CN102977840A - 耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶及其制备方法，由以聚二甲基硅氧烷为主体的A组分，包括分散介质、填料、交联剂、偶联剂和催化剂的B组分构成，各组分按重量份计，所述A组分包括：粘度为5000～50000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷 100份，增塑剂3～20份，填料50～150份；所述B组分包括：分散介质100份，填料10～45份，交联剂20～50份，硅烷偶联剂5～40份，催化剂0.5～2份，所述A组分与B组分按重量份比为100：10～20。该密封胶深层固化快，粘接性广泛，常温强度高，耐湿热老化性优异，双85老化1000小时后，强度保持率可达80%以上，且适用于机器打胶，可以极大提高组件的生产效率，适应太阳能组件批量生产的要求。

Description

耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶及其制备方法，属于高分子密封材料领域。

技术背景

    太阳能光伏发电近十年来得到了快速的发展，太阳能电池组件的生产和组装技术也日趋成熟。在太阳能组件的边框密封和接线盒的结构粘接方面，目前仍然以单组份缩合型有机硅密封胶为主。但是，使用单组份缩合型有机硅密封胶时，整体固化时间长，极大地影响了组件生产效率，严重制约了太阳能组件行业的进一步发展。

目前已有太阳能组件用双组份有机硅胶的报道：如公开号CN101768421A的“太阳能光伏组件用双组份硅酮胶及其制备方法”，方案中提供了一种粘接力好、深层固化快、耐黄变性好、性价比高的太阳能光伏组件用双组份硅酮胶及其制备方法；公开号CN101851486A的“双组份太阳能密封胶及其制备方法”，方案中提供了一种固化速度快，且固化速度可以调整、储存稳定、使用中不“溢胶”的双组份太阳能密封胶及其制备方法；公开号CN102268234A的“太阳能电池组件用双酚硅酮胶及其注胶工艺”，方案中提供了一种固化速度快、密封性好、耐黄变的太阳能用双组份硅酮密封胶及一种使用方便、效率高且用胶量少的注胶工艺。以上公开专利中均未提及耐湿热老化问题。事实上，太阳能电池组件的温热老化问题是决定产品使用寿命的关键问题之一。又如公开号CN102167965A的“一种双组分室温固化硅酮密封胶”方案中提供了一种有适宜适用期且深层固化快，有优异的耐湿热、耐UV性能的双组份硅酮密封胶，提及了耐湿热，但其实施例测试数据只涉及硬度及湿热老化后的保持率，未提及湿热老化后的拉伸强度及保持率；再如公开号CN102424742A的“一种耐湿热老化的双组分缩合型室温固化硅橡胶”，方案中提供了一种耐湿热老化的双组分缩合型室温固化硅橡胶的制备方法，是在向A组分中引入环氧化合物，起到提高耐湿热性能的作用。

太阳能组件行业将硅酮密封胶固化七天后，在双85环境（温度85℃，湿度85%）1000小时老化后的性能作为衡量耐候性的重要指标之一，且胶耐湿热老化性越好，说明其耐候性越佳。目前市面上用于太阳能组件的双组份硅酮胶，在双85试验后，强度保持率仅为60%左右，因此开发一种具有更好耐湿热老化性能的太阳能组件用双组份硅酮密封胶十分必要。

发明内容

本发明的在于提供一种耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶，不但深层固化速度快，而且耐湿热老化性优异，且适用于机器打胶，双85老化1000小时后，强度保持率不低于80%。

本发明的再一目的在于，提供上述耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶的制备方法。

本发明目的通过下述技术方案实现：耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶，由以聚二甲基硅氧烷为主体的A组分，包括分散介质、填料、交联剂、偶联剂和催化剂的B组分构成，各组分按重量份计，所述A组分包括：

粘度为5000～50000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷  100份，

增塑剂                                            3～20份

填料                                              50～150份；

所述B组分包括：

分散介质                                          100份

填料                                              10～45份

交联剂                                            20～50份

硅烷偶联剂                                        5～40份

催化剂                                            0.5～2份，

所述A组分与B组分按重量份比为100：10～20，其中，

所述增塑剂为粘度20~1000cps的硅油系；所述的分散介质为甲基硅油、MDT硅油、乙烯基硅油、端硅烷基聚醚、MQ型树脂中的任一种或二种以上的组合；所述的交联剂为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷，乙基三甲氧基硅烷，乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或一种以上的组合；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、二丁基二醋酸锡中的一种或一种以上的组合。

具体的，所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为5000cps、20000cps、50000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷中的任一种或一种以上的组合。

