CN115260981B - 一种光伏用单组份透明硅酮结构密封胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及硅酮结构密封胶领域，尤其涉及一种光伏用单组份透明硅酮结构密封胶及其制备方法，所述光伏用单组份透明硅酮结构密封胶，其是由包括以下组分的原料构成：α，ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷、气相白炭黑、补强树脂、硅烷偶联剂、交联剂以及催化剂；其中：所述补强树脂包含有线性聚磷腈主链；所述线性聚磷腈主链上接枝有包含有烷氧基硅基的侧链。本发明在硅酮结构密封胶中引入了聚磷腈之后，其能够有效提升硅酮结构密封胶的耐老化以及耐酸碱杂质的能力，同时还提升了耐热性能以及粘结性能，能够满足光伏产品的使用需求。

Description

一种光伏用单组份透明硅酮结构密封胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及硅酮结构密封胶领域，尤其涉及一种光伏用单组份透明硅酮结构密封胶及其制备方法。
背景技术
光伏建筑应用技术是将太阳能发电(光伏)产品结合或集成到建筑上。光伏组件成为建筑不可分割的一部分，这样不仅可开发和应用新能源，还可与装饰美化合为一体，达到节能环保效果,主要应用形式如光电幕墙、光电屋顶、光电护栏等等。
光伏建筑组件尺寸较大,通常是由几块尺寸较小的光伏组件，两面用两片尺寸较大的幕墙玻璃夹住，四周用光伏建筑专用硅酮结构密封胶密封，从而组成一个大的光伏建筑组件,这就对光伏建筑用硅酮结构密封胶提出了比普通结构胶更高的要求。
已有技术中普遍是将单组份硅酮密封胶应用于太阳能光伏组件的密封胶，主要用于电池板、反面背板与铝框间的密封及电源转换盒壳体与背板的粘接，如CN102936483A,CN10165460及CN101792653A。但这些技术所设计的密封胶在性能及安全性方面远不能满足目前的光伏建筑应用技术，尤其在黏结性、相容性以及抗老化性能方面仍需要较大的提升，以适应更为严苛的使用环境。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的单组份透明硅酮结构密封胶其性能无法适应更为严苛的使用环境，提供了一种光伏用单组份透明硅酮结构密封胶及其制备方法以克服上述缺陷。
为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明首先提供了一种光伏用单组份透明硅酮结构密封胶，
其是由包括以下组分的原料构成：α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、气相白炭黑、补强树脂、硅烷偶联剂、交联剂以及催化剂；其中：
所述补强树脂包含有线性聚磷腈主链；
所述线性聚磷腈主链上接枝有包含有烷氧基硅基的侧链。
现有技术中的光伏用单组份透明硅酮结构密封胶其在原料生产过程中往往会用到酸性催化剂或者碱性催化剂，例如α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在生产过程中需要通过酸催化剂开环聚合，虽然在制备结束后会经过水洗等步骤以除去酸催化剂，但是仍会有一定量的氢离子残留在α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷中；而为了提高无机填料与其他组分之间的相容性通常需要通过硅氮烷处理，但是在处理之后也会导致无机填料中残留有一定量的氨气。由于这些酸碱杂质的存在，使得硅酮结构密封胶的稳定性下降，在长期使用后硅酮结构密封胶会出现缓慢分解，最终导致硅酮结构密封胶的透明性、粘结性以及力学性能出现不同程度的下降。同时，由于光伏组件在日常使用过程中需要长期暴露在日晒环境下，因此阳光中的紫外线会进一步促使硅酮结构密封胶的分解，加快了各项性能的下降。
现有技术中为了提升硅酮密封胶的力学性能，通常会在组分中加入一定量的有机硅树脂(例如MQ树脂)作为补强树脂，但是有机硅树脂仍然无法解决上述问题存在如上所述的一些问题，因此其性能会随着时间的延续而发生下降。
因此，针对现有技术中的补强树脂所存在的缺陷，提供了一种新的解决思路。
