本發(fā)明涉及封裝，尤其涉及一種液態(tài)封裝膠及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、太陽能作為一種清潔、可再生的能源，受到越來越多國家的重視。光伏技術(shù)的進(jìn)步使得太陽能電池的效率不斷提高，成本逐漸降低，推動(dòng)了光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。新一代的鈣鈦礦太陽電池因其高效率、低成本和易于制造等優(yōu)點(diǎn)，正逐漸成為光伏產(chǎn)業(yè)的新寵。然而，鈣鈦礦材料對環(huán)境的敏感性使得其對封裝材料的要求更加嚴(yán)格。鈣鈦礦材料對環(huán)境的敏感性主要體現(xiàn)在其對濕度和氧氣的脆弱性，特別是在潮濕或高溫環(huán)境中容易降解，導(dǎo)致性能下降或失效。因此，封裝膠膜的選擇不僅要滿足基本的保護(hù)需求，如防潮、防氧化和抗紫外線，還需具備優(yōu)異的透光性和熱穩(wěn)定性，以確保光伏組件的長期高效運(yùn)行。此外，封裝材料還需具備良好的機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景和環(huán)境變化，從而有效延長鈣鈦礦電池的使用壽命。

2、在太陽能電池行業(yè)中，eva、poe、pvb等類型的膠膜與背板玻璃進(jìn)行封裝層壓是一種常見的工藝。但是這些膠膜層壓溫度均在130℃以上，而且在進(jìn)行層壓時(shí)施加的應(yīng)力較大，可能對鈣鈦礦材料造成破壞。還有這些膠膜對紫外線的敏感性較高，長期暴露在陽光下可能導(dǎo)致材料的降解和變黃，影響光伏組件的透明度和光電轉(zhuǎn)換效率。近年來，有機(jī)硅膠膜在鈣鈦礦太陽能電池中的應(yīng)用逐漸受到關(guān)注，因其獨(dú)特的si-o-si結(jié)構(gòu)具有良好的柔韌性、電絕緣性、耐紫外線、耐高溫和耐濕性，能夠有效保護(hù)鈣鈦礦電池免受環(huán)境因素的影響，從而延長其使用壽命。而且高透明度使得有機(jī)硅膠膜能有效傳遞光線，可以確保鈣鈦礦電池的光電性能。雖然有機(jī)硅材料在很多方面展現(xiàn)了優(yōu)良的特性，但其較低的折射率會導(dǎo)致光的有效利用率下降，從而降低電能的轉(zhuǎn)換率。有機(jī)硅材料通常水汽透過率較高可能導(dǎo)致水分通過膜層進(jìn)入到鈣鈦礦電池內(nèi)，這會導(dǎo)致鈣鈦礦材料的降解，影響電池性能，甚至引發(fā)失效。專利cn111205815a中以可uv混雜固化的功能性有機(jī)聚硅氧烷為主要組分制備得到了一種密封劑組合物。但從其具體實(shí)施例性能數(shù)據(jù)可以看到，其水氣透過率仍然較高。

3、因此，開發(fā)一種新型的有機(jī)硅封裝膠膜，可有效抵御水分侵入，延長鈣鈦礦電池的使用壽命，提升電池的光學(xué)性能，成為行業(yè)急需。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種液態(tài)封裝膠，其固化后的封裝膠膜具有優(yōu)異的透光性、穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和水汽阻隔性，可有效地延長鈣鈦礦電池的使用壽命。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種液態(tài)封裝膠，所述液態(tài)封裝膠包括a組份和b組分。

4、所述a組分按重量份計(jì)，包括丙烯酸酯改性聚丁二烯5-20份、含乙烯基硅油30-50份、乙烯基硅樹脂1-5份、催化劑0.1-0.5份和偶聯(lián)劑1-5份。

5、所述b組分按重量份計(jì)，包括丙烯酸酯改性聚丁二烯5-20份、含乙烯基硅油30-50份、乙烯基硅樹脂1-5份、交聯(lián)劑1-10份、擴(kuò)鏈劑0.1-1份和抑制劑0.01-0.5份。

6、其中，丙烯酸酯改性聚丁二烯5-20份，例如可以是5份、8份、10份、13份、15份、18份或20份。

7、其中，含乙烯基硅油30-50份，例如可以是30份、35份、40份、45份或50份。

8、其中，乙烯基硅樹脂1-5份，例如可以是1份、2份、3份、4份或5份。

9、其中，催化劑0.1-0.5份，例如可以是0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份。

10、其中，偶聯(lián)劑1-5份，例如可以是1份、2份、3份、4份或5份。

11、其中，交聯(lián)劑1-10份，例如可以是1份、2份、4份、6份、8份或10份。

12、其中，擴(kuò)鏈劑0.1-1份，例如可以是0.1份、0.2份、0.4份、0.6份、0.8份或1份。

13、其中，抑制劑0.01-0.5份，例如可以是0.01份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份。