所述的粘度为20~1000cps的硅油系为甲基硅油、MDT硅油、乙烯基硅油中的任一种或一种以上的组合。

所述的填料为活性纳米碳酸钙、硅微粉、云母粉、滑石粉、钛白粉、有机膨润土、沉淀白炭黑、气相白炭黑中的任一种或一种以上的组合。

所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)胺、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷中的一种或二种以上的组合。

本发明还提供一种上耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶的制备方法，依序按下述步骤：

步骤1，将粘度为5000～50000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份、增塑剂 3～20份、填料50～150份加入到搅拌釜中，控制搅拌速度为500～2000转/分钟，温度为50～150℃，真空度为0.09～0.10MPa，搅拌1.5～3小时，冷却得A组分；

步骤2，将分散介质100份、填料10～45份、交联剂20～50、硅烷偶联剂5～40份、催化剂0.5～2份加入到搅拌釜中，控制搅拌速度为500～2000转/分钟，温度为不高于50℃，真空度为0.09～0.10MPa，搅拌0.5～2小时，冷却得B组分；

步骤3，使用中，将A、B组分按重量份A：B=100：10～20在静态混合设备中混合均匀后，得到耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶。

本发明的优越性在于：该密封胶不但深层固化快，粘接性广泛，常温强度高，耐湿热老化性优异，双85老化1000小时后，强度保持率可达80%以上，且适用于机器打胶，可以极大提高组件的生产效率，适应太阳能组件批量生产的要求。

具体实施方式

实施例1：

 按重量份将100份粘度为5000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，3份粘度为20cps的甲基硅油，100份活性纳米碳酸钙，50份硅微粉，加入到搅拌釜中，控制搅拌速度为500转/分钟，温度为50℃，真空度为0.09~0.10MPa，搅拌3小时，冷却分装即得A组分；

按重量份将50份MDT硅油，10份端硅烷基聚醚，30份MQ树脂，10份甲基硅油，10份气相白炭黑，0.5份有机膨润土，10份四甲氧基硅烷，5份四乙氧基硅烷，20份甲基三甲氧基硅烷，15份二甲基二甲氧基硅烷，5份双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)胺，2份二月桂酸二辛基锡加入到搅拌釜中，控制搅拌速度为500转/分钟，温度不高于50℃，真空度为0.09～0.10MPa，搅拌2小时，冷却分装即得B组分；

将A、B组分按重量A：B=100:20，在静态混合设备中混合均匀，固化后产品性能测试详见附表1，附表1为各实施例的测试结果。

实施例2：

按重量份将100份粘度为20000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，10份粘度为2000cps的MDT硅油，80份活性纳米碳酸钙，10份云母粉，10份沉淀法白炭黑，加入到搅拌釜中，控制搅拌速度为1200转/分钟，温度为100℃，真空度为0.09~0.10MPa，搅拌2小时，冷却分装即得A组分；

按重量份将70份甲基硅油，20份MQ树脂，10份乙烯基硅油，20份活性纳米碳酸钙， 5份沉淀法白炭黑，10份四甲氧基硅烷，5份四丙氧基硅烷，10份三甲氧基硅烷、10份二乙基二乙氧基硅烷，5份γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，5份γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，6份γ-（2,3环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷，1份二月桂酸二丁基锡加入到搅拌釜中，控制搅拌速度为1000转/分钟，温度不高于50℃，真空度为0.09～0.10MPa，搅拌1.5小时，冷却分装即得B组分；

将A、B组分按重量A：B=100:18，在静态混合设备中混合均匀，固化后产品性能测试详见附表1。

实施例3：

按重量份将100份粘度为50000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，20份粘度为500cps的乙烯基硅油，30份活性纳米碳酸钙，5份滑石粉，15份气相白炭黑，加入到搅拌釜中，控制搅拌速度为1000转/分钟，温度为50℃，真空度为0.09～0.10MPa，搅拌1.5小时，冷却分装即得A组分；

按重量份将20份甲基硅油，60份端硅烷基聚醚，20份MQ树脂，20份活性纳米碳酸钙，10份滑石粉，5份气相法白炭黑，5份云母粉，0.5份有机膨润土，10份四甲氧基硅烷，4份乙基三甲氧基硅烷，2份乙基三乙氧基硅烷，2份乙烯基三甲氧基硅烷，2份乙烯基三乙氧基硅烷，15份γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷，5份N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷,10份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，10份γ-（2,3环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷，0.5份二丁基二醋酸锡，加入到搅拌釜中，控制搅拌速度为2000转/分钟，温度不高于50℃，真空度为0.09～0.10MPa，搅拌0.5小时，冷却分装即得B组分；

