CN106833501A - 双组分有机硅灌封胶及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双组分有机硅灌封胶。该有机硅灌封胶，包括重量比4.5‑5.5:1的A组分和B组分，所述A组分按其自身重量份数计，包含以下原料：107胶100份、无机填料70‑90份、增塑剂5‑15份和深层固化促进剂0.2‑1.2份；所述B组分按其自身重量份数计，包含以下原料：交联剂40份、偶联剂10‑20份和催化剂0.3‑0.8份。本发明还涉及制备所述双组分有机硅灌封胶的方法及其用途，在内部结构复杂、微孔结构较多的接线盒灌封中使用本发明的双组分有机硅灌封胶，可实现接线盒内部小间隙填充、表面平整无瑕疵。

Description

双组分有机硅灌封胶及其制备方法和用途

技术领域

本发明属于有机硅胶粘剂领域，具体涉及一种双组分有机硅灌封胶及其制备方法和用途。

背景技术

太阳能光伏发电是目前可利用能源中最清洁、最经济、最环保的可持续性能源。光伏产业已成为我国可再生能源产业中继风力发电之后发展最快的产业，光伏发电技术也是全球研究的热点之一。各国政府推出的极具吸引力的光伏补贴政策，同时光伏组件价格的不断下跌，吸引了众多投资者，从而推动了太阳能光伏产业的迅速发展。

聚二甲基硅氧烷(PDMS)从结构上可以认为是无机玻璃和有机线型聚合物的分子杂化，是理想的光伏组件封装材料，它具有非常优异的性能，如绝佳的紫外线稳定性和抗潮湿性，优异的电绝缘性能(出色的绝缘强度和高电阻率)，极低的离子杂质、吸湿度；同时以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基础结构的有机硅封装材料工作温度区间相当宽泛，可在-40至150℃(-40至302°F)之间正常工作；其对玻璃和其他光伏组件材料具有良好的粘接力，因此广泛应用于光伏领域。

光伏接线盒是介于太阳能电池组件构成的太阳能电池方阵和太阳能充电控制装置之间的连接器，其主要作用是连接和保护太阳能光伏组件，将太阳能电池产生的电力同外部线路连接，传导光伏组件所产生的电流。有机硅灌封胶对接线盒防护起着至关重要的作用，其高导热性保证了旁路二极管快速冷却；其优异的粘接性保证了接线盒的密封防水；而日益复杂的接线盒结构及点胶工艺致使流动性一般的有机硅灌封胶难以流平，无法保证内部的小间隙填充；同时，接线盒复杂的微孔结构致使表干时间和凝胶时间差异较大的灌封胶表面出现气泡，影响产品外观。

因此，需要一种新的有机硅灌封胶。

发明内容

本发明提供一种双组分有机硅灌封胶，其包括重量比4.5-5.5:1、优选4.8-5.2:1的A组分和B组分，

所述A组分按其自身重量份数计，包含以下原料：

所述B组分按其自身重量份数计，包含以下原料：

交联剂 40

偶联剂 10-20

催化剂 0.3-0.8。

本发明还提供制备上述双组分有机硅灌封胶的方法，包括下述步骤：

1)按重量份数计，将107胶100份、无机填料70-90份和增塑剂5-15份加入容器中，搅拌至混合均匀，然后冷却至室温后加入深层固化促进剂0.2-1.2份，混合得到A组分；

2)按重量份数计，将交联剂40份、偶联剂10-20份和催化剂0.3-0.8份加入容器中，在真空状态下搅拌混合得到B组分；

3)将步骤1中得到的A组分和步骤2中得到的B组分以重量比4.5-5.5:1、优选4.8-5.2:1的比例混合至均匀，得到所需产物，

其中在方法步骤中使用的原料与产品部分所述的原料一致。

本发明还提供本发明的双组分有机硅灌封胶用于内部结构复杂、微孔结构较多的接线盒灌封的用途。

本发明的双组分有机硅灌封胶具有流平性好(混合粘度低)、可实现同步固化的优点。在内部结构复杂、微孔结构较多的接线盒灌封中使用本发明的双组分有机硅灌封胶，可实现接线盒内部小间隙填充、表面平整无瑕疵。

