:在带有搅拌机、冷却管和温度计的不锈钢反应釜中,将二元酸、二元醇和催化剂在氮气保护下,于200℃混合搅拌3h,然后释放反应釜内压力,1h后,反应釜内压力降为650pa,反应釜继续升温至265℃,反应釜继续减压至40pa,在265℃、40pa以下的环境下保温3h,反应得到所述聚酯树脂;(2)环氧改性聚酯树脂:向步骤(1)得到的聚酯树脂中添加添加氢化环氧树脂,在230℃进行混合搅拌4h,反应得到所述环氧改性聚酯树脂。所述环氧改性聚酯粘合剂的制备方法为:将环氧改性聚酯树脂、异氰酸酯固化剂和紫外吸收剂混合搅拌,得到所述环氧改性聚酯粘合剂。实施例7本实施例提供一种环氧改性聚酯粘合剂,所述环氧改性聚酯粘合剂的制备原料按重量份数计包括:环氧改性聚酯树脂100份、异氰酸酯固化剂(tpa100)10份、紫外吸收剂(uv5411)2份和碳化二亚胺类型的耐水解助剂(莱茵化学p200)2份,所述环氧改性聚酯树脂的组分含量及制备方法同实施例1。实施例8本实施例提供一种环氧改性聚酯粘合剂,与实施例1相比,区别仅在于,所述氢化环氧树脂(st3000)含量减至2份,其他组分含量及制备方法不变。实施例9本实施例提供一种环氧改性聚酯粘合剂,与实施例1相比,区别仅在于,所述氢化环氧树脂(st3000)含量增至20份,其他组分含量及制备方法不变。对比例1本对比例提供一种聚酯粘合剂,与实施例1相比,区别仅在于:将环氧改性聚酯树脂替换成实施例1制备的聚酯树脂,其他组分含量及制备方法同实施例1。对比例2本对比例提供一种聚酯粘合剂,与实施例1相比,区别仅在于:将环氧改性聚酯树脂替换成实施例1制备的聚酯树脂,并将固化剂(tpa100)的含量增至24份,其他组分含量及制备方法同实施例1。对比例3本对比例提供一种聚酯粘合剂,与实施例1相比,区别仅在于:不添加紫外线吸收剂,其他组分含量及制备方法同实施例1。对比例4本对比例提供一种聚酯粘合剂,与实施例1相比,区别仅在于:将环氧改性聚酯树脂替换成实施例1制备的聚酯树脂,不添加紫外线吸收剂,其他组分含量及制备方法同实施例1。对比例5本对比例提供一种聚酯粘合剂,与实施例1相比,区别仅在于:将环氧改性聚酯树脂替换成实施例1制备的聚酯树脂,并将固化剂(tpa100)的含量减至1.8份,其他组分含量及制备方法同实施例1。对比例6本对比例提供一种环氧改性聚酯粘合剂,与实施例1相比,区别仅在于:所述聚酯树脂的制备原料不同,所述聚酯树脂的制备原料包括二元酸、二元醇和三氧化二锑,所述二元酸、二元醇和三氧化二锑摩尔质量比为1:1:0.4;以二元酸的总摩尔质量为100mol%计,所述二元酸包括40mol%的对苯二甲酸、60mol%的间苯二甲酸;以二元醇的总摩尔质量为100mol%计,所述二元醇包括50mol%的乙二醇、50mol%的新戊二醇,其他组分含量及制备方法同实施例1。试验例1分别测试实施例1-6和对比例6制备的环氧改性聚酯树脂和环氧改性聚酯粘合剂的基本性能参数,测试方法如下所示:(1)玻璃化转变温度tg点的测定:称取10mg的待测树脂样品,使用dsc差示扫描量热仪(德国耐驰dsc200f3)来测试,扫面温度区间-50~100℃,升温速率20k/min。(2)极限粘度的测定:将苯酚、1,1,2,2-四氯乙烷按质量比为60:40配置成混合溶剂,将0.1g待测树脂样品溶解于25ml的混合溶剂中,在30℃下,用乌氏粘度计测试还原粘度,然后通过稀释浓度的方法测得还原粘度和浓度的关系曲线图,推算出浓度为0时的极限粘度。(3)酸值的测定:称取0.5g的待测树脂样品,放入100ml三角锥形瓶中,加入氯仿溶液20~30ml,摇匀使试样完全溶解之后,加酚酞指示剂2~3滴,用0.01mol/l氢氧化钾标准溶液滴定至粉红色,保持15s不褪色为终点。酸值计算公式如下,样品的酸值(av,mgkoh/g)其中,v1代表样品消耗氢氧化钾标准溶液的体积(ml),c代表氢氧化钾标准溶液的浓度(mol/l),w代表样品的质量(g)。具体测试结果如表1所示:表1由上述测试数据可知,实施例1-5指别的环氧改性聚酯树脂的玻璃化转变温度tg为-20-16℃,极限粘度为0.39-0.48dl/g,酸值为0.21-0.36mgkoh/g。本发明所述聚酯树脂极限粘度适中,可以有效保障粘合剂层内聚力和耐热性,同时还能够保证粘合剂的涂布。