CN108395865A - 一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂及其制备方法，包括以下重量份的原料：环保增粘助剂20‑30份、复配树脂80‑100份、耐水添加物10‑20份、增粘剂8‑14份、偶联剂2‑4份、固化剂1‑2份、纳米添加物7‑9份、分散剂1‑2份、石墨烯3‑5份、抗氧剂0.4‑0.8份、稳定剂1‑2份、早强剂0.8‑1份、异丙醇20‑30份。本发明用于光伏背板粘结，具有较好的防水耐热性能，力学性能好、粘结性能高，抗氧化、耐候性能优异，其固化后的附着力和柔韧性较好；同时本发明的制备方法，其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及光伏材料技术领域，具体涉及一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂及其制备方法。
背景技术
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。太阳能电池作为有用的能源的实践使用已经取得进展。太阳能电池包括各种类型，并且硅基太阳能电池、化合物基太阳能电池、有机太阳能电池等被称为典型的太阳能电池。
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。市场对光伏背板的耐候性提出了更高的要求，尤其对要应用于环境比较恶劣的地区的电站所用背板更是如此，光伏背板是由多层高分子薄膜经胶黏剂粘合得到的复合膜。现有光伏背板在湿热、湿冻等老化过程中，光伏背板复合膜间易出现起泡、分层、溢胶等缺陷，从而影响光伏组件使用寿命。主要原因是光伏背板胶黏剂在湿热条件下易发生水解，分子链断裂而形成羧基，羧基更进一步促进水解。同时现有胶黏剂的使用寿命和耐候性较差，防水性能也不好，急需改进。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，该胶黏剂 用于光伏背板粘结，其具有较好的防水耐热性能，力学性能好、粘结性能高、抗氧化、耐候性能优异，其固化后的附着力和柔韧性较好；同时本发明的制备方法，其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提供了一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，包括以下重量份的原料：
环保增粘助剂20-30份、复配树脂80-100份、耐水添加物10-20份、增粘剂8-14份、偶联剂2-4份、固化剂1-2份、纳米添加物7-9份、分散剂1-2份、石墨烯3-5份、抗氧剂0.4-0.8份、稳定剂1-2份、早强剂0.8-1份、异丙醇20-30份。
优选地，所述光伏背板防水高强耐热胶黏剂包括以下重量份的原料：
环保增粘助剂25份、复配树脂90份、耐水添加物15份、增粘剂11份、偶联剂3份、固化剂1.5份、纳米添加物8份、分散剂1.5份、石墨烯4份、抗氧剂0.6份、稳定剂1.5份、早强剂0.9份、异丙醇25份。
优选地，所述环保增粘助剂制备方法为：将氧化淀粉、乙烯-醋酸乙烯共聚树脂、纳米二氧化硅按照重量比4:2:1加入反应釜中，在温度为80-100℃下，搅拌反应20-30分钟即得。
优选地，所述复配树脂为聚氨酯树脂、水性环氧树脂、醇酸树脂按照重量比5:3:1组成的混合物。
优选地，所述耐水添加物为聚酯多元醇和苯乙烯-丙烯酸共聚乳胶粉按照重量比2:1组成的混合物。
优选地，所述纳米添加物为纳米二氧化钛、纳米碳化硅、纳米氧化锌按照重量比2:1:2组成的混合物。
优选地，所述增粘剂为羟乙基甲基纤维素醚、海藻酸钠，按照重量比2:1组成的混合物；所述固化剂为异氰酸酯固化剂，所述分散剂为多元酸类分散剂。
优选地，所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂，所述稳定剂为紫外线稳定剂和聚碳化二亚胺类水解稳定剂按照重量比1:4组成的混合物；所述早强剂为甲酸钙和硫酸钠按照重量比3:1组成的混合物。
本法明还提供一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将石墨烯、纳米添加物、偶联剂混合加入搅拌机，升温至70-80℃，搅拌15-25分钟，搅拌转速为250-350r/min，得到混合物A；
步骤三，将复配树脂、增粘剂、耐水添加物、异丙醇送入搅拌机中，搅拌10-20分钟，搅拌转速400-500r/min，升温至50-60℃，再加入步骤二制备的混合物A、分散剂，继续搅拌15-25分钟，制备得混合物B；
步骤四，将步骤三制备的混合物B、抗氧剂、稳定剂、环保增粘助剂、早强剂、固化剂加入高速搅拌机中，保持温度在50-60℃，以500-600r/min的转速搅拌30-40分钟，冷却制的本发明的光伏背板防水高强耐热胶黏剂。
