CN113429790A - 一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板及其制备方法，具体涉及太阳能硅胶板技术领域，包括：二甲基硅胶、白炭黑、羟基硅油、耐温剂、聚酰亚胺纤维和有机溶剂。本发明可有效提高耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板中的耐酸碱性能，可长时间在酸碱条件下使用，且不会出现发硬发脆问题，保证使用寿命；配方中的耐温剂可实现分别对硅胶料和聚酰亚胺纤维的复合改性处理，用于加强太阳能硅胶板的耐温性能和安全性能，同时可提高太阳能硅胶板的耐酸碱性能和使用寿命；配方中的聚酰亚胺纤维作为太阳能硅胶板的骨架，可有效提高太阳能硅胶板的内部结构强度，可有效提高太阳能硅胶板的耐酸碱性能、结构强度和安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能硅胶板技术领域，更具体地说，本发明涉及一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板及其制备方法。
背景技术
硅胶板是以硅胶为主要原料制成的工业橡胶板材。可冲制垫片、垫圈、封条，主要用于食品工业、机械工业、电子电器、汽车工业、化工轻工、金属和油漆等领域。在太阳能层压机上，采用了硅胶板作为垫板，硅胶板将层压机的台面和上盖分为上下两个腔室，因为其还具有一定的弹性，所以在上下腔室抽完真空的时候，开始对上腔室充气，使其变形对位于下腔室的组件施加压力，这个就是层压的原理，以及硅胶板的作用。
现有的太阳能硅胶板，耐酸碱性能不佳，在使用一段时间之后容易产生发硬发脆问题，缩短使用寿命。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板及其制备方法。
一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板，按照重量百分比计算包括：31.70～33.30％的二甲基硅胶、9.78～10.42％的白炭黑、3.70～4.50％的羟基硅油、10.64～11.06％的耐温剂、21.54～23.86％的聚酰亚胺纤维，其余为有机溶剂。
进一步的，所述耐温剂按照重量百分比计算包括：19.40～21.40％的环氧树脂、14.20～15.10％的膨胀石墨、16.50～17.10％的纳米纤维素气凝胶、14.50～15.10％的纳米氧化铈、14.80～16.10％的纳米碳化硅，其余为纳米氮化硅。
进一步的，按照重量百分比计算包括：31.70％的二甲基硅胶、9.78％的白炭黑、3.70％的羟基硅油、10.64％的耐温剂、21.54％的聚酰亚胺纤维、22.64％的有机溶剂；所述耐温剂按照重量百分比计算包括：19.40％的环氧树脂、14.20％的膨胀石墨、16.50％的纳米纤维素气凝胶、14.50％的纳米氧化铈、14.80％的纳米碳化硅、20.6％的纳米氮化硅。
进一步的，按照重量百分比计算包括：33.30％的二甲基硅胶、10.42％的白炭黑、4.50％的羟基硅油、11.06％的耐温剂、23.86％的聚酰亚胺纤维、16.86％的有机溶剂；所述耐温剂按照重量百分比计算包括：21.40％的环氧树脂、15.10％的膨胀石墨、17.10％的纳米纤维素气凝胶、15.10％的纳米氧化铈、16.10％的纳米碳化硅、15.20％的纳米氮化硅。
进一步的，按照重量百分比计算包括：32.50％的二甲基硅胶、10.10％的白炭黑、4.10％的羟基硅油、10.85％的耐温剂、22.70％的聚酰亚胺纤维、19.75％的有机溶剂；所述耐温剂按照重量百分比计算包括：20.40％的环氧树脂、14.65％的膨胀石墨、16.80％的纳米纤维素气凝胶、14.80％的纳米氧化铈、15.45％的纳米碳化硅、17.90％的纳米氮化硅。
