CN104817994A - 一种快速固化复合胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种快速固化复合胶粘剂及其制备方法,该胶粘剂由A、B两组分组成,其中,A组分由聚丙二醇、1,4-环己基二甲醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、丙三醇、间苯二甲酸、苯酐、1,12-月桂二酸、抗水解稳定剂、乙酸乙酯、少量催化剂以及有机胺促进剂组成,B组分为脂肪族多异氰酸酯固化剂;A组份与B组份的重量比为10~16:1。本发明通过简单的酯化合成方法,引入疏水性强的二元醇和长碳链二元酸,同时引进了三官能度的多元醇制成了具有部分支链结构且耐温性、耐水解性好的聚酯多元醇,进一步提高了固化反应速度和固化后胶粘剂的抗水解性。将本发明制备得到的胶黏剂应用于太阳能组件背板,可使复合后的太阳能背板具有较好的耐紫外光、耐水解及耐老化性能。
Description
技术领域
本发明属于胶粘剂技术领域,具体地说,本发明涉及一种双组分聚氨酯胶粘剂,更具体地说,本发明涉及一种可用于太阳能组件背板制造的可快速固化的双组分复合聚氨酯胶粘剂及其制备方法。
背景技术
太阳能组件主要由钢化玻璃、EVA胶膜、硅电池片和复合背板组成。其中复合背板位于太阳能电池组件的背面,对电池片起保护作用,具有可靠的绝缘性、密封性、阻水性和耐老化性。太阳能组件背板一般为三层结构,如PVF/PET/PE,其中PVF(或ETFE、PVDF)等含氟薄膜为外层保护层,具有优良的抗环境侵蚀能力,中间PET薄膜具有良好的绝缘性能,PE薄膜具有良好的粘结性能。太阳能组件复合背板是通过在上述三层薄膜之间使用一种复合胶粘剂粘接而成的。但由于PVF等含氟薄膜的表面张力很低,使得PVF薄膜与PET薄膜的复合粘接比较困难,且复合后太阳能组件复合背板要求承受2000~3000小时的“双85”实验,即在85℃和85%湿度下,进行高热高湿的加速老化实验,或者进行PCT(121℃蒸煮50小时)快速老化测试。因此不仅对复合胶粘剂的耐温、耐水解性能的要求较高,而且随着背板生产量的加大对复合胶粘剂的固化速度也提出了更高的要求。目前市场上的太阳能组件背板复合胶粘剂一般需要在45~60℃进行5~8天固化方能达到使用要求,这种较慢的固化速度已经严重制约了背板制造厂家的生产效率和产能。
聚氨酯胶粘剂一般分为单组份聚氨酯胶粘剂和双组份聚氨酯胶粘剂,双组分聚氨酯胶粘剂为一种应用广泛的无溶剂型聚氨酯粘胶剂,由主剂和固化剂按一定比例构成。双组分聚氨酯胶粘剂的主要成分通常包括聚酯多元醇、聚醚多元醇等,其中,聚酯多元醇通常由二元酸与多元醇缩合而成,其中二元酸可以是脂肪族二元酸或芳香族二元酸。由于易形成氢键,分子间作用力较大,因此聚酯型双组分聚氨酯胶粘剂机械性能、耐热性均优于其他胶粘剂。然而,聚酯型双组分聚氨酯胶黏剂粘度过高,与其它助剂相容性差,导致添加的助剂不能很好地改善胶黏剂的性能。申请号为93115911.3的专利申请公开了一种无金属离子的耐高温蒸煮粘合剂,采用月桂酸、苯二甲酸及多元醇先合成一种混合二元酸聚酯,然后与蓖麻油及TID反应生成的聚氨酯共混,最后与NCO进一步反应生成,但是该方法使用的原料组分众多,且制备工艺复杂,还需严格精确控制反应温度和时间,能耗高,增加了生产成本。授权公告号为CN 103044665B的专利公开了一种耐水解聚酯多元醇及其制备方法,采用脂肪族二元羧酸或羧酸酐、芳香族二元酸或酯、多元醇或助剂为原料,利用酯化反应制备出了一种适用于软包装胶黏剂的聚酯多元醇,但是由于该方法单纯采用短链酸或醇结构的原料,虽然一定程度上改善了传统胶粘剂粘度过高的缺点的,但同时也使制得的胶粘剂机械性能以及热稳定性降低,且耐水解性能有限、不能快速固化,因此利用该方法制备出的聚酯多元醇不适合用于太阳能背板的粘结。
