本发明涉及胶粘剂,尤其涉及一种光伏组件用耐黄变胶粘剂及其在光伏组件组装中的应用。
背景技术:
1、随着太阳能光伏技术的不断发展,新的电池组装工艺和技术层出不穷,原有的perc(passivated emitter and rear cell,钝化发射极和背面电池技术)工艺逐渐被hjt(heterojunction technology,非晶硅薄膜)异质结电池工艺或topcon(tunneloxidepassivating contacts)隧穿氧化层钝化接触电池工艺取代。
2、由于hjt或topcon光伏电池的低温工艺特性,不能采用传统晶体硅电池所用的后续高温封装工艺,并且传统的焊锡焊接(soldering)在效率和粘接力上越来越不能满足电池片组装工艺的要求,因此,需要开发适合的低温封装工艺。
3、目前在低温封装工艺中,采用紫外光固化胶粘剂来代替部分焊接实现结构组装的方式虽然具有操作简单、能耗小、材料成本低的优势,但是现有的研究进程中所采用的紫外光固化胶粘剂都有其本身的局限,例如,常规的紫外光固化胶粘剂在耐黄变及小分子迁移的应用场景下有明显的局限,并且紫外光固化胶粘剂在固化后的强度等性能方面也无法达到光伏组件的设计要求。
技术实现思路
1、基于背景技术中存在的技术问题,本发明提出了一种光伏组件用耐黄变胶粘剂及其在光伏组件组装中的应用,所述胶粘剂具有优异的耐紫外黄变以及低分子迁移性,同时具备良好的强度以及耐高湿老化性能,并且可以实现在室温下固化,在高温下使用的特性,由此满足了高可靠性的光伏应用需求。
2、本发明提出的一种光伏组件用耐黄变胶粘剂,其原料按重量份包括:脂肪族聚酯树脂a 50份、脂肪族聚酯树脂b10-30份、丙烯酸酯类单体50-200份、固化剂1-5份、促进剂0.1-1份;
3、脂肪族聚酯树脂a是包括结构式ⅰ所示含金刚烷结构二元醇的不饱和聚酯树脂;脂肪族聚酯树脂b是包括结构式ⅱ所示含金刚烷结构二元酸酐的饱和聚酯树脂;
4、
5、其中,n为大于1的整数,r为c1-c4烷基。
6、对于本领域技术人员来说,紫外光固化胶粘剂通常是采用聚氨酯丙烯酸酯作为主料,由于其分子链中所含有的氨基甲酸酯基团在紫外光的照射下会出现断键现象,该键断裂会产生酰亚胺等有色基团,导致其吸收波长移向长波方向,宏观上使材料发色或使其颜色变黄加深;考虑到紫外光固化胶粘剂所采用的聚氨酯丙烯酸酯主料中存在着无法改善其耐黄变性能的固有缺陷,本发明中采用脂肪族聚酯树脂作为主料,一方面,其分子链结构中并不存在氨基甲酸酯等的生色基团,因此可以从根本上避免胶粘剂发生黄变;另一方面,所述脂肪族聚酯树脂还具有金刚烷等的结构基团,金刚烷所具有良好的结构规整性和刚性,不仅可以进一步提高树脂的耐黄变性能,而且还可以提高树脂的力学性能和耐湿热老化性能。
7、优选地,结构式ⅰ所示含金刚烷结构二元醇是将1,3-金刚烷二甲酰氯与线性二元醇缩合形成。
8、优选地,结构式ⅱ所示含金刚烷结构二元酸酐是将1,3,5-金刚烷三醇与烷氧基硅烷琥珀酸酐偶联形成。
9、本发明中,结构式ⅰ所示含金刚烷结构二元醇以及结构式ⅱ所示含金刚烷结构二元酸酐作为单体引入到聚酯树脂以后,一方面其较大的立体结构体积可以实现高自由体积,提高树脂的透光率以及耐黄变性能,另一方面,结构式ⅱ所示含金刚烷结构二元酸酐是作为侧链结构接枝在聚酯树脂的主链中,由于金刚烷结构通过硅烷偶联剂的基团进行改性,因此其含有的硅氧基团还可以与聚酯树脂中的羟基自交联,进一步提高所得胶粘剂的力学强度和耐湿热老化性能同时,还降低了固化温度。
10、优选地,脂肪族聚酯树脂a是将脂肪族不饱和二元酸或酸酐、脂肪族饱和二元酸或酸酐与脂肪族多元醇、结构式ⅰ所示含金刚烷结构二元醇缩聚形成;
11、优选地,所述脂肪族不饱和二元酸或酸酐、脂肪族饱和二元酸或酸酐、脂肪族多元醇以及结构式ⅰ所示含金刚烷结构二元醇的摩尔比为1:0.2-0.4:0.7-0.9:0.4-0.6。
12、优选地,脂肪族聚酯树脂b是将脂肪族饱和二元酸或酸酐、结构式ⅱ所示含金刚烷结构二元酸酐与脂肪族多元醇缩聚形成;
13、优选地,所述脂肪族饱和二元酸或酸酐、结构式ⅱ所示含金刚烷结构二元酸酐与脂肪族多元醇的摩尔比为1:0.1-0.3:0.9-1.1。