进一步的，所述有机溶剂为N－甲基吡咯烷酮(NMP)、乙二醇(EG)、正丁醇、松油醇的一种或几种复配制成。
本发明还提供一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：称取上述重量份的二甲基硅胶、白炭黑、羟基硅油、耐温剂、聚酰亚胺纤维和有机溶剂；
步骤二：将步骤一中的耐温剂加入到纳米蒸汽磨中进行加工处理30～45分钟，得到复合改性耐温剂；
步骤三：将步骤一中的二甲基硅胶、白炭黑、羟基硅油和四分之三重量份的有机溶剂与步骤二中制得的复合改性耐温剂进行混合加热搅拌和超声振荡处理40～50分钟，得到复合改性胶料；
步骤四：将步骤一种的聚酰亚胺纤维和步骤二中剩余的复合改性耐温剂与有机溶剂进行混合加热搅拌和超声振荡处理30～45分钟，得到复合改性聚酰亚胺纤维；
步骤五：将步骤三中制得的复合改性胶料投入到混炼机中进行混炼处理，然后以步骤四中制得的复合改性聚酰亚胺纤维为骨架，将混炼处理的复合改性胶料进行压延复合到复合改性聚酰亚胺纤维外部，得到半成品太阳能硅胶板；
步骤六：对步骤五中制得的半成品太阳能硅胶板进行一次硫化处理，一次硫化处理之后进行二次硫化处理，二次硫化处理之后进行开裁、检验包装入库处理，得到耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板。
进一步的，在步骤三中，加热温度为50～60℃，超声波振荡频率为1.5MHz。
进一步的，在步骤四中，加热温度为60～70℃，超声波振荡频率为1.6MHz。
进一步的，在步骤二中，先对耐温剂进行混合搅拌处理5～10分钟，然后再加入到纳米蒸汽磨中。
本发明的技术效果和优点：
1、采用本发明的原料配方所制备出的耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板，可有效提高耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板中的耐酸碱性能，可长时间在酸碱条件下使用，且不会出现发硬发脆问题，保证使用寿命；配方中的羟基硅油，能有效地控制混炼胶与白碳黑之间的结构化作用，改善硅橡胶加工性能，延长胶料的存放期；配方中的耐温剂用于加强太阳能硅胶板的耐温性能和安全性能，同时可提高太阳能硅胶板的耐酸碱性能和使用寿命；配方中的聚酰亚胺纤维能够同时具有非常优良的机械性能，耐高低温性能，自熄性能，耐辐射性能以及优良的介电性能，耐腐蚀性能，升温相容性和低密度性，聚酰亚胺纤维作为太阳能硅胶板的骨架，可有效提高太阳能硅胶板的内部结构强度，可有效提高太阳能硅胶板的耐酸碱性能、结构强度和安全性能；
2、本发明在制备耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板的过程中，耐温剂中的环氧树脂用于加强耐温剂在太阳能硅胶板中的结合效果；耐温剂中的膨胀石墨，可在加强太阳能硅胶板的耐温性能的同时，加强耐腐蚀性能和柔性回弹性能；耐温剂中的纳米纤维素气凝胶，可有效保证太阳能硅胶板的回弹性能；耐温剂中的纳米氧化铈，可有效提高太阳能硅胶板的防老化性能；耐温剂中的纳米碳化硅，可有效加强太阳能硅胶板的耐酸碱性能和耐腐蚀性能；耐温剂中的纳米氮化硅，可在复合材料中形成细微的弥散相，从而大大地提高了太阳能硅胶板的综合性能；同时膨胀石墨、纳米纤维素气凝胶、纳米氧化铈、纳米碳化硅和纳米氮化硅配合工作，实现分别对硅胶料和聚酰亚胺纤维的复合改性处理，可有效加强太阳能硅胶板的耐酸碱性能、耐腐蚀性能，可有效避免太阳能硅胶板产生发硬发脆问题，保证太阳能硅胶板的使用寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板，按照重量百分比计算包括：31.70％的二甲基硅胶、9.78％的白炭黑、3.70％的羟基硅油、10.64％的耐温剂、21.54％的聚酰亚胺纤维、22.64％的有机溶剂；所述耐温剂按照重量百分比计算包括：19.40％的环氧树脂、14.20％的膨胀石墨、16.50％的纳米纤维素气凝胶、14.50％的纳米氧化铈、14.80％的纳米碳化硅、20.6％的纳米氮化硅；