本发明中所使用的补强树脂中其主链结构为聚磷腈，并且在聚磷腈主链上连接有包含有烷氧基硅基的侧链，这些烷氧基硅基能够与硅酮密封胶中的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷发生脱醇反应，使得聚磷腈链段与有机硅链段之间发生交联，从而将聚磷腈链段引入到硅酮结构密封胶中。
现有技术中聚磷腈常常作为阻燃剂添加到聚合物中，因此更多的关注重点在于如何通过聚磷腈的添加以提升聚合物的阻燃性能。但是，本发明中在硅酮密封胶中引入聚磷腈其目的并不在于提升硅酮密封胶的阻燃性，反而更多的在于提升其力学性能、粘结性能以及光学性能。同时，现有技术中聚磷腈的添加方式通常是在于物理共混的方式将聚合物与聚磷腈混合，而本发明通过将聚磷腈与硅酮结构密封胶以化学键合的方式形成一体式的结构，其与α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷相互结合后，能够有效提升硅酮结构密封胶的综合性能。
本发明在加入聚磷腈之后可带来以下有益效果：
(1)聚磷腈链段的稳定性以及耐酸碱性能相较于聚硅氧烷链段而言，其表现更为优异，因此将聚磷腈链段引入到硅酮密封胶之后，会使得硅酮密封胶的性能更加稳定，使得硅酮密封胶耐酸碱杂质的能力大幅提升，保证其各项性能不会随着使用时间的延续而下降。
(2)将聚磷腈链段引入到硅酮密封胶之后，能够使得硅酮密封胶的极性能够有所增强，使得硅酮密封胶与基体之间的粘结强度大幅提升，同时由于聚磷腈具有优异的耐热性能，使得在含有聚磷腈链段的硅酮结构密封胶在高温条件下仍然具有良好的粘结性能。
(3)由于聚磷腈链段具有极高的光学稳定性，并且与紫外光照射所引发的自由基不会反应，从而将其与聚硅氧烷结合后，能够有效提升硅酮结构密封胶在长时间紫外照射下的性能表现。
(4)作为光伏组件用的硅酮结构密封胶，透光性对于光伏组件有着重要的影响，本发明申请人硅酮结构密封胶中引入聚磷腈链段后，还出人意料地发现，硅酮结构密封胶的透光率也具有一定的提升，使得最终得到的光伏组件的效率更高。
作为优选，按照重量份数计，其是由包括以下按重量份数配比的原料构成：
Figure BDA0003815318100000031
作为优选，所述补强树脂制备方法如下：
(1)将聚二氯磷腈与含有不饱和基团的醇钠反应，得到接枝有不饱和基团的聚磷腈；
(2)将接枝有不饱和基团的聚磷腈与含有硅氢以及烷氧基的硅烷发生硅氢加成反应，得到所述补强树脂。
本发明中的补强树脂，其制备过程较为简单，只需通过醇钠与聚二氯磷腈中的P-Cl反应即可对聚二氯磷腈起到接枝改性作用，通过在聚二氯磷腈的侧链接枝含有不饱和基团后，不饱和基团即可起到桥连作用，与有硅氢以及烷氧基的硅烷通过硅氢加成反应，从而将烷氧基硅烷引入到聚磷腈链段之中。
作为优选，所述含有不饱和基团的醇钠，其可由含有不饱和基团的醇与金属钠反应制得，其中所述的含有不饱和基团的醇包括丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯等中的一种或多种的组合。
作为优选，所述补强树脂的线性聚磷腈主链中还包含有芳香基。
芳香基的引入可以通过在与聚二氯磷腈反应过程中额外加入一定量的酚钠或者萘酚钠。
申请人发现，在补强树脂中引入一定量的芳香基能够有效提升硅酮结构密封胶的透明性。
作为优选，芳香基的摩尔添加量小于线性聚磷腈总侧链20％。
经过申请人实际测试发现，当芳香基添加量占比过高时，会导致其与硅酮结构密封胶的其余组分之间的相容性下降，同时还会使得补强树脂的玻璃化温度升高，不利于硅酮结构密封胶在低温环境下的表现。
作为优选，所述含有硅氢以及烷氧基的硅烷包括三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、甲基二甲氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种的组合。
作为优选，所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度在5～100Pa.S。
作为优选，所述无机填料包括气相白炭黑、碳酸钙、硅微粉中至少一种或两种以上填料的混合。
