专利名称：一种太阳能晶硅棒拼接胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能晶硅棒拼接胶及其制备方法。
背景技术：
近年来，中国太阳能光伏产业发展迅猛，成为新兴产业中为数不多的具有较强国际竞争力的产业，其根本原因在于中国光伏企业坚持技术研发和成本控制，以提高核心竞争力，使世界光伏产业的重心逐渐向中国转移。光伏产业太阳能电池的生产工艺流程一般为:铸锭一切方一切片一组件一组装。目前，太阳能晶硅棒拼接胶普遍采用双组分环氧树脂胶。环氧树脂胶具有粘接强度高的优点，但同时具有许多显著的缺点，具体表现为:硅棒固化定位时间长，影响生产节骤，即使采用快速固化剂也难以满足节骤要求；环氧树脂胺类固化剂有毒，对操作环境污染较大，操作工人常发生刺激过敏等不良反应；在水性/油性切削液环境中粘接强度和模量衰减下降较大；操作麻烦，甲乙组分配比严格，混合必须均匀；对温度和湿度敏感，储存稳定性差，在长久储存条件下容易出现表面结皮变质现象，严重时甚至出现掉片或掉棒的严重事故。
发明内容
为了解决现有技术中所用环氧树脂拼棒胶所存在的定位时间长、强度低，冲击韧性差、操作麻烦、环境湿气敏感、储存稳定性差等缺点，本发明提供了一种太阳能晶硅棒拼接胶，其具有操作方便、定位时间快、粘接强度高、抗冲击韧性佳、耐化学介质性好、储存稳定性好等优点，给拼棒胶性能带来极大的改善。 本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种太阳能晶硅棒拼接胶，由厌氧胶液和促进剂组成，其中，所述厌氧胶液由以下重量份数的各原料组成:稀释剂10 30份，齐聚物20 80份，偶联剂I 5份，氧化剂I 5份，还原剂0.2 0.8份，助还原剂0.1 0.5份，阻聚剂0.01 0.03份；所述表面促进剂由以下重量份数的各原料组成:金属有机酸盐0.1 I份，溶剂90 99.9份。本发明的有益效果是:本发明针对太阳能晶硅棒拼接专用胶工艺及性能要求，以特定成分的厌氧胶复合单体为主体成分，再配以相应的增强剂、氧化剂、还原剂、阻聚剂等助剂，成为硅棒拼接专用厌氧胶。再通过在表面促进剂的组份里添加金属有机酸盐，摈弃传统的丙酮、氯仿等有毒溶剂，采用无毒的无水乙醇作溶剂，以此缩短胶粘剂固化物定位时间，提高储存稳定性、粘接强度、冲击韧性，改善工艺操作性和耐化学介质性，降低环境的湿气敏感度；并对本发明厌氧胶粘剂和传统的环氧树脂胶黏剂的性能对比测试进行评价。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步，所述稀释剂为三缩四乙二醇多丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯中的一种或几种的混合。
进一步，所述齐聚物为乙氧化双酚A 二甲基丙烯酸酯(优选市售长兴化学公司BPA2E0DMA型号)、双酚A环氧丙烯酸酯、聚氨酯双酯中的一种或几种的混合。进一步，所述氧化剂为过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或几种的混合。进一步，所述还原剂为三乙胺、N，N-二甲基苯胺、三乙醇胺中的一种或几种的混合；所述助还原剂为不溶性糖精。进一步，所述阻聚剂为1，4_萘醌、对苯二酚、对苯醌中的一种或几种的混合。进一步，所述偶联剂为(2, 3_环氧丙基)丙基二甲氧基娃烧A-187。进一步，所述表面促进剂为二茂铁乙醇溶液、醋酸铜乙醇溶液、异辛酸铜乙醇溶液、乙酰丙酮铜乙醇溶液中的一种或几种的混合。本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种太阳能晶硅棒拼接胶的制备方法，包括以下步骤:(I)分别制备厌氧胶液和表面促进剂:I)将重量份数为20 80份的齐聚物、10 30份的稀释剂、0.01 0.03份的阻聚剂加入搅拌机内混合均匀，再加入重量份数为0.2 0.8份的还原剂、0.1 0.5份的助还原剂，先加热，再搅拌，然后冷却降至室温，再加入重量份数为I 5份的偶联剂，再次搅拌，然后再进行抽真空，即得所述太阳能晶硅棒拼接胶的厌氧胶液；2)将重量份数为0.1 I份的金属有机酸粉末，90 99.9份的溶剂，加入搅拌机内进行搅拌，至混合均匀，即得所述太阳能晶硅棒拼接胶的表面促进剂。