[发明专利]一种光伏背板用无溶剂聚氨酯胶粘剂、其制备方法及光伏背板

说明书

本发明公开了一种光伏背板用双组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法。该方法使用多元醇和二异氰酸酯为基础原料，搭配触媒、抗氧化剂、光稳定剂、流平剂、硅烷偶联剂等助剂，制成双组分聚氨酯胶黏剂，使用时将两个组份按比例混合，靠相互反应形成大分子而达到交联固化目的。本发明的方法生产的双组分聚氨酯胶黏剂具有良好的接着性、耐黄变、耐水解、耐候性等特性，可满足行业加工、使用要求。可以通过湿热老化2000小时测试后，层间剥离强度仍保持在4.0N/cm以上，且没有起泡及溢胶等缺陷。且因无溶剂特性，减少VOC的产生，比市售之溶剂型胶黏剂经济效益更大，更能满足现在环保政策与消费市场对环保型产品的需求。

技术领域

本发明属于太阳能光伏背板技术领域，具体涉及一种光伏组件背板用无溶剂聚氨酯胶黏剂、其制备方法及光伏背板。

背景技术

太阳能发电是利用光电转换原理使太阳的辐射通过硅元素等半导体物质转变为电能的一种过程，这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”。硅芯片等半导体组件若直接暴露于空气中，要接受高低温及水气的侵蚀，其光电转化性能容易衰减，失去使用价值。封装是太阳能电池生产中的关键步骤，太阳能电池的封装是将晶体硅片组件，上层保护材料为玻璃，下层保护材料为背板(光伏背板)，利用真空压合技术黏合为一体。

背板是光伏组件中非常重要的组成部分，用来抵御恶劣环境对组件造成伤害，确保组件使用寿命。光伏背板作为保护光伏组件的最外部材料位于太阳能电池板的背面，对电池片起保护和支撑作用，具有可靠的绝缘性、阻水性、耐老化性。目前，市面上背板大多采用多层复合结构，一般具有三层薄膜结构(PVDF/PET/PE)，太阳能电池背板的外层为耐候层，起到耐空气中水气，紫外线照射，耐风砂及耐化学品侵蚀的作用，一般为含氟薄膜，如PVF膜，PVDF膜，等具有良好的抗环境侵蚀能力，中间层为支持体PET聚脂薄膜具有良好的绝缘性能，起到绝缘和机械支撑的作用，内层PE薄膜具有良好的粘接性能。各层之间采用胶黏剂进行复合，胶黏剂在背板中起了关键性的作用，胶黏剂性能的好坏直接影响背版的使用寿命，进而影响太阳能电池组件的使用寿命。

背板虽然只占组件和电站总成本很小一部分，但起着保护组件工作25年的重要作用，所以对于背板复合材料的选择就显得尤为重要。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。

目前光伏背板用胶黏剂多采用碳化二亚胺与胶黏剂水解过程中产生的羧基反应产生酰脲抑制水解，从而起到抗水解的作用。但是碳化二亚胺分子量偏低，沸点较低，长期使用及高温作用下，易从胶黏剂中向外迁移，从而影响胶黏剂的耐老化性能和粘结强度。

目前背板复合用胶黏剂多使用双组份溶剂型聚氨酯胶水，使用前必须依照比例进行配胶，涂布于基材(PET)后经烘道烘干再与各种材料(PVDF，PE)进行复合，由于含有溶剂，使用时溶剂气味造成人员身体不适，且溶剂具有易燃易爆特性，使用时易发生火灾爆炸危害，溶剂的使用造成环境污染、安全卫生危害。且该类胶水的制备过程需要经过烘干工序，设备投入大，运行费用高，尤其是在地球暖化、气候异常、能源短缺的现况下，不符合可持续发展的概念，因此，迫切需要一种取而代之的胶体和制备工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种光伏组件背板用无溶剂聚氨酯胶黏剂、其制备方法及光伏背板，胶粘剂具有良好的接着性、耐黄变、耐水解、耐候性等特性，使光伏组件背板材料达到较高质量水平。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光伏背板用双组分聚氨酯胶粘剂，其特征是，包括A组分和B组分，所述A组分为多元醇与二异氰酸酯反应并添加助剂制得的含有异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体，所述助剂包含触媒、抗氧剂和光稳定剂；所述B组分为多种多元醇混合物并添加助剂制得的含有羟基封端的聚合物，所述助剂包含流平剂、和硅烷偶联剂。使用时A、B组分按比例混合，相互反应交联形成大分子同时固化以达到基材间粘合的目的。