一种用于HJT钙钛矿电池的边封密封胶及制备方法与流程

一种用于hjt钙钛矿电池的边封密封胶及制备方法
技术领域
1.本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种用于hjt钙钛矿电池的边封密封胶及制备方法。


背景技术：

2.丁基密封胶是国际公认的气密性、水密性最佳的高分子类材料。它是以丁基橡胶为主体材料的胶黏剂，原材料丁基橡胶是异丁烯(97％～99％)和少量异戊二烯(1％～3％)组成的合成橡胶，但是橡胶本身不具备粘性，因此需要与聚异丁烯相混合提升粘性、抗老化性、耐候性等，最终得到的丁基密封胶分子极性大、不饱和键含量低、分子链活性低，因此具有良好的化学稳定性和热稳定性。随着新型能源光伏电池版技术的提升，而针对hjt(晶体硅异质结太阳电池)、钙钛矿等光伏新型电池密封技术严苛，从而hjt、钙钛矿材料对水汽较为敏感，因此hjt、钙钛矿组件封装防水性能至关重要。
3.针对上述背景，研究过程中认为丁基胶产品具备高阻水性能，可以成为新型组件封装材料，配合胶膜使用以满足高效电池的防水要求。同时，认为丁基胶产品具备不可替代性，丁基胶广泛应用于建筑、汽车等领域。其中钙钛矿、hjt等新型电池技术催生光伏丁基胶需求，支撑市场扩容。此外，热熔型丁基胶由于产线适配性较好，适合大规模量产，它有望取代胶带而成为主流应用形式。