优选地，所述光伏背板防水高强耐热胶黏剂的制备步骤为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将石墨烯、纳米添加物、偶联剂混合加入搅拌机，升温至75℃，搅拌20分钟，搅拌转速为300r/min，得到混合物A；
步骤三，将复配树脂、增粘剂、耐水添加物、异丙醇送入搅拌机中，搅拌15分钟，搅拌转速450r/min，升温至55℃，再加入步骤二制备的混合物A、分散剂，继续搅拌20分钟，制备得混合物B；
步骤四，将步骤三制备的混合物B、抗氧剂、稳定剂、环保增粘助剂、早强剂、固化剂加入高速搅拌机中，保持温度在55℃，以550r/min的转速搅拌35分钟，冷却制的本发明的光伏背板防水高强耐热胶黏剂。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，添加的环保增粘助剂主要为氧化淀粉、乙烯-醋酸乙烯共聚树脂、纳米二氧化硅制备而成，一方面其能够有效提高产品的粘结性能，使其用于无机材料的粘结，也能用于有机材料的粘结，粘结强度大大提高，另一方面其较多使用氧化淀粉，大大减少了醛类粘结助剂引起的空气环境污染问题。
（2）本发明的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，添加的耐水添加物主要为聚酯多元醇和苯乙烯-丙烯酸共聚乳胶粉，一方面其能够极大地改善和提高了胶黏剂的密实和防水抗渗性能，另一方面聚酯多元醇还有较好的耐水解性能，提高了胶黏剂的防水解性质。
（3）本发明的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，添加了纳米二氧化钛、纳米碳化硅、纳米氧化锌，一方面其能够有效提高胶黏剂的导热性能，另一方面几者复合作用能使胶黏剂具有较好的杀菌防霉作用，有效减少了太阳能背板的细菌滋生问题，减少了霉菌斑点的产生。
（4）本发明的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂采用的复配树脂，主要为聚氨酯树脂、水性环氧树脂、醇酸树脂，使得对晶硅背板中PET 膜与其他材料的两相界面黏结强度高，其耐热性能有效增强，添加的增粘剂羟乙基甲基纤维素醚、海藻酸钠，有效提高了其防水性能。
（5）本发明的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂添加的固化剂有效提高了产品的固化速度，添加的抗氧剂有效增强了产品的耐老化性能，添加的稳定剂有效增强了产品的防光照防老化防水解性能。
（6）本发明的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂用于光伏背板粘结，其具有较好的防水耐热性能，力学性能好、粘结性能高、抗氧化、耐候性能优异，其固化后的附着力和柔韧性较好；同时本发明的制备方法，其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1.
本实施例的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，包括以下重量份的原料：
环保增粘助剂20份、复配树脂80份、耐水添加物10份、增粘剂8份、偶联剂2份、固化剂1份、纳米添加物7份、分散剂1份、石墨烯3份、抗氧剂0.4份、稳定剂1份、早强剂0.8份、异丙醇20份。
本实施例中的环保增粘助剂制备方法为：将氧化淀粉、乙烯-醋酸乙烯共聚树脂、纳米二氧化硅按照重量比4:2:1加入反应釜中，在温度为80℃下，搅拌反应20分钟即得。
本实施例中的复配树脂为聚氨酯树脂、水性环氧树脂、醇酸树脂按照重量比5:3:1组成的混合物。
本实施例中的耐水添加物为聚酯多元醇和苯乙烯-丙烯酸共聚乳胶粉按照重量比2:1组成的混合物。
本实施例中的纳米添加物为纳米二氧化钛、纳米碳化硅、纳米氧化锌按照重量比2:1:2组成的混合物。
本实施例中的增粘剂为羟乙基甲基纤维素醚、海藻酸钠，按照重量比2:1组成的混合物；所述固化剂为异氰酸酯固化剂，所述分散剂为多元酸类分散剂。
本实施例中的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂，所述稳定剂为紫外线稳定剂和聚碳化二亚胺类水解稳定剂按照重量比1:4组成的混合物；所述早强剂为甲酸钙和硫酸钠按照重量比3:1组成的混合物。
本实施例的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将石墨烯、纳米添加物、偶联剂混合加入搅拌机，升温至70-80℃，搅拌15分钟，搅拌转速为250r/min，得到混合物A；
步骤三，将复配树脂、增粘剂、耐水添加物、异丙醇送入搅拌机中，搅拌10分钟，搅拌转速400r/min，升温至50℃，再加入步骤二制备的混合物A、分散剂，继续搅拌15分钟，制备得混合物B；
步骤四，将步骤三制备的混合物B、抗氧剂、稳定剂、环保增粘助剂、早强剂、固化剂加入高速搅拌机中，保持温度在50℃，以500r/min的转速搅拌30分钟，冷却制的本发明的光伏背板防水高强耐热胶黏剂。
实施例2.