综上所述,亟待开发出一种综合性能优异的双组份聚氨酯复合胶粘剂,在保证双组分聚氨酯复合胶粘剂耐高温高湿和耐水解性能的同时,显著提高其固化速度,满足太阳能电池组件复合背板行业的提高生产效率的要求,具有重要的实际意义。
发明内容
为克服现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种能快速固化的太阳能组件背板制造用聚氨酯复合胶粘剂及其制备方法,该复合胶粘剂具有优异的耐高热、耐水解和耐紫外光老化性能,对太阳能组件复合背板制造行业所采用的多种薄膜材料具有优良的粘接强度,满足我国对太阳能组件复合背板产品优异的耐老化性能要求,同时具有较快的固化速度,大大提高太阳能复合背板的生产效率。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的:
一种快速固化复合胶粘剂,由A组分和B组分组成,其中,A组分由如下重量份的各原料组分制成:聚丙二醇 8~15份、1,4-环己基二甲醇15~25份、2,4-二乙基-1,5-戊二醇10~20份、丙三醇 0.5~3份、间苯二甲酸10~20份、苯酐10~20份、1,12-月桂二酸15~25份、钛酸酯催化剂0.02份、有机铋催化剂0.001~0.006份、有机胺促进剂0.002~0.01份、抗水解稳定剂0.5~4份,乙酸乙酯50~60份;B组分为脂肪族多异氰酸酯固化剂;A组份与B组份的重量比为10~16:1。
其中,上述所述的重量份,可为本领域技术人员熟知的重量单位,比如克、千克、公斤、吨等。
进一步优选地,上述技术方案中所述聚丙二醇为聚丙二醇PPG-400。
进一步优选地,上述技术方案中所述钛酸酯催化剂为钛酸四异丙基酯催化剂。
进一步优选地,上述技术方案中所述有机铋催化剂为Bicat 8118。
进一步优选地,上述技术方案中所述有机胺促进剂为双吗啉基聚氧乙烯醚促进剂。
进一步优选地,上述技术方案中所述的抗水解稳定剂为聚碳化二亚胺STABAXOL P200。
进一步优选地,上述所述脂肪族多异氰酸酯固化剂为HDI三聚体、 IPDI三聚体、氢化MDI三聚型固化剂中的任一种或几种。
本发明的另一目的是提供上述所述快速固化复合胶粘剂的制备方法。
具体的技术方案如下:
一种快速固化复合胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)A组分的制备:
按上述所述重量份分别准确称取各原料,将所述聚丙二醇、1,4-环己基二甲醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、丙三醇投入到酯化反应釜内,充氮气保护,加热溶解混合后再投入间苯二甲酸、苯酐、1,12-月桂二酸,逐步使酯化反应釜升温至220℃,酯化反应釜蒸馏出水时开始酯化反应,酯化反应出水量若达到理论出水量则酯化反应完成;取样测产物的羟值和酸值,若测得产物的羟值在10~20mgKOH/g范围内,同时酸值≤25mgKOH/g,加入所述钛酸酯催化剂,保持酯化反应釜温度为220~230℃,同时抽真空进行缩聚反应,真空度为-0.06~-0.lMpa,抽真空时间为4~8小时,每间隔2小时取样测产物的羟值和酸值,缩聚反应后生成聚酯多元醇,当测得聚酯多元醇的羟值在10~20mgKOH/g范围,同时酸值≤2mgKOH/g后,降温到110℃,再向聚酯多元醇中加入乙酸乙酯,制成固体含量为55~65%的聚酯多元醇溶液,最后向聚酯多元醇溶液中添加所述有机铋催化剂、有机胺促进剂和抗水解稳定剂,搅拌均匀,制得主剂A组分;