作为优选，所述无机填料经过六甲基二硅氮烷处理。
作为优选，所述硅烷偶联剂为γ-〔2，3-环氧丙氧〕丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷氨基低聚物中的一种或几种组合。
作为优选，所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷中的一种或几种组合。
作为优选，所述催化剂为二丁基二醋酸锡、二丁基二月桂酸锡、螯合锡中的任意一种或多种的组合。
第二方面，本发明还提供了一种用于制备所述光伏用单组份透明硅酮结构密封胶的方法，
包括以下步骤，
(1)将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、补强树脂混合搅拌并脱水，冷却得基料；
(2)将无机填料、交联剂、硅烷偶联剂以及催化剂分别加入到上述基料中，搅拌均匀后得到光伏用单组份透明硅酮结构密封胶。
因此，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明在硅酮结构密封胶中引入了聚磷腈之后，其能够有效提升硅酮结构密封胶的耐老化以及耐酸碱杂质的能力；
(2)同时还提升了耐热性能以及粘结性能；
(3)高透明度，能够满足光伏产品的使用需求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
【补强树脂的制备】
本发明中所使用的聚二氯磷腈的制备方法如下：
氮气保护下，取10g六氯环三磷腈置于反应釜中，加热反应釜至250℃，保持40h，得到聚二氯磷腈粗品，将聚二氯磷腈粗品溶于200ml四氢呋喃后，过滤除去交联产物，蒸除滤液中的四氢呋喃后得到聚二氯磷腈(产量6.82g，产率68.2％)，其制备示意式如下式(一)所示：
Figure BDA0003815318100000051
本发明中所使用的丙烯酸羟乙酯钠盐的制备方法如下：
氮气保护下，向带有回流冷凝装置的反应器中加入11.6g(0.1mol)丙烯酸羟乙酯以及250ml四氢呋喃，同时在搅拌条件下加入2.3g(0.1mol)金属钠，60℃搅拌回流至金属钠完全反应，待反应完全后，加入10ml异丙醇，继续搅拌30min以保证溶液中没有残留的金属钠，过滤后减压蒸出滤液，得到丙烯酸羟乙酯钠盐，其制备示意式如下式(二)所示：
Figure BDA0003815318100000052
本发明中所使用的丙烯酸羟丁酯钠盐的制备方法如下：
氮气保护下，向带有回流冷凝装置的反应器中加入14.4g(0.1mol)丙烯酸羟丁酯以及250ml四氢呋喃，同时在搅拌条件下加入2.3g(0.1mol)金属钠，60℃搅拌回流至金属钠完全反应，待反应完全后，加入10ml异丙醇，继续搅拌30min以保证溶液中没有残留的金属钠，过滤后减压蒸出滤液，得到丙烯酸羟丁酯钠盐，其制备示意式如下式(三)所示：
Figure BDA0003815318100000053
补强树脂A1:
(1)氮气保护下，取3.46g聚二氯磷腈溶于100ml四氢呋喃中，然后向其中加入8.28g(0.06mol)丙烯酸羟乙酯钠盐，65℃条件下回流反应48h，反应结束后旋蒸除去四氢呋喃，然后将产物倒入100ml石油醚中沉淀洗涤，洗涤后真空干燥得到，中间产物(a1)，其制备示意式如下式(四)所示：
Figure BDA0003815318100000061
(2)氮气保护下，取5.5g中间产物(a1)将其溶于100ml甲苯中，然后加入0.1g卡斯特催化剂以及5.44g甲基三甲氧基硅烷，回流反应5h后，停止反应，向反应体系中加入活性炭1g，继续搅拌吸附30min后过滤，将滤液中的减压蒸出滤液中的甲苯，得到补强树脂A1,其制备示意式如下式(五)所示：
Figure BDA0003815318100000062
补强树脂A2:
(1)氮气保护下，取3.46g聚二氯磷腈溶于100ml四氢呋喃中，然后向其中加入9.96g(0.06mol)丙烯酸羟丁酯钠盐，65℃条件下回流反应48h，反应结束后旋蒸除去四氢呋喃，然后将产物倒入100ml石油醚中沉淀洗涤，洗涤后真空干燥得到，中间产物(a2)，其制备示意式如下式(六)所示：