所述有机溶剂为N－甲基吡咯烷酮(NMP)、乙二醇(EG)、正丁醇、松油醇的一种或几种复配制成；
本发明还提供一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：称取上述重量份的二甲基硅胶、白炭黑、羟基硅油、耐温剂、聚酰亚胺纤维和有机溶剂；
步骤二：将步骤一中的耐温剂加入到纳米蒸汽磨中进行加工处理38分钟，得到复合改性耐温剂；
步骤三：将步骤一中的二甲基硅胶、白炭黑、羟基硅油和四分之三重量份的有机溶剂与步骤二中制得的复合改性耐温剂进行混合加热搅拌和超声振荡处理45分钟，得到复合改性胶料；
步骤四：将步骤一种的聚酰亚胺纤维和步骤二中剩余的复合改性耐温剂与有机溶剂进行混合加热搅拌和超声振荡处理38分钟，得到复合改性聚酰亚胺纤维；
步骤五：将步骤三中制得的复合改性胶料投入到混炼机中进行混炼处理，然后以步骤四中制得的复合改性聚酰亚胺纤维为骨架，将混炼处理的复合改性胶料进行压延复合到复合改性聚酰亚胺纤维外部，得到半成品太阳能硅胶板；
步骤六：对步骤五中制得的半成品太阳能硅胶板进行一次硫化处理，一次硫化处理之后进行二次硫化处理，二次硫化处理之后进行开裁、检验包装入库处理，得到耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板。
在步骤三中，加热温度为50～60℃，超声波振荡频率为1.5MHz。
在步骤四中，加热温度为60～70℃，超声波振荡频率为1.6MHz。
在步骤二中，先对耐温剂进行混合搅拌处理5～10分钟，然后再加入到纳米蒸汽磨中。
实施例2：
与实施例1不同的是，按照重量百分比计算包括：33.30％的二甲基硅胶、10.42％的白炭黑、4.50％的羟基硅油、11.06％的耐温剂、23.86％的聚酰亚胺纤维、16.86％的有机溶剂；所述耐温剂按照重量百分比计算包括：21.40％的环氧树脂、15.10％的膨胀石墨、17.10％的纳米纤维素气凝胶、15.10％的纳米氧化铈、16.10％的纳米碳化硅、15.20％的纳米氮化硅。
实施例3：
与实施例1-2均不同的是，按照重量百分比计算包括：32.50％的二甲基硅胶、10.10％的白炭黑、4.10％的羟基硅油、10.85％的耐温剂、22.70％的聚酰亚胺纤维、19.75％的有机溶剂；所述耐温剂按照重量百分比计算包括：20.40％的环氧树脂、14.65％的膨胀石墨、16.80％的纳米纤维素气凝胶、14.80％的纳米氧化铈、15.45％的纳米碳化硅、17.90％的纳米氮化硅。
分别取上述实施例1-3所制得的太阳能硅胶板与对照组一的太阳能硅胶板、对照组二的太阳能硅胶板、对照组三的太阳能硅胶板、对照组四的太阳能硅胶板和对照组五的太阳能硅胶板，对照组一的太阳能硅胶板与实施例相比无膨胀石墨，对照组二的太阳能硅胶板与实施例相比无纳米纤维素气凝胶，对照组三的太阳能硅胶板与实施例相比无纳米氧化铈，对照组四的太阳能硅胶板与实施例相比无纳米碳化硅，对照组五的太阳能硅胶板与实施例相比无纳米氮化硅，分八组分别测试三个实施例中制备的太阳能硅胶板以及五个对照组的太阳能硅胶板，每30个样品为一组，进行测试，测试结果如表所示：