(2)复合胶粘剂制备:
将步骤(1)所述制得的主剂A组分与B组分按10~16:1的重量配比混合,即得到所述快速固化复合胶粘剂。
进一步地,上述步骤(1)中所述加热溶解的混合温度为120℃。
进一步地,上述步骤(1)中所述抽真空的具体过程可以是:在-0.06Mpa的真空度下保持1小时;再抽真空至-0.08Mpa,保持1小时,继续抽真空至-0.095~-0.1Mpa,保持4小时。
本发明还提供一种太阳能组件复合背板,所述背板主要包括聚氟乙烯(PVF)薄膜层、PET薄膜层、PE薄膜层以及各薄膜层之间涂覆的胶粘剂层,其中,所述胶粘剂为本发明上述制备得到的快速固化复合胶粘剂。
与现有技术相比,本发明所述的快速固化复合胶粘剂及其制备方法具有以下优点:(1)通过简单的酯化合成方法,引入疏水性强的二元醇和长碳链二元酸,同时引进了三官能度的多元醇制成了具有部分支链结构且耐温性、耐水解性好的聚酯多元醇,并通过向聚酯多元醇中添加催化剂、促进剂和抗水解稳定剂作为主剂,进一步提高了主剂的固化反应速度和固化后胶粘剂的抗水解性;(2)将制得的主剂A组分与B组分固化剂混合后制得的复合胶粘剂具有合适的玻璃化温度(Tg),可复合含氟薄膜材料制造太阳能组件背板,并且可使复合后的太阳能背板具有较好的耐紫外光、耐水解及耐老化性能;(3)本发明仅通过主剂结构设计和固化促进剂、抗水解添加剂的使用,在保证双组分聚氨酯复合胶粘剂耐温和耐水解性能的同时,显著提高其固化速度的双组份复合胶粘剂,满足了太阳能电池组件复合背板行业提高生产效率的要求。
具体实施方式
为了更好的理解本发明,以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细介绍。
实施例1
本实施例所述的一种快速固化复合胶粘剂,其中,A组分由如下重量份的各原料组分制成:聚丙二醇PPG-400 15公斤、1,4-环己基二甲醇15公斤、2,4-二乙基-1,5-戊二醇20公斤、丙三醇 0.5公斤、间苯二甲酸12公斤、苯酐19公斤、1,12-月桂二酸18.5公斤、钛酸四异丙基酯催化剂20克、1.4克铋催化剂Bicat 8118、双吗啉基聚氧乙烯醚促进剂2克、抗水解稳定剂聚碳化二亚胺STABAXOL P200 1.5公斤,乙酸乙酯54.6公斤;B组分为HDI三聚体固化剂;A组份与B组份的重量比为15:1。
上述快速固化复合胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)A组分的制备:
按上述所述重量份分别准确称取各原料,将所述聚丙二醇PPG-400、1,4-环己基二甲醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、丙三醇投入到酯化反应釜内,充氮气保护,加热到120℃溶解混合,再投入间苯二甲酸、苯酐、1,12-月桂二酸,逐步使酯化反应釜升温至220℃,酯化反应釜蒸馏出水时开始酯化反应,酯化反应出水量达到理论出水量则酯化反应完成;取样测产物的羟值为13.9mgKOH/g,酸值为19.5mgKOH/g,加入所述钛酸四异丙基酯催化剂,保持酯化反应釜温度为220~230℃同时抽真空进行缩聚反应,在-0.06Mpa的真空度下保持1小时;再抽真空至-0.08Mpa,保持1小时,继续抽真空至-0.095~-0.1Mpa,保持4小时;取样测聚酯多元醇的羟值为13.5mgKOH/g及酸值为1.0mgKOH/g。将酯化釜降温到110℃,再向聚酯多元醇中加入乙酸乙酯,最后再向聚酯多元醇溶液中加入所述Bicat 8118、双吗啉基聚氧乙烯醚促进剂和聚碳化二亚胺STABAXOL P200,搅拌均匀,即制得主剂A组分;
