本發(fā)明涉及光伏助焊劑的，具體涉及一種光伏水基助焊劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、水基助焊劑不含有鹵素、松香和樹脂等有害物質(zhì)，是一種環(huán)保材料，不會對環(huán)境造成污染。它們通常不含voc（揮發(fā)性有機(jī)化合物），滿足空氣質(zhì)量法規(guī)的要求?，F(xiàn)有的水基助焊劑存在以下主要技術(shù)問題：水的揮發(fā)性比有機(jī)溶劑（如異丙醇）慢，且需要更高的溫度才能完全揮發(fā)。在高速焊接過程中，這可能導(dǎo)致助焊劑無法及時揮發(fā)，從而影響焊接質(zhì)量和效率。殘留的水分可能在焊接過程中形成氣泡或?qū)е潞附硬涣?，如虛焊、冷焊等。由于水基助焊劑在高溫下?lián)]發(fā)速度慢，活化劑可能無法充分發(fā)揮其去除氧化物和促進(jìn)焊接的作用。水分子的存在可能影響活化劑與金屬表面的接觸和反應(yīng)，從而降低焊接接頭的強(qiáng)度和可靠性。同時，水基助焊劑在儲存和使用過程中可能受到溫度、濕度等環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致其性能發(fā)生變化。穩(wěn)定性問題可能導(dǎo)致助焊劑在焊接過程中無法達(dá)到預(yù)期的效果，從而影響焊接質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種光伏水基助焊劑及其制備方法和應(yīng)用。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種光伏水基助焊劑，包括以下重量份計的原料：助溶劑1-5份、潤濕劑0.1-3份、聚乙二醇0.1-3份、活化劑微膠囊1-8份、抗氧化劑0.1-1份，由水補(bǔ)足100份；其中，所述活化劑微膠囊包括囊心和包裹囊心的囊材，囊心為復(fù)合活化劑；所述復(fù)合活化劑為質(zhì)量比為（5-8）：1的有機(jī)酸和保護(hù)劑的組合物；其中，所述有機(jī)酸為質(zhì)量比為1:1：（0.5-1.2）的3-羥基-2-萘甲酸、油酸和甲基丁二酸的組合物；所述保護(hù)劑為質(zhì)量比為1：（1.5-2）的三甲基硅氧烷和季銨鹽陽離子氟碳表面活性劑的組合物；

4、所述活化劑微膠囊的制備方法，包括以下步驟：

5、s1、將有機(jī)酸和保護(hù)劑按配比加入到醇溶劑中攪拌混合均勻，然后蒸干醇溶劑，得到固體狀的復(fù)合活化劑，即得到所述囊心；

6、s2、將囊心加入到殼聚糖溶液中攪拌均勻，然后加入阿拉伯膠溶液，調(diào)節(jié)ph=4.5-5，在50-55℃下繼續(xù)攪拌1-2h；

7、s3、攪拌結(jié)束后，降溫至10℃以下，加入戊二醛攪拌固化1-6h；

8、s4、固化結(jié)束后緩慢升至室溫，水洗、干燥，制得所述活化劑微膠囊。

9、本發(fā)明的助焊劑選用水作為主要溶劑，因為本發(fā)明所選用的有機(jī)酸為3-羥基-2-萘甲酸、油酸和甲基丁二酸，有機(jī)酸均可以與金屬表面的氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成可溶性鹽類，從而去除焊接表面的氧化層。三種酸的混合使用能協(xié)同提高助焊劑的去氧化效率，同時油酸作為一種長鏈脂肪酸，能夠降低熔融焊料的表面張力，改善焊料的流動性和潤濕性，使其更容易流動并覆蓋焊縫區(qū)域，使有機(jī)酸更有效地去除焊接表面的氧化物和污染物，有助于提高焊接接頭的強(qiáng)度和可靠性。保護(hù)劑能在焊接過程中形成一層保護(hù)膜，防止金屬在高溫下被進(jìn)一步氧化，這種保護(hù)膜有助于提高焊接質(zhì)量和金屬表面的耐腐蝕性。三甲基硅氧烷和季銨鹽陽離子氟碳表面活性劑共同作用，增強(qiáng)助焊劑的整體緩蝕效果。因為3-羥基-2-萘甲酸、油酸均是難溶于水的有機(jī)酸，所以將有機(jī)酸以微膠囊的形式包裹，使其均勻分散在水中。

