一種太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠及其制備方法，由重量配比為1：1的A組分和B組分組成，其中，所述A組分由以下重量份的原料組成：丙烯酸酯單體50～80份、熱膨脹劑8～30份、促進(jìn)劑2～10份、觸變劑2～10份；所述B組分由以下重量份的原料組成：丙烯酸酯單體50～80份、脫膠因子5～25份、引發(fā)劑2～10份、阻聚劑0.01～0.5份、觸變劑2～10份。本發(fā)明提供的太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠具有快速的粘接速度，而且脫膠容易，節(jié)能環(huán)保，沒有任何有害氣體產(chǎn)生，給晶托-玻璃粘結(jié)膠的性能帶來極大的改善。
【專利說明】一種太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠及其制備方法，屬于太陽能晶硅切片領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在新能源新材料國家政策的刺激下，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，據(jù)報(bào)道，截止2012年，太陽能電池的裝機(jī)容量已達(dá)1000MW以上。光伏產(chǎn)業(yè)太陽能電池的生產(chǎn)工藝流程一般為:鑄錠一切方一切片一組件一組裝。據(jù)有關(guān)方面報(bào)道，晶托-玻璃臨時(shí)粘結(jié)膠應(yīng)用于光伏產(chǎn)業(yè)，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，有非常巨大的市場(chǎng)應(yīng)用空間。
[0003]目前在晶硅切片的生產(chǎn)領(lǐng)域，晶托-玻璃的臨時(shí)粘接有嚴(yán)格的工藝要求。一方面，為了保證正常的生產(chǎn)節(jié)奏，粘接至固化再至上機(jī)切割總時(shí)間不長于4小時(shí)。這就要求晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠要有快速固化的特點(diǎn)；另一方面，晶棒切割完成后，要在最短的時(shí)間內(nèi)將廢置的玻璃板與金屬晶托完全脫離開來，以滿足整個(gè)生產(chǎn)工藝的高速節(jié)驟，這就要求，所粘接的晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠要求能很容易被脫離開來。
[0004]目前晶托-玻璃的臨時(shí)粘接普遍采用雙組分環(huán)氧樹脂膠黏劑，由于技術(shù)的局限性，遠(yuǎn)不能滿足晶硅切片環(huán)節(jié)的工藝要求。一方面，表現(xiàn)為粘接速度慢，達(dá)到切割工藝所要求的強(qiáng)度需要3小時(shí)以上。另一方面，其采用烘箱高溫烘烤脫膠工藝，必須長時(shí)間高溫烘烤才能將膠脫離開來。烘烤溫度高達(dá)250°C以上，脫膠時(shí)間需要5小時(shí)以上。不僅耗能嚴(yán)重，而且膠分解產(chǎn)生的氣體毒性極大，嚴(yán)重污染環(huán)境和危害人體的健康。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠存在的粘接速度慢和脫膠難的嚴(yán)重缺陷，本發(fā)明提供了一種太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠及其制備方法，此粘接膠為雙組分丙烯酸酯膠粘劑，具有快速的粘接速度，I小時(shí)之內(nèi)即可達(dá)到工藝所要求的粘接強(qiáng)度；而且脫膠容易，在90°C的熱水中浸泡20分鐘，就可使切割后的廢置玻璃與金屬晶托完全分離開來，節(jié)能環(huán)保，沒有任何有害氣體的產(chǎn)生，給晶托-玻璃粘結(jié)膠的性能帶來極大的改善。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠，由重量配比為1:1的A組分和B組分組成，
[0007]其中，所述A組分由以下重量份的原料組成:丙烯酸酯單體50~80份、熱膨脹劑8~30份、促進(jìn)劑2~10份、觸變劑2~10份；
[0008]所述B組分由以下重量份的原料組成:丙烯酸酯單體50~80份、脫膠因子5~25份、引發(fā)劑2~10份、阻聚劑0.01~0.5份、觸變劑2~10份。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0010]進(jìn)一步，所述丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸(MAA)、二甲基丙烯酸縮乙二醇酯、甲基丙烯酸異冰片酯中的兩種或兩種以上的混合物；[0011]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是選用丙烯酸酯單體為主體成分，不同于傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂材料，使本發(fā)明制備的太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠固化速度要比選用環(huán)氧樹脂材料的產(chǎn)品快得多；