(2)复合胶粘剂的制备:
将上述制得的主剂A组分与固化剂B组分(HDI三聚体)按重量配比为15:1的比例混合,即得到所述快速固化复合胶粘剂。
本实施例还提供了一种太阳能组件复合背板,所述背板主要包括聚氟乙烯(PVF)薄膜层、PET薄膜层、PE薄膜层以及各薄膜层之间涂覆的粘结剂层,其中,所述胶粘剂为本实施例上述制备得到的快速固化复合胶粘剂。
实施例2
本实施例所述的一种快速固化复合胶粘剂,其中,A组分由如下重量份的各原料组分制成:聚丙二醇PPG-400 13公斤、1,4-环己基二甲醇20公斤、2,4-二乙基-1,5-戊二醇16.5公斤、丙三醇1公斤、间苯二甲酸10公斤、苯酐20公斤、1,12-月桂二酸19.5公斤、钛酸四异丙基酯催化剂20克、1.6克铋催化剂Bicat 8118、双吗啉基聚氧乙烯醚促进剂3.2克、抗水解稳定剂聚碳化二亚胺STABAXOL P200 2公斤,乙酸乙酯54.6公斤;B组分为HDI三聚体固化剂;A组份与B组份的重量比为15:1。
上述快速固化复合胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)A组分的制备:
按上述所述重量份分别准确称取各原料,将所述聚丙二醇PPG-400、1,4-环己基二甲醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、丙三醇投入到酯化反应釜内,充氮气保护,加热到120℃溶解混合,再投入所述间苯二甲酸、苯酐、1,12-月桂二酸,逐步使酯化反应釜升温至220℃,酯化反应釜蒸馏出水时开始酯化反应,酯化反应出水量达到理论出水量则酯化反应完成;取样测产物的羟值为16.0mgKOH/g,酸值为17.5mgKOH/g,加入所述钛酸四异丙基酯催化剂,保持酯化反应釜温度为220~230℃同时抽真空进行缩聚反应,在-0.06Mpa的真空度下保持1小时;再抽真空至-0.08Mpa,保持1小时,继续抽真空至-0.095~-0.1Mpa,保持4小时;取样测聚酯多元醇的羟值为17.2mgKOH/g及酸值为1.3mgKOH/g,将酯化釜降温到110℃,再向聚酯多元醇中加入乙酸乙酯,最后再向聚酯多元醇溶液中加入所述Bicat 8118、双吗啉基聚氧乙烯醚促进剂和聚碳化二亚胺STABAXOL P200,搅拌均匀,即制得主剂A组分;
(2)复合胶粘剂的制备:
将上述制得的主剂A组分与固化剂B组分(HDI三聚体)按重量配比为15:1的比例混合,即得到所述快速固化复合胶粘剂。
实施例3
本实施例所述的一种快速固化复合胶粘剂,其中,A组分由如下重量份的各原料组分制成:聚丙二醇PPG-400 13公斤、1,4-环己基二甲醇25公斤、2,4-二乙基-1,5-戊二醇10公斤、丙三醇1.5公斤、间苯二甲酸11公斤、苯酐17公斤、1,12-月桂二酸22.5公斤、钛酸四异丙基酯催化剂20克、3.2克铋催化剂Bicat 8118、双吗啉基聚氧乙烯醚促进剂6.4克、抗水解稳定剂聚碳化二亚胺STABAXOL P200 2.5公斤,乙酸乙酯54.6公斤;B组分为HDI三聚体固化剂;A组份与B组份的重量比为15:1。
上述快速固化复合胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)A组分的制备:
