CN112500830A - 一种自固化型密封胶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自固化型密封胶及其制备方法和应用，所述自固化型密封胶以重量份数计包括：抗老化剂50‑80份、阻水剂10‑20份、抗紫外剂2‑6份、阻燃剂4‑28份和助剂1‑3份。所述制备方法包括以下步骤：将抗老化剂、阻水剂、抗紫外剂、阻燃剂和助剂混合，得到混合物，之后将混合物熔融挤出，冷却，得到所述自固化型密封胶。本发明提供的自固化型密封胶具有优良的防水、绝缘、抗老化的优点，能适应室外各种复杂环境，是优秀的绝缘保护材料。
Description
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种自固化型密封胶及其制备方法和应用，尤其涉及一种绝缘防水的自固化型密封胶及其制备方法和应用。
背景技术
光伏连接器在光伏电站中占的成本比重较低，但却是关键部件。前期电站建设时，连接器引发的故障风险往往不受重视，但是后期却会成为电站运维的痛点。因连接器失效而造成的运维成本包括发电量收益损失、备品备件成本、人力成本以及安全风险，这些运维成本最终都会影响电站的投资回报。通过使用。同时光伏连接器由于其制备方法的原因导致其形状互不相同，也影响了美观。
CN206013438U公开了一种标准模块化的户用光伏发电包装系统，包括托盘、光伏组件模块、支架导轨模块、固定连接模块、动力传输模块和逆变器模块，所述的光伏组件模块设置至少一个并固定在托盘一端，所述的动力传输模块和逆变器模块分别设置一个，并列固定于托盘另一端，所述的固定连接模块和支架导轨模块个数与所述的光伏组件模块相同，固定连接模块叠放在所述的动力传输模块和逆变器模块上方并固定，所述的支架导轨模块叠放在光伏组件模块上方并固定。该实用新型具有材料配置简单、模块分区清晰、系统组合多样、包装运输方便、形象美观大方等优点。但是其无法对内部的光伏组件进行保护，其内部光伏组件容易受到外界环境侵蚀。
CN109546397B公开了一种双层光伏连接器，涉及光伏发电的电连接器技术领域；包括公头导电载流针、母头导电载流针、公头绝缘保护层、母头绝缘保护层以及金属外壳保护层；所述的公头导电载流针固定设置在公头绝缘保护层内部，且公头绝缘保护层设置在金属外壳保护层内的一端；所述的母头导电载流针固定设置在母头绝缘保护层内，且母头绝缘保护层设置在金属外壳保护层内的另一端；金属保护层隔绝空气形成基础保护，绝缘保护层将导体密封形成二次保护，解决内外温差导致绝缘老化，达到坚固可靠的保护。但是其构造复杂、结构众多，装配过程中经常会出现外观不一致的情况，影响美观。
CN203456597U公开了一种光伏连接器，包括第一电缆线、第二电缆线以及第三电缆线，所述第一、第二及第三电缆线内设有单股导线，所述单股导线设有金属导线以及裸露的连接端，所述第一、第二以及第三电缆线的连接端共同连接形成三通连接部，所述三通连接部外侧设有保护套，所述光伏连接器设有闭端端子，所述闭端端子包括绝缘护套、位于绝缘护套内的闭端端子孔以及位于闭端端子孔内的金属管，所述第一、第二以及第三电缆线单股导线连接端并排设置于闭端端子孔的金属管内并与金属管压接一起。如此设置，当所述光伏连接器通过较大电流时，使光伏连接器不易产生危险的过热现象。但是其外观不一致，且容易被外界环境侵蚀。
目前光伏连接器易受环境侵蚀而产生故障，且由于制备方法等原因导致外观不一致，影响美观。因此，如何提供一种既能保护光伏连接器，又美观的解决方案，成为了亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自固化型密封胶及其制备方法和应用，尤其提供一种绝缘防水的自固化型密封胶及其制备方法和应用。本发明提供的自固化型密封胶具有优良的防水、绝缘、抗老化的优点。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种自固化型密封胶，所述自固化型密封胶以重量份数计包括：抗老化剂50-80份、阻水剂10-20份、抗紫外剂2-6份、阻燃剂4-28份和助剂1-3份。
