本發(fā)明屬于太陽能電池
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種用于太陽能背板的膠黏劑組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
：太陽能電池中，背面保護(hù)片（背板）通常設(shè)置在太陽能電池的背面，對(duì)太陽能電池單元起到保護(hù)和支撐作用，并且具有耐候性、抗水性、耐熱性、濕氣阻隔性和氣體阻隔性等各種優(yōu)異的物理性能，有效地防止了介質(zhì)尤其是水，氧，腐蝕性氣液體等對(duì)太陽能電池片的影響，從而降低太陽能電池性能退化的程度，起到延長太陽能電池壽命的作用。目前通常用到的背板結(jié)構(gòu)有TPT結(jié)構(gòu)和TPE結(jié)構(gòu)，其中，TPT結(jié)構(gòu)指PVF(聚氟乙烯)薄膜/PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)薄膜/PVF(聚氟乙烯)薄膜結(jié)構(gòu)；而TPE結(jié)構(gòu)指PVF(聚氟乙烯)薄膜/PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)薄膜/EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)薄膜結(jié)構(gòu)，三層薄膜間用膠黏劑粘接。一般的聚酯膠黏劑與PVF(聚氟乙烯)和EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)膜的黏結(jié)性不夠，丙烯酸樹脂與PVF(聚氟乙烯)膜以及EVA膜的附著力很好，但是卻與聚酯膜附著力一般，而且一般聚酯膠黏劑與丙烯酸樹脂混合后相容性較差，不能很好的配合使用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于解決上述的技術(shù)問題，提供一種用于太陽能的粘膠劑組合物及其制備方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種用于太陽能背板的膠黏劑組合物，其組成質(zhì)量百分比為：聚酯改性丙烯酸樹脂30～50%；聚酯樹脂30～45%；異氰酸酯固化劑5～40%。優(yōu)選地，所述聚酯改性丙烯酸樹脂數(shù)均分子量為10000-500000，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-25-15℃。優(yōu)選地，所述聚酯樹脂數(shù)均分子量為5000-50000，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為0-25℃。一種用于太陽能背板的膠黏劑組合物的制備方法，包括如下步驟，S1、聚酯改性丙烯酸樹脂的合成，通過2-亞甲基-1,3-二氧環(huán)庚烷與丙烯酸酯單體進(jìn)行自由基共聚反應(yīng)制得，所述2-亞甲基-1,3-二氧環(huán)庚烷的摩爾量占合成聚酯改性丙烯酸樹脂的單體總摩爾量的30-50%，所述丙烯酸酯單體摩爾量占合成聚酯改性丙烯酸樹脂的單體總摩爾量的50-70%；S2、聚酯樹脂的合成，由含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的二元酸和脂肪族二元酸與二元醇反應(yīng)制備；所述含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的二元酸為芳香族二元酸或脂環(huán)族二元酸，所述含環(huán)狀結(jié)構(gòu)的二元酸的摩爾量占總酸摩爾含量的20-50%，所述脂肪族二元酸的總摩爾量占總酸摩爾含量的50-80%;S3、異氰酸酯固化劑的合成，所述異氰酸酯固化劑為脂肪族異氰酸酯化合物，或脂肪族異氰酸酯化合物和脂環(huán)族異氰酸酯化合物組成；S4、將S1、S2、S3中制得的物質(zhì)按比例混合，形成黏合劑。優(yōu)選地，所述丙烯酸酯單體選自：異冰片基丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸丁酯中的兩種或以上的任意組合。