Figure BDA0003815318100000071
(2)氮气保护下，取5.5g中间产物(a2)将其溶于100ml甲苯中，然后加入0.1g卡斯特催化剂以及6.62g(0.04mol)甲基三甲氧基硅烷，回流反应5h后，停止反应，向反应体系中加入活性炭1g，继续搅拌吸附30min后过滤，将滤液中的减压蒸出滤液中的甲苯，得到补强树脂A2,其制备示意式如下式(七)所示：
Figure BDA0003815318100000072
补强树脂A3:
(1)氮气保护下，取3.46g聚二氯磷腈溶于100ml四氢呋喃中，然后向其中加入8.96g(54mmol)丙烯酸羟丁酯钠盐以及0.996g(6mmol)萘酚钠，65℃条件下回流反应48h，反应结束后旋蒸除去四氢呋喃，然后将产物倒入100ml石油醚中沉淀洗涤，洗涤后真空干燥得到，中间产物(a3)，其制备示意式如下式(八)所示：
Figure BDA0003815318100000081
(2)氮气保护下，取5.5g中间产物(a2)将其溶于100ml甲苯中，然后加入0.1g卡斯特催化剂以及6.62g(0.04mol)甲基三甲氧基硅烷，回流反应5h后，停止反应，向反应体系中加入活性炭1g，继续搅拌吸附30min后过滤，将滤液中的减压蒸出滤液中的甲苯以及未反应完的甲基三甲氧基硅烷，得到补强树脂A3，其制备示意式如下式(九)所示：
Figure BDA0003815318100000082
补强树脂A4:
补强树脂A4的制备方法与补强树脂A3相近，其区别在于，步骤(1)中丙烯酸羟丁酯钠盐的添加量为48mmol，萘酚钠的添加量为12mmol。
补强树脂A5
补强树脂A5的制备方法与补强树脂A3相近，其区别在于，步骤(1)中丙烯酸羟丁酯钠盐的添加量为42mmol，萘酚钠的添加量为18mmol。
实施例1
25℃,将粘度为20Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷90份，粘度为50Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10份,补强树脂A1 50份，加入真空捏合机内，于温度150℃、真空度为-0.095MPa，脱水共混捏合180分钟，冷却得基胶；
室温，将六甲基二硅氮烷处理后的比表面积为200m2/g的气相白炭黑15份，甲基三丁酮肟基硅烷8份，γ-〔2，3-环氧丙氧〕丙基三甲氧基硅烷3份,二丁基二月桂酸锡0.5份，25℃时粘度为0.1Pa.S聚二甲基硅氧烷2份，加入装有上述基料的动力真空行星搅拌机内，真空度-0.095Mpa、转速800rpm搅拌120分钟制得太阳能光伏组件用单组分硅酮结构密封胶。
实施例2
25℃,将粘度为20Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷90份，粘度为50Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10份,补强树脂A2 50份，加入真空捏合机内，于温度150℃、真空度为-0.095MPa，脱水共混捏合180分钟，冷却得基胶；
室温，将六甲基二硅氮烷处理后的比表面积为200m2/g的气相白炭黑15份，甲基三丁酮肟基硅烷8份，γ-〔2，3-环氧丙氧〕丙基三甲氧基硅烷3份,二丁基二月桂酸锡0.5份，25℃时粘度为0.1Pa.S聚二甲基硅氧烷2份，加入装有上述基料的动力真空行星搅拌机内，真空度-0.095Mpa、转速800rpm搅拌120分钟制得太阳能光伏组件用单组分硅酮结构密封胶。
实施例3
25℃,将粘度为20Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷90份，粘度为50Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10份,补强树脂A3 50份，加入真空捏合机内，于温度150℃、真空度为-0.095MPa，脱水共混捏合180分钟，冷却得基胶；