[0012]進(jìn)一步,所述觸變劑為親水型氣相硅,如德國贏創(chuàng)公司市售的A300或A380。
[0013]進(jìn)一步，所述熱膨脹劑為高分子熱膨脹微膠囊，它是一種核殼結(jié)構(gòu)，外殼為熱塑性丙烯酸樹脂類聚合物，內(nèi)核為烷烴類氣體組成的球狀塑料顆粒。直徑一般為10~45微米，加熱后體積可迅速膨脹增大到自身的幾十倍，以此提高本發(fā)明的丙烯酸酯膠粘劑固化物的脫膠性能，從而達(dá)到輔助脫膠的效果。同時(shí)，它還在本發(fā)明丙烯酸酯膠粘劑的配方中起到增韌抗沖擊的功能，優(yōu)選為廣州市伊高化工有限公司的MP-12型號(hào)，起始脫膠溫度為80°C，或選用日本松本公司MICROPEARL F-36D型號(hào)，起始脫膠溫度為75°C。
[0014]進(jìn)一步，所述脫膠因子為產(chǎn)氣發(fā)泡劑，通過它們之間的不同配合，使之在80~90°C的溫度范圍內(nèi)產(chǎn)出氣體，破壞掉膠的粘接層，從而使晶托與玻璃分離，以此提高本發(fā)明的丙烯酸酯膠粘劑固化物的脫膠性能，具體為偶氮二甲酸二異丙酯、偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈中的一種或幾種的混合物。
[0015]進(jìn)一步，所述引發(fā)劑為異丙苯過氧化氫、過氧化苯甲酰中的一種或兩種的混合物；
[0016]進(jìn)一步，所述阻聚劑為對(duì)苯醌、對(duì)苯二酚、264抗氧劑中的一種或幾種的混合物。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
[0018]本發(fā)明制備的太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠，通過在A組份里添加熱膨脹劑，在B組份里添加脫膠因子，以此提高丙烯酸酯膠粘劑固化物的脫膠性能，具有快速的粘接速度，I小時(shí)之內(nèi)即可達(dá)到工藝所要求的粘接強(qiáng)度；而且脫膠容易，在90°C的熱水中浸泡20分鐘，就可使切割后的廢置玻璃與金屬晶托完全分離開來，節(jié)能環(huán)保，沒有任何有害氣體的產(chǎn)生。
[0019]本發(fā)明還提供了一種太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠的制備方法，包括:
[0020]A組分的制備:將丙烯酸酯單體50~80重量份、熱膨脹劑8~30重量份、促進(jìn)劑2~10重量份、觸變劑2~10重量份加入攪拌機(jī)內(nèi)混合，抽真空至-0.1~-0.08MPa，在攪拌機(jī)自轉(zhuǎn)速度為500~800轉(zhuǎn)/分鐘，公轉(zhuǎn)速度為5~8轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，機(jī)械攪拌2小時(shí)，出料，即得所述A組分；
[0021]B組分的制備:將丙烯酸酯單體50~80重量份、脫膠因子5~25重量份、引發(fā)劑2~10份、阻聚劑0.01~0.5重量份、觸變劑2~10份加入攪拌機(jī)內(nèi)混合，抽真空至-0.1~-0.08MPa,在攪拌機(jī)自轉(zhuǎn)速度為500~800轉(zhuǎn)/分鐘，公轉(zhuǎn)速度為5~8轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，機(jī)械攪拌2小時(shí)，出料，即得所述B組分；
[0022]使用時(shí)，將所述A組分和B組分按重量比1:1混合均勻，即可進(jìn)行粘接，溫度控制在23~25°C，固化I~2小時(shí)，即可上機(jī)進(jìn)行晶片切割。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0024]實(shí)施例1
[0025]準(zhǔn)確稱取如下重量份的A組分:甲基丙烯酸甲酯(MMA)52.5份，甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA) 22.5份，甲基丙烯酸(MAA) 4.0份，松本公司市售的熱膨脹微球F-36D計(jì)25.0份，四甲基硫脲8.0份，氣相硅A300計(jì)4.0份，將上述各原料依次加入雙行星動(dòng)力混合攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至-0.1MPa,于自轉(zhuǎn)速度為800轉(zhuǎn)/分鐘,公轉(zhuǎn)速度為8轉(zhuǎn)/分鐘的條件下,機(jī)械攪拌2小時(shí)，混合均勻，得到本發(fā)明太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠的A組分，包裝放置待用；