(2)使用时，将 被粘晶硅棒的表面涂敷表面促进剂，晾干，再涂厌氧胶液，对接即迅速粘合。10秒左右即可定位，固化后进行晶片切割。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步，在步骤I)中，所述加热后的温度为40 60°C。进一步，在步骤I)中，所述搅拌的工艺条件为:在自转速度为500 1000转/分钟，公转速度为5 8转/分钟的条件下,搅拌0.3 I小时。进一步，在步骤I)中，所述再次搅拌的时间为0.5 1.5小时；所述抽真空的工艺条件为:抽真空5 15分钟，使真空度至-0.1 -0.08MPa。进一步，在步骤2)中，所述搅拌的工艺条件为:在自转速度为200 500转/分钟，公转速度为5 8转/分钟的条件下，搅拌0.2 I小时。本发明的有益效果是:本发明太阳能晶硅棒拼接胶在保证晶片切割加工过程中有足够的强度避免质量事故的前提下，相比传统环氧树脂胶而言，可明显提高工件定位时间、提高粘接强度和抗冲击韧性，改善储存稳定性、工艺操作性和耐化学介质性，降低环境的湿气敏感度。
具体实施例方式以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例1准确称取如下各种原料:乙氧化双酚A 二甲基丙烯酸酯67份、三缩四乙二醇多丙烯酸酯15份、1，4_萘醌0.02份加入双行星动力混合搅拌机内混合均匀，再加入N，N- 二甲基苯胺0.5份、糖精0.3份，升温至40°C，在所述双行星动力混合搅拌机自转速度为500转/分钟，公转速度为8转/分钟的条件下，机械搅拌0.5小时使完全溶解，随后快速冷却降至室温，加入过氧化苯甲酰3份，再加入A-187偶联剂2份，搅拌I小时均匀后，抽真空10分钟，真空度至-0.1MPa0出料，即得到本发明太阳能晶硅棒拼接的厌氧胶液，包装放置待用。准确称取表面促进剂各组分如下:将重量为0.2份异辛酸铜粉末，无水乙醇99.8份溶剂，加入双行星动力混合搅拌机内混合，在所述双行星动力混合搅拌机自转速度为300转/分钟，公转速度为5转/分钟的条件下，机械搅拌0.5小时，出料，即得到本发明太阳能晶硅棒拼接胶的促进剂，包装放置待用。实施例2准确称取如下各种原料:双酚A环氧丙烯酸酯60份、乙氧化双酚A 二甲基丙烯酸酯20份、甲基丙烯酸羟乙酯10份、对苯二酚0.02份加入双行星动力混合搅拌机内混合均匀，再加入三乙胺0.2份、糖精0.1份，升温至60°C，在所述双行星动力混合搅拌机自转速度为500转/分钟，公转速度为8转/分钟的条件下，机械搅拌0.5小时使完全溶解，随后快速冷却降至室温，加入异丙苯过氧化氢2份，再加入A-187偶联剂I份，搅拌I小时均匀后，抽真空10分钟，真空度至-0.0SMPa0出料，即得到本发明太阳能晶硅棒拼接的厌氧胶液，包装放置待用。准确称取表面促进剂各组分如下:将重量为0.8份丁基二茂铁，无水乙醇99.2份溶剂，加入双行星动力混合搅拌机内混合，在所述双行星动力混合搅拌机自转速度为300转/分钟，公转速度为5转/分钟的条件下，机械搅拌0.5小时，出料，即得到本发明太阳能晶硅棒拼接胶的促进剂，包装放置待用。实施例3