本發(fā)明的有益效果：通過合成主鏈含有很多酯鍵的改性丙烯酸樹脂與聚酯膠黏劑相混合，起到改善二者之間的相容性的作用，并能更好的黏合PVF(聚氟乙烯（PolyvinylFluoride）)薄膜、PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PolyethyleneTerephthalate）)薄膜、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物（Ethylene-vinylAcetateCopolymer）)薄膜，使太陽能電池背板具有良好的抗環(huán)境侵蝕能力、絕緣能力等特性，從而延長太陽能電池的使用壽命，提高光電轉(zhuǎn)換效率。該制備方法工藝過程短、操作簡單，能夠大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例具體闡述下本發(fā)明的技術(shù)方案。膠黏劑組合物的合成實(shí)例一1）、聚酯改性丙烯酸樹脂的制備：將3.64kg2-亞甲基-1,3-二氧環(huán)庚烷、3.9kg甲基丙烯酸丁酯、7.22kg甲基丙烯酸三氟乙酯以及16g引發(fā)劑偶氮二異丁腈，溶解于50L甲苯中，加入反應(yīng)釜中，混合均勻，然后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，升溫到60-70℃反應(yīng)2h。用正己烷沉淀提純后，真空干燥得到聚酯改性丙烯酸樹脂。2）、聚酯樹脂的制備：將1.66kg對(duì)苯二甲酸、4.15kg間苯二甲酸、12.2kg壬二酸、3.4kg乙二醇、8.8kg1,6-己二醇、4.4g鈦酸異丙酯投入到反應(yīng)釜中。用氮?dú)庵脫Q排出空氣，攪拌升溫至220-255℃之間反應(yīng)。當(dāng)副產(chǎn)物達(dá)到理論值后，升溫保持反應(yīng)溫度在250-280℃之間，減壓縮聚，達(dá)到終點(diǎn)后停止反應(yīng)，充入氮?dú)庀婵眨瑪D壓出料，得到聚酯樹脂。將制備得到的聚酯改性丙烯酸樹脂、聚酯樹脂與異氰酸酯化合物（拜耳N3300）按照質(zhì)量比45:40:15的比例混合，溶解于乙酸乙酯中，高速攪拌混勻；最后將制備得到的溶液作為太陽能電池背板用粘合劑。實(shí)例二1）、聚酯改性丙烯酸樹脂的制備：將4.56kg2-亞甲基-1,3-二氧環(huán)庚烷、2.52kg甲基丙烯酸三氟乙酯、6.36kg甲基丙烯酸月桂酯、4.17kg異冰片基丙烯酸酯以及16g引發(fā)劑偶氮二異丁腈，溶解于50L甲苯中，加入反應(yīng)釜中，混合均勻，然后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，升溫到60-70℃反應(yīng)2h。用正己烷沉淀提純后，真空干燥得到聚酯改性丙烯酸樹脂。2）、聚酯樹脂的制備：將2.49kg對(duì)苯二甲酸、2.58kg1,4-環(huán)己烷二甲酸、10.2kg己二酸、3.7kg乙二醇、7.3kg新戊二醇、4.4g鈦酸異丙酯投入到反應(yīng)釜中。用氮?dú)庵脫Q排出空氣，攪拌升溫至220-255℃之間反應(yīng)。當(dāng)副產(chǎn)物達(dá)到理論值后，升溫保持反應(yīng)溫度在250-280℃之間，減壓縮聚，達(dá)到終點(diǎn)后停止反應(yīng)，充入氮?dú)庀婵?，擠壓出料，得到聚酯樹脂。將制備得到的聚酯改性丙烯酸樹脂、聚酯樹脂與異氰酸酯化合物（拜耳N3300）按照質(zhì)量比50:40:10的比例混合，溶解于乙酸乙酯中，高速攪拌混勻；最后將制備得到的溶液作為太陽能電池背板用粘合劑。實(shí)例三1）、聚酯改性丙烯酸樹脂的制備：將5.13kg2-亞甲基-1,3-二氧環(huán)庚烷、3.1kg甲基丙烯酸丁酯、3.6kg丙烯酸月桂酯、4.17kg異冰片基丙烯酸酯以及16g引發(fā)劑偶氮二異丁腈，溶解于50L甲苯中，加入反應(yīng)釜中，混合均勻，然后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，升溫到60-70℃反應(yīng)2h。用正己烷沉淀提純后，真空干燥得到聚酯改性丙烯酸樹脂。2）、聚酯樹脂的制備：將1.66kg對(duì)苯二甲酸、5.8kg間苯二甲酸、10.3kg壬二酸、3.7kg乙二醇、7.3kg新戊二醇、5.6g二丁基氧化錫投入到反應(yīng)釜中。用氮?dú)庵脫Q排出空氣，攪拌升溫至220-255℃之間反應(yīng)。當(dāng)副產(chǎn)物達(dá)到理論值后，升溫保持反應(yīng)溫度在250-280℃之間，減壓縮聚，達(dá)到終點(diǎn)后停止反應(yīng)，充入氮?dú)庀婵?