其中，抗老化剂的份数可以是50份、53份、56份、59份、62份、65份、68份、71份、74份、77份或80份等，阻水剂的份数可以是10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等，抗紫外剂的份数可以是2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份或6份等，阻燃剂的份数可以是4份、6份、8份、10份、12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份或28份等，助剂的份数可以是1份、1.5份、2份、2.5份或3份等，但不限于以上所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
上述特定组分的自固化型密封胶具有优良的防水、绝缘、抗老化的优点，能适应室外各种复杂环境，是优秀的绝缘保护材料。
优选地，所述自固化型密封胶以重量份数计包括：抗老化剂57-73份、阻水剂12-18份、抗紫外剂3-5份、阻燃剂6.5-22.5份和助剂1.5-2.5份。
上述特定组分能进一步提高所述自固化型密封的防水、绝缘、抗老化性能。
优选地，所述抗老化剂以重量份数计包括聚二甲基硅氧烷40-60份、聚异戊二烯7-13份和丁苯橡胶3-7份，优选包括聚二甲基硅氧烷45-55份、聚异戊二烯8-12份和丁苯橡胶4-6份。
其中，聚二甲基硅氧烷的份数可以是40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份、51份、52份、53份、54份、55份、56份、57份、58份、59份或60份等，聚异戊二烯的份数可以是7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份、10份、10.5份、11份、11.5份、12份、12.5份或13份等，丁苯橡胶的份数可以是3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份或7份等，但不限于以上所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
聚二甲基硅氧烷具有较好的耐热性、耐寒性、防水性，表面张力小；聚异戊二烯耐水性、电绝缘性优秀、超过普通橡胶；丁苯橡胶兼具橡胶和塑料的优良性能，具备良好的弹性、耐低温性、透气性、电器绝缘性。上述特定组分的抗老化剂不仅具有优秀的抗老化效果，同时兼具防水、绝缘耐寒性能。
优选地，所述阻水剂包括丁基橡胶。
丁基橡胶具有良好的稳定性、热稳定性、气密性和水密性，具有优秀的阻水效果，能够保护光伏连接器、避免外界水的侵蚀。
优选地，所述抗紫外剂以重量份数计包括二氧化钛1-3份和二氧化硅1-3份，优选包括二氧化钛1.5-2.5份和二氧化硅1.5-2.5份。其中二氧化钛的份数可以是1份、1.5份、2份、2.5份或3份等，二氧化硅的份数可以是1份、1.5份、2份、2.5份或3份等，但不限于以上所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
二氧化钛具有优异的紫外线吸收、光催化杀菌、分解有机污染物的功能，二氧化硅能够调整加工过程的流变能力，补强有机硅弹性体。上述特定组分的抗紫外剂具有优秀的抗紫外效果，提高所述自固化型密封胶的使用寿命。
优选地，所述阻燃剂以重量份数计包括三氧化二锑1-3份和溴系阻燃剂3-25份，优选包括三氧化二锑1.5-2.5份和溴系阻燃剂5-20份。
其中三氧化二锑的份数可以是1份、1.5份、2份、2.5份或3份等，溴系阻燃剂的份数可以是3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份、22份、23份、24份或25份等，但不限于以上所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
三氧化二锑是一种环保型阻燃剂，溴系阻燃剂能与三氧化二锑形成协效剂，阻燃效果更好。
优选地，所述溴系阻燃剂包括四溴对二甲苯和/或六溴对二甲苯。
优选地，所述助剂包括碳酸钙和/或碳黑。
优选地，所述自固化型密封胶以重量份数计还包括增塑剂0.5-1.5份，例如0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份或1.5份等，但不限于以上所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯和/或邻苯二甲酸二丁酯。
