CN101717582B - 一种光伏组件用双组分室温硫化硅橡胶 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏组件用双组分室温硫化硅橡胶，它包括A组分和B组分两种组分，使用时将二者按配方比例，通过双组分涂胶机均匀涂覆在工件之上，其特点A组分是由下述重量配比的原料羟基封端的聚二甲基硅氧烷100份、增塑剂20-50份、填料60-100份、触变剂6-10份经三辊研磨机研磨制成；B组分是由下述重量配比的原料交联剂5-10份、复合催化剂0.2-1.5份、增粘剂1-2份、催化剂载体0.5-1.5份在氮气保护下混合制成；改善常规有机锡催化的室温硫化硅橡胶体系抗老化性差的缺点，达到抗户外老化性能优异，粘接性能好，固化速度快，且固化后不返原，不变色的特点，大大的改进了产品的耐高温和耐湿热老化性能，通过控制固化速度可以满足工艺节拍要求。
Description
技术领域：
本发明涉及一种硅橡胶技术领域，具体的讲是一种双组分室温硫化硅橡胶，其抗户外老化性能优异，粘接性能好，固化速度快，且固化后不返原，不变色，尤其适用于光伏组件密封。
背景技术：
在工业电子技术高速发展的今天，能源问题和环境问题日益严峻化。绿色能源成为全球发展的趋势。上世纪90年代，国际上开始关注太阳能发电，美国，日本，欧洲率先使用。本世纪初，光伏发电开始初具规模化，每年成倍增长。
光伏发电的核心是硅晶片。由于硅晶片很脆弱，需要保护起来。目前，主要采用EVA层压技术，将钢化玻璃板、串焊好的硅晶片、EVA、背板通过层压，使之紧密结合。四面通常使用铝合金边框固定封装。由于光伏组件的使用寿命要求至少25年，边框必须密封，起到防水防尘，防止内部接触空气老化。另外，接线盒也需要粘接技术，固定到背板之上。
由于单组分室温硫化硅橡胶抗户外老化性能优异，耐高低温，价格低廉，目前已成为市场上使用的主流产品。但单组分室温硫化硅橡胶是一种靠湿气固化的胶粘剂，固化过程由表及里，固化速度慢；使用单组分室温硫化硅橡胶封装好的光伏组件，由于固化速度慢，通常需要放置4-24小时才能挪动，否则胶会溢出，甚至密封失效。
随着光伏组件市场需求的暴增，生产效率有了更高的要求，边框密封显然成了影响效率的瓶颈。
现有的有机锡催化的双组分硅橡胶抗老化性能不如单组分室温硫化硅橡胶，尤其在湿热条件或高温条件下，性能大幅度下降，甚至出现硫化返原现象，使之失去密封作用。
发明内容：
本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种光伏组件用双组分室温硫化硅橡胶，主要解决现有的室温硫化硅橡胶作为光伏组件密封胶使用其抗老化性能差、固化速度慢、影响效率等问题。
为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种光伏组件用双组分室温硫化硅橡胶，它包括A组分和B组分两种组分，使用时将二者按配方比例，通过双组分涂胶机均匀涂覆在工件之上，其特殊之处在于A组分是由下述重量配比的原料羟基封端的聚二甲基硅氧烷100份、增塑剂20-50份、填料60-100份、触变剂6-10份经三辊研磨机研磨制成；B组分是由下述重量配比的原料交联剂5-10份、催化剂0.2-1.5份、增粘剂1-2份、催化剂载体0.5-1.5份氮气保护下混合制成，所述的催化剂为有机铋和有机钛复合型催化剂，有机铋为0.1-1份，有机钛为0.1-0.5份。
所述的羟基封端的聚二甲基硅氧烷，粘度范围在5000-80000mPa.s，可以是其中的一种或多种混合。
所述的增塑剂可以是二甲基硅油、苯基硅油，粘度范围在50-2000mPa.s。
所述的填料可以是纳米碳酸钙，重质碳酸钙，硅微粉，氧化铝，氢氧化铝，高岭土，可以是其中的一种或多种混合，优选纳米碳酸钙。
所述的触变剂为气相法白碳黑，比表面积在50-400m2/g，如德国degussa公司牌号为R202的商品。
所述的交联剂可以是正硅酸乙酯，正硅酸丙酯，聚硅酸乙酯，聚甲基三乙氧基硅烷中的一种或多种混合，优选正硅酸乙酯。
所述的增粘剂可以是γ-氨丙基三甲氧基硅烷，γ-氨丙基三乙氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷，γ-缩水甘油醚基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种混合，优选γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
所述的催化剂载体为粘度为20-50mPa.s的羟基硅油，优选25mPa.s的羟基硅油。
所述的催化剂为有机铋和有机钛复合型催化剂，有机铋可以选择三乙酸铋，三丙酸铋，三戊酸铋，三庚酸铋，优选三庚酸铋，有机钛选用双(乙酰丙酮基)二异丙氧基钛。