按上述所述重量份分别准确称取各原料,将所述聚丙二醇PPG-400、1,4-环己基二甲醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、丙三醇投入到酯化反应釜内,充氮气保护,加热到120℃溶解混合,再投入所述间苯二甲酸、苯酐、1,12-月桂二酸,逐步使酯化反应釜升温至220℃,酯化反应釜蒸馏出水时开始酯化反应,酯化反应出水量达到理论出水量则酯化反应完成;取样测产物的羟值为14.2mgKOH/g,酸值为17.0mgKOH/g,加入所述钛酸四异丙基酯催化剂,保持酯化反应釜温度为220~230℃同时抽真空进行缩聚反应,在-0.06Mpa的真空度下保持1小时;再抽真空至-0.08Mpa,保持1小时,继续抽真空至-0.095~-0.1Mpa,保持4小时;取样测聚酯多元醇的羟值为15.1mgKOH/g及酸值为1.4mgKOH/g。将酯化釜降温到110℃,再向聚酯多元醇中加入乙酸乙酯,最后再向聚酯多元醇溶液中加入所述Bicat 8118、双吗啉基聚氧乙烯醚促进剂和聚碳化二亚胺STABAXOL P200,搅拌均匀,即制得主剂A组分;
(2)复合胶粘剂的制备:
将上述制得的主剂A组分与固化剂B组分(HDI三聚体)按重量配比为15:1的比例混合,即得到所述快速固化复合胶粘剂。
实施例4
本实施例所述的一种快速固化复合胶粘剂,其中,A组分由如下重量份的各原料组分制成:聚丙二醇PPG-400 8公斤、1,4-环己基二甲醇17.5公斤、2,4-二乙基-1,5-戊二醇20公斤、丙三醇3公斤、间苯二甲酸16.5公斤、苯酐10公斤、1,12-月桂二酸25公斤、钛酸四异丙基酯催化剂20克、1克铋催化剂Bicat 8118、双吗啉基聚氧乙烯醚促进剂3克、抗水解稳定剂聚碳化二亚胺STABAXOL P200 0.5公斤,乙酸乙酯50公斤;B组分为IPDI三聚体固化剂;A组份与B组份的重量比为10:1。
上述快速固化复合胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)A组分的制备:
按上述所述重量份分别准确称取各原料,将所述聚丙二醇PPG-400、1,4-环己基二甲醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、丙三醇投入到酯化反应釜内,充氮气保护,加热到120℃溶解混合,再投入间苯二甲酸、苯酐、1,12-月桂二酸,逐步使酯化反应釜升温至220℃,酯化反应釜蒸馏出水时开始酯化反应,酯化反应出水量达到理论出水量则酯化反应完成;取样测产物的羟值为10.0mgKOH/g,酸值为15.2mgKOH/g,加入所述钛酸四异丙基酯催化剂,保持酯化反应釜温度为220~230℃同时抽真空进行缩聚反应,在-0.06Mpa的真空度下保持1小时;再抽真空至-0.08Mpa,保持1小时,继续抽真空至-0.095~-0.1Mpa,保持6小时;取样测聚酯多元醇的羟值为13.5mgKOH/g及酸值为1.0mgKOH/g。将酯化釜降温到110℃,再向聚酯多元醇中加入乙酸乙酯,最后再向聚酯多元醇溶液中加入所述Bicat 8118、双吗啉基聚氧乙烯醚促进剂和聚碳化二亚胺STABAXOL P200,搅拌均匀,即制得主剂A组分;
(2)复合胶粘剂的制备:
将上述制得的主剂A组分与固化剂B组分(HDI三聚体)按重量配比为10:1的比例混合,即得到所述快速固化复合胶粘剂。
实施例5
本实施例所述的一种快速固化复合胶粘剂,其中,A组分由如下重量份的各原料组分制成:聚丙二醇PPG-400 10公斤、1,4-环己基二甲醇25公斤、2,4-二乙基-1,5-戊二醇14公斤、丙三醇1公斤、间苯二甲酸20公斤、苯酐10公斤、1,12-月桂二酸20公斤、钛酸四异丙基酯催化剂20克、6克铋催化剂Bicat 8118、双吗啉基聚氧乙烯醚促进剂10克、抗水解稳定剂聚碳化二亚胺STABAXOL P200 4公斤,乙酸乙酯60公斤;B组分为氢化MDI三聚体固化剂;A组份与B组份的重量比为16:1。