，擠壓出料。得到聚酯樹脂。將制備得到的聚酯改性丙烯酸樹脂、聚酯樹脂與異氰酸酯化合物（拜耳N3300）按照質(zhì)量比45:40:15的比例混合，溶解于乙酸乙酯中，高速攪拌混勻；最后將制備得到的溶液作為太陽能電池背板用粘合劑。實(shí)例四1）、聚酯改性丙烯酸樹脂的制備：將5.7kg2-亞甲基-1,3-二氧環(huán)庚烷、3.9kg甲基丙烯酸丁酯、1.7kg甲基丙烯酸三氟乙酯、3.6kg丙烯酸月桂酯以及16g引發(fā)劑偶氮二異丁腈，溶解于50L甲苯中，加入反應(yīng)釜中，混合均勻，然后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，升溫到60-70℃反應(yīng)2h。用正己烷沉淀提純后，真空干燥得到聚酯改性丙烯酸樹脂。2）、聚酯樹脂的制備：將2.5kg間苯二甲酸、2.6kg1,4-環(huán)己烷二甲酸、14.7kg癸二酸、5.0kg乙二醇、5.9kg1,6-己二醇、5.6g二丁基氧化錫投入到反應(yīng)釜中。用氮?dú)庵脫Q排出空氣，攪拌升溫至220-255℃之間反應(yīng)。當(dāng)副產(chǎn)物達(dá)到理論值后，升溫保持反應(yīng)溫度在250-280℃之間，減壓縮聚，達(dá)到終點(diǎn)后停止反應(yīng)，充入氮?dú)庀婵?，擠壓出料，得到聚酯樹脂。將制備得到的聚酯改性丙烯酸樹脂、聚酯樹脂與異氰酸酯化合物（拜耳N3300）按照質(zhì)量比40:40:20的比例混合，溶解于乙酸乙酯中，高速攪拌混勻；最后將制備得到的溶液作為太陽能電池背板用粘合劑。對(duì)比例1）、丙烯酸樹脂的制備：將4.8kg苯乙烯、3.9kg甲基丙烯酸丁酯、1.7kg甲基丙烯酸三氟乙酯、3.6kg丙烯酸月桂酯以及16g引發(fā)劑偶氮二異丁腈，溶解于50L甲苯中，加入反應(yīng)釜中，混合均勻，然后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，升溫到60-70℃反應(yīng)2h。用正己烷沉淀提純后，真空干燥得到丙烯酸樹脂。2）、聚酯樹脂的制備：將2.5kg間苯二甲酸、2.6kg1,4-環(huán)己烷二甲酸、14.7kg癸二酸、5.0kg乙二醇、5.9kg1,6-己二醇、5.6g二丁基氧化錫投入到反應(yīng)釜中。用氮?dú)庵脫Q排出空氣，攪拌升溫至220-255℃之間反應(yīng)。當(dāng)副產(chǎn)物達(dá)到理論值后，升溫保持反應(yīng)溫度在250-280℃之間，減壓縮聚，達(dá)到終點(diǎn)后停止反應(yīng)，充入氮?dú)庀婵?，擠壓出料。得到聚酯樹脂。將制備得到的聚酯改性丙烯酸樹脂、聚酯樹脂與異氰酸酯化合物（拜耳N3900）按照質(zhì)量比：40:40:20的比例混合，溶解于乙酸乙酯中，高速攪拌混勻；最后將制備得到的溶液作為太陽能電池背板用粘合劑。本發(fā)明實(shí)施例與對(duì)比例參數(shù)比對(duì)如表1所示。表1：實(shí)施例與對(duì)比例樹脂參數(shù)：。復(fù)合層的制備將實(shí)施例和對(duì)比例的太陽能電池背板用粘合劑粘合基材，進(jìn)行測試。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）片材（ECOSYARVE500，東洋紡），施膠固體含量為10g/m2，然后在80℃下干燥10分鐘。然后，將表面處理的透明聚偏二氟乙烯(PVD)膜（KynerFilm302PGMTR，阿科瑪）放置在所述PET片材的粘合劑涂布表面上，以使所述表面處理的表面與所述粘合劑涂布表面接觸，然后使用平面壓力機(jī)復(fù)合，按壓壓力為1.0MPa，溫度50℃，按壓時(shí)間30分鐘。在按壓的同時(shí)，在50℃下老化2天，得到復(fù)合層。復(fù)合層性能測試1）、剝離強(qiáng)度測試：將復(fù)合層裁剪為15mm×200mm的片，使用拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)，在25℃，以50mm/min的試驗(yàn)速度進(jìn)行180°剝離試驗(yàn)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)：剝離強(qiáng)度為10N/15mm以上良：剝離強(qiáng)度為6N/15mm以上且小于10N/15mm差：剝離強(qiáng)度為1N/15mm以上且小于6N/15mm2）、高溫高濕后抗水解性測試：將復(fù)合層裁剪為15mm×200mm的片，放入高壓鍋中，在121℃和0.1MPa的加壓環(huán)境下暴露25小時(shí)，取出，然后在室溫環(huán)境下老化1天。