CN104629515A - 一种光伏组件用原子灰的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏组件用原子灰的制备方法，所述原子灰以重量份计由下列组分构成：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份；十溴二苯醚4-6份、硼酸锌2-4份、三氧化二锑6-8份，聚磷酸铵10-12份，经过树酯酸处理的活性碳酸钙22-26份，硅微粉6-8份，交联剂11-13份；偶联剂8-10份；增塑剂18-22份，催化剂0.5-0.7份，所述制备方法包括以下步骤：先将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷加入到真空反应釜中，抽真空至约0.02-0.04MPa，然后加热至约160-170℃，在搅拌速度为约350-450r/min的情况下依次加入十溴二苯醚、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸铵，经过树酯酸处理的活性碳酸钙和硅微粉，搅拌约120-150分钟，然后再依次加入交联剂、偶联剂、催化剂和增塑剂，提高搅拌速度至750-850r/min，保持真空度和温度，搅拌约150-180分钟后包装即可。
Description
技术领域
本发明涉及化工涂料领域，特别涉及一种光伏组件用原子灰的制备方法。
背景技术
太阳能电池板，也称为“光伏组件”，简称PV组件，是太阳能光伏发电系统中的核心部分之一。它是由预先排列好的一组晶体硅电池，被层压在超薄、透明、高强度玻璃和密封底层之间而构成。若干组光伏组件用玻璃胶安装固定在框架上组成太阳能电池板，有机硅玻璃胶是太阳能光伏组件中不可缺少的重要辅助材料，在太阳能光伏组件生产过程中，用于粘结框架与光伏电池板。太阳能光伏组件玻璃胶从其使用的环境来说主要用于户外，必须满足适应环境外部的气候条件的使用要求。更具体地讲，太阳能光伏组件直接暴露于外界，光、热和风霜、雨、雪等气象因素对太阳能光伏组件的使用寿命产生影响。为提高太阳电池使用寿命，降低PV组件使用成本，美国等已确立PV组件使用寿命30年的目标，从而对PV组件玻璃胶提出了更高的要求，即要求具有良好的耐候能力；能够耐受高低温环境的考验；防潮和抗环境腐蚀能力；良好的耐紫外线能力和耐黄变性；良好的粘结性能；抗机械冲击和防震能力。除此之外在不影响密封剂粘接性的同时，增加绝缘性能和阻燃性能。
现有技术中的太阳能光伏组件玻璃胶在以下技术性能或称技术指标上已获得了令人满意的效果，具体如：具有卓越的紫外线稳定性、抗潮湿性和抗气候老化性能，可在阳光、臭氧、雨和雪等恶劣的气候环境中保持弹性、不撕裂和不龟裂；耐高低温(-50～200℃)性能优异；具有极宽的使用温度和在宽的温度范围内抗形变等理想的性能。但是，不具有阻燃性能成了太阳能光伏组件玻璃胶的一大缺憾。为此，人们正致力于改进PV组件玻璃胶配方，以期取使光伏组件玻璃胶具有良好的阻燃性能，确保电池的使用寿命和安全性。
太阳能光伏组件玻璃胶在专利文献中虽然有见诸，例如发明专利申请公开号CN1528821A公开了一种缩合型双组份粘牢硅橡胶；又如CN101353563A披露了一种用于太阳能电池组件的单组份硅酸玻璃胶及其制造方法。这些专利申请方案所提供的配方中均不含有阻燃剂，因而不具有阻燃效果。用于太阳能组件及其零部件的粘结材料为光伏用聚合物材料，是影响组件安全运作的关键物料。根据光伏产业相关标准(UL1703和UL1741)的要求，对光伏组件用粘结密封材料有阻燃性的要求。或许有人会提出这样的质疑，那就是：在建筑用玻璃胶的配方中不乏有阻燃剂的成份的技术启示，只要将其转用于具有特定使用要求的PV组件玻璃胶，问题便可迎刃而解。但是，由于阻燃剂的种类繁多，如果机械般地或称任意地择取阻燃剂，那么并不会产生理想的阻燃效果，例如难以达到阻燃性能V0级。因为，阻燃剂的使用务必兼顾与构成PV组件玻璃胶的其它成份之间亲合性和协同性等因素。
上述说明也客观上印证了迄今为止之所以未见有具有阻燃型太阳能光伏组件玻璃胶，是因为如果阻燃剂的选择不当以及用量不当，会造成顾此失彼的其它问题，例如影响玻璃胶的机械性能、电气性能和粘结性能。筛选阻燃效果好的阻燃剂、阻燃剂的复配和添加比例是研制PV组件玻璃胶的关键，从而保证组件长期的电气性能、机械性能，耐候性能和粘结密封性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种光伏组件用原子灰的制备方法，该原子灰在保持现有技术中玻璃胶的机械性能、电气性能和粘结性能的情况下具有优异的阻燃性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种光伏组件用原子灰的制备方法，所述原子灰以重量份计由下列组分构成：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份；十溴二苯醚4-6份、硼酸锌2-4份、三氧化二锑6-8份，聚磷酸铵10-12份，经过树酯酸处理的活性碳酸钙22-26份，硅微粉6-8份，交联剂11-13份；偶联剂8-10份；增塑剂18-22份，催化剂0.5-0.7份，所述制备方法包括以下步骤：先将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷加入到真空反应釜中，抽真空至约0.02-0.04MPa，然后加热至约160-170℃，在搅拌速度为约350-450r/min的情况下依次加入十溴二苯醚、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸铵、经过树酯酸处理的活性碳酸钙和硅微粉，搅拌约120-150分钟，然后再依次加入交联剂、偶联剂、催化剂和增塑剂，提高搅拌速度至750-850r/min，保持真空度和温度，搅拌约150-180分钟后包装即可。
其中，所述的交联剂为甲基三异丁酮肟基硅烷或乙烯基三异丁酮肟基硅烷。
其中，所述的偶联剂为γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1，2，5-(三甲氧硅丙基)异氰酸酯。
其中，所述的增塑剂为甲基封端的聚二甲基硅氧烷。
其中，所述的催化剂为二丁基二月桂酸锡、二丁基二乙酸锡、二丁基二辛酸锡或辛酸亚锡。
本发明具有如下有益效果：
