交联剂、交联剂的制造方法及太阳能电池背板技术

本发明专利技术涉及交联剂、交联剂的制造方法及太阳能电池背板，包括步骤：S1：将异氰酸酯溶液与含羟基的小分子扩链剂溶液混合搅拌，聚合形成端‑NCO异氰酸酯预聚物；S2：向端‑NCO异氰酸酯预聚物中加入含有羟基或氨基和不饱和双键的小分子接枝剂，聚合形成不饱和双键和端‑NCO异氰酸酯活性基团的接枝预聚物；S3：加入异氰酸酯封闭剂，形成封闭型双重固化交联剂。制得的交联剂为封闭型，可与主体树脂混合制成单组份涂料，具有良好的储存稳定性，简化了生产工序，提高了生产效率；含有不饱和双键和封闭型异氰酸酯，可进行热逐步聚合反应以及光引发或热引发自由基反应双重固化反应，提高了涂层的交联密度，改善了涂层的耐刮擦、耐落沙、耐老化性能。

Manufacturing method of cross-linking agent, crosslinking agent and solar battery backplane

The invention relates to a crosslinking agent, a manufacturing method of a crosslinking agent and a crosslinking agent, including steps: S1: mixing and stirring isocyanate solution with a small molecular chain extender solution containing hydroxyl group, and polymerizing to form a NCO-terminated isocyanate prepolymer; S2: adding hydroxyl group or amino group and unsaturated group to the NCO-terminated isocyanate prepolymer. The graft prepolymer of unsaturated double bond and NCO-terminated isocyanate active group is formed by polymerization of double bond small molecular grafting agent, and the blocked double curing crosslinking agent is formed by adding isocyanate blocking agent into S3. The prepared crosslinking agent is a closed type and can be mixed with the main resin to make a single component coating, which has good storage stability, simplifies the production process and improves production efficiency; it contains unsaturated double bonds and blocked isocyanates, which can be used for thermal step-by-step polymerization and double curing reaction of photo-initiated or thermal-initiated free radical reaction. The crosslinking density of the coating can be improved, and the scratch resistance, sand resistance and aging resistance of the coating can be improved.