具体实施方式

在本发明中，如无特别说明，则所有操作均在室温、常压条件下实施；组合物各成分的所有份数为重量份数，比例为重量比。

本发明的双组分有机硅灌封胶，包括重量比4.5-5.5:1、优选4.8-5.2:1的A组分和B组分，

所述A组分按其自身重量份数计，包含以下原料：

所述B组分按其自身重量份数计，包含以下原料：

交联剂 40

偶联剂 10-20

催化剂 0.3-0.8。

(A组分)

任选地，所述A组分中还可以添加增白剂，其可为钛白粉，晶型为金红石型；所述增白剂的用量可为2-6重量份，优选2-4重量份。

所述107胶可为在25℃下粘度为700-5,000mpa.s、优选1,000-2,000mpa.s范围内的工业化产品的一种或两种、乃至更多种的组合。

所述无机填料可为重质碳酸钙、氢氧化铝或硅微粉中的一种；所述无机填料的用量可为70-90重量份，优选75-85重量份。

所述增塑剂为低粘度硅油，其为100mpa.s的二甲基硅油、羟基硅油中的一种或两种、乃至更多种的组合；所述增塑剂的用量可为5-15重量份，优选5-10重量份。

所述深层固化促进剂可为磷酸盐的水溶液，其中磷酸盐水溶液的重量百分比浓度为0.1-0.4％，优选为0.1-0.2％；按水溶液计，所述深层固化促进剂的用量可为0.2-1.2重量份，优选0.4-1.0重量份，更优选0.6-0.8重量份。

(B组分)

所述交联剂可为多官能基团硅烷小分子，例如四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种的组合；所述交联剂的用量可为40重量份。

所述偶联剂可为有机硅偶联剂，例如γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种的组合；所述偶联剂的用量可为10-20重量份，优选10-15重量份。

所述催化剂可为有机锡催化剂，例如可选自二月桂酸二丁基锡或二乙酸二丁基锡中的一种；所述催化剂的用量可为0.3-0.8重量份，优选0.3-0.6重量份。

优选地，本发明的双组分有机硅灌封胶中，107胶(a)、交联剂(b)和偶联剂(c)之间的重量比满足以下关系式：

7.5≤a(b+c)/bc≤12，

更优选满足以下关系式：

9.0≤a(b+c)/bc≤10.5。

本发明还提供制备上述双组分有机硅灌封胶的方法，包括下述步骤：

1)按重量份数计，将107胶100份、无机填料70-90份、增塑剂5-15份加入容器中，搅拌至混合均匀，然后冷却至室温后加入深层固化促进剂0.2-1.2份，混合得到A组分；

2)按重量份数计，将交联剂40份、偶联剂10-20份和催化剂0.3-0.8份加入容器中，在真空状态下搅拌混合得到B组分；

3)将步骤1)中得到的A组分和步骤2)中得到的B组分以重量比4.5-5.5:1，优选4.8-5.2:1的比例混合至均匀，得到所需产物，

其中在方法部分所述的各原料与在产品部分所述的原料一致。

其中，任选地(即可以选择性、而非必须地)，在步骤1)中在添加深层固化促进剂之前还可向体系中加入2-6重量份的增白剂，所述增白剂与在产品部分所述的一致。

其中，在步骤1)中添加107胶、无机填料和增塑剂的温度可为室温；搅拌方式没有特别的限制，只要能使其混合即可，例如可采用手动搅拌，搅拌时间可为1-3h，优选2h。

步骤2)中开始添加各原料的温度可为室温；搅拌方式没有特别的限制，只要能使其混合即可，例如可采用手动搅拌，搅拌时间可为20min至2h，优选为30min至1h。

优选地，前述对于双组分有机硅灌封胶本身所作的说明同样适用于双组分有机硅灌封胶的制备方法，其中的优选、更优选的特征等适用于所述方法，构成相应的优选实施方案。

本发明还提供本发明的双组分有机硅灌封胶用于内部结构复杂、微孔结构较多的接线盒灌封的用途，其中使用本发明的双组分有机硅灌封胶可实现接线盒内部小间隙填充、表面平整无瑕疵。