技术实现要素：

4.本发明技术的目的在于解决现有技术的缺陷，提出一种用于hjt钙钛矿电池的边封密封胶及制备方法，该产品具体是一种基于丁基橡胶适用于抗高水汽敏感的钙钛矿、hjt电池组件边封密封胶。本发明产品适用于hjt、钙钛矿太阳能电池组件的封装，进一步的说明，针对hjt、钙钛矿等光伏新型电池对水汽较为敏感性，是一种防漏电hjt、钙钛矿太阳能电池组件的封装结构中的一种基于丁基橡胶适用于抗高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封密封胶。
5.为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种用于hjt钙钛矿电池的边封密封胶，
6.包括如下重量份的原料：
7.配方原料名称配方％液太丁基橡胶聚合物45-55热塑性弹性体tpv13-20增塑剂5-10增粘剂1-3软化剂5-10稳定剂1-2填料4-7
粘接促进剂0.5-2吸水干燥剂8-12
8.所述的液太丁基橡胶聚合物由丁基橡胶聚合物和聚异丁烯聚合而成，所述的丁基橡胶聚合物的粘均平均分子量为300000～500000，所述的聚异丁烯的粘均平均分子量为30000～100000。
9.进一步的，所述的热塑性弹性体tpv的平均分子量为28000-30000。
10.进一步的所述的增塑剂是烷基酯类及低分子量聚丁烯中的任意一种，低分子量聚丁烯的分子量范围为300000-500000。
11.进一步的，所述的增粘剂是聚丙烯酸苯乙烯类嵌段共聚物。
12.进一步的，所述的软化剂是芳烃d80#、d120#、d150#油。
13.进一步的，所述的稳定剂包括紫外线吸收剂和抗氧剂，其中，紫外线吸收剂是水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类，抗氧剂是叔丁基酚类。
14.进一步的，所述的填料是气相二氧化硅或沉淀二氧化硅。
15.进一步的，所述的粘接促进剂是γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-[(2，3)-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷、双-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物。
[0016]
进一步的，所述的吸水干燥剂为矿物结构天然膨润土。
[0017]
再进一步的，一种用于hjt钙钛矿电池的边封密封胶的制备方法，在真空条件下、高温120℃～150℃下向驱动双捏合机中依次加入液体丁基橡胶聚合物、热塑性弹性体tpv、增塑剂、增粘剂、软化剂、稳定剂后，在真空保护下共混60～90分钟，再加入填料疏水气相二氧化硅、吸水干燥剂，真空保护下混合120分钟、然后加入粘接促进剂真空混合30分钟后，得到分散均匀且白色或灰色一种基于丁基橡胶适用于高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封胶；最后热熔硫化成抗高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封胶丁基橡胶带或胶条。
[0018]
本发明的技术效果在于：本发明提供的一种基于丁基橡胶适用于高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封胶，可以有效防止电池组件受湿热水汽侵蚀导致的边缘密封胶脱层，解决边缘水汽侵入腐蚀电池问题，很好满足边缘密封封装要求；同时添加粘接(促进)剂和吸水干燥剂及热塑性弹性体tpv树脂可以很好的达到粘接铝型材边框及玻璃的目的，满足光伏组件机械载荷要求，有效防止组件层压件与边框滑脱。本发明产品适用于hjt、钙钛矿太阳能电池组件的封装，进一步的说明，针对hjt、钙钛矿等光伏新型电池对水汽较为敏感性，是一种防漏电hjt、钙钛矿太阳能电池组件的封装结构中的一种基于丁基橡胶适用于抗高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封密封胶。
附图说明
[0019]
图1为本发明的(封)密封胶产品图；
[0020]
图2为本发明的特定结构的热塑性弹性体tpv的合成示意图；
[0021]
图3为本发明的tpv的结构生成图；
[0022]
图4为液太丁基橡胶聚合物lir-50的结构图。
具体实施方式
[0023]
本发明产品适用于hjt、钙钛矿太阳能电池组件的封装，进一步的说明，针对hjt、钙钛矿等光伏新型电池对水汽较为敏感性，是一种防漏电hjt、钙钛矿太阳能电池组件的封装结构中的一种基于丁基橡胶适用于抗高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封密封胶。
[0024]
本发明提供的密封材料，包括如下重量份的原料：
[0025]
配方原料名称配方(单位：g)液太丁基橡胶聚合物lir-5045-55热塑性弹性体tpv13-20增塑剂5-10增粘剂1-3软化剂5-10稳定剂1-2填料4-7粘接促进剂0.5-2吸水干燥剂8-12
[0026]
本发明的液太丁基橡胶聚合物由丁基橡胶聚合物和聚异丁烯聚合而成。本发明中的丁基橡胶聚合物的粘均平均分子量为300000～500000(可选exxon公司产品065、268等)，及聚异丁烯的粘均平均分子量为30000～100000(可选新日本石油公司产品5t，basf公司产品b10、b12、b15等)。
[0027]
本技术液(态)太丁基橡胶聚合物为l-ir-390。其结构式参照图4。
[0028]
本发明中所述的热塑性弹性体tpv的平均分子量为28000-30000(可选jlopta公司的pacreltpv6355、6365n-3、6390n等)。
[0029]
本发明中所述的增塑剂是烷基酯类及低分子量聚丁烯中的任意一种(可选如dep、dop、pb450、pb2400等)，低分子量聚丁烯的分子量范围为300000-500000。
[0030]
本发明中所述的增粘剂是聚丙烯酸苯乙烯类嵌段共聚物(可选如广州兴航化工xh-15a)。
[0031]
本发明中所述的软化剂是芳烃d80#、d120#、d150#油等。
[0032]