10、聚乙二醇能與水完全互溶，聚乙二醇在高溫下具有較好的穩(wěn)定性，不會分解生成有害物質(zhì)，同時其具有成膜性，能在鍍錫層表面形成光伏水基助焊劑層，能避免在焊接前復(fù)合活化劑揮發(fā)，保持有機(jī)酸的活性，同時在常溫下提供保護(hù)作用。潤濕劑能增加焊劑對焊粉和焊盤的親潤性，使光伏水基助焊劑更均勻地涂布在被焊材料表面，有助于焊料的擴(kuò)展和鋪展，提高焊接質(zhì)量。

11、本發(fā)明采用復(fù)凝聚法制備活化劑微膠囊，活化劑微膠囊中的主要成分是有機(jī)酸和保護(hù)劑，3-羥基-2-萘甲酸、油酸和三甲基硅氧烷均難溶于水，所以將3-羥基-2-萘甲酸、三甲基硅氧烷和季銨鹽陽離子氟碳表面活性劑溶于醇溶劑中，去除溶劑，得到固體狀的復(fù)合活化劑，將其作為囊心，包裹在殼聚糖-明膠的囊材內(nèi)制成微膠囊。即將有機(jī)酸和保護(hù)劑以微膠囊的形式包裹。因為三甲基硅氧烷和季銨鹽陽離子氟碳表面活性劑的熱穩(wěn)定性較高，所以兩者能夠在高溫焊接過程中增強(qiáng)有機(jī)酸活化劑的滲透力，即能夠提高有機(jī)酸的活性。

12、具體地，制備活化劑微膠囊的機(jī)理如下：將囊心物與囊材混合，形成乳液或懸浮液。通過調(diào)節(jié)溶液的ph值，使得兩種囊材因相反電荷而發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。殼聚糖在酸性溶液中帶正電，而阿拉伯膠帶有負(fù)電荷，調(diào)節(jié)ph至4.5-5時，兩者因荷電相反而中和形成復(fù)合物。由于電荷中和，囊材的溶解度降低，從而在體系中凝聚并析出形成微膠囊。再加入戊二醛固化劑與囊材發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使囊材分子交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，保持微膠囊的形狀，成為不可逆的微膠囊。

13、因為殼聚糖-阿拉伯膠的囊材在高溫焊接過程中會逐漸分解，內(nèi)部的有機(jī)酸和保護(hù)劑逐漸析出，三甲基硅氧烷和季銨鹽陽離子氟碳表面活性劑能夠形成一層保護(hù)膜，覆蓋在有機(jī)酸活化劑的表面，減少高溫對有機(jī)酸活化劑的直接作用，有助于穩(wěn)定有機(jī)酸活化劑的結(jié)構(gòu)，防止其在高溫下分解，同時還起到緩蝕的作用。而在100℃時水已經(jīng)揮發(fā)完成，不會對焊接過程產(chǎn)生影響。本發(fā)明選用的有機(jī)酸組合為3-羥基-2-萘甲酸、油酸和甲基丁二酸，兩者均屬于高沸點有機(jī)酸，所以本發(fā)明的助焊劑在常溫時活化劑均能保持穩(wěn)定性，在高溫時可釋放活性，所以本發(fā)明的助焊劑更適合熱焊溫度150-230℃的焊接過程，助焊劑可以在制備光伏電池片的焊接過程中持續(xù)提供活性。

14、優(yōu)選地，在所述活化劑微膠囊的制備步驟s1中，所述醇溶劑為乙醇，乙醇的質(zhì)量濃度為70-80%。

15、優(yōu)選地，在所述活化劑微膠囊的制備步驟s2中，所述囊心、殼聚糖和阿拉伯膠的質(zhì)量比為2：1：（3-5），所述殼聚糖溶液的質(zhì)量濃度為30-40wt%，阿拉伯膠溶液的質(zhì)量濃度為30-40wt%。