将A、B组分按重量A：B=100:10，在静态混合设备中混合均匀，固化后产品性能测试详见附表1。

实施例4：

按重量份将100份粘度为20000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，10份粘度为100cps的甲基硅油120份活性纳米碳酸钙，10份滑石粉，加入到搅拌釜中，控制搅拌速度为1500转/分钟，温度为120℃，真空度为0.09～0.10MPa，搅拌3小时，冷却分装即得A组分；

按重量份将20份甲基硅油，20份乙烯基硅油，10份MQ树脂，50份端硅烷基聚醚，20份活性纳米碳酸钙，5份气相法白炭黑，1份有机膨润土，10份四甲氧基硅烷，10份四乙氧基硅烷，10份三甲氧基硅烷、5份二甲基二乙氧基硅烷，6份γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，6份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、，8份γ-（2,3环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷，1.2份二月桂酸二丁基锡加入到搅拌釜中，控制搅拌速度为800转/分钟，温度不高于50℃，真空度为0.09～0.10MPa，搅拌2小时，冷却分装即得B组分；

将A、B组分按重量A：B=100:18，在静态混合设备中混合均匀，固化后产品性能测试详见附表1。

比较例：

按重量份将100份粘度为20000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，10份粘度为100cps的甲基硅油120份活性纳米碳酸钙，10份滑石粉，加入到搅拌釜中，控制搅拌速度为1500转/分钟，温度为120℃，真空度为0.09～0.10MPa，搅拌3小时，冷却分装即得A组分；按重量份将100份甲基硅油，20份活性纳米碳酸钙，5份气相法白炭黑，1份有机膨润土，25份三甲氧基硅烷、5份二甲基二乙氧基硅烷，20份γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，15份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，10份N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷,2份γ-（2,3环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷，1份二月桂酸二辛基锡加入到搅拌釜中，控制搅拌速度为800转/分钟，温度不高于50℃，真空度为0.09～0.10MPa，搅拌2小时，冷却分装即得B组分。将A、B组分按重量A：B=100:18，在静态混合设备中混合均匀，固化后产品性能测试详见附表1。

由以上实施例和比较例可以看出，本发明耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶有优异的耐湿热老化性能，实现了本发明的目的。

Claims (6)

1.耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶，由以聚二甲基硅氧烷为主体的A组分，包括分散介质、填料、交联剂、偶联剂和催化剂的B组分构成，其特征在于：各组分按重量份计，所述A组分包括：

粘度为5000～50000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷  100份，

增塑剂                                            3～20份

填料                                              50～150份；

所述B组分包括：

分散介质                                          100份

填料                                              10～45份

交联剂                                            20～50份

硅烷偶联剂                                        5～40份

催化剂                                            0.5～2份，

所述A组分与B组分按重量份比为100：10～20，其中，所述增塑剂为粘度20～1000cps的硅油系；所述的分散介质为甲基硅油、MDT硅油、乙烯基硅油、端硅烷基聚醚、MQ型树脂中的任一种或二种以上的组合；所述的交联剂为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷，乙基三甲氧基硅烷，乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或一种以上的组合；所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、二丁基二醋酸锡中的一种或一种以上的组合。

2.根据权利要求1所述的耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶，其特征在于所述的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为5000cps、20000cps、50000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷中的任一种或一种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶，其特征在于所述的增塑剂为粘度为20~1000cps的甲基硅油、MDT硅油、乙烯基硅油中的任一种或一种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶，其特征在于所述的填料为活性纳米碳酸钙、硅微粉、云母粉、滑石粉、钛白粉、有机膨润土、沉淀白炭黑、气相白炭黑中的任一种或一种以上的组合。

5.根据权利要求1所述的耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶，其特征在于，所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)胺、N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷中的一种或二种以上的组合。

6.根据权利要求1至5之任一项所述的耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶的制备方法，其特征在于依序按下述步骤：

步骤1，将粘度为5000～50000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份、增塑剂 3～20份、填料50～150份加入到搅拌釜中，控制搅拌速度为500～2000转/分钟，温度为50～150℃，真空度为0.09～0.10MPa，搅拌1.5～3小时，冷却得A组分；

步骤2，将分散介质100份、填料10～45份、交联剂20～50、硅烷偶联剂5～40份、催化剂0.5～2份加入到搅拌釜中，控制搅拌速度为500～2000转/分钟，温度为不高于50℃，真空度为0.09～0.10MPa，搅拌0.5～2小时，冷却得B组分；

步骤3，使用中，将A、B组分按重量份A：B=100：10～20在静态混合设备中混合均匀后，得到耐湿热老化的太阳能组件用双组份硅酮密封胶。