然后使用拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)，在25℃以50mm/min的試驗(yàn)速度進(jìn)行180°剝離試驗(yàn)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)：剝離強(qiáng)度為10N/15mm以上良：剝離強(qiáng)度為6N/15mm以上且小于10N/15mm差：剝離強(qiáng)度為1N/15mm以上且小于6N/15mm3）、耐侯性測試：將復(fù)合層裁剪為50mm×150mm的片，使用氙燈耐候測試儀對(duì)于復(fù)合層進(jìn)行加速老化測試實(shí)驗(yàn)。根據(jù)ASTMG155標(biāo)準(zhǔn)，觀察光照射后的外觀。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)：無異常良：輕微裂紋或變色差：明顯裂紋或變色4）、光照后剝離強(qiáng)度測試：將復(fù)合層裁剪為50mm×150mm的片，使用氙燈耐候測試儀對(duì)于復(fù)合層進(jìn)行加速老化測試實(shí)驗(yàn)。根據(jù)ASTMG155標(biāo)準(zhǔn)，光照完畢后，然后使用拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)，在25℃，以50mm/min的試驗(yàn)速度進(jìn)行180°剝離試驗(yàn)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)：剝離強(qiáng)度為9N/15mm以上良：剝離強(qiáng)度為5N/15mm以上且小于9N/15mm差：剝離強(qiáng)度為1N/15mm以上且小于4N/15mm5）、耐濕熱性老化測試：將復(fù)合層裁剪為50mm×150mm的片，放入高溫高濕試驗(yàn)箱中，實(shí)驗(yàn)條件：濕度為85％，溫度為85℃，時(shí)間為1000小時(shí)，進(jìn)行耐濕熱性老化測試，觀察外觀測量涂膜是否無粉化、不起泡，同時(shí)采用劃格法測試附著力，沒有脫落為合格。6）、混溶性測試聚酯改性丙烯酸樹脂與聚酯樹脂在高速攪拌機(jī)分散后，靜置2h，觀察溶液狀態(tài)，澄清均一為良好，渾濁或者分層為差。以上測試性能指標(biāo)如下表所示，表2：性能比對(duì)結(jié)果檢測項(xiàng)目實(shí)施例一實(shí)施例二實(shí)施例三實(shí)施例四對(duì)比例剝離強(qiáng)度優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)良高溫高濕后抗水解優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)差耐侯性優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)良光照后剝離強(qiáng)度優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)差耐濕熱性老化優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)差混溶性優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)差。通過以上對(duì)比，能夠發(fā)現(xiàn)本方法通過聚酯改性的方法能提高丙烯酸樹脂與聚酯樹脂的混溶性，從而提高其在太陽能背板的使用性能。本發(fā)明使用2-亞甲基-1,3-二氧環(huán)庚烷與丙烯酸單體反應(yīng)，得到主鏈含有較多酯鍵的改性丙烯酸樹脂，該改性的丙烯酸樹脂能夠與聚酯有很好的混溶性，搭配使用，能夠大大提高膠黏劑同時(shí)對(duì)于PET膜、PVF膜或者EVA膜的附著力，從而大大提高背板膠黏劑的使用性能。以上列舉了幾種典型實(shí)施方式，需要說明的是，本發(fā)明尚有多種具體的實(shí)施方式，凡采用等同替換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3