由表可知，当耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板的原料配比为：按照重量百分比计算包括：32.50％的二甲基硅胶、10.10％的白炭黑、4.10％的羟基硅油、10.85％的耐温剂、22.70％的聚酰亚胺纤维、19.75％的有机溶剂；所述耐温剂按照重量百分比计算包括：20.40％的环氧树脂、14.65％的膨胀石墨、16.80％的纳米纤维素气凝胶、14.80％的纳米氧化铈、15.45％的纳米碳化硅、17.90％的纳米氮化硅时，可有效提高耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板中的耐酸碱性能，可长时间在酸碱条件下使用，且不会出现发硬发脆问题，保证使用寿命；故实施例3为本发明的较佳实施方式，配方中的二甲基硅胶，可称为甲基硅橡胶，是无色透明的弹性体，具有耐老化，防震，绝缘，增水及生理隋性等特性；配方中的羟基硅油，能有效地控制混炼胶与白碳黑之间的结构化作用，改善硅橡胶加工性能，延长胶料的存放期；配方中的白炭黑，白炭黑用在彩色橡胶制品中可替代炭黑进行补强，满足白色或半透明产品的需要，且白炭黑具有超强的粘附力、抗撕裂以及耐热抗老化性能；配方中的耐温剂用于加强太阳能硅胶板的耐温性能和安全性能，同时可提高太阳能硅胶板的耐酸碱性能和使用寿命；配方中的聚酰亚胺纤维是一种综合性能优异的高性能有机纤维，能够同时具有非常优良的机械性能，耐高低温性能，自熄性能，耐辐射性能以及优良的介电性能，耐腐蚀性能，升温相容性和低密度性，聚酰亚胺纤维作为太阳能硅胶板的骨架，可有效提高太阳能硅胶板的内部结构强度，可有效提高太阳能硅胶板的耐酸碱性能、结构强度和安全性能；耐温剂中的环氧树脂用于加强耐温剂在太阳能硅胶板中的结合效果；耐温剂中的膨胀石墨，具有耐高温、耐低温、耐腐蚀、导电导热性能，且具有良好的压缩性、回弹性和低的应力松弛率，可在加强太阳能硅胶板的耐温性能的同时，加强耐腐蚀性能和柔性回弹性能；耐温剂中的纳米纤维素气凝胶，不仅超轻，其压缩回弹性能也十分优异，可有效保证太阳能硅胶板的回弹性能；耐温剂中的纳米氧化铈，纳米氧化铈紫外吸收率高，可有效提高太阳能硅胶板的防老化性能；耐温剂中的纳米碳化硅，具有纯度高、粒径分布范围小、高比表面积，具有化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、硬度高，可有效加强太阳能硅胶板的耐酸碱性能和耐腐蚀性能；耐温剂中的纳米氮化硅，机械强度高，耐化学腐蚀性能好，可在复合材料中形成细微的弥散相，从而大大地提高了太阳能硅胶板的综合性能；同时膨胀石墨、纳米纤维素气凝胶、纳米氧化铈、纳米碳化硅和纳米氮化硅配合工作，实现分别对硅胶料和聚酰亚胺纤维的复合改性处理，可有效加强太阳能硅胶板的耐酸碱性能、耐腐蚀性能，可有效避免太阳能硅胶板产生发硬发脆问题，保证太阳能硅胶板的使用寿命。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板，其特征在于：按照重量百分比计算包括：31.70～33.30％的二甲基硅胶、9.78～10.42％的白炭黑、3.70～4.50％的羟基硅油、10.64～11.06％的耐温剂、21.54～23.86％的聚酰亚胺纤维，其余为有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板，其特征在于：所述耐温剂按照重量百分比计算包括：19.40～21.40％的环氧树脂、14.20～15.10％的膨胀石墨、16.50～17.10％的纳米纤维素气凝胶、14.50～15.10％的纳米氧化铈、14.80～16.10％的纳米碳化硅，其余为纳米氮化硅。
3.根据权利要求2所述的一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板，其特征在于：按照重量百分比计算包括：31.70％的二甲基硅胶、9.78％的白炭黑、3.70％的羟基硅油、10.64％的耐温剂、21.54％的聚酰亚胺纤维、22.64％的有机溶剂；所述耐温剂按照重量百分比计算包括：19.40％的环氧树脂、14.20％的膨胀石墨、16.50％的纳米纤维素气凝胶、14.50％的纳米氧化铈、14.80％的纳米碳化硅、20.6％的纳米氮化硅。
