本發明屬于太陽能電池
技術領域：
，具體涉及一種聚酯膠黏劑及其制備方法與在太陽能背板上的應用。
背景技術：
：太陽能電池組件常年安裝在戶外，大氣中的水汽和陽光中的紫外侵蝕會直接導致太陽能電池組件光電轉化率的下降，嚴重的導致太陽能電池組件壽命的終止。一般，在太陽能電池中，通常在與太陽光照射的表面相對的表面上設置背面保護片(背板)以保護太陽能電池單元，并且要求所述背板具有各種優異的物理性能，如耐侯性、抗水性、耐熱性、濕氣阻隔性和氣體阻隔性，以將太陽能電池的長期性能退化抑制到最小程度。背板大多采用“三明治”結構，即三層薄膜結構，各層之間采用一層膠黏劑進行粘合，由于背板膠黏劑要長期經受太陽光照射，受到紫外線的照射，可能加速降解老化，以至于失效。所以膠黏劑在背板中起了關鍵性的作用，膠黏劑的好壞直接影響著背板的壽命。目前常用的聚酯膠黏劑主要使用芳香族酸如對苯二甲酸，間苯二甲酸或者鄰苯二甲酸等制備而得，但由于芳香族酸酸含有苯環，苯環會吸收紫外線，加快膠黏劑的降解老化。本專利通過使用無芳香族單體的聚酯組成的膠黏劑組合物能夠大大減少該部分的影響，同時保持良好的粘附性以及其它抗性。技術實現要素：本發明提供了一種聚酯膠黏劑及其制備方法與在太陽能背板上的應用。本發明的目的通過以下技術方案來實現：所述膠黏劑的組成及含量（質量百分比）為，80-95%聚酯、5-20%異氰酸酯化合物，所述聚酯由不含芳香結構的酸和醇通過催化劑酯化反應生成，所述酸包括脂肪族酸和脂環族酸及二元酸構成，所述酸包括脂肪族酸和脂環族酸及二元酸構成，所述脂肪族酸為1,4-環己烷二甲酸，所述脂環族酸為1,4-丁二酸。優選地，所述聚酯的特性粘度為0.3～0.6，酸值1～3mgKOH/g，羥值5～20mgKOH/g，玻璃化轉變溫度-10～20度。優選地，所述異氰酸酯化合物為六亞甲基二異氰酸酯的加成物，異佛爾酮二異氰酸酯的加成物，環己基甲烷二異氰酸酯的加成物中的一種或一種以上組合物。優選地，所述的一種聚酯膠黏劑的制備方法，包括如下步驟：S1、制備聚酯；S11、將占所有酸摩爾量的40～60%的1,4-環己烷二甲酸，20～30%的1,4-丁二酸，10～40%的二元酸、占所有醇摩爾量30～50%的1,6-己二醇、25～35%的羥基特戊酸新戊二醇單酯以及15～45%的二元醇和催化劑投入到反應釜中混勻，所述催化劑占所有投料質量0.03～0.05%，所述醇酸比為1.2～1.7；S12、將溫度升到220～255℃之間進行酯化反應，反應結束后，然后升溫到250～280℃之間，減壓條件下縮聚制備而得；S2、溶解聚酯，并與異氰酸酯化合物混合攪拌，制得膠黏劑溶液。優選地，所述S11中二元酸為戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十三烷二酸中的一種或一種以上組合物。優選地，所述S11中二元醇為乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、甲基戊二醇、戊二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、環己烷二甲醇、環己二醇中的一種或一種以上組合物。優選地，所述S11中催化劑為Zn、Mn、Mg、Ca、Co醋酸鹽、鈦酸丁酯、鈦酸異丙酯、氨基三乙醇鈦、二丁基氧化錫、三氧化二銻、乙二醇銻的一種或一種以上組合物。一種聚酯膠黏劑應用，所述聚酯膠黏劑應用于太陽能背板的粘結。本發明的有益效果體現在：使用脂肪族酸1,4-環己烷二甲酸以及脂環族酸1,4-丁二酸代替芳香酸來合成太陽能背板膠黏劑，避免了由于苯環吸收紫外線引起的聚酯降解影響。