1)本发明并不是将现有的阻燃剂与光伏组件用的密封胶机械的混合，而是在大量实验的基础上选择了十溴二苯醚、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸铵四种阻燃材料，并优化了四种组分的配比，同时为了保证原子灰的其余性能优异，优化了其它组分及其含量，使得各组分达到了协同的技术效果。其可使产品的阻燃效果达到FV-0级，同时机械性能、电气性能和粘结性能与现有技术产品相当。
2)本发明制备方法简单，无需复杂的设备和操作工序，容易应用和推广。
具体实施方式
实施例一
一种光伏组件用原子灰的制备方法，所述原子灰以重量份计由下列组分构成：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份；十溴二苯醚4份、硼酸锌2份、三氧化二锑6份，聚磷酸铵10份，经过树酯酸处理的活性碳酸钙22份，硅微粉6份，甲基三异丁酮肟基硅烷11份；γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷8份；甲基封端的聚二甲基硅氧烷18份，二丁基二月桂酸锡0.5份，所述制备方法包括以下步骤：先将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷加入到真空反应釜中，抽真空至0.02MPa，然后加热至160℃，在搅拌速度为350r/min的情况下依次加入十溴二苯醚、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸铵，经过树酯酸处理的活性碳酸钙和硅微粉，搅拌120分钟，然后再依次加入甲基三异丁酮肟基硅烷、γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷、催化剂和甲基封端的聚二甲基硅氧烷，提高搅拌速度至750r/min，保持真空度和温度，搅拌150分钟后包装即可。
实施例二
一种光伏组件用原子灰的制备方法，所述原子灰以重量份计由下列组分构成：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份；十溴二苯醚6份、硼酸锌4份、三氧化二锑8份，聚磷酸铵12份，经过树酯酸处理的活性碳酸钙26份，硅微粉8份，乙烯基三异丁酮肟基硅烷13份；γ-氨丙基三乙氧基硅烷10份；甲基封端的聚二甲基硅氧烷22份，二丁基二月桂酸锡0.7份，所述制备方法包括以下步骤：先将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷加入到真空反应釜中，抽真空至0.04MPa，然后加热至170℃，在搅拌速度为450r/min的情况下依次加入十溴二苯醚、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸铵，经过树酯酸处理的活性碳酸钙和硅微粉，搅拌150分钟，然后再依次加入乙烯基三异丁酮肟基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二丁基二月桂酸锡和甲基封端的聚二甲基硅氧烷，提高搅拌速度至850r/min，保持真空度和温度，搅拌180分钟后包装即可。
实施例三
一种光伏组件用原子灰的制备方法，所述原子灰以重量份计由下列组分构成：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份；十溴二苯醚5份、硼酸锌3份、三氧化二锑7份，聚磷酸铵11份，经过树酯酸处理的活性碳酸钙24份，硅微粉7份，乙烯基三异丁酮肟基硅烷12份；γ-氨丙基三乙氧基硅烷9份；甲基封端的聚二甲基硅氧烷21份，二丁基二月桂酸锡0.6份，所述制备方法包括以下步骤：先将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷加入到真空反应釜中，抽真空至0.03MPa，然后加热至165℃，在搅拌速度为400r/min的情况下依次加入十溴二苯醚、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸铵，经过树酯酸处理的活性碳酸钙和硅微粉，搅拌135分钟，然后再依次加入乙烯基三异丁酮肟基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二丁基二月桂酸锡和甲基封端的聚二甲基硅氧烷，提高搅拌速度至800r/min，保持真空度和温度，搅拌165分钟后包装即可。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (5)
1.一种光伏组件用原子灰的制备方法，其特征在于，所述原子灰以重量份计由下列组分构成：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份；十溴二苯醚4-6份、硼酸锌2-4份、三氧化二锑6-8份，聚磷酸铵10-12份，经过树酯酸处理的活性碳酸钙22-26份，硅微粉6-8份，交联剂11-13份；偶联剂8-10份；增塑剂18-22份，催化剂0.5-0.7份，所述制备方法包括以下步骤：先将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷加入到真空反应釜中，抽真空至约0.02-0.04MPa，然后加热至约160-170℃，在搅拌速度为约350-450r/min的情况下依次加入十溴二苯醚、硼酸锌、三氧化二锑、聚磷酸铵、经过树酯酸处理的活性碳酸钙和硅微粉，搅拌约120-150分钟，然后再依次加入交联剂、偶联剂、催化剂和增塑剂，提高搅拌速度至750-850r/min，保持真空度和温度，搅拌约150-180分钟后包装即可。
2.如权利要求1所述的一种光伏组件用原子灰的制备方法，其特征在于，所述的交联剂为甲基三异丁酮肟基硅烷或乙烯基三异丁酮肟基硅烷。
3.如权利要求1所述的一种光伏组件用原子灰的制备方法，其特征在于，所述的偶联剂为γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1，2，5-(三甲氧硅丙基)异氰酸酯。
4.如权利要求1所述的一种光伏组件用原子灰的制备方法，其特征在于，所述的增塑剂为甲基封端的聚二甲基硅氧烷。
5.如权利要求1所述的一种光伏组件用原子灰的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为二丁基二月桂酸锡、二丁基二乙酸锡、二丁基二辛酸锡或辛酸亚锡。
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