4.根据权利要求2所述的一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板，其特征在于：按照重量百分比计算包括：33.30％的二甲基硅胶、10.42％的白炭黑、4.50％的羟基硅油、11.06％的耐温剂、23.86％的聚酰亚胺纤维、16.86％的有机溶剂；所述耐温剂按照重量百分比计算包括：21.40％的环氧树脂、15.10％的膨胀石墨、17.10％的纳米纤维素气凝胶、15.10％的纳米氧化铈、16.10％的纳米碳化硅、15.20％的纳米氮化硅。
5.根据权利要求2所述的一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板，其特征在于：按照重量百分比计算包括：32.50％的二甲基硅胶、10.10％的白炭黑、4.10％的羟基硅油、10.85％的耐温剂、22.70％的聚酰亚胺纤维、19.75％的有机溶剂；所述耐温剂按照重量百分比计算包括：20.40％的环氧树脂、14.65％的膨胀石墨、16.80％的纳米纤维素气凝胶、14.80％的纳米氧化铈、15.45％的纳米碳化硅、17.90％的纳米氮化硅。
6.根据权利要求2所述的一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板，其特征在于：所述有机溶剂为N－甲基吡咯烷酮(NMP)、乙二醇(EG)、正丁醇、松油醇的一种或几种复配制成。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板的制备方法，其特征在于：具体制备步骤如下：
步骤一：称取上述重量份的二甲基硅胶、白炭黑、羟基硅油、耐温剂、聚酰亚胺纤维和有机溶剂；
步骤二：将步骤一中的耐温剂加入到纳米蒸汽磨中进行加工处理30～45分钟，得到复合改性耐温剂；
步骤三：将步骤一中的二甲基硅胶、白炭黑、羟基硅油和四分之三重量份的有机溶剂与步骤二中制得的复合改性耐温剂进行混合加热搅拌和超声振荡处理40～50分钟，得到复合改性胶料；
步骤四：将步骤一种的聚酰亚胺纤维和步骤二中剩余的复合改性耐温剂与有机溶剂进行混合加热搅拌和超声振荡处理30～45分钟，得到复合改性聚酰亚胺纤维；
步骤五：将步骤三中制得的复合改性胶料投入到混炼机中进行混炼处理，然后以步骤四中制得的复合改性聚酰亚胺纤维为骨架，将混炼处理的复合改性胶料进行压延复合到复合改性聚酰亚胺纤维外部，得到半成品太阳能硅胶板；
步骤六：对步骤五中制得的半成品太阳能硅胶板进行一次硫化处理，一次硫化处理之后进行二次硫化处理，二次硫化处理之后进行开裁、检验包装入库处理，得到耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板。
8.根据权利要求7所述的一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板的制备方法，其特征在于：在步骤三中，加热温度为50～60℃，超声波振荡频率为1.5MHz。
9.根据权利要求7所述的一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板的制备方法，其特征在于：在步骤四中，加热温度为60～70℃，超声波振荡频率为1.6MHz。
10.根据权利要求7所述的一种耐高温耐腐蚀太阳能硅胶板的制备方法，其特征在于：在步骤二中，先对耐温剂进行混合搅拌处理5～10分钟，然后再加入到纳米蒸汽磨中。
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