实施例

下面通过具体的实施例对本发明作进一步说明：

本发明采用的测试方法如下：

(1)粘度：按标准GB/T 2794-2013使用Brookfield粘度计(A组分使用5号转子，B组分使用2号转子，A、B混合之后的组分使用5号转子，均在25℃下)测定。

(2)密度：按标准GB/T4472-84测定。

(3)表干时间：按标准GB/T 13477.5测定。

(4)凝胶时间：按标准GB/T 7193.6测定。

(5)邵氏硬度：按标准GB/T 531测定。

(6)体积电阻率：按标准GB/T 1692测定。

(7)拉伸强度：按标准GB/T528-92测定。

(8)断裂伸长率：按标准GB/T528-92测定。

本发明实施例采用的原料来源如下：

107胶：浙江新安化工集团股份有限公司

增白剂：杜邦中国集团有限公司

增塑剂：江西蓝星星火有机硅有限公司

交联剂：荆州市江汉精细化工有限公司

偶联剂：荆州市江汉精细化工有限公司

催化剂：上海和氏璧化工有限公司

实施例1

在室温下，将100份1500mpa.s 107胶，80份氢氧化铝粉末，5份100mpa.s二甲基硅油，2份R706型钛白粉加入到搅拌釜中，搅拌2h混合均匀，加入0.6份重量百分比浓度为0.1％的磷酸盐水溶液，继续搅拌10min得到组分A。将10份四乙氧基硅烷、10份甲基三乙氧基硅烷、20份二甲基二乙氧基硅烷、5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、5份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷及0.5份二月硅酸二丁基锡脱真空状态下搅拌30min得到B组分。A、B组分以重量比4.8:1混合均匀，得到流平性佳(混合粘度低)、同步固化的双组分灌封胶，具体参数如下表1所示：

表1

实施例2

在室温下，将100份1500mpa.s 107胶，75份氢氧化铝粉末，7份100mpa.s二甲基硅油，3份R706型钛白粉加入到搅拌釜中，搅拌2h混合均匀，加入0.8份重量百分比浓度为0.3％的磷酸盐水溶液，继续搅拌10min得到组分A。将15份四乙氧基硅烷、10份甲基三乙氧基硅烷、15份二甲基二乙氧基硅烷、4份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、6份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷及0.6份二月硅酸二丁基锡脱真空状态下搅拌30min得到B组分。A、B组分以重量比5:1混合均匀，得到流平性佳(混合粘度低)、同步固化的双组分灌封胶，具体参数如下表2所示：

表2

对比实施例1

在室温下，将100份1500mpa.s 107胶，85份氢氧化铝粉末，7份100mpa.s二甲基硅油，3份R706型钛白粉加入到搅拌釜中，搅拌2h混合均匀，加入0.05份重量百分比浓度为0.1％的磷酸盐水溶液，继续搅拌10min得到组分A。将15份四乙氧基硅烷、10份甲基三乙氧基硅烷、15份二甲基二乙氧基硅烷、4份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、6份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和0.6份二月硅酸二丁基锡脱真空状态下搅拌30min得到B组分。A、B组分以重量比5:1混合均匀，得到流平性佳(混合粘度低)、同步固化的双组分灌封胶，具体参数如下表3所示：