14、优选地,所述脂肪族不饱和二元酸或酸酐是顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、衣康酸或衣康酸酐中的至少一种;
15、优选地,所述脂肪族饱和二元酸或酸酐是1,4-丁二酸、1,6-己二酸、丁二酸酐、己二酸酐、1,4-环己烷二酸、1,2-环己烷二酸或1,2-环己二甲酸酐中的至少一种;
16、优选地,所述脂肪族多元醇是1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、二甘醇、一缩二丙二醇、1,10-癸二醇、1,4-环己烷二甲醇或羟基封端的聚二元醇中的至少一种。
17、优选地,所述丙烯酸酯类单体为巴豆酸甲酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸羟乙酯、二丙烯酸二乙二醇酯或丙烯酸异丁酯中的至少一种。
18、优选地,所述固化剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮或过氧化环己酮中的至少一种。
19、优选地,所述促进剂为异辛酸钴、异辛酸钾、异辛酸铜或环烷酸铜中的至少一种。
20、本发明还提出一种上述耐黄变胶粘剂在光伏组件组装中的应用。
21、与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
22、(1)本发明通过从聚合物结构上引入不产生生色基团的脂肪族聚酯树脂来提高胶粘剂的耐黄变性能,比常规的添加紫外线吸收剂来改善胶粘剂耐黄变性能具有更持久和更优的耐黄变性能。
23、(2)本发明通过选取含金刚烷结构二元醇和含金刚烷结构二元酸酐来合成脂肪族聚酯树脂并用于胶粘剂,可以获得同时具有优异耐黄变和力学强度性能的光伏组件用胶粘剂。
24、(3)本发明所述光伏组件用耐黄变胶粘剂取得了非常优异的整体效果,在粘结力,强度,耐黄变等性能方面完全可以达到光伏组件的设计要求。
1.一种光伏组件用耐黄变胶粘剂,其特征在于,其原料按重量份包括:脂肪族聚酯树脂a 50份、脂肪族聚酯树脂b10-30份、丙烯酸酯类单体50-200份、固化剂1-5份、促进剂0.1-1份;
2.根据权利要求1所述的光伏组件用耐黄变胶粘剂,其特征在于,结构式ⅰ所示含金刚烷结构二元醇是将1,3-金刚烷二甲酰氯与线性二元醇缩合形成。
3.根据权利要求1或2所述的光伏组件用高耐黄变胶粘剂,其特征在于,结构式ⅱ所示含金刚烷结构二元酸酐是将1,3,5-金刚烷三醇与烷氧基硅烷琥珀酸酐偶联形成。
4.根据权利要求1-3任一项所述的光伏组件用耐黄变胶粘剂,其特征在于,脂肪族聚酯树脂a是将脂肪族不饱和二元酸或酸酐、脂肪族饱和二元酸或酸酐与脂肪族多元醇、结构式ⅰ所示含金刚烷结构二元醇缩聚形成;
5.根据权利要求1-4任一项所述的光伏组件用耐黄变胶粘剂,其特征在于,脂肪族聚酯树脂b是将脂肪族饱和二元酸或酸酐、结构式ⅱ所示含金刚烷结构二元酸酐与脂肪族多元醇缩聚形成;
6.根据权利要求4或5所述的光伏组件用耐黄变胶粘剂,其特征在于,所述脂肪族不饱和二元酸或酸酐是顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、衣康酸或衣康酸酐中的至少一种;
7.根据权利要求1-6任一项所述的光伏组件用耐黄变胶粘剂,其特征在于,所述丙烯酸酯类单体为巴豆酸甲酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸羟乙酯、二丙烯酸二乙二醇酯或丙烯酸异丁酯中的至少一种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的光伏组件用耐黄变胶粘剂,其特征在于,所述固化剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮或过氧化环己酮中的至少一种。
9.根据权利要求1-8任一项所述的光伏组件用耐黄变胶粘剂,其特征在于,所述促进剂为异辛酸钴、异辛酸钾、异辛酸铜或环烷酸铜中的至少一种。
10.一种权利要求1-9任一项所述耐黄变胶粘剂在光伏组件组装中的应用。