16、優(yōu)選地，在活化劑微膠囊的制備方法的步驟s2中，加入質(zhì)量濃度為1-5%的醋酸溶液調(diào)節(jié)ph。

17、在所述活化劑微膠囊的制備步驟s3中，所述戊二醛的添加量為0.01wt%-0.05wt%。

18、優(yōu)選地，所述三甲基硅氧烷為甲基三(三甲基硅氧基)硅烷。

19、優(yōu)選地，所述抗氧化劑為對苯二酚和/或鄰苯二酚。

20、優(yōu)選地，所述助溶劑包括異丙醇、無水乙醇、甲醇中的至少一種。更優(yōu)選地，所述助溶劑包括質(zhì)量比為1：（0.1-0.5）：（0.1-0.5）的異丙醇、無水乙醇、甲醇中的組合物。

21、優(yōu)選地，所述潤濕劑為司盤、吐溫、op-10中的至少一種。潤濕劑的作用是降低水的表面張力，增加助焊劑的潤濕性；司盤、吐溫、op-10均符合在水中不電離，不與酸堿反應(yīng)，在水、助溶劑和聚乙二醇中均有較好的溶解度的要求。

22、第二方面，本發(fā)明提供光伏水基助焊劑的制備方法，包括以下步驟：

23、將水、助溶劑、聚乙二醇和潤濕劑混合，然后加入抗氧化劑和活化劑微膠囊，攪拌后得到所述光伏水基助焊劑。

24、第三方面，本發(fā)明提供光伏水基助焊劑在在制備光伏發(fā)電池片組件中的應(yīng)用。

25、光伏發(fā)電池片組件的制備方法，包括以下步驟：

26、s1、將焊帶表面清理干凈，然后加入助焊劑進(jìn)行浸泡，然后取出焊帶，將焊帶表面進(jìn)行清理，使其表面無助焊劑流淌，清理結(jié)束后置于棉布中進(jìn)行存放；

27、s2、將電烙鐵進(jìn)行預(yù)熱，使得電烙鐵的溫度達(dá)到250-300℃，然后對加熱臺進(jìn)行初步預(yù)熱，使得加熱臺的溫度達(dá)到40-50℃；

28、s3、將待焊接的電池片放置在預(yù)熱加熱臺上進(jìn)行預(yù)熱，使得電池片表面的溫度達(dá)到30-40℃，然后繼續(xù)進(jìn)行升溫，使得加熱臺升溫到100-110℃；

29、s4、將焊帶焊接在電池片上，焊接溫度為150-230℃；

30、s5、將焊接后的電池片進(jìn)行冷卻，得到所述光伏發(fā)電池片組件。

31、優(yōu)選地，在所述步驟s4中，采用高速焊接機(jī)將電池片和焊帶進(jìn)行焊接。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

33、本發(fā)明的助焊劑選用水作為主要溶劑，復(fù)合活化劑包括有機(jī)酸和保護(hù)劑，有機(jī)酸為3-羥基-2-萘甲酸、油酸和甲基丁二酸，三者協(xié)同提高助焊劑的去氧化效率。但3-羥基-2-萘甲酸、油酸不溶于水，所以將有機(jī)酸和保護(hù)劑以微膠囊的形式包裹，再加入潤濕劑、助溶劑使得活化劑微膠囊均勻分散在水中。保護(hù)劑為三甲基硅氧烷和季銨鹽陽離子氟碳表面活性劑，兩者協(xié)同增強(qiáng)助焊劑的整體緩蝕效果以及起到防止有機(jī)酸在高溫下分解的作用?；罨瘎┪⒛z囊的囊材在高溫焊接過程中逐漸分解，使得有機(jī)酸和保護(hù)劑逐漸析出，起到去除氧化膜，保護(hù)電池片和提高焊接性能的作用。本發(fā)明選用的有機(jī)酸組合為3-羥基-2-萘甲酸、油酸和甲基丁二酸，均屬于高沸點有機(jī)酸，在常溫時活化劑均能保持穩(wěn)定性，在高溫時可釋放活性，本發(fā)明的助焊劑更適合熱焊溫度為150-230℃的光伏電池片的制備，助焊劑可以在150-230℃下的焊接過程中持續(xù)提供活性。