表3

由上述可见，与对比实施例1的有机硅灌封胶相比，本发明的实施例1和2的有机硅灌封胶混合粘度更低、并实现了同步固化的目标，当将本发明的有机硅灌封胶用于内部结构复杂、微孔结构较多的接线盒灌封时，其确保可实现接线盒内部小间隙填充、表面平整无瑕疵。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。本领域技术人员在不脱离发明技术方案的宗旨和范围的情况下，对本发明的技术方案进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种双组分有机硅灌封胶，包括重量比4.5-5.5：1、优选4.8-5.2:1的A组分和B组分，其中

所述A组分按其自身重量份数计，包含以下原料：

所述B组分按其自身重量份数计，包含以下原料：

交联剂 40

偶联剂 10-20

催化剂 0.3-0.8。

2.根据权利要求1所述的双组分有机硅灌封胶,其特征在于，所述A组分中还包含增白剂，其可为钛白粉，晶型为金红石型；所述增白剂的用量为2-6重量份，优选2-4重量份，按其自身重量份数计。

3.根据权利要求1或2所述的双组分有机硅灌封胶,其特征在于，在A组分中，按其自身重量份数计，所述107胶为在25℃下粘度为700-5,000mpa.s、优选1,000-2,000mpa.s范围内的工业化产品的一种或两种、乃至更多种的组合，其用量为100重量份；所述无机填料为重质碳酸钙、氢氧化铝、硅微粉中的一种，其用量为70-90重量份，优选75-85重量份；所述增塑剂为低粘度硅油，其用量为5-15重量份，优选5-10重量份；所述深层固化促进剂为磷酸盐的水溶液，其中磷酸盐水溶液的重量百分比浓度为0.1-0.4％，优选为0.1-0.2％，按水溶液计，所述深层固化促进剂的用量为0.2-1.2重量份，优选0.4-1.0重量份，更优选0.6-0.8重量份。

4.根据权利要求3所述的双组分有机硅灌封胶,其特征在于，所述低粘度硅油为100mpa.s的二甲基硅油、羟基硅油中的一种或两种、乃至更多种的组合。

5.根据权利要求1或2所述的双组分有机硅灌封胶，其特征在于，在B组分中，按其自身重量份数计，所述交联剂为多官能基团硅烷小分子，其用量为40重量份；所述偶联剂为有机硅偶联剂，其用量为10-20重量份，优选10-15重量份；所述催化剂为有机锡催化剂，其用量为0.3-0.8重量份，优选0.3-0.6重量份。

6.根据权利要求5所述的双组分有机硅灌封胶，其特征在于，所述多官能基团硅烷小分子为四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种的组合；所述有机硅偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种的组合；所述有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡或二乙酸二丁基锡中的一种。

7.根据权利要求1-5之一所述的双组分有机硅灌封胶，其特征在于，107胶(a)、交联剂(b)和偶联剂(c)之间的重量比满足以下关系式：

7.5≤a(b+c)/bc≤12，

更优选满足以下关系式：

9.0≤a(b+c)/bc≤10.5。

8.一种制备权利要求1至7中任一项的双组分有机硅灌封胶的方法，包括下述步骤：

1)按重量份数计，将107胶100份、无机填料70-90份和增塑剂5-15份加入容器中，搅拌至混合均匀，然后冷却至室温后加入深层固化促进剂0.2-1.2份，混合得到A组分；

2)按重量份数计，将交联剂40份、偶联剂10-20份和催化剂0.3-0.8份加入容器中，在真空状态下搅拌混合得到B组分；

3)将步骤1中得到的A组分和步骤2中得到的B组分以重量比、4.5-5.5:1、优选4.8-5.2:1的比例混合至均匀，得到所需产物，

其中各原料与权利要求1-8中任一项中的一致。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤1)中，添加原料107胶、无机填料和增塑剂时的温度为室温；在步骤2)中，添加各原料的温度为室温。

10.权利要求1-6中任一项的双组分有机硅灌封胶用于内部结构复杂、微孔结构较多的接线盒灌封的用途。