[0026]準(zhǔn)確稱取如下重量份的B組分:甲基丙烯酸甲酯(MMA)42.0份，甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA) 18.0份，甲基丙烯酸(MAA)6.0份，二甲基丙烯酸縮乙二醇酯15.0份，偶氮二異丁腈25.0份，異丙苯過氧化氫8.0份，對(duì)苯二酚0.1份，氣相硅A300計(jì)4.0份，將上述各原料依次加入雙行星動(dòng)力混合攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至-0.09MPa,于自轉(zhuǎn)速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，公轉(zhuǎn)速度為7轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，機(jī)械攪拌2小時(shí)，混合均勻，得到本發(fā)明太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠的B組分，包裝放置待用。
[0027]實(shí)施例2
[0028]準(zhǔn)確稱取如下重量份的A組分:甲基丙烯酸甲酯(MMA) 32.0份，甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA) 10.0份，二甲基丙烯酸縮乙二醇酯31.0份，伊高公司市售的熱膨脹微球MP-12計(jì)10.0份，二異丙基對(duì)甲苯胺8.0份，氣相硅A300計(jì)2.0份，將上述各原料依次加入雙行星動(dòng)力混合攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至-0.09MPa,于自轉(zhuǎn)速度為500轉(zhuǎn)/分鐘，公轉(zhuǎn)速度為7轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，機(jī)械攪拌2小時(shí)，混合均勻，得到本發(fā)明太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠的A組分，包裝放置待用；
[0029]準(zhǔn)確稱取如下重量份的B組分:甲基丙烯酸甲酯(MMA)30.0份，甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA) 15.0份，甲基丙烯酸異冰片酯20.0份，偶氮二甲酰胺10.0份，過氧化苯甲酰6.0份，對(duì)苯醌0.01份，氣相硅A380計(jì)2.0份，將上述各原料依次加入雙行星動(dòng)力混合攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至-0.08MPa,于自轉(zhuǎn)速度為700轉(zhuǎn)/分鐘，公轉(zhuǎn)速度為6轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，機(jī)械攪拌2小時(shí)，混合均勻，得到本發(fā)明太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠的B組分，包裝放置待用。
[0030]實(shí)施例3
[0031]準(zhǔn)確稱取如下重量份的A組分:甲基丙烯酸甲酯(MMA) 30.0份，甲基丙烯酸(MAA) 15.0份，甲基丙烯酸異冰片酯10.0份，伊高公司市售的熱膨脹微球MP-12計(jì)20.0份，N, N- 二甲基苯胺6.0份，氣相硅A380計(jì)9.0份，將上述各原料依次加入雙行星動(dòng)力混合攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至-0.08MPa，于自轉(zhuǎn)速度為700轉(zhuǎn)/分鐘，公轉(zhuǎn)速度為6轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，機(jī)械攪拌2小時(shí)，混合均勻，得到本發(fā)明太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠的A組分，包裝放置待用；
[0032]準(zhǔn)確稱取如下重量份的B組分:甲基丙烯酸甲酯(MMA)45.0份，二甲基丙烯酸縮乙二醇酯10.0份，甲基丙烯酸(MAA) 25.0份，偶氮二甲酸二異丙酯15.0份，異丙苯過氧化氫
2.0份，264抗氧劑0.3份，氣相硅A300計(jì)10.0份，將上述各原料依次加入雙行星動(dòng)力混合攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至-0.1MPa,于自轉(zhuǎn)速度為600轉(zhuǎn)/分鐘，公轉(zhuǎn)速度為8轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，機(jī)械攪拌2小時(shí)，混合均勻，得到本發(fā)明太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠的B組分，包裝放置待用。