室温，将六甲基二硅氮烷处理后的比表面积为200m2/g的气相白炭黑15份，甲基三丁酮肟基硅烷8份，γ-〔2，3-环氧丙氧〕丙基三甲氧基硅烷3份,二丁基二月桂酸锡0.5份，25℃时粘度为0.1Pa.S聚二甲基硅氧烷2份，加入装有上述基料的动力真空行星搅拌机内，真空度-0.095Mpa、转速800rpm搅拌120分钟制得太阳能光伏组件用单组分硅酮结构密封胶。
实施例4
25℃,将粘度为20Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷90份，粘度为50Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10份,补强树脂A4 50份，加入真空捏合机内，于温度150℃、真空度为-0.095MPa，脱水共混捏合180分钟，冷却得基胶；
室温，将六甲基二硅氮烷处理后的比表面积为200m2/g的气相白炭黑15份，甲基三丁酮肟基硅烷8份，γ-〔2，3-环氧丙氧〕丙基三甲氧基硅烷3份,二丁基二月桂酸锡0.5份，25℃时粘度为0.1Pa.S聚二甲基硅氧烷2份，加入装有上述基料的动力真空行星搅拌机内，真空度-0.095Mpa、转速800rpm搅拌120分钟制得太阳能光伏组件用单组分硅酮结构密封胶。
实施例5
25℃,将粘度为20Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，粘度为5Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10份,补强树脂A1 30份，加入真空捏合机内，于温度150℃、真空度为-0.095MPa，脱水共混捏合180分钟，冷却得基胶；
室温，将六甲基二硅氮烷处理后的比表面积为200m2/g的气相白炭黑15份，甲基三丁酮肟基硅烷8份，γ-〔2，3-环氧丙氧〕丙基三甲氧基硅烷3份,二丁基二月桂酸锡0.5份，25℃时粘度为0.1Pa.S聚二甲基硅氧烷2份，加入装有上述基料的动力真空行星搅拌机内，真空度-0.095Mpa、转速800rpm搅拌120分钟制得太阳能光伏组件用单组分硅酮结构密封胶。
实施例6
25℃,将粘度为20Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，粘度为5Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10份,补强树脂A1 80份，加入真空捏合机内，于温度150℃、真空度为-0.095MPa，脱水共混捏合180分钟，冷却得基胶；
室温，将六甲基二硅氮烷处理后的比表面积为200m2/g的气相白炭黑15份，甲基三丁酮肟基硅烷8份，γ-〔2，3-环氧丙氧〕丙基三甲氧基硅烷3份,二丁基二月桂酸锡0.5份，25℃时粘度为0.1Pa.S聚二甲基硅氧烷2份，加入装有上述基料的动力真空行星搅拌机内，真空度-0.095Mpa、转速800rpm搅拌120分钟制得太阳能光伏组件用单组分硅酮结构密封胶。
实施例7
25℃,将粘度为20Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，粘度为5Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10份,补强树脂A1 50份，加入真空捏合机内，于温度150℃、真空度为-0.095MPa，脱水共混捏合180分钟，冷却得基胶；
室温，将六甲基二硅氮烷处理后的比表面积为200m2/g的气相白炭黑5份，甲基三丁酮肟基硅烷4份，γ-〔2，3-环氧丙氧〕丙基三甲氧基硅烷1份,二丁基二月桂酸锡0.2份，25℃时粘度为0.1Pa.S聚二甲基硅氧烷2份，加入装有上述基料的动力真空行星搅拌机内，真空度-0.095Mpa、转速800rpm搅拌120分钟制得太阳能光伏组件用单组分硅酮结构密封胶。
实施例8
25℃,将粘度为20Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，粘度为5Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10份,补强树脂A1 50份，加入真空捏合机内，于温度150℃、真空度为-0.095MPa，脱水共混捏合180分钟，冷却得基胶；