本实施例的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，包括以下重量份的原料：
环保增粘助剂30份、复配树脂100份、耐水添加物20份、增粘剂14份、偶联剂4份、固化剂2份、纳米添加物9份、分散剂2份、石墨烯5份、抗氧剂0.8份、稳定剂2份、早强剂1份、异丙醇30份。
本实施例中的环保增粘助剂制备方法为：将氧化淀粉、乙烯-醋酸乙烯共聚树脂、纳米二氧化硅按照重量比4:2:1加入反应釜中，在温度为100℃下，搅拌反应30分钟即得。
本实施例中的复配树脂为聚氨酯树脂、水性环氧树脂、醇酸树脂按照重量比5:3:1组成的混合物。
本实施例中的耐水添加物为聚酯多元醇和苯乙烯-丙烯酸共聚乳胶粉按照重量比2:1组成的混合物。
本实施例中的纳米添加物为纳米二氧化钛、纳米碳化硅、纳米氧化锌按照重量比2:1:2组成的混合物。
本实施例中的增粘剂为羟乙基甲基纤维素醚、海藻酸钠，按照重量比2:1组成的混合物；所述固化剂为异氰酸酯固化剂，所述分散剂为多元酸类分散剂。
本实施例中的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂，所述稳定剂为紫外线稳定剂和聚碳化二亚胺类水解稳定剂按照重量比1:4组成的混合物；所述早强剂为甲酸钙和硫酸钠按照重量比3:1组成的混合物。
本实施例的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将石墨烯、纳米添加物、偶联剂混合加入搅拌机，升温至80℃，搅拌25分钟，搅拌转速为350r/min，得到混合物A；
步骤三，将复配树脂、增粘剂、耐水添加物、异丙醇送入搅拌机中，搅拌20分钟，搅拌转速500r/min，升温至60℃，再加入步骤二制备的混合物A、分散剂，继续搅拌25分钟，制备得混合物B；
步骤四，将步骤三制备的混合物B、抗氧剂、稳定剂、环保增粘助剂、早强剂、固化剂加入高速搅拌机中，保持温度在60℃，以600r/min的转速搅拌40分钟，冷却制的本发明的光伏背板防水高强耐热胶黏剂。
实施例3.
本实施例的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，包括以下重量份的原料：
环保增粘助剂25份、复配树脂90份、耐水添加物15份、增粘剂11份、偶联剂3份、固化剂1.5份、纳米添加物8份、分散剂1.5份、石墨烯4份、抗氧剂0.6份、稳定剂1.5份、早强剂0.9份、异丙醇25份。
本实施例中的环保增粘助剂制备方法为：将氧化淀粉、乙烯-醋酸乙烯共聚树脂、纳米二氧化硅按照重量比4:2:1加入反应釜中，在温度为90℃下，搅拌反应25分钟即得。
本实施例中的复配树脂为聚氨酯树脂、水性环氧树脂、醇酸树脂按照重量比5:3:1组成的混合物。
本实施例中的耐水添加物为聚酯多元醇和苯乙烯-丙烯酸共聚乳胶粉按照重量比2:1组成的混合物。
本实施例中的纳米添加物为纳米二氧化钛、纳米碳化硅、纳米氧化锌按照重量比2:1:2组成的混合物。
本实施例中的增粘剂为羟乙基甲基纤维素醚、海藻酸钠，按照重量比2:1组成的混合物；所述固化剂为异氰酸酯固化剂，所述分散剂为多元酸类分散剂。
本实施例中的抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂，所述稳定剂为紫外线稳定剂和聚碳化二亚胺类水解稳定剂按照重量比1:4组成的混合物；所述早强剂为甲酸钙和硫酸钠按照重量比3:1组成的混合物。
本实施例的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将石墨烯、纳米添加物、偶联剂混合加入搅拌机，升温至75℃，搅拌20分钟，搅拌转速为300r/min，得到混合物A；
步骤三，将复配树脂、增粘剂、耐水添加物、异丙醇送入搅拌机中，搅拌15分钟，搅拌转速450r/min，升温至55℃，再加入步骤二制备的混合物A、分散剂，继续搅拌20分钟，制备得混合物B；
步骤四，将步骤三制备的混合物B、抗氧剂、稳定剂、环保增粘助剂、早强剂、固化剂加入高速搅拌机中，保持温度在55℃，以550r/min的转速搅拌35分钟，冷却制的本发明的光伏背板防水高强耐热胶黏剂。
本发明的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂用于光伏背板粘结，具有较好的防水耐热性能，力学性能好、粘结性能高、抗氧化、耐候性能优异，其固化后的附着力和柔韧性较好；同时本发明的制备方法，其材料成本较低、原料易得、且工艺简明，易于操作和实现工业化生产，具有较高的实用价值和良好的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：