上述快速固化复合胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)A组分的制备:
按上述所述重量份分别准确称取各原料,将所述聚丙二醇PPG-400、1,4-环己基二甲醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、丙三醇投入到酯化反应釜内,充氮气保护,加热到120℃溶解混合,再投入间苯二甲酸、苯酐、1,12-月桂二酸,逐步使酯化反应釜升温至220℃,酯化反应釜蒸馏出水时开始酯化反应,酯化反应出水量达到理论出水量则酯化反应完成;取样测产物的羟值为20.0mgKOH/g,酸值为25.0mgKOH/g,加入所述钛酸四异丙基酯催化剂,保持酯化反应釜温度为220~230℃同时抽真空进行缩聚反应,在-0.06Mpa的真空度下保持1小时;再抽真空至-0.08Mpa,保持1小时,继续抽真空至-0.095~-0.1Mpa,保持2小时;取样测聚酯多元醇的羟值为20.0mgKOH/g及酸值为2.0mgKOH/g。将酯化釜降温到110℃,再向聚酯多元醇中加入乙酸乙酯,最后再向聚酯多元醇溶液中加入所述Bicat 8118、双吗啉基聚氧乙烯醚促进剂和聚碳化二亚胺STABAXOL P200,搅拌均匀,即制得主剂A组分;
(2)复合胶粘剂的制备:
将上述制得的主剂A组分与固化剂B组分(氢化MDI三聚型固化剂)按重量配比为16:1的比例混合,即得到所述快速固化复合胶粘剂。
实施例6
本实施例所述的一种快速固化复合胶粘剂,其中,A组分由如下重量份的各原料组分制成:聚丙二醇PPG-400 15公斤、1,4-环己基二甲醇22.5公斤、2,4-二乙基-1,5-戊二醇11公斤、丙三醇2公斤、间苯二甲酸15.5公斤、苯酐19公斤、1,12-月桂二酸15公斤、钛酸四异丙基酯催化剂20克、4克铋催化剂Bicat 8118、双吗啉基聚氧乙烯醚促进剂8克、抗水解稳定剂聚碳化二亚胺STABAXOL P200 2公斤,乙酸乙酯54. 6公斤;B组分为HDI三聚体固化剂;A组份与B组份的重量比为15:1。
上述快速固化复合胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)A组分的制备:
按上述所述重量份分别准确称取各原料,将所述聚丙二醇PPG-400、1,4-环己基二甲醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、丙三醇投入到酯化反应釜内,充氮气保护,加热到120℃溶解混合,再投入所述间苯二甲酸、苯酐、1,12-月桂二酸,逐步使酯化反应釜升温至220℃,酯化反应釜蒸馏出水时开始酯化反应,酯化反应出水量达到理论出水量则酯化反应完成;取样测产物的羟值为15.3mgKOH/g,酸值为18.8mgKOH/g,加入所述钛酸四异丙基酯催化剂,保持酯化反应釜温度为220~230℃同时抽真空进行缩聚反应,在-0.06Mpa的真空度下保持1小时;再抽真空至-0.08Mpa,保持1小时,继续抽真空至-0.095~-0. 1Mpa,保持4小时;取样测聚酯多元醇的羟值为15.7mgKOH/g及酸值为0.6mgKOH/g。将酯化釜降温到110℃,再向聚酯多元醇中加入乙酸乙酯,最后再向聚酯多元醇溶液中加入所述Bicat 8118、双吗啉基聚氧乙烯醚促进剂和聚碳化二亚胺STABAXOL P200,搅拌均匀,即制得主剂A组分;