本发明中所述的稳定剂包括紫外线吸收剂和抗氧剂，其中，紫外线吸收剂是水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类等(可选紫外线吸收剂bad、uv-9、uv-531、uv-327等)；抗氧剂是叔丁基酚类(可选irganox 1010、irganox 168、irganox245等)。
[0033]
本发明中所述的填料是气相二氧化硅或沉淀二氧化硅。优选疏水气相二氧化硅sio
2-c5。
[0034]
本发明中所述的粘接促进剂是γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-[(2，3)-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷、双-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物等。优选γ-氨丙基三甲氧基硅烷kh-792。
[0035]
本发明中所述的吸水干燥剂为矿物结构天然膨润土。优选micro-pak dri clay 033。
[0036]
本发明的一种基于丁基橡胶适用于抗高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封密封胶的研制方法为：在高温120℃～150℃下向驱动双捏合机中依次加入液体丁基橡胶聚合
物、热塑性弹性体tpv、增塑剂、增粘剂、软化剂、稳定剂(紫外线吸收剂、抗氧剂)后，在真空保护下共混60～90分钟，再加入填料疏水气相二氧化硅sio
2-c5、吸水干燥剂，真空保护下混合120分钟、然后加入粘接促进剂真空混合30分钟后，得到分散均匀且白色或灰色一种基于丁基橡胶适用于高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封胶。最后热熔硫化成抗高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封胶丁基橡胶带或胶条。
[0037]
本发明提供的是一种基于丁基橡胶适用于抗高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封密封胶，通过各种原材料特性和差异组分之间的配合，可以有效解决水汽透过率偏大、与铝型材边框和玻璃间无法粘结的问题。特别是通过添加特定结构的热塑性弹性体tpv及吸水干燥剂可以有效防止密封材料受湿热水汽侵蚀导致的脱层，很好的满足高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边密封封装要求；同时添加(偶联)粘接促进剂可以很好的达到粘接铝型材边框及玻璃的目的，满足光伏组件机械载荷要求，有效防止组件层压件与边框滑脱及hjt、钙钛矿电池组件抗高水汽敏感性。
[0038]
本发明提供的一种基于丁基橡胶适用于抗高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封密封胶制备方法中提供的原材料材料，通过对吸水干燥剂以及其它原料的限定，能够进一步提升密封性能和降低水汽透过率。参照前述，本发明提供的一种基于丁基橡胶适用于抗高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封密封胶制备方法，首先在真空条件下高温120℃～150℃下向驱动双捏合机中依次加入液体丁基橡胶聚合物、热塑性弹性体tpv、增塑剂、增粘剂、软化剂、稳定剂(紫外线吸收剂、抗氧剂)后，在真空保护下共混60～90分钟，再加入填料疏水气相二氧化硅sio
2-c5、吸水干燥剂，真空保护下混合120分钟、然后加入粘接促进剂真空混合30分钟后，得到分散均匀且白色或灰色一种基于丁基橡胶适用于抗高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封密封胶。最后热熔硫化成抗高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封胶丁基橡胶带或胶条。
[0039]
本发明提供的一种基于丁基橡胶适用于高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封胶，可以有效防止电池组件受湿热水汽侵蚀导致的边缘密封胶脱层，解决边缘水汽侵入腐蚀电池问题，很好满足边缘密封封装要求；同时添加(偶联)粘接(促进)剂和吸水干燥剂及热塑性弹性体tpv树脂可以很好的达到粘接铝型材边框及玻璃的目的，满足光伏组件机械载荷要求，有效防止组件层压件与边框滑脱。
[0040]
为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的配方作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的配方是本发明的一些实施方式。
[0041][0042]
备注：以上配方为实验证明应用配方。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些配方获得其他的配方。
[0043]
实验证明产品说明：
[0044]
产品特性
[0045]
得到的helpyou fsj-007系列边缘密封胶是一款丁基型光伏组件边缘密封胶，其具有优异的水汽阻隔性能、粘结性和长期耐候性能，与常规封装材料如eva、poe等都具有良好的兼容性，用于敏感性电池cigs、cdte、hjt、钙钛矿等光伏组件的边缘密封可以有效延缓组件在户外高温高湿环境下水汽侵蚀。
[0046]
产品特点如下：
[0047]
1)超高水汽阻隔性
[0048]
2)极低挥发性组分含量
[0049]
3)优异的绝缘性能
[0050]
4)与玻璃、铝型材、钢材、金属合金等具有优秀的粘结性
[0051]
5)耐湿热老化、耐高低温冲击、耐紫外老化，具有优异的性能保持率
[0052]
产品理化指标
[0053][0054]
备注：以上理化数据是最终合格产品，采用的是配方3。每个实验有一定检测分析差异，供同行业参考。
[0055]
本发明所描述的实施方式仅出于示例性目的，并非用以限制本发明的保护范围，
本领域技术人员可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进，
[0056]
因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。

