一種膠粘劑及其制備方法
【技術領域】：
[0001] 本發明涉及一種膠粘劑及其制備方法，主要應用于太陽能電池背板。
【背景技術】：
[0002] 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。太陽能電池 背板是太陽能電池組件的關鍵材料，用于對能夠產生光電轉化的芯片進行封裝保護，背板 的性能直接決定了電池的壽命和轉化率。因此，要求背板具有較好的粘結強度、較高的電絕 緣性能，能阻隔濕熱、氧化，耐水汽、紫外線輻射，和優異的耐冷熱沖擊等性能。
[0003] 現有的太陽能電池背板大多采用"三明治"結構，即三層薄膜結構，各層之間采用 一層膠粘劑進行粘合，膠粘劑在背板中起了關鍵性的作用，膠的好壞直接影響著背板的壽 命。
【發明內容】
：
[0004] 本發明的第一方面目的是提供一種具有良好粘結性能、以及耐水解老化的膠粘 劑。
[0005] 本發明采取的技術方案如下：
[0006] -種膠粘劑，其特征在于，包括按重量百分比的下述組成：
[0007] 合成樹脂 40%~80% 異氰酸酯類固化劑 2%~10% 助劑 1%~10% 余量為溶劑。
[0008] 所述的合成樹脂由主體樹脂與前聚體組成，主體樹脂與前聚體的重量比為4~ 8:1〇
[0009] 主體樹脂為羥基丙烯酸樹脂、羥基聚酯樹脂的一種或兩種；
[0010] 所述的前聚體按照以下方法制備而得：取PVDF系樹脂和溶劑，按照g/ml為20~ 5:1的條件下，放入反應釜中，控制釜溫30~50°C，加入pH緩沖劑、硅烷偶聯劑，pH緩沖劑 用量為PVDF系樹脂重量的0. 1~1 %，硅烷偶聯劑用量為PVDF系樹脂重量的0. 1~2 %， 攪拌時間1~8h，得到前聚體。
[0011] 所述PVDF系樹脂，選自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三元共聚物的一種或幾種；優選為偏氟乙烯/三氟氯乙烯共 聚物（VDF/CTFE)、偏氟乙烯/六氟丙烯共聚物（VDF/HFP)的任意一種；
[0012] 所述溶劑選擇烷烴類、苯類、酮類和脂類的一種或多種，優選為甲苯、乙酸乙酯或 丁酮。
[0013] 所述pH緩沖劑為無機鹽或/和有機鹽，所述無機鹽選擇K2C03、Na 2C03、Na2HP04、 Na2S2O3的一種或幾種，所述有機鹽選擇三乙基胺、三乙基醇胺、二甲基乙醇胺的一種或幾 種。
[0014] 異氰酸酯類固化劑選自甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異 氰酸酯、4, 4' -二環己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯的一種或幾種；優選為甲苯 二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯或4, 4' -二環己基甲烷二異氰酸酯。
[0015] 主體樹脂與異氰酸酯類固化劑的重量比（w/w)優選為5~20 :1 ;
[0016] 所述助劑包括穩定劑、分散劑、固化促進劑、陰陽離子捕捉劑，穩定劑、分散劑、固 化促進劑、陰陽離子捕捉劑的重量比為5~1 :5~1 :5~1 :5~1。
[0017] 所述穩定劑選擇平均粒度在50nm以下的納米氧化物，優選為納米二氧化鈦、二氧 化錫、二氧化鋯、二氧化鋅的一種或多種，特別優選采用金紅石型的二氧化鈦。
[0018] 所述分散劑選擇德國畢克化學公司生產的Disperbykl06、Disperbykl07、 Disperbykl10> DisperbykllK Disperbykl15> Disperbykl30> Disperbykl60> Disperbykl62、Disperbykl63, Disperbykl64、Disperbyk2000 中的一種或幾種。
[0019] 所述固化促進劑為已二酸二酰肼、二乙基二丁基錫或二月桂酸二丁基錫。
[0020] 所述陰陽離子捕捉劑為聚丙烯酰胺，優選MJ730或MJ720。