【技术实现步骤摘要】
交联剂、交联剂的制造方法及太阳能电池背板
本专利技术涉及太阳能电池领域，特别涉及一种交联剂及其制备方法及其在太阳能电池背板中的应用。
技术介绍
太阳电池背板是太阳能电池的重要组成部件，用于太阳电池的背面，主要起到对太阳能光伏组件的支撑和保护作用。太阳电池背板有多种结构，双面含氟一体化涂层型背板是主要的太阳电池背板结构之一。涂层型背板使用的涂料是含羟基的氟碳树脂和异氰酸酯固化作为涂层的基体树脂。传统的技术路线使用的涂料技术存在涂料开口时间较短，涂层的耐刮擦性能不足的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种交联剂的制备方法。本专利技术提供的一种交联剂的制备方法，采用的主要技术方案为：包括步骤：S1：将异氰酸酯溶液与含羟基的小分子扩链剂溶液混合搅拌，聚合形成端-NCO异氰酸酯预聚物；S2：向端-NCO异氰酸酯预聚物中加入含有羟基或氨基和不饱和双键的小分子接枝剂，聚合形成不饱和双键和端-NCO异氰酸酯活性基团的接枝预聚物；S3：加入异氰酸酯封闭剂，形成封闭型双重固化交联剂。本专利技术提供的轻质柔性太阳能电池组件，还包括如下附属技术方案：其中，所述步骤S1中加入各成分的质量百分比分别为，小分子扩链剂3％-15％、异氰酸酯或异氰酸酯组合物30％-60％、溶剂20％-40％；所述步骤S1中制得的端-NCO异氰酸酯预聚物的固含量为40-80％，其中，-NCO基团质量百分含量为5％-20％。其中，所述步骤S2中加入的所述的小分子接枝剂的质量百分比为1％-10％；所述步骤S2中制得的接枝预聚物的固含量为50-80％，其中，异氰酸酯质量百分含量为5％-15％。其中，所述步骤S3中加入的异氰酸酯封闭剂的质量百分比为1％-16％；所述步骤S3中制得的封闭型双重固化交联剂的固含量为50-80％，其中，异氰酸酯质量百分含量小于0.3％。其中，所述步骤S1还包括步骤：S11：将溶剂用4A分子筛进行除水处理，使其含水量小于50PPM；S12：将装有冷凝回流器的反应釜中，通氮气保护，再向其中加入150-300g小分子异氰酸酯或异氰酸酯的混合物和25-45g经步骤S11处理后的溶剂，搅拌并将温度缓慢升温至35-45℃；S13：将45-55g含羟基的小分子扩链剂溶于25-35g溶剂中；S14：将S13中制得的溶液在18-22min中匀速滴加至S12反应后的釜中，匀速升温至65-75℃，并保持70±5℃反应3.5-4.5小时；所述步骤S2还包括步骤：S21：取35-55g羟基或氨基和不饱和双键的小分子接枝剂匀速加至S14反应后的釜中；S22：匀速调温至65-75℃，并保持70±5℃反应3.5-4.5小时；所述步骤S3还包括步骤：S31：取60-70g异氰酸酯封闭剂匀速加至S22反应后的釜中，匀速调温至65-75℃，并保持70±5℃反应至端-NCO含量＜0.3％；S32：再加入55-110g溶剂，降至室温，过滤。其中，所述小分子异氰酸酯或异氰酸酯均为脂肪族或脂环族异氰酸酯单体。一、本方法制得的交联剂为封闭型，可与主体树脂混合制成单组份涂料，具有良好的储存稳定性，简化了生产工序，提高了生产效率。二、制得的交联剂含有不饱和双键和封闭型异氰酸酯，可以进行热逐步聚合反应以及光引发或热引发自由基反应双重固化反应，提高了涂层的交联密度，改善了涂层的耐刮擦、耐落沙、耐老化性能。三、使用的材料均为耐黄变的异氰酸酯和封闭剂，制得的交联剂耐黄变性能优异。四、使用的封闭剂解封温度低，涂层固化反应速度快。本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种交联剂。本专利技术提供的一种交联剂，采用的主要技术方案为：所述交联剂的分子式为：其中，每个分子中含有的基团数量为2-5个。其中，其中每个分子中含有的基团数量为1-3个。使用本专利技术的交联剂，至少具有以下优点：交联剂含有不饱和双键和封闭型异氰酸酯，可以进行热逐步聚合反应以及光引发或热引发自由基反应双重固化反应，提高了涂层的交联密度，改善了涂层的耐刮擦、耐落沙、耐老化性能。采用上述的交联剂制成的太阳能电池背板，所述背板的涂层包括质量份数如下的成分：使用本专利技术的交联剂制成的太阳能电池背板，常温下与含活性氢基团(羟基、羧基、氨基)的树脂组份能够长期稳定共存，因而能够制成使用方便的单组份烘烤涂料(无需现场添加固化剂)，并且较长的开口时间也能够减少涂装线的清洗频次和清洗时间。在异氰酸酯交联剂的链段上引入含双键的基团，使得交联剂具备了热逐步聚合反应固化和自由基聚合反应固化双重固化的功能，能够提高涂层分子内的交联密度，改善涂层的耐刮擦性能，提升涂层的耐老化性能。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本专利技术的理解，而对其不起任何限定作用。以下的实施例中，-NCO含量按照HG/T2409-1992(2014)中的二正丁胺法测试，太阳能电池背板性能测试按照GBT31034-2014晶体硅太阳电池组件用绝缘背板标准进行测试。按照本专利技术提供的一种交联剂的制备方法，包括步骤：S1：将异氰酸酯溶液与含羟基的小分子扩链剂溶液混合搅拌，聚合形成端-NCO异氰酸酯预聚物；S2：向端-NCO异氰酸酯预聚物中加入含有羟基或氨基和不饱和双键的小分子接枝剂，聚合形成不饱和双键和端-NCO异氰酸酯活性基团的接枝预聚物；S3：加入异氰酸酯封闭剂，形成封闭型双重固化交联剂。其中，步骤S1还包括步骤：S11：将溶剂用4A分子筛进行除水处理，使其含水量小于50PPM；S12：将装有冷凝回流器的反应釜中，通氮气保护，再向其中加入150-300g小分子异氰酸酯或异氰酸酯的混合物和25-45g经步骤S11处理后的溶剂，搅拌并将温度缓慢升温至35-45℃；S13：将45-55g含羟基的小分子扩链剂溶于25-35g溶剂中；S14：将S13中制得的溶液在10-60min中匀速滴加至S12反应后的釜中，优选地18-22min中匀速滴加至S12反应后的釜中；匀速升温至60-120℃，优选地升温至65-75℃；并保持温度反应1-6h，优选地反应3.5-4.5小时；步骤S2还包括步骤：S21：取35-55g羟基或氨基和不饱和双键的小分子接枝剂匀速加至S14反应后的釜中；S22：匀速调温至65-75℃，并保持70±5℃反应3.5-4.5小时；步骤S3还包括步骤：S31：取60-70g异氰酸酯封闭剂匀速加至S22反应后的釜中，匀速调温至65-75℃，并保持70±5℃反应至端-NCO含量＜0.3％；S32：再加入55-110g溶剂，降至室温，过滤。其中，步骤S1中加入各成分的质量百分比分别为，小分子扩链剂3％-15％，优选地为6-11％，最优选地为8％；异氰酸酯或异氰酸酯组合物30％-60％，优选地为45-59％，最优选地为57％；溶剂20％-40％，优选地为25-37％，最优选地为35％。步骤S1中制得的端-NCO异氰酸酯预聚物的固含量为40-80％，优选地为60-78％，最优选地为75％；其中，-NCO基团质量百分含量为5％-20％，优选地为15-19％，最优选地为18％。考虑到光伏行业的耐黄变需求，其中，步骤S1中小分子异氰酸酯或异氰酸酯均为脂肪族或脂环族异氰酸酯单体。优选地但不限与以下单体，六亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交联剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：S1：将异氰酸酯溶液与含羟基的小分子扩链剂溶液混合搅拌，聚合形成端‑NCO异氰酸酯预聚物；S2：向端‑NCO异氰酸酯预聚物中加入含有羟基或氨基和不饱和双键的小分子接枝剂，聚合形成不饱和双键和端‑NCO异氰酸酯活性基团的接枝预聚物；S3：加入异氰酸酯封闭剂，形成封闭型双重固化交联剂。