技术特征：
1.一种用于hjt钙钛矿电池的边封密封胶，其特征在于：包括如下重量份的原料：配方原料名称配方％液太丁基橡胶聚合物45-55热塑性弹性体tpv13-20增塑剂5-10增粘剂1-3软化剂5-10稳定剂1-2填料4-7粘接促进剂0.5-2吸水干燥剂8-12所述的液太丁基橡胶聚合物由丁基橡胶聚合物和聚异丁烯聚合而成，所述的丁基橡胶聚合物的粘均平均分子量为300000～500000，所述的聚异丁烯的粘均平均分子量为30000～100000。2.根据权利要求1所述的一种用于hjt钙钛矿电池的边封密封胶，其特征在于：所述的热塑性弹性体tpv的平均分子量为28000-30000。3.根据权利要求1所述的一种用于hjt钙钛矿电池的边封密封胶，其特征在于：所述的增塑剂是烷基酯类及低分子量聚丁烯中的任意一种，低分子量聚丁烯的分子量范围为300000-500000。4.根据权利要求1所述的一种用于hjt钙钛矿电池的边封密封胶，其特征在于：所述的增粘剂是聚丙烯酸苯乙烯类嵌段共聚物。5.根据权利要求1所述的一种用于hjt钙钛矿电池的边封密封胶，其特征在于，所述的软化剂是芳烃d80#、d120#、d150#油。6.根据权利要求1所述的一种用于hjt钙钛矿电池的边封密封胶，其特征在于，所述的稳定剂包括紫外线吸收剂和抗氧剂，其中，紫外线吸收剂是水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类，抗氧剂是叔丁基酚类。7.根据权利要求1所述的一种用于hjt钙钛矿电池的边封密封胶，其特征在于，所述的填料是气相二氧化硅或沉淀二氧化硅。8.根据权利要求1所述的一种用于hjt钙钛矿电池的边封密封胶，其特征在于，所述的粘接促进剂是γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-[(2，3)-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷、双-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物。9.根据权利要求1所述的一种用于hjt钙钛矿电池的边封密封胶，其特征在于，所述的吸水干燥剂为矿物结构天然膨润土。10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种用于hjt钙钛矿电池的边封密封胶的制备方法，其特征在于，在真空条件下、高温120℃～150℃下向驱动双捏合机中依次加入液体丁基橡胶聚合物、热塑性弹性体tpv、增塑剂、增粘剂、软化剂、稳定剂后，在真空保护下共混60～90分钟，再加入填料疏水气相二氧化硅、吸水干燥剂，真空保护下混合120分钟、然后加入粘
接促进剂真空混合30分钟后，得到分散均匀且白色或灰色一种基于丁基橡胶适用于高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封胶；最后热熔硫化成抗高水汽敏感的hjt、钙钛矿电池组件边封胶丁基橡胶带或胶条。

技术总结
本发明涉及一种用于HJT钙钛矿电池的边封密封胶及制备方法，该封密封胶包括如下重量份的原料：配方原料名称配方％液太丁基橡胶聚合物45-55热塑性弹性体TPV13-20增塑剂5-10增粘剂1-3软化剂5-10稳定剂1-2填料4-7粘接促进剂0.5-2吸水干燥剂8-12所述的液太丁基橡胶聚合物由丁基橡胶聚合物和聚异丁烯聚合而成，所述的丁基橡胶聚合物的粘均平均分子量为300000～500000，所述的聚异丁烯的粘均平均分子量为30000～100000。丁烯的粘均平均分子量为30000～100000。丁烯的粘均平均分子量为30000～100000。


技术研发人员：张宇军 徐木兰
受保护的技术使用者：合肥博朗德纳米技术有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/23