优选地，所述自固化型密封胶以重量份数计还包括抗氧剂0.5-2份，例如0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2份等，但不限于以上所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
上述抗氧剂能有效抑制聚合物的热降解和氧化降解，提高所述自固化型密封胶的使用寿命。
优选地，所述抗氧剂包括抗氧剂1076和/或抗氧剂1010。
优选地，所述自固化型密封胶以重量份数计包括：聚二甲基硅氧烷40-60份、聚异戊二烯7-13份、丁苯橡胶3-7份、丁基橡胶12-18份、二氧化钛1-3份、二氧化硅1-3份、三氧化二锑1-3份、溴系阻燃剂3-25份、碳酸钙1-3份、邻苯二甲酸二辛酯0.5-1.5份和抗氧剂10760.5-2份。
第二方面，本发明提供了如上所述的自固化型密封胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将抗老化剂、阻水剂、抗紫外剂、阻燃剂和助剂混合，得到混合物，之后将混合物熔融挤出，冷却，得到所述自固化型密封胶。
上述制备方法能够快速简单地制备所述自固化型密封胶。
优选地，所述熔融前还包括将增塑剂、抗氧剂加入至混合物中。
优选地，所述熔融的温度为120-150℃，例如120℃、123℃、126℃、129℃、132℃、135℃、138℃、141℃、144℃、147℃或150℃等，但不限于以上所列举的数值，上述数值范围内其他未列举的数值同样适用。
第三方面，本发明提供了如上所述的自固化型密封胶在制备接线盒中的应用。
第四方面，本发明还提供了一种标准化光伏连接器包装盒，所述标准化光伏连接器包装盒包括上壳体、下壳体和如上所述的自固化型密封胶，所述上壳体与下壳体通过所述自固化型密封胶粘成一体，形成封闭结构；所述上壳体与下壳体存在空腔，所述上壳体的空腔与下壳体的空腔相互连通形成大空腔，所述大空腔两端各自存在一个小孔与所述标准化光伏连接器包装盒外界联通，所述大空腔能够容纳光伏连接器。
上述标准化光伏连接器包装盒既能对光伏连接器起到优秀的保护效果，防止光伏连接器由于外界环境影响造成故障，同时又具有标准化外观，避免了因制备方法等因素造成光伏连接器外观不一致造成的影响美观的问题。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过优化选择特定组成，提供了一种自固化型密封胶，其具有优良的防水、抗老化的优点，能适应室外各种复杂环境，是优秀的绝缘保护材料；击穿电压达到21kV、体积电阻率达到1.3×1014以上，体现了优秀的绝缘性能；同时应用该自固化型密封胶制备得到了一种标准化光伏连接器包装盒，能够在保护光伏连接器不受外界环境侵蚀的同时提供标准化优美的外观，避免由于光伏连接器外观不一致而影响美观的问题。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案，但本发明并非局限在实施例范围内。
以下实施例中，聚二甲基硅氧烷购自于深圳市博洋有机硅新材料有限公司，分子量20000-50000之间；
丁基橡胶购自于燕山石化；
聚异戊二烯购自于日本瑞翁，型号IR2200；
丁苯橡胶购自于巴陵石化，型号792；
溴系阻燃剂购自于河南图道格实业有限公司，型号SR-245；
抗氧剂1076购自于巴斯夫。
其余原料均可从商业获得。
实施例1
本实施例提供了一种自固化型密封胶，以重量份数计包括：
| 聚二甲基硅氧烷 | 50份 | 二氧化钛 | 2份 | 图道格SR-245 | 13份 |
| 丁基橡胶 | 15份 | 二氧化硅 | 2份 | 邻苯二甲酸二辛酯 | 1份 |
| 聚异戊二烯 | 10份 | 碳酸钙 | 2份 | 抗氧剂1076 | 1份 |
| 丁苯橡胶 | 5份 | 三氧化二锑 | 2份 |
制备过程如下：将上述原料混合后在135℃下熔融，之后挤出冷却，得到所述自固化型密封胶。
实施例2
本实施例提供了一种自固化型密封胶，以重量份数计包括：
| 聚二甲基硅氧烷 | 45份 | 二氧化钛 | 2.5份 | 图道格SR-245 | 20份 |