(2)复合胶粘剂的制备:
将上述制得的主剂A组分与固化剂B组分(HDI三聚体)按重量配比为15:1的比例混合,即得到所述快速固化复合胶粘剂。
对比实施例
本实施例所述的一种复合胶粘剂,其中,A组分由如下重量份的各原料组分制成:聚丙二醇PPG-400 15公斤、1,4-环己基二甲醇22.5公斤、2,4-二乙基-1,5-戊二醇11公斤、丙三醇2公斤、间苯二甲酸15.5公斤、苯酐19公斤、1,12-月桂二酸15公斤、钛酸四异丙基酯催化剂20克、二月桂酸二丁基锡4克、抗水解稳定剂聚碳化二亚胺STABAXOL P200 2公斤,乙酸乙酯54. 6公斤;B组分为HDI三聚体固化剂;A组份与B组份的重量比为15:1。
上述复合胶粘剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)A组分的制备:
按上述所述重量份分别准确称取各原料,将所述聚丙二醇PPG-400、1,4-环己基二甲醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、丙三醇投入到酯化反应釜内,充氮气保护,加热到120℃溶解混合,再投入所述间苯二甲酸、苯酐、1,12-月桂二酸,逐步使酯化反应釜升温至220℃,酯化反应釜蒸馏出水时开始酯化反应,酯化反应出水量达到理论出水量则酯化反应完成;取样测产物的羟值为15.7mgKOH/g,酸值为18.0mgKOH/g,加入20克钛酸四异丙基酯催化剂,保持酯化反应釜温度为220~230℃同时抽真空进行缩聚反应,在-0.06Mpa的真空度下保持1小时;再抽真空至-0.08Mpa,保持1小时,继续抽真空至-0.095~-0.1Mpa,保持4小时;取样测聚酯多元醇的羟值为15.9mgKOH/g及酸值为0.9mgKOH/g。将酯化釜降温到110℃,再向聚酯多元醇中加入乙酸乙酯,最后再向聚酯多元醇溶液中加入所述二月桂酸二丁基锡和聚碳化二亚胺STABAXOL P200,搅拌均匀,即制得主剂A组分;
(2)复合胶粘剂的制备:
将上述制得的主剂A组分与固化剂B组分(HDI三聚体)按重量配比为15:1的比例混合,即得到所述复合胶粘剂。
实施例7
分别将上述实施例1-6以及对比实施例中制备得到的快速固化复合胶粘剂以及对比例中制备得到的复合胶粘剂应用于太阳能组件背板的各层薄膜之间的粘结,所述背板包括聚氟乙烯(PVF)薄膜层、PET薄膜层、PE薄膜层以及各薄膜层之间涂覆的粘结剂层,并对制得的PVF/PET/PE三层复合背板的综合性能进行评价,结果列于下表1:
表1 各实施例和对比例的各性能对比
由上表的数据可知,本发明实施例中制备得到的快速固化复合粘结剂,通过引入疏水性强的二元醇和长碳链二元酸,同时引进了三官能度的多元醇制成了具有部分支链结构且耐温性、耐水解性好的聚酯多元醇,并通过向聚酯多元醇中添加催化剂、促进剂和抗水解稳定剂作为主剂,进一步提高了主剂的固化反应速度和固化后胶粘剂的抗水解性。将该主剂A组分与固化剂B组分混合后制得的复合胶粘剂对含有PVF的太阳能组件背板具有良好的粘结强度和耐紫外光老化和耐自然老化性能。采用本发明方法的快速固化复合粘结剂制作的太阳能组件背板仅需要在50℃固化1~2天,即可达到较高的剥离强度,且其在固化后再进行PCT(121℃蒸煮50小时)的老化试验后,其剥离强度的衰减均小于10%,达到了背板行业相关的技术要求。由于本发明添加了高效固化促进剂,使得复合后太阳能组件背板的固化时间从对比实施例的6天缩短至1天,大大提高了太阳能组件背板的生产效率,具有重要的应用价值。