[0033]實(shí)施例4
[0034]準(zhǔn)確稱取如下重量份的A組分:甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA) 15.0份，甲基丙烯酸(MAA) 15.0份，二甲基丙烯酸縮乙二醇酯15.0份，甲基丙烯酸異冰片酯20.0份，松本公司市售的熱膨脹微球F-36D計(jì)15.0份，四甲基硫脲4.0份，氣相硅A380計(jì)6.0份，將上述各原料依次加入雙行星動(dòng)力混合攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至-0.1MPa,于自轉(zhuǎn)速度為600轉(zhuǎn)/分鐘，公轉(zhuǎn)速度為8轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，機(jī)械攪拌2小時(shí)，混合均勻，得到本發(fā)明太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠的A組分，包裝放置待用；
[0035]準(zhǔn)確稱取如下重量份的B組分:甲基丙烯酸甲酯(MMA) 30.0份，甲基丙烯酸(MAA) 15.0份，甲基丙烯酸異冰片酯10.0份，偶氮二異丁腈10.0份，過氧化苯甲酰10.0份，對(duì)苯二酚0.05份，氣相硅A380計(jì)6.0份，將上述各原料依次加入雙行星動(dòng)力混合攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至-0.1MPa,于自轉(zhuǎn)速度為800轉(zhuǎn)/分鐘，公轉(zhuǎn)速度為8轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，機(jī)械攪拌2小時(shí)，混合均勻，得到本發(fā)明太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠的B組分，包裝放置待用。
[0036]以上實(shí)施例1~4，工藝使用時(shí)，將所述A組分、B組分按重量比1:1混合均勻，即可進(jìn)行粘接，溫度控制在23~25°C，固化1~2小時(shí)，即可上機(jī)進(jìn)行晶片切割。
[0037]對(duì)比實(shí)施例1
[0038]當(dāng)前行業(yè)內(nèi)普遍使用傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂膠粘劑，配方如下:
[0039]準(zhǔn)確稱取如下重量份的A組分:雙酚A型環(huán)氧樹脂60份，增韌劑丁晴橡膠CTBN計(jì)10份，重質(zhì)碳酸鈣10份，輕質(zhì)碳酸鈣10份，A300氣相二氧化硅5份，將上述各原料依次加入雙行星動(dòng)力混合攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至-0.1MPa,于自轉(zhuǎn)速度為800轉(zhuǎn)/分鐘，公轉(zhuǎn)速度為8轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，機(jī)械攪拌2小時(shí)，混合均勻，得到環(huán)氧樹脂膠粘劑的A組分，包裝放置待用；
[0040]準(zhǔn)確稱取如下重量份的B組分:聚硫醇固化劑70份，N-氨乙基哌嗪8份，重質(zhì)碳酸鈣22份，將上述各原料依次加入雙行星動(dòng)力混合攪拌機(jī)內(nèi)，抽真空至-0.1MPa,于自轉(zhuǎn)速度為800轉(zhuǎn)/分鐘，公轉(zhuǎn)速度為8轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，機(jī)械攪拌2小時(shí)，混合均勻，得到環(huán)氧樹脂膠粘劑的B組分，包裝放置待用。
[0041]工藝使用時(shí)，將上述環(huán)氧樹脂膠黏劑的A組分、B組分按重量比1:1混合均勻，即可進(jìn)行粘接，溫度控制在23~25°C，固化4~6小時(shí)，方可上機(jī)進(jìn)行晶片切割。
[0042]將實(shí)施例1~4制得的太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠與對(duì)比實(shí)施例1按膠粘劑試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行固化速度和脫膠速度的測(cè)試，數(shù)據(jù)結(jié)果如表1所示。本申請(qǐng)所述的固化速度由30分鐘、1小時(shí)、4小時(shí)固化的鋁-鋁鋼片的剪切強(qiáng)度進(jìn)行表征；脫膠速度由兩塊玻璃板完全分離的時(shí)間數(shù)值進(jìn)行表征。