| 丁基橡胶 | 13份 | 二氧化硅 | 2.5份 | 邻苯二甲酸二丁酯 | 0.5份 |
| 聚异戊二烯 | 8份 | 碳黑 | 2.5份 | 抗氧剂1010 | 0.5份 |
| 丁苯橡胶 | 4份 | 三氧化二锑 | 2.5份 |
制备过程如下：将上述原料混合后在120℃下熔融，之后挤出冷却，得到所述自固化型密封胶。
实施例3
本实施例提供了一种自固化型密封胶，以重量份数计包括：
| 聚二甲基硅氧烷 | 55份 | 二氧化钛 | 1.5份 | 图道格SR-245 | 5份 |
| 丁基橡胶 | 17份 | 二氧化硅 | 1.5份 | 邻苯二甲酸二辛酯 | 1.5份 |
| 聚异戊二烯 | 12份 | 碳酸钙 | 1.5份 | 抗氧剂1076 | 2份 |
| 丁苯橡胶 | 6份 | 三氧化二锑 | 1.5份 |
制备过程如下：将上述原料混合后在150℃下熔融，之后挤出冷却，得到所述自固化型密封胶。
实施例4
本实施例提供了一种自固化型密封胶，以重量份数计包括：
| 聚二甲基硅氧烷 | 40份 | 二氧化钛 | 3份 | 图道格SR-245 | 25份 |
| 丁基橡胶 | 10份 | 二氧化硅 | 3份 | 邻苯二甲酸二辛酯 | 0.5份 |
| 聚异戊二烯 | 7份 | 碳酸钙 | 3份 | 抗氧剂1076 | 0.5份 |
| 丁苯橡胶 | 3份 | 三氧化二锑 | 3份 |
制备过程同实施例1。
实施例5
本实施例提供了一种自固化型密封胶，以重量份数计包括：
| 聚二甲基硅氧烷 | 60份 | 二氧化钛 | 15份 | 图道格SR-245 | 3份 |
| 丁基橡胶 | 20份 | 二氧化硅 | 1份 | 邻苯二甲酸二辛酯 | 1.5份 |
| 聚异戊二烯 | 13份 | 碳酸钙 | 1份 | 抗氧剂1076 | 2份 |
| 丁苯橡胶 | 7份 | 三氧化二锑 | 1份 |
制备过程同实施例1。
实施例6
本实施例提供了一种自固化型密封胶，组成中除不包含聚二甲基硅氧烷、减少部分按比例分配给聚异戊二烯和丁苯橡胶外，其余与实施例1一致。
制备方法参考实施例1。
实施例7
本实施例提供了一种自固化型密封胶，组成中除不包含聚异戊二烯、减少部分按比例分配给聚异戊二烯和丁苯橡胶外，其余与实施例1一致。
制备方法参考实施例1。
实施例8
本实施例提供了一种自固化型密封胶，组成中除不包含丁苯橡胶、减少部分按比例分配给聚二甲基硅氧烷和聚异戊二烯外，其余与实施例1一致。
制备方法参考实施例1。
实施例9
本实施例提供了一种自固化型密封胶，组成中除不包含二氧化硅、减少部分由二氧化钛补充外，其余与实施例1一致。
制备方法参考实施例1。
实施例10
本实施例提供了一种自固化型密封胶，组成中除不包含二氧化钛、减少部分由二氧化硅补充外，其余与实施例1一致。
制备方法参考实施例1。
实施例11
本实施例提供了一种自固化型密封胶，组成中除不包含图道格SR-245、减少部分由三氧化二锑补充外，其余与实施例1一致。
制备方法参考实施例1。
实施例12
本实施例提供了一种自固化型密封胶，组成中除不包含三氧化二锑、减少部分由图道格SR-245补充外，其余与实施例1一致。
制备方法参考实施例1。
对比例1
某市售绝缘密封胶。
应用例1
本应用例提供了一种标准化光伏连接器包装盒，制备方法如下：用模具注塑得到上壳体和下壳体，使用时将光伏连接器放入下壳体空腔中，并用实施例1提供的自固化型密封胶将下壳体与上壳体粘贴成密封容器，光伏连接器利用导线通过空腔两端小孔与外界连接。
性能测试：
硬度：测试方法参考Shore A；
击穿电压(2mm片材)：测试方法参考ASTM D 149；
体积电阻率：测试方法参考ASTM D 257；
UV加速老化：测试方法参考ASTM G 53；
阻燃性：测试方法参考UL94-V1；
冷热冲击：测试方法为将待测样品放置于从-50℃变化至150℃又变化至-50℃的变化环境中循环200次，之后观察样品外观；
粘接性能：测试方法参考ASTM D 412；
耐温性能：测试方法为将待测样品置于160℃环境下1000h，之后观察样品外观；
抗拉强度：测试方法参考ASTM D 412。
对实施例1-12和对比例1提供的产品在25℃下固化72h后进行上述测试：结果如下表：