室温，将六甲基二硅氮烷处理后的比表面积为200m2/g的气相白炭黑30份，甲基三丁酮肟基硅烷10份，γ-〔2，3-环氧丙氧〕丙基三甲氧基硅烷4份,二丁基二月桂酸锡6份，25℃时粘度为0.1Pa.S聚二甲基硅氧烷2份，加入装有上述基料的动力真空行星搅拌机内，真空度-0.095Mpa、转速800rpm搅拌120分钟制得太阳能光伏组件用单组分硅酮结构密封胶。
实施例1～8中的配方汇总如下表1所示：
表1
Figure BDA0003815318100000111
对比例1
25℃，将粘度为20Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷90份，粘度为50Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10份,MQ树脂A1，加入真空捏合机内，于温度150℃、真空度为-0.095MPa，脱水共混捏合180分钟，冷却得基胶；
室温，将六甲基二硅氮烷处理果的比表面积为200m2/g的气相白炭黑15份，甲基三丁酮肟基硅烷8份，γ-〔2，3-环氧丙氧〕丙基三甲氧基硅烷3份,二丁基二月桂酸锡0.5份，25℃时粘度为0.1Pa.S聚二甲基硅氧烷2份，加入装有上述基料的动力真空行星搅拌机内，真空度-0.095Mpa、转速800rpm搅拌120分钟制得太阳能光伏组件用单组分硅酮结构密封胶。
对比例2
25℃,将粘度为20Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷90份，粘度为50Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10份,补强树脂A1 20份，加入真空捏合机内，于温度150℃、真空度为-0.095MPa，脱水共混捏合180分钟，冷却得基胶；
室温，将六甲基二硅氮烷处理果的比表面积为200m2/g的气相白炭黑15份，甲基三丁酮肟基硅烷8份，γ-〔2，3-环氧丙氧〕丙基三甲氧基硅烷3份,二丁基二月桂酸锡0.5份，25℃时粘度为0.1Pa.S聚二甲基硅氧烷2份，加入装有上述基料的动力真空行星搅拌机内，真空度-0.095Mpa、转速800rpm搅拌120分钟制得太阳能光伏组件用单组分硅酮结构密封胶。
对比例3
25℃,将粘度为20Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷90份，粘度为50Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10份,补强树脂A1 100份，加入真空捏合机内，于温度150℃、真空度为-0.095MPa，脱水共混捏合180分钟，冷却得基胶；
室温，将六甲基二硅氮烷处理果的比表面积为200m2/g的气相白炭黑15份，甲基三丁酮肟基硅烷8份，γ-〔2，3-环氧丙氧〕丙基三甲氧基硅烷3份,二丁基二月桂酸锡0.5份，25℃时粘度为0.1Pa.S聚二甲基硅氧烷2份，加入装有上述基料的动力真空行星搅拌机内，真空度-0.095Mpa、转速800rpm搅拌120分钟制得太阳能光伏组件用单组分硅酮结构密封胶。
对比例4
25℃,将粘度为20Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷90份，粘度为50Pa.S的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷10份,补强树脂A5 50份，加入真空捏合机内，于温度150℃、真空度为-0.095MPa，脱水共混捏合180分钟，冷却得基胶；
室温，将六甲基二硅氮烷处理果的比表面积为200m2/g的气相白炭黑15份，甲基三丁酮肟基硅烷8份，γ-〔2，3-环氧丙氧〕丙基三甲氧基硅烷3份,二丁基二月桂酸锡0.5份，25℃时粘度为0.1Pa.S聚二甲基硅氧烷2份，加入装有上述基料的动力真空行星搅拌机内，真空度-0.095Mpa、转速800rpm搅拌120分钟制得太阳能光伏组件用单组分硅酮结构密封胶。
对比例1～4中的配方汇总如下表2所示：
表2
Figure BDA0003815318100000121
【性能测试】。
拉伸强度：按照ISO 37方法进行。