准确称取如下各种原料:乙氧化双酚A 二甲基丙烯酸酯10份、聚氨酯改性丙烯酸双酯20份、2-苯氧基乙基丙烯酸酯30份、对苯醌0.01份加入双行星动力混合搅拌机内混合均匀，再加入三乙醇胺0.8份、糖精0.5份，升温至50°C，在所述双行星动力混合搅拌机自转速度为500转/分钟，公转速度为8转/分钟的条件下，机械搅拌0.5小时使完全溶解，随后快速冷却降至室温，加入过氧化苯甲酸叔丁酯I份，再加入A-187偶联剂4份，搅拌I小时均匀后，抽真空10分钟，真空度至-0.06MPa。出料，即得到本发明太阳能晶硅棒拼接的厌氧胶液，包装放置待用。准确称取表面促进剂各组分如下:将重量为I份醋酸铜粉末，无水乙醇99份溶剂，加入双行星动力混合搅拌机内混合，在所述双行星动力混合搅拌机自转速度为300转/分钟，公转速度为5转/分钟的条件下，机械搅拌0.5小时，出料，即得到本发明太阳能晶硅棒拼接胶的促进剂，包装放置待用。实施例4准确称取如下各种原料:双酚A环氧丙烯酸酯80份、2-苯氧基乙基丙烯酸酯20份、1，4_萘醌0.03份加入双行星动力混合搅拌机内混合均匀，再加入三乙胺0.6份、糖精0.4份，升温至45°C，在所述双行星动力混合搅拌机自转速度为500转/分钟，公转速度为8转/分钟的条件下，机械搅拌0.5小时使完全溶解，随后快速冷却降至室温，加入异丙苯过氧化氢5份，再加入A-187偶联剂5份，搅拌I小时均匀后，抽真空10分钟，真空度至-0.05MPa。出料，即得到本发明太阳能晶硅棒拼接的厌氧胶液，包装放置待用。准确称取表面促进剂各组分如下:将重量为0.6份乙酰丙酮铜粉末，无水乙醇99.4份溶剂，加入双行星动力混合搅拌机内混合，在所述双行星动力混合搅拌机自转速度为300转/分钟，公转速度为5转/分钟的条件下，机械搅拌0.5小时，出料，即得到本发明太阳能晶硅棒拼接胶的促进剂，包装放置待用。 以上实施例1至实施例4，工艺使用时，将被粘晶硅棒的表面涂敷促进剂，晾干，再涂厌氧胶液，对接，粘合，定位，固化，即进行晶片切割。对比实施例1传统环氧树脂胶粘剂配方，准确称取如下各种原料:双酚A型环氧树脂55份，端羧基丁晴橡胶CTBN增韧环氧树脂20份，活性硅微粉20份，纳米碳酸钙3份，气相二氧化硅2份，KH-560偶联剂0.2份，将上述各原料依次加入双行星动力混合搅拌机内，抽真空至-0.1MPa,于自转速度为1000转/分钟，公转速度为8转/分钟的条件下，机械搅拌2小时，混合均匀，得到环氧树脂胶粘剂的A组分，包装放置待用。准确称取固化剂各组分如下:GPM800环氧固化剂65份，650#聚酰胺固化剂13份，碳酸钙22份，将上述各原料依次加入双行星动力混合搅拌机内，抽真空至-0.1MPa,于自转速度为1000转/分钟，公转速度为8转/分钟的条件下，机械搅拌2小时，混合均匀，得到环氧树脂胶粘剂的B组分，包装放置待用。将对比实施例1得到的环氧树脂胶粘剂的A组分和B组分按重量配比1:1进行称取，混合，涂敷，定位，固化，再进行晶片切割。通过下面的试验测试本发明的太阳能晶硅棒拼接胶的性能。测试方法的步骤为:将实施例1至4各实施例中得到的太阳能晶硅棒拼接胶，在测试时，将被粘物的表面涂敷促进剂，晾干，再涂厌氧胶液8-10克，对接，定位，固化，再进行性能测试。将对比实施例1得到的环氧树脂胶粘剂的A组分和B组分按重量配比1:1进行混合，称取混胶8-10克，对接，定位，固化，再进行性能测试。试验实施例1剪切强度的测试:将上述实施例1-4和现有的传统环氧树脂胶粘剂进行对比测试，按照标准GB/T6329-1996 测试。 试验实施例2冲击强度测试:将上述实施例1-4和现有的传统环氧树脂胶粘剂进行对比测试，按照标准GB/T2571-1995 测试。试验实施例3定位时间的测试:将上述实施例1-4和现有的传统环氧树脂胶粘剂进行对比测试，按照标准ASTM5363-1997测试。以经丙酮除油后的钢质M8螺栓和螺母作为室温测试对象。试验实施例4储存稳定性测试将上述实施例1-4和现有的传统环氧树脂胶粘剂的组分，各取IOOg倒入200毫升玻璃烧杯中，然后将其置于恒温恒湿箱中，在温度25°C、相对湿度50 %的环境中，敞口放置15天，观察胶液变化状况。试验实施例5耐介质性能测试
将上述实施例1-4和现有的传统环氧树脂胶粘剂的组分按所定要求进行粘合MlO钢块，定位后室温放置24小时，在70°C条件下，分别在200#溶剂油中浸泡24小时，测试其压缩剪切强度，测试标准参Q/SH 114-2009标准执行。测试所得结果如表一所示。表一测试所得结果
权利要求