在保持其它性能外，達到了提升耐候性的目標，大大的提高了背板膠黏劑的使用性能。具體實施方式以下結合實施例具體闡述本發明的技術方案。實施例一首先，進行聚酯的制備：將344kg1,4-環己烷二甲酸、118kg1,4-丁二酸、202kg癸二酸、204kg1,6-己二醇、368kg羥基特戊酸新戊二醇單酯、122kg乙二醇、440g鈦酸異丙酯投入到反應釜中。用氮氣置換排出空氣，攪拌升溫至220-255℃之間反應。當副產物達到理論值后，升溫保持反應溫度在250-280℃之間，減壓縮聚，達到終點后停止反應，充入氮氣消除真空，擠壓出料。所得聚酯：特性粘度I.V.為0.32，玻璃化溫度Tg為5度，酸值A.V.為1.5mgKOH/g，羥值OH.V.為17mgKOH/g。接著，將以上所制得的聚酯溶解于乙酸乙酯溶劑中，然后加入占聚酯質量比例為10%的異氰酸酯化合物（拜耳N3300），高速攪拌混勻；將制得的溶液作為太陽能電池背板用粘合劑。實施例二首先，進行聚酯的制備：將389kg1,4-環己烷二甲酸、119kg1,4-丁二酸、150kg壬二酸、319kg1,6-己二醇、404kg羥基特戊酸新戊二醇單酯、137kg新戊二醇、528g二丁基氧化錫投入到反應釜中，用氮氣置換排出空氣，攪拌升溫，在220-255℃之間反應。當副產物達到理論值后，反應溫度在250-280℃，減壓縮聚，達到終點后停止反應，充入氮氣消除真空，擠壓出料。所得聚酯：I.V.為0.35，Tg為-5度，A.V.為1.5mgKOH/g，OH.V.為15mgKOH/g.然后將以上所制得的聚酯溶解于乙酸乙酯溶劑中，然后加入占聚酯質量比例為8%的異氰酸酯化合物（拜耳N3300），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。實施例三首先，進行聚酯的制備：將399kg1,4-環己烷二甲酸、104kg1,4-丁二酸、162kg癸二酸、274kg1,6-己二醇、332kg羥基特戊酸新戊二醇單酯、72kg乙二醇、74kg新戊二醇、566g二丁基氧化錫投入到反應釜中，用氮氣置換排出空氣，攪拌升溫，在220-255℃之間反應。當副產物達到理論值后，控制反應溫度在250-280℃，減壓縮聚，達到終點后停止反應，充入氮氣消除真空，擠壓出料。所得聚酯：I.V.為0.45，Tg為15度，A.V.為2mgKOH/g，OH.V.為10mgKOH/g。然后將以上所制得的聚酯溶解于乙酸乙酯溶劑中，然后加入占聚酯質量比例為6%的異氰酸酯化合物（拜耳Desmodur3390），高速攪拌混勻；最后將制備溶液作為太陽能電池背板用粘合劑。實施例四首先，進行聚酯的制備：將310kg1,4-環己烷二甲酸、119kg1,4-丁二酸、53kg戊二酸、150kg壬二酸、345kg1,6-己二醇、438kg羥基特戊酸新戊二醇單酯、149g新戊二醇、528g二丁基氧化錫投入到反應釜中，用氮氣置換排出空氣，攪拌升溫，在220-255℃之間反應。當副產物達到理論值后，控制反應溫度在250-280℃，減壓縮聚，達到終點后停止反應，充入氮氣消除真空，擠壓出料。所得聚酯：I.V.為0.55，Tg為10度，A.V.為1.2mgKOH/g，OH.V.為7mgKOH/g。