【技术特征摘要】
1.一种交联剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：S1：将异氰酸酯溶液与含羟基的小分子扩链剂溶液混合搅拌，聚合形成端-NCO异氰酸酯预聚物；S2：向端-NCO异氰酸酯预聚物中加入含有羟基或氨基和不饱和双键的小分子接枝剂，聚合形成不饱和双键和端-NCO异氰酸酯活性基团的接枝预聚物；S3：加入异氰酸酯封闭剂，形成封闭型双重固化交联剂。2.根据权利要求1所述的交联剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中加入各成分的质量百分比分别为，小分子扩链剂3％-15％、异氰酸酯或异氰酸酯组合物30％-60％、溶剂20％-40％；所述步骤S1中制得的端-NCO异氰酸酯预聚物的固含量为40-80％，其中，-NCO基团质量百分含量为5％-20％。3.根据权利要求1所述的交联剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中加入的所述的小分子接枝剂的质量百分比为1％-10％；所述步骤S2中制得的接枝预聚物的固含量为50-80％，其中，异氰酸酯质量百分含量为5％-15％。4.根据权利要求1所述的交联剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中加入的异氰酸酯封闭剂的质量百分比为1％-16％；所述步骤S3中制得的封闭型双重固化交联剂的固含量为50-80％，其中，异氰酸酯质量百分含量小于0.3％。5.根据权利要求1所述的交联剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1还包括步骤：S11：将溶剂用4A分子筛进行除水处理，使其含水量小于50PPM；S12：将装有冷凝回流器的反应釜中，通氮气保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：林建伟，张付特，唐邓，
申请(专利权)人：苏州中来光伏新材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32