1.一种太阳能晶硅棒拼接胶，其特征在于，由厌氧胶液和促进剂组成； 其中，所述厌氧胶液由以下重量份数的各原料组成:稀释剂1(T30份，齐聚物2(T80份，偶联剂I飞份，氧化剂I飞份，还原剂0.2 0.8份，助还原剂0.r0.5份，阻聚剂0.0r0.03份； 所述表面促进剂由以下重量份数的各原料组成:金属有机酸盐0.fl份，溶剂90、9.9份。
2.根据权利要求1所述的太阳能晶硅棒拼接胶，其特征在于，所述稀释剂为三缩四乙二醇多丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯中的一种或任意几种的混合。
3.根据权利要求1所述的太阳能晶硅棒拼接胶，其特征在于，所述齐聚物为乙氧化双酚A 二甲基丙烯酸酯、双酚A环氧丙烯酸酯、聚氨酯双酯中的一种或任意几种的混合。
4.根据权利要求1所述的太阳能晶硅棒拼接胶，其特征在于，所述偶联剂为(2，3-环氧丙基)丙基三甲氧基硅烷；所述氧化剂为过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或任意几种的混合；所述还原剂为三乙胺、N，N-二甲基苯胺、三乙醇胺中的一种或任意几种的混合；所述助还原剂为不溶性糖精；所述阻聚剂为1，4_萘醌或对苯二酚。
5.根据权利要求1所述的太阳能晶硅棒拼接胶，其特征在于，所述表面促进剂为二茂铁乙醇溶液、醋酸铜乙醇溶液、异辛酸铜乙醇溶液中的一种或任意几种的混合。
6.一种太阳能晶硅棒拼接胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)所述太阳能晶硅棒拼接胶的厌氧胶液的制备步骤为:将重量份数为20 80份的齐聚物、10 30份的稀 释剂、0.01 0.03份的阻聚剂加入搅拌机内混合均匀，再加入重量份数为0.2 0.8份的还原剂、0.1 0.5份的助还原剂，先加热，再搅拌，然后冷却降至室温，再加入重量份数为I 5份的偶联剂，再次搅拌，然后再进行抽真空，即得所述太阳能晶硅棒拼接胶的厌氧胶液； 2)所述太阳能晶硅棒拼接胶的表面促进剂的制备步骤为:将重量份数为0.1 I份的金属有机酸粉末，90 99.9份的溶剂，加入搅拌机内进行搅拌，至混合均匀，即得所述太阳能晶硅棒拼接胶的表面促进剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤I)中，所述加热后的温度为40 60。。。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤I)中，所述搅拌的工艺条件为:在自转速度为500 1000转/分钟，公转速度为5 8转/分钟的条件下，搅拌0.3 I小时。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤I)中，所述再次搅拌的时间为0.5 1.5小时；所述抽真空的工艺条件为:抽真空5 15分钟，使真空度至-0.1 -0.08MPa。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，所述搅拌的工艺条件为:在自转速度为200 500转/分钟，公转速度为5 8转/分钟的条件下，搅拌0.2 I小时。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能晶硅棒拼接胶及其制备方法，由厌氧胶液和促进剂组成，所述制备方法为分别制备厌氧胶液、促进剂，使用时，将被粘晶硅棒的表面涂敷促进剂，晾干，再涂厌氧胶液，对接即迅速粘合。本发明太阳能晶硅棒拼接胶在保证晶片切割过程中有足够强度和韧性的前提下，具有定位时间快、操作方便、耐化学介质性能好、储存稳定性好的特点，将成为行业用胶黏剂的首选。
文档编号C09J4/02GK103160211SQ201110427188
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者姜贵琳, 王建斌, 解海华 申请人:烟台德邦科技有限公司