[0043]固化速度測(cè)試方法的步驟為:
[0044](1)將實(shí)施例1至4中得到的太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠的A組分和B組分按重量配比1:1進(jìn)行混合，稱取混膠3~5g ;將對(duì)比實(shí)施例1得到的環(huán)氧樹脂膠粘劑的A組分和B組分按重量配比1:1進(jìn)行混合，稱取混膠3~5g ;
[0045](2)制樣，按國標(biāo)GB-T7124-2008，制備鋁-鋁剪切試樣，標(biāo)準(zhǔn)室溫條件下固化；按預(yù)定條件固化不同的時(shí)間，即時(shí)測(cè)試剪切強(qiáng)度，以此來評(píng)價(jià)固化速度。
[0046]脫膠速度測(cè)試方法的步驟為:
[0047](1)將實(shí)施例1至4中得到的太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠的A組分和B組分按重量配比1:1進(jìn)行混合，稱取混膠30g ;將對(duì)比實(shí)施例1得到的環(huán)氧樹脂膠粘劑的A組分和B組分按重量配比1:1進(jìn)行混合，稱取混膠30g ；
[0048](2)將混合后的膠樣分別涂在100mmX 100mmX2mm的正方形玻璃板上,用另一塊相同的玻璃板蓋上，壓實(shí)，于標(biāo)準(zhǔn)室溫條件下固化16小時(shí)；[0049](3)將不同的試樣放入90°C的熱水中，用肉眼觀察到兩塊玻璃板完全分開的現(xiàn)象，用秒表記錄自浸入水中至玻璃板完全分開的時(shí)間。
[0050]測(cè)試結(jié)果如下表1所示:
[0051]表1固化速度和脫膠速度測(cè)試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠，其特征在于，由重量配比為1:1的A組分和B組分組成， 其中，所述A組分由以下重量份的原料組成:丙烯酸酯單體50~80份、熱膨脹劑8~30份、促進(jìn)劑2~10份、觸變劑2~10份； 所述B組分由以下重量份的原料組成:丙烯酸酯單體50~80份、脫膠因子5~25份、引發(fā)劑2~10份、阻聚劑0.01~0.5份、觸變劑2~10份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠，其特征在于，所述丙烯酸酯單體為甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸、二甲基丙烯酸縮乙二醇酯、甲基丙烯酸異冰片酯中的兩種或兩種以上的混合物； 所述觸變劑為親水型氣相硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠，其特征在于，所述熱膨脹劑為高分子熱膨脹微膠囊； 所述促進(jìn)劑為二異丙基對(duì)甲苯胺、四甲基硫脲、N, N- 二甲基苯胺中的一種或幾種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠，其特征在于，所述脫膠因子為偶氮二甲酸二異丙酯、偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈中的一種或幾種的混合物； 所述引發(fā)劑為異丙苯過氧化氫、過氧化苯甲酰中的一種或兩種的混合物； 所述阻聚劑為對(duì)苯醌、對(duì)苯二酚、264抗氧劑中的一種或幾種的混合物。
5.一種太陽能晶托-玻璃臨時(shí)粘接膠的制備方法，其特征在于，包括: A組分的制備:將丙烯酸酯單體50~80重量份、熱膨脹劑8~30重量份、促進(jìn)劑2~10重量份、觸變劑2~10重量份加入攪拌機(jī)內(nèi)混合，抽真空至-0.1~-0.08MPa,在攪拌機(jī)自轉(zhuǎn)速度為500~800轉(zhuǎn)/分鐘，公轉(zhuǎn)速度為5~8轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，機(jī)械攪拌2小時(shí)，出料，即得所述A組分； B組分的制備:將丙烯酸酯單體50~80重量份、脫膠因子5~25重量份、引發(fā)劑2~10份、阻聚劑0.01~0.5重量份、觸變劑2~10份加入攪拌機(jī)內(nèi)混合，抽真空至-0.1~-0.08MPa,在攪拌機(jī)自轉(zhuǎn)速度為500~800轉(zhuǎn)/分鐘，公轉(zhuǎn)速度為5~8轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，機(jī)械攪拌2小時(shí)，出料，即得所述B組分； 使用時(shí)，將所述A組分和B組分按重量比1:1混合均勻，即得。
【文檔編號(hào)】C09J11/06GK103642400SQ201310633739
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】姜貴琳, 王建斌, 陳田安, 解海華 申請(qǐng)人:煙臺(tái)德邦科技有限公司