14、本發(fā)明采用乙烯基硅樹脂作為主體樹脂，其中si-o-si結(jié)構(gòu)為膠體提供了良好的耐熱性、耐候性和耐化學(xué)腐蝕性，有效提高了膠體的穩(wěn)定性；采用丙烯酸酯改性聚丁二烯，進(jìn)一步增強(qiáng)了膠體的水汽阻隔性和折射率；采用乙烯基硅油提高了膠體的柔韌性和彈性，使鈣鈦礦電池組件在層壓時(shí)具備良好的緩沖能力，避免了鈣鈦礦材料受到較大應(yīng)力而造成損壞；交聯(lián)劑與乙烯基硅樹脂協(xié)同復(fù)配增強(qiáng)了膠體的拉伸強(qiáng)度與抗撕裂性能；擴(kuò)鏈劑的加入延長了有機(jī)硅分子鏈，提高了膠體的斷裂伸長率與粘附性；偶聯(lián)劑的加入增強(qiáng)了膠體的粘附力，使其與玻璃基材可達(dá)到100％界面破壞；催化劑與抑制劑的復(fù)配延長了膠體可在室溫下的操作時(shí)間，更有利于工業(yè)化應(yīng)用。

15、以下作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，但不作為對本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制，通過以下優(yōu)選的技術(shù)方案，可以更好的達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的和有益效果。

16、優(yōu)選地，所述丙烯酸改性聚丁二烯的制備原料包括丙烯酰氯類化合物、聚烯烴多元醇和縛酸劑。

17、優(yōu)選地，所述丙烯酸改性聚丁二烯的制備方法包括以下步驟：

18、將聚烯烴多元醇和縛酸劑進(jìn)行混合后，加入丙烯酰氯類化合物進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后得到丙烯酸改性聚丁二烯。

19、優(yōu)選地，所述反應(yīng)的時(shí)間為1-12h，例如可以是1h、2h、4h、6h、8h、10h或12h。

20、優(yōu)選地，所述反應(yīng)的溫度為55-65℃，例如可以是55℃、58℃、60℃、62℃或65℃。

21、優(yōu)選地，所述反應(yīng)結(jié)束后還包括過濾、烘干步驟。

22、優(yōu)選地，所述丙烯酰氯類化合物包括丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯、乙基丙烯酰氯或丙基丙烯酰氯中任意一種或至少兩種的組合。

23、優(yōu)選地，所述聚烯烴多元醇包括端羥基聚丁二烯和/或氫化端羥基聚丁二烯。

24、優(yōu)選地，所述的縛酸劑包括無水碳酸鈉、無水碳酸鉀、無水碳酸鈣、吡啶或三乙胺中任意一種或至少兩種的組合。

25、優(yōu)選地，所述丙烯酸改性聚丁二烯的結(jié)構(gòu)如式(1)或式(2)所示：

26、

27、其中，a取自0-1，b取自0-1，c取自0-1，n取自0-100中的整數(shù)，r選自氫、甲基、乙基或丙基。

28、優(yōu)選地，所述含乙烯基硅油包括乙烯基封端的二甲基聚硅氧烷、乙烯基封端的二甲基甲基乙烯基聚硅氧烷或甲基封端的聚乙烯基甲基二甲基硅氧烷中任意一種或至少兩種的組合。

29、優(yōu)選地，所述含乙烯基硅油中乙烯基的質(zhì)量百分含量為0.01％-5％，例如可以是0.01％、1％，2％，3％，4％或5％。

30、優(yōu)選地，所述含乙烯基硅油在25℃下的粘度為100-100000mpa·s，例如可以是100mpa·s、500mpa·s、1000mpa·s、5000mpa·s、10000mpa·s、50000mpa·s或100000mpa·s。

31、優(yōu)選地，所述乙烯基硅樹脂包括乙烯基mq硅樹脂。

32、優(yōu)選地，所述乙烯基mq硅樹脂中m與q的比值為(0.5-1.2):1，例如可以是0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1、1.1:1或1.2:1。

33、優(yōu)選地，所述的交聯(lián)劑包括三甲基硅氧烷封端的二甲基甲基氫聚硅氧烷、氫封端二甲基聚硅氧烷或氫封端的二甲基甲基氫聚硅氧烷中任意一種或至少兩種的組合。

34、優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑中氫原子的質(zhì)量百分含量為0.01％-2％，例如可以是0.01％、0.1％、0.5％、1％、1.5％或2％。

35、優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑在25℃下的粘度為10-1000mpa·s，例如可以是10mpa·s、50mpa·s、100mpa·s、500mpa·s或1000mpa·s。

36、優(yōu)選地，所述擴(kuò)鏈劑包括氫封端的二甲基聚硅氧烷。

37、優(yōu)選地，所述擴(kuò)鏈劑中氫原子的質(zhì)量百分含量為0.01％-1％，例如可以是0.01％、0.1％、0.2％、0.4％、0.6％、0.8％或1％。