试验例2环氧改性聚酯粘合剂交联度的测试交联度的测定:将环氧改性聚酯粘合剂80℃下烘烤5分钟,再经过60℃×3天的固化交联反应后形成胶膜。取上述胶膜称重w1,使用200目的钢丝网把胶膜密封包裹起来再称重w2,然后将其浸泡在乙酸乙酯溶液中24小时,取出并用100℃×5分钟烘干,再称重记为w3。交联度=(w2-w3)*100%/w1,具体测试结果如表2所示:表2待测样品交联度(%)实施例195实施例295实施例395实施例495实施例595实施例695实施例795实施例895实施例995对比例195对比例2100对比例395对比例495对比例535对比例695由上述测试数据可知,本实施例1-9制备的聚酯粘合剂的交联度为95%以上,交联度提高,环氧改性聚酯粘合剂结构稳定性改善,有助于增加环氧改性聚酯粘合剂的内聚力和耐热性。试验例3太阳能光伏背板的制备及性能测试(1)太阳能光伏背板的制备称取100份氟碳树脂gk570(日本大金化学),0.5份偶联剂kbm403(日本信越化学),溶剂醋酸丁酯50份,高速搅拌800转/min,然后再加入15份固化剂tpa100(旭化成),搅拌30min,涂布于pet聚酯绝缘薄膜层上厚度,150℃烘烤5min,所述氟碳树脂层的厚度为5μm,所述pet聚酯绝缘薄膜层厚度为250μm。将上述实施例1-9制备的粘合剂和对比例1-6制备的粘合剂均匀上线涂布,在pet薄膜的另外一侧(未涂抹氟碳树脂一侧)上均匀地涂覆10μm的粘合剂层,以100℃/5min的升温速度将溶剂加热蒸发干,在温度90℃下,将pvdf薄膜与粘合剂层进行热压复合,所述pvdf薄膜层厚度为25μm,然后在60℃环境下熟化3天,制成背板。(2)性能测试分别对上述实施例1-9制备的粘合剂和对比例1-6制备的粘合剂制得的背板进行性能评价,其中各背板性能测试方法如下所示:①剥离力测试:将上述背板样品裁切成1cm×20cm大小的样品,剥开氟膜与聚酯薄膜,180°测试剥离力,剥离速率100mm/min,使用设备岛津拉力机,型号ags-1kn。②耐冷热循环性能将上述背板样品放入环境箱中,设置条件-40~85℃/100次循环,-40℃/恒温1小时,-40℃升至85℃/0.5小时,85℃/恒温1小时,85℃降至-40℃/0.5小时,以上为3小时一个循环。冷热冲击后背板无气泡、脱层、开裂、氟膜收缩、黄变则为ok,否则ng。③耐湿热老化将背板样品放入环境箱中,设置条件85℃×85%rh,连续运行2000小时湿热老化后背板无气泡、脱层、开裂、氟膜收缩、黄变则为ok,否则ng。④可见光通过率uv老化200kwh后,使用环球形紫外分光光度计(日本岛津),可见光波段400~1100cm-1范围内的测试光线透过率。⑤黄变指数测试uv老化200kwh后,使用色差仪来做比对,在材料上选择一块区域并画圈做记号,使用日本美能达的色差仪测量材料的初始b值,记为b0;老化后再测量同样一块区域的b值,记为b1。黄变色差值△b=b1-b0。⑥综合评价“○”代表性能合格、“◎”代表性能优异、“△”代表性能一般、“×”代表性能较差。具体测试结果如表3所示:表3由上述测试数据可知,由实施例1-9制备的粘合剂制得的背板其与底材的剥离力为5.5-6.5n/cm,耐冷热冲击性能在200次以上(均无气泡、脱层、开裂、氟膜收缩及黄变现象发生),耐湿热老化在2000小时以上(均无气泡、脱层、开裂、氟膜收缩及黄变现象发生),uv老化200kwh后,黄变指数△b为1.5-2.0,可见光透过率为84%以上。这充分说明了本发明所述环氧改性聚酯粘合剂对基材薄膜具有优异的粘接力、耐水解性能、耐紫外老化后黄变指数低,加工窗口宽,使用了该粘合剂的太阳能背板应用在双面电池组件上,可保持长期可靠的双面发电效率。申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的环氧改性聚酯粘合剂、包含其太阳能光伏背板及太阳能光伏电池组件及其制备方法和应用,但本发明并不局限于上述实施例,即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属
技术领域
的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。当前第1页12
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