从上表中数据显示，本发明提供的自固化型密封胶具有优秀的抗老化、抗极端环境性能，相比现有技术，本发明提供的产品阻燃、粘性、绝缘性能和抗拉强度更好，能够有效保护光伏连接器不受外界环境侵蚀。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的自固化型密封胶及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。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。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (10)
1.一种自固化型密封胶，其特征在于，所述自固化型密封胶以重量份数计包括：抗老化剂50-80份、阻水剂10-20份、抗紫外剂2-6份、阻燃剂4-28份和助剂1-3份。
2.根据权利要求1所述的自固化型密封胶，其特征在于，所述自固化型密封胶以重量份数计包括：抗老化剂57-73份、阻水剂12-18份、抗紫外剂3-5份、阻燃剂6.5-22.5份和助剂1.5-2.5份。
3.根据权利要求1或2所述的自固化型密封胶，其特征在于，所述抗老化剂以重量份数计包括聚二甲基硅氧烷40-60份、聚异戊二烯7-13份和丁苯橡胶3-7份，优选包括聚二甲基硅氧烷45-55份、聚异戊二烯8-12份和丁苯橡胶4-6份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的自固化型密封胶，其特征在于，所述阻水剂包括丁基橡胶。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的自固化型密封胶，其特征在于，所述抗紫外剂以重量份数计包括二氧化钛1-3份和二氧化硅1-3份，优选包括二氧化钛1.5-2.5份和二氧化硅1.5-2.5份；
优选地，所述阻燃剂以重量份数计包括三氧化二锑1-3份和溴系阻燃剂3-25份，优选包括三氧化二锑1.5-2.5份和溴系阻燃剂5-20份；
优选地，所述溴系阻燃剂包括四溴对二甲苯和/或六溴对二甲苯；
优选地，所述助剂包括碳酸钙和/或碳黑；
优选地，所述自固化型密封胶以重量份数计还包括增塑剂0.5-1.5份；
优选地，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二辛酯和/或邻苯二甲酸二丁酯；
优选地，所述自固化型密封胶以重量份数计还包括抗氧剂0.5-2份；
优选地，所述抗氧剂包括抗氧剂1076和/或抗氧剂1010。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的自固化型密封胶，其特征在于，所述自固化型密封胶以重量份数计包括：聚二甲基硅氧烷40-60份、聚异戊二烯7-13份、丁苯橡胶3-7份、丁基橡胶12-18份、二氧化钛1-3份、二氧化硅1-3份、三氧化二锑1-3份、溴系阻燃剂3-25份、碳酸钙1-3份、邻苯二甲酸二辛酯0.5-1.5份和抗氧剂1076 0.5-2份。
7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的自固化型密封胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将抗老化剂、阻水剂、抗紫外剂、阻燃剂和助剂混合，得到混合物，之后将混合物熔融挤出，冷却，得到所述自固化型密封胶。
8.根据权利要求7所述的自固化型密封胶的制备方法，其特征在于，所述熔融前还包括将增塑剂、抗氧剂加入至混合物中；
优选地，所述熔融的温度为120-150℃。
9.一种根据权利要求1-6中任一项所述的自固化型密封胶在制备接线盒中的应用。
10.一种标准化光伏连接器包装盒，其特征在于，所述标准化光伏连接器包装盒包括上壳体、下壳体和如权利要求1-6中任一项所述的自固化型密封胶，所述上壳体与下壳体通过所述自固化型密封胶粘成一体，形成封闭结构；所述上壳体与下壳体存在空腔，所述上壳体的空腔与下壳体的空腔相互连通形成大空腔，所述大空腔两端各自存在一个小孔与所述标准化光伏连接器包装盒外界联通，所述大空腔能够容纳光伏连接器。
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