[0021] 本發明提供的一種膠粘劑，采用氟涂料改性膠粘劑組分，在保持其粘結性能的同 時，提升其耐水解老化的特點，同時用該膠粘劑生產的背板，能有效的減少組件由于背板發 生的PID效應。組件PID效應是由于水汽通過背板或其他材料進入組件內部，導致組件功 率降低的現象，本發明中的膠粘劑含有去離子組分，能有效的阻擋由于電荷離子引發的組 件PID現象。
[0022] 本發明的第二方面目的是提供一種前述膠粘劑的制備方法，其特征在于，包括以 下步驟：
[0023] (1)前聚體的制備：取PVDF系樹脂和溶劑，按照g/ml為20~5:1的條件下，放入 反應釜中，控制釜溫30~50°C，加入pH緩沖劑、硅烷偶聯劑，pH緩沖劑用量為PVDF系樹脂 重量的〇. 1~1 %，硅烷偶聯劑用量為PVDF系樹脂重量的0. 1~2%，攪拌時間1~8h，得 到前聚體；
[0024] (2)將步驟（1)制備的前聚體和主體樹脂在攪拌的條件下復配，用分散機進行分 散，轉速為5-800rpm，時間為l-5min，然后緩慢勻速加入固化劑、助劑，最后加入溶劑，攪拌 1~24h，得到膠粘劑。
[0025] 本發明制備的膠粘劑，可用于太陽能絕緣背板的生產，所得產品經檢驗：在 PCT96h下，無水解、收縮、發黃等現象，雙85實驗3000h無異常，紫外輻照200KWh/m2,無脫 層、黃變現象；雙85實驗1000 h+紫外福照30KWh/m2無脫層現象。
[0026] 本發明的原理及有益效果如下：
[0027] 1.發明采用氟樹脂通過對聚酯或丙烯酸樹脂進行改性，引入C-F鍵，使其在耐老 化性能上得到大幅提升，使得產品能適應光伏組件在惡劣條件下的使用。主體樹脂中的聚 酯或丙烯酸樹脂中含有大量的C-C鍵和C-H鍵，在長期的水汽或紫外侵蝕下，端基容易斷 鍵，逐漸破壞整個膠粘系統，表現在膠水上膠水失效，發黃、發粘，表面脫層等現象。若通過 將F原子引入，形成C-F鍵，由于C-F鍵短，鍵能高（C-F鍵能486KJ/mol，C-H鍵能413KJ/ mol，C-C鍵能347KJ/mol)，就意味著C-F鍵難被紫外，水汽或化學因素破壞。同時，F原子 電負性大，帶有較多負電荷，相鄰F原子互相排斥，含氟烴鏈上的F原子沿著C-C鍵做螺線 型分布，C-C主鏈四周被一系列帶有負電荷的F原子包圍，形成高度立體屏蔽，保護了 C-C的 鍵穩定性，表現在膠水上即膠水在長期惡劣的條件下，依然可以保持較好的粘結效果。
[0028] 本發明采用的是PVDF系列樹脂進行改性，一方面考慮到PVDF系樹脂現已得到廣 泛應用，另一方面是考慮到PVDF系樹脂使用的安全性能，先通過對PVDF系樹脂的預處理， 適當稀釋氟樹脂，調節pH度，通過加入硅烷偶聯劑，使的該樹脂在使用前具有良好的流動 和親和力。在與主體樹脂復配的過程中，通過端基嫁接，將PVDF樹脂嫁接到主體樹脂上，通 過C-F鍵的性能保護主體樹脂的結構性能，分散劑、固化促進劑和穩定劑可以起到良好的 催化膠水復配進程。
[0029] 2.本發明制備的膠粘劑，應用于光伏背板的生產，具有優良的性能和突出的效果。
[0030] 背板是光伏組件重要輔材之一，光伏組件在使用過程中，會產生PID現象，降低組 件功率。雖然產生PID現象的原因較多，但是普遍的觀點是由于離子迀移導致組件PID效 應。本發明中，由于膠粘劑中也存在帶有電荷離子（如pH緩沖劑中的無機鹽類），這也為發 生組件PID效應帶來的可能，發明人在本發明中引入了陰陽離子捕捉劑，可有效的減少或 去除膠粘劑中的電荷離子，降低或避免由于背板導致的組件PID現象。
[0031] 以下結合【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
【具體實施方式】：
[0032] 實施例1 :
[0033] -種膠粘劑，包括按重量百分比的下述組成：
[0034] 合成樹脂 40%~80% 異氰酸酯類固化劑 2%~10% 助劑 1%~10%
[0035] 余量為溶劑。
[0036] 制備方法