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员可轻易想到的变化或改进,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种快速固化复合胶粘剂,由A组分和B组分组成,其特征在于,A组分由如下重量份的各原料组分制成:聚丙二醇 8~15份、1,4-环己基二甲醇15~25份、2,4-二乙基-1,5-戊二醇10~20份、丙三醇 0.5~3份、间苯二甲酸10~20份、苯酐10~20份、1,12-月桂二酸15~25份、钛酸酯催化剂0.02份、有机铋催化剂0.001~0.006份、有机胺促进剂0.002~0.01份、抗水解稳定剂0.5~4份,乙酸乙酯50~60份;B组分为脂肪族多异氰酸酯固化剂;A组份与B组份的重量比为10~16:1;所述快速固化复合胶粘剂为采用如下方法制备得到的产物,包括如下步骤:
(1)A组分的制备:
按上述所述重量份分别准确称取各原料,将所述聚丙二醇、1,4-环己基二甲醇、2,4-二乙基-1,5-戊二醇、丙三醇投入到酯化反应釜内,充氮气保护,加热溶解混合后再投入间苯二甲酸、苯酐、1,12-月桂二酸,逐步使酯化反应釜升温至220℃,酯化反应釜蒸馏出水时开始酯化反应,酯化反应出水量若达到理论出水量则酯化反应完成;取样测产物的羟值和酸值,若测得产物的羟值在10~20mgKOH/g范围内,同时酸值≤25mgKOH/g,加入所述钛酸酯催化剂,保持酯化反应釜温度为220~230℃,同时抽真空进行缩聚反应,真空度为-0.06~-0.lMpa,抽真空时间为4~8小时,每间隔2小时取样测产物的羟值和酸值,缩聚反应后生成聚酯多元醇,当测得聚酯多元醇的羟值在10~20mgKOH/g范围,同时酸值≤2mgKOH/g后,降温到110℃,再向聚酯多元醇中加入乙酸乙酯,制成固体含量为55~65%的聚酯多元醇溶液,最后向聚酯多元醇溶液中添加所述有机铋催化剂、有机胺促进剂和抗水解稳定剂,搅拌均匀,制得主剂A组分;
(2)复合胶粘剂制备:
将步骤(1)所述制得的主剂A组分与B组分按10~16:1的重量配比混合,即得到所述快速固化复合胶粘剂。
2.如权利要求1所述的一种快速固化复合胶粘剂,其特征在于:所述聚丙二醇为聚丙二醇PPG-400。
3.如权利要求1所述的一种快速固化复合胶粘剂,其特征在于:所述钛酸酯催化剂为钛酸四异丙基酯催化剂。
4.如权利要求1所述的一种快速固化复合胶粘剂,其特征在于:所述有机铋催化剂为Bicat 8118。
5.如权利要求1所述的一种快速固化复合胶粘剂,其特征在于:所述有机胺促进剂为双吗啉基聚氧乙烯醚促进剂。
6.如权利要求1所述的一种快速固化复合胶粘剂,其特征在于:所述的抗水解稳定剂为聚碳化二亚胺STABAXOL P200。
7.如权利要求1所述的一种快速固化复合胶粘剂,其特征在于:所述脂肪族多异氰酸酯固化剂为HDI三聚体、 IPDI三聚体、氢化MDI三聚型固化剂中的任一种或几种。
8.如权利要求1所述的一种快速固化复合胶粘剂,其特征在于:上述步骤(1)中所述加热溶解的混合温度为120℃。
9.如权利要求1所述的一种快速固化复合胶粘剂,其特征在于:上述步骤(1)中所述抽真空的具体过程是:在-0.06Mpa的真空度下保持1小时;再抽真空至-0.08Mpa,保持1小时,继续抽真空至-0.095~-0.1Mpa,保持4小时。
10.一种太阳能组件复合背板,所述背板主要包括聚氟乙烯(PVF)薄膜层、PET薄膜层、PE薄膜层以及各薄膜层之间涂覆的胶粘剂层,其特征在于:所述胶粘剂为权利要求1-9任一项所述的快速固化复合胶粘剂。
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