本发明所述的一种光伏组件用双组分室温硫化硅橡胶与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步，1、采用有机铋和有机钛复合催化剂，改善常规有机锡催化的室温硫化硅橡胶体系抗老化性差的缺点，达到抗户外老化性能优异，粘接性能好，固化速度快，且固化后不返原，不变色的特点，大大的改进了产品的耐高温和耐湿热老化性能；2、双组分室温硫化硅橡胶，固化过程上是整体固化，通过控制固化速度可以满足工艺节拍要求。
具体实施方式：
为了更好地理解与实施，下面结合实施例详细说明本发明。
实施例1：A组分：称取20000mPa.s羟基封端的聚二甲基硅氧烷200g，1000mPa.s的二甲基硅油80g，纳米碳酸钙160g，R202白碳黑20g，预混后，通过三辊研磨机混合3遍；
B组分：三庚酸铋0.2g，双(乙酰丙酮基)二异丙氧基钛0.2g，羟基硅油2g，氮气保护下混合15min，加入正硅酸乙酯16g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷3g，氮气保护下混合10min。
实施例2，A组分：称取20000mPa.s羟基封端的聚二甲基硅氧烷200g，1000mPa.s的二甲基硅油80g，纳米碳酸钙160g，R202白碳黑20g，预混后，通过三辊研磨机混合3遍；
B组分：三庚酸铋2g，双(乙酰丙酮基)二异丙氧基钛1g，羟基硅油1g，氮气保护下混合15min，加入正硅酸乙酯16g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷3g，氮气保护下混合10min。
实施例3，A组分：称取20000mPa.s羟基封端的聚二甲基硅氧烷200g，1000mPa.s的二甲基硅油80g，纳米碳酸钙160g，R202白碳黑20g，预混后，通过三辊研磨机混合3遍；
B组分：三庚酸铋1g，双(乙酰丙酮基)二异丙氧基钛0.5g，羟基硅油3g，氮气保护下混合15min，加入正硅酸乙酯16g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷3g，氮气保护下混合10min。
对照例1：A组分：称取20000mPa.s羟基封端的聚二甲基硅氧烷200g，1000mPa.s的二甲基硅油80g，纳米碳酸钙160g，R202白碳黑20g，预混后，通过三辊研磨机混合3遍；
B组分：正硅酸乙酯16g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷3g，二月桂酸二丁基锡1g，氮气保护下混合15min。
实施例4，A组分：称取5000mPa.s羟基封端的聚二甲基硅氧烷200g，50mPa.s的二甲基硅油40g，纳米碳酸钙120g，R202白碳黑12g，预混后，通过三辊研磨机混合3遍；
B组分：三庚酸铋2g，双(乙酰丙酮基)二异丙氧基钛1g，羟基硅油2g，氮气保护下混合15min，加入正硅酸乙酯10g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2g，氮气保护下混合10min。
实施例5，A组分：称取5000mPa.s羟基封端的聚二甲基硅氧烷200g，50mPa.s的二甲基硅油40g，纳米碳酸钙120g，R202白碳黑12g，预混后，通过三辊研磨机混合3遍；
B组分：三庚酸铋1g，双(乙酰丙酮基)二异丙氧基钛0.5g，羟基硅油1g，氮气保护下混合15min，加入正硅酸乙酯10g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2g，氮气保护下混合10min。
对照例2：A组分：称取5000mPa.s羟基封端的聚二甲基硅氧烷200g，50mPa.s的二甲基硅油40g，纳米碳酸钙120g，R202白碳黑12g，预混后，通过三辊研磨机混合3遍；
B组分：正硅酸乙酯10g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2g，二月桂酸二丁基锡1g，氮气保护下混合15min。
实施例6，A组分：称取80000mPa.s羟基封端的聚二甲基硅氧烷200g，100mPa.s的二甲基硅油100g，纳米碳酸钙200g，R202白碳黑20g，预混后，通过三辊研磨机混合3遍；
B组分：三庚酸铋2g，双(乙酰丙酮基)二异丙氧基钛1g，羟基硅油2g，氮气保护下混合15min，加入正硅酸乙酯20g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷4g，氮气保护下混合10min。
实施例7，A组分：称取80000mPa.s羟基封端的聚二甲基硅氧烷200g，100mPa.s的二甲基硅油100g，纳米碳酸钙200g，R202白碳黑20g，预混后，通过三辊研磨机混合3遍；
B组分：三庚酸铋1g，双(乙酰丙酮基)二异丙氧基钛0.5g，羟基硅油1g，氮气保护下混合15min，加入正硅酸乙酯20g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷4g，氮气保护下混合10min。