断裂伸长率：按照ISO 37方法进行。
剪切强度：按照ASTMD 3164方法进行。
透光率测试：按照GB/T2410-2008进行测定，用紫外-可见分光光度计测定固化后硅酮结构密封胶400～700nm的透光率。
黄变测试：取固化后硅酮结构密封胶，放入紫外老化试验箱中，紫外辐照120kWh/m后取样。实验前后，对试样按ASTME313-2010进行黄色指数测试,每块试样测不少于3个点，取平均值，以紫外加速老化试验前后黄色指数的差值作为黄变指数△YI。
粘结强度：按照GB1677以及GB13477测试。
测试结果如下表3所示
表3
Figure BDA0003815318100000131
【数据分析】
从上表数据中可知，通过将本发明中的实施例与对比例1相比较，本发明通过将传统的硅树脂替换成本发明中含有聚磷腈主链的补强树脂之后，其各项性能均有显著提升，表明含有磷元素以及氮元素的聚磷腈的引入不仅能够在力学性能上使得硅酮结构密封胶有效提升，还能够使得硅酮密封胶的透明性以及耐黄变性能大大提升，同时由于硅酮密封胶的极性相较于纯的有机硅而言有所增强，使得硅酮密封胶与基体之间的粘结强度大幅提升。
此外，从上述实施例中还可得知，在补强树脂中引入芳香基后，能够对于硅酮结构密封胶的透光率有一定的提升。
而将实施例1、实施例5、对比例2以及对比例3进行比较后可知，本发明中补强树脂的添加量对于硅酮结构密封胶的性能也存在一定的影响，当补强树脂的添加量较小时(对比例2)其对于硅酮结构密封胶的性能提升相对较小，而当补强树脂的添加量过多时，由于其结构偏硬，虽然其力学强度较高，但是其也更脆，具体表现为其断裂伸长率较低。

Claims (9)

1.一种光伏用单组份透明硅酮结构密封胶，其特征在于，
按照重量份数计，其是由包括以下按重量份数配比的原料构成 ：
α，ω- 二羟基聚二甲基硅氧烷 100 份 ；
补强树脂 30～80份 ；
无机填料 5～30 份 ；
交联剂 4～10份 ；
硅烷偶联剂 1～4 份 ；
催化剂 0.2～6 份;
其中：所述补强树脂包含有线性聚磷腈主链；
所述线性聚磷腈主链上接枝有包含有烷氧基硅基的侧链。
2.根据权利要求1所述的一种光伏用单组份透明硅酮结构密封胶，其特征在于，
所述补强树脂制备方法如下：
（1）将聚二氯磷腈与含有不饱和基团的醇钠反应，得到接枝有不饱和基团的聚磷腈；
（2）将接枝有不饱和基团的聚磷腈与含有硅氢以及烷氧基的硅烷发生硅氢加成反应，得到所述补强树脂。
3.根据权利要求1所述的一种光伏用单组份透明硅酮结构密封胶，其特征在于，
所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为5~100Pa.S。
4.根据权利要求1所述的一种光伏用单组份透明硅酮结构密封胶，其特征在于，
所述无机填料包括气相白炭黑、碳酸钙、硅微粉中至少一种或两种以上填料的混合。
5.根据权利要求4所述的一种光伏用单组份透明硅酮结构密封胶，其特征在于，
所述无机填料经过六甲基二硅氮烷处理。
6.根据权利要求1所述的一种光伏用单组份透明硅酮结构密封胶，其特征在于，
所述硅烷偶联剂为 γ-〔2，3- 环氧丙氧〕丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷氨基低聚物中的一种或几种组合。
7.根据权利要求1所述的一种光伏用单组份透明硅酮结构密封胶，其特征在于，
所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷中的一种或几种组合。
8.根据权利要求1所述的一种光伏用单组份透明硅酮结构密封胶，其特征在于，
所述催化剂为二丁基二醋酸锡、二丁基二月桂酸锡、螯合锡中的任意一种或多种的组合。
9.一种用于制备如权利要求1~8中任意一项所述光伏用单组份透明硅酮结构密封胶的方法，其特征在于，
包括以下步骤，
(1) 将α，ω- 二羟基聚二甲基硅氧烷、补强树脂混合搅拌并脱水，冷却得基料 ；
(2) 将无机填料、交联剂、硅烷偶联剂以及催化剂分别加入到上述基料中，搅拌均匀后得到光伏用单组份透明硅酮结构密封胶。
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