然后將以上所制得的聚酯溶解于乙酸乙酯溶劑中，然后加入占聚酯質量比例為5%的異氰酸酯化合物（拜耳Desmodur3390），高速攪拌混勻；然后使用所得到的制備溶液作為太陽能電池背板用粘合劑對比實施例制備聚酯，將332kg對苯二甲酸、163kg間苯二甲酸、202kg癸二酸、284kg1,6-己二醇、368kg羥基特戊酸新戊二醇單酯、112kg乙二醇、528g二丁基氧化錫投入到反應釜中，用氮氣置換排出空氣，攪拌升溫，在220-255℃之間反應。當副產物達到理論值后，控制反應溫度在250-280℃，減壓縮聚，達到終點后停止反應，充入氮氣消除真空，擠壓出料。所得聚酯：I.V.為0.4，Tg為5度，A.V.為1.2mgKOH/g，OH.V.為10mgKOH/g。將以上所制得的聚酯溶解于乙酸乙酯溶劑中，然后加入占聚酯質量比例為6%的異氰酸酯化合物（拜耳Desmodur3390），高速攪拌混勻；然后使用所得到的制備溶液作為太陽能電池背板用粘合劑。膠黏劑的應用復合層的制備將實施例和對比實例中的太陽能電池背板用粘合劑粘合。聚對苯二甲酸乙二醇酯(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復合，按壓壓力為1.0MPa，溫度50℃，按壓30分鐘。在按壓的同時，50℃下老化2天，得到復合層。復合層的性能評價1）剝離強度測試：將復合層裁剪為15mm×200mm的片，使用拉伸強度試驗機，在25℃，以50mm/min的試驗速度進行180°剝離試驗。評價標準：優：剝離強度為10N/15mm以上；良：剝離強度為6N/15mm以上且小于10N/15mm；差：剝離強度為1N/15mm以上且小于6N/15mm；2）高溫高濕后抗水解性測試：將復合層裁剪為15mm×200mm的片，放入高壓鍋中，在121℃、0.1MPa的加壓環境下暴露25小時，取出；然后在室溫環境下老化1天。然后使用拉伸強度試驗機，在25℃，以50mm/min的試驗速度進行180°剝離試驗。評價標準：優：剝離強度為10N/15mm以上；良：剝離強度為6N/15mm以上且小于10N/15mm；差：剝離強度為1N/15mm以上且小于6N/15mm。3）耐侯性測試：將復合層裁剪為50mm×150mm的片，使用氙燈耐候測試儀對于復合層進行加速老化測試實驗。根據ASTMG155標準，觀察光照射后的外觀。評價標準：優：無異常；良：輕微裂紋或變色；差：明顯裂紋或變色。4）光照后剝離強度測試：將復合層裁剪為50mm×150mm的片，使用氙燈耐候測試儀對于復合層進行加速老化測試實驗。根據ASTMG155標準，光照完畢后，然后使用拉伸強度試驗機，在25℃下，以50mm/min的試驗速度進行180°剝離試驗。評價標準：優：剝離強度為9N/15mm以上；良：剝離強度為5N/15mm以上且小于9N/15mm；差：剝離強度為1N/15mm以上且小于4N/15mm。5）耐濕熱性老化測試：將復合層裁剪為50mm×150mm的片，放入高溫高濕試驗箱中，實驗條件：濕度為85％，溫度為85℃，時間為1000小時，進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，同時采用劃格法測試附著力，沒有脫落為合格。以上性能測試結果對比如表1所示，表1：性能對比效果表：檢測項目實施例一實施例二實施例三實施例四對比實施例剝離強度優優優優優高溫高濕后抗水解優優優優優耐侯性優優優優差光照后剝離強度優優優優差耐濕熱性老化優優優優優。通過以上對比發現，本發明中的聚酯能夠在保持優良的抗性和粘附性同時能大幅度改善耐侯性。本發明尚有多種具體的實施方式。凡采用等同替換或者等效變換而形成的所有技術方案，均落在本發明要求保護的范圍之內。當前第1頁1 2 3