对照例3：A组分：称取80000mPa.s羟基封端的聚二甲基硅氧烷200g，100mPa.s的二甲基硅油100g，纳米碳酸钙200g，R202白碳黑20g，预混后，通过三辊研磨机混合3遍；
B组分：正硅酸乙酯20g，γ-氨丙基三乙氧基硅烷4g，二月桂酸二丁基锡1g，氮气保护下混合15min。
上述对照例与实施案例比较：
两种情况A组分配方相同，区别在于：B组分使用的催化剂不同，对照例使用的催化剂是常规双组分室温硫化硅橡胶使用的催化剂，而实施例使用的是新型复合催化剂。
测试方法：
将对照例和实施例的A B组分混合均匀后真空脱泡，均匀涂覆在厚度为2mm的模具上，按GB/T13477.5-2002测试表干时间(双组分内部和外部固化速度接近，姑且用表干时间表征凝胶时间)，固化72h后按GB/T528-1998测试样片的拉伸强度，断裂伸长率，按GB7124-2008测试铝-铝的剪切强度。按GB/T3512-2001测试200℃老化168h的拉伸强度和断裂伸长率。按GB/T 9535-199810.13条款要求，测试85℃相对湿度85％条件下，老化1000h，拉伸强度和断裂伸长率。
表中*表示，胶样已变质，表面粘稠，强度极差。
表中*表示，胶样已变质，表面粘稠，强度极差。
从上表的结果可以看出，本发明通过使用有机锡和有机钛复合催化剂制备的双组分室温硫化硅橡胶，无论是高温老化还是湿热老化，其抗老化性均比常规的有机锡催化的双组分室温硫化硅橡胶高很多，可以满足光伏组件密封的使用要求。
实施例8，A组分：称取80000mPa.s羟基封端的聚二甲基硅氧烷200g，2000mPa.s的苯基硅油100g，重质碳酸钙50g，硅微粉50g，氧化铝50g，高岭土50g，R202白碳黑20g，预混后，通过三辊研磨机混合3遍；
B组分：三乙酸铋1g，双(乙酰丙酮基)二异丙氧基钛0.5g，羟基硅油1g，氮气保护下混合15min，加入正硅酸丙酯10g，聚硅酸乙酯10g，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷2g，γ-氨丙基三甲氧基硅烷2g，氮气保护下混合10min。
实施例9，A组分：称取40000mPa.s羟基封端的聚二甲基硅氧烷200g，500mPa.s的二甲基硅油100g，氢氧化铝100g，高岭土100g，R202白碳黑20g，预混后，通过三辊研磨机混合3遍；
B组分：三丙酸铋1g，双(乙酰丙酮基)二异丙氧基钛0.5g，羟基硅油1g，氮气保护下混合15min，加入正硅酸乙酯5g，正硅酸丙酯5g，聚硅酸乙酯5g，聚甲基三乙氧基硅烷5g，γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷2g，γ-缩水甘油醚基丙基三乙氧基硅烷1g，氮气保护下混合10min。
上述实施例，使用时将A、B组分按配方比例，通过双组分涂胶机均匀涂覆在工件之上即可。
Claims (6)
1.一种光伏组件用双组分室温硫化硅橡胶，它包括A组分和B组分两种组分，使用时将二者按配方比例，通过双组分涂胶机均匀涂覆在工件之上，其特征在于A组分是由下述重量配比的原料羟基封端的聚二甲基硅氧烷100份、增塑剂20-50份、填料60-100份、触变剂6-10份经三辊研磨机研磨制成；B组分是由下述重量配比的原料交联剂5-10份、催化剂0.2-1.5份、增粘剂1-2份、催化剂载体0.5-1.5份在氮气保护下混合制成，所述的催化剂为有机铋和有机钛复合型催化剂，有机铋为0.1-1份，有机钛为0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种光伏组件用双组分室温硫化硅橡胶，其特征在于所述的填料是纳米碳酸钙，重质碳酸钙，硅微粉，氧化铝，氢氧化铝，高岭土，是其中的一种或多种混合。
3.根据权利要求1所述的一种光伏组件用双组分室温硫化硅橡胶，其特征在于所述的触变剂为气相法白碳黑，比表面积在50-400m2/g。
4.根据权利要求1所述的一种光伏组件用双组分室温硫化硅橡胶，其特征在于所述的交联剂是正硅酸乙酯，正硅酸丙酯，聚硅酸乙酯，聚甲基三乙氧基硅烷中的一种或多种混合。
5.根据权利要求1所述的一种光伏组件用双组分室温硫化硅橡胶，其特征在于所述的增粘剂是γ-氨丙基三甲氧基硅烷，γ-氨丙基三乙氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷，γ-缩水甘油醚基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种混合。
6.根据权利要求1所述的一种光伏组件用双组分室温硫化硅橡胶，其特征在于所述的催化剂为有机铋和有机钛复合型催化剂，有机铋选择三乙酸铋，三丙酸铋，三戊酸铋，三庚酸铋，有机钛选用双(乙酰丙酮基)二异丙氧基钛。
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