38、優(yōu)選地，所述擴(kuò)鏈劑在25℃下的粘度為5-1000mpa·s，例如可以是5mpa·s、50mpa·s、100mpa·s、500mpa·s或1000mpa·s。

39、優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。

40、優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)為r1(ch2)xsi(or2)3。

41、其中，x取自0-3中的整數(shù)，r1選自甲基、乙烯基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、氨基、環(huán)氧基、巰基或異氰酸酯基，r2為甲基或乙基。

42、優(yōu)選地，所述催化劑為鉑金催化劑。

43、優(yōu)選地，所述鉑金催化劑包括氯鉑酸、karstedt催化劑、ashby催化劑、speier催化劑或lamoreaux催化劑中任意一種或至少兩種的組合。

44、優(yōu)選地，所述抑制劑包括馬來酸酯、富馬酸酯、乙炔、苯乙炔、丁炔二酸酯、2-乙烯基異丙醇、2-乙炔基丁-2-醇、3-苯基-1-丁烯-3-醇、1-乙炔基-1-環(huán)戊醇、2-甲基-3-丁炔-2-醇、1-乙炔基-1-環(huán)已醇、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷或3-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷中任意一種或至少兩種的組合。

45、優(yōu)選地，所述液態(tài)封裝膠在25℃下的粘度為1000-50000mpa·s，例如可以是1000mpa·s、5000mpa·s、10000mpa·s或50000mpa·s。

46、第二方面，本發(fā)明提供了一種如第一方面所述的液態(tài)封裝膠的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

47、制備a組分：將丙烯酸酯改性聚丁二烯、含乙烯基硅油、乙烯基硅樹脂、偶聯(lián)劑和催化劑進(jìn)行混合，得到所述a組分。

48、制備b組分：將丙烯酸酯改性聚丁二烯、含乙烯基硅油、乙烯基硅樹脂、交聯(lián)劑、擴(kuò)鏈劑和抑制劑進(jìn)行混合，得到所述b組分。

49、第三方面，本發(fā)明提供了一種封裝膠膜，所述封裝膠膜由第一方面所述的液態(tài)封裝膠將a組分與b組分混合，脫泡，再經(jīng)固化后得到。

50、優(yōu)選地，所述a組分與b組分的混合比例為1:(0.9-1.1)，例如可以是1:0.9、1:1或1:1.1。

51、優(yōu)選地，所述固化的時(shí)間為15-25min，例如可以是15min、17min、20min、22min或25min。

52、優(yōu)選地，所述固化的溫度為90-110℃，例如可以是90℃、95℃、100℃、105℃或110℃。

53、第四方面，本發(fā)明提供了一種如第三方面所述的封裝膠膜在鈣鈦礦電池封裝技術(shù)中的應(yīng)用。

54、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

55、(1)本發(fā)明采用乙烯基硅樹脂作為主體樹脂，其中si-o-si結(jié)構(gòu)為膠體提供了良好的耐熱性、耐候性和耐化學(xué)腐蝕性，有效提高了膠體的穩(wěn)定性；采用丙烯酸酯改性聚丁二烯，進(jìn)一步增強(qiáng)了膠體的水汽阻隔性和折射率；采用乙烯基硅油提高了膠體的柔韌性和彈性，使鈣鈦礦電池組件在層壓時(shí)具備良好的緩沖能力，避免了鈣鈦礦材料受到較大應(yīng)力而造成損壞。

56、(2)本發(fā)明中交聯(lián)劑與乙烯基硅樹脂協(xié)同復(fù)配增強(qiáng)了膠體拉伸強(qiáng)度與抗撕裂性能；擴(kuò)鏈劑的加入延長了有機(jī)硅分子鏈，提高了膠體的斷裂伸長率與粘附性；偶聯(lián)劑的加入增強(qiáng)了膠體的粘附力，使其與玻璃基材可達(dá)到100％界面破壞；催化劑與抑制劑的復(fù)配延長了膠體可在室溫下的操作時(shí)間，更有利于工業(yè)化應(yīng)用。

57、(3)具體地，本發(fā)明制得的液態(tài)封裝膠，25℃下粘度為1000-50000mpa·，外觀無色透明，折射率＞1.45％，固化收縮率≤0.5％；上述液態(tài)封裝膠固化后得到的封裝膠膜：透光率≥95％，斷裂伸長率≥400％，體積電阻率≥1.0×1015ω·cm，水汽透過值≤20g/m2，剝離力/玻璃≥40n/cm，彈性模量可達(dá)1-3n/mm2，邵氏硬度為10-30ha；耐紫外老化(紫外波長290nm-400nm，60kwh/m2)，耐高溫高濕老化(85℃，85％rh，1000h)，耐高溫老化(120℃，48h)后性能：黃變指數(shù)δb＜0.5，透光率≥93％，剝離力/玻璃≥30n/cm，斷裂伸長率≥300％。