环保增粘助剂20-30份、复配树脂80-100份、耐水添加物10-20份、增粘剂8-14份、偶联剂2-4份、固化剂1-2份、纳米添加物7-9份、分散剂1-2份、石墨烯3-5份、抗氧剂0.4-0.8份、稳定剂1-2份、早强剂0.8-1份、异丙醇20-30份。
2.根据权利要求1所述的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，其特征在于，所述光伏背板防水高强耐热胶黏剂包括以下重量份的原料：
环保增粘助剂25份、复配树脂90份、耐水添加物15份、增粘剂11份、偶联剂3份、固化剂1.5份、纳米添加物8份、分散剂1.5份、石墨烯4份、抗氧剂0.6份、稳定剂1.5份、早强剂0.9份、异丙醇25份。
3.根据权利要求1或2所述的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，其特征在于，所述环保增粘助剂制备方法为：将氧化淀粉、乙烯-醋酸乙烯共聚树脂、纳米二氧化硅按照重量比4:2:1加入反应釜中，在温度为80-100℃下，搅拌反应20-30分钟即得。
4.根据权利要求1或2所述的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，其特征在于，所述复配树脂为聚氨酯树脂、水性环氧树脂、醇酸树脂按照重量比5:3:1组成的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，其特征在于，所述耐水添加物为聚酯多元醇和苯乙烯-丙烯酸共聚乳胶粉按照重量比2:1组成的混合物。
6.根据权利要求1或2所述的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，其特征在于，所述纳米添加物为纳米二氧化钛、纳米碳化硅、纳米氧化锌按照重量比2:1:2组成的混合物。
7.根据权利要求1或2所述的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，其特征在于，所述增粘剂为羟乙基甲基纤维素醚、海藻酸钠按照重量比2:1组成的混合物；所述固化剂为异氰酸酯固化剂，所述分散剂为多元酸类分散剂。
8.根据权利要求1或2所述的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂，其特征在于，所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂，所述稳定剂为紫外线稳定剂和聚碳化二亚胺类水解稳定剂按照重量比1:4组成的混合物；所述早强剂为甲酸钙和硫酸钠按照重量比3:1组成的混合物。
9.一种制备如权利要求1或2所述的光伏背板防水高强耐热胶黏剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将石墨烯、纳米添加物、偶联剂混合加入搅拌机，升温至70-80℃，搅拌15-25分钟，搅拌转速为250-350r/min，得到混合物A；
步骤三，将复配树脂、增粘剂、耐水添加物、异丙醇送入搅拌机中，搅拌10-20分钟，搅拌转速400-500r/min，升温至50-60℃，再加入步骤二制备的混合物A、分散剂，继续搅拌15-25分钟，制备得混合物B；
步骤四，将步骤三制备的混合物B、抗氧剂、稳定剂、环保增粘助剂、早强剂、固化剂加入高速搅拌机中，保持温度在50-60℃，以500-600r/min的转速搅拌30-40分钟，冷却制的本发明的光伏背板防水高强耐热胶黏剂。
10.根据权利要求9所述的一种光伏背板防水高强耐热胶黏剂的制备方法，其特征在于，所述制备步骤为：
步骤一，按要求称量各组分原料；
步骤二，将石墨烯、纳米添加物、偶联剂混合加入搅拌机，升温至75℃，搅拌20分钟，搅拌转速为300r/min，得到混合物A；
步骤三，将复配树脂、增粘剂、耐水添加物、异丙醇送入搅拌机中，搅拌15分钟，搅拌转速450r/min，升温至55℃，再加入步骤二制备的混合物A、分散剂，继续搅拌20分钟，制备得混合物B；
步骤四，将步骤三制备的混合物B、抗氧剂、稳定剂、环保增粘助剂、早强剂、固化剂加入高速搅拌机中，保持温度在55℃，以550r/min的转速搅拌35分钟，冷却制的本发明的光伏背板防水高强耐热胶黏剂。
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|---|---|---|---|---|
| CN112920366A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-08 | 北京高盟新材料股份有限公司 | 一种高耐热弹开水性聚氨酯分散体、胶黏剂及其制备方法 |
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