CN115368681A - 一种抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光伏太阳能电池层压机专用橡胶板技术领域，特别涉及抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板及其制备方法。该三元乙丙橡胶模压板由以下成分及其重量份组成：三元乙丙橡胶100份、炭黑N330 50～75份、炭黑N774 0～40份、轻质碳酸钙10～20份、聚乙二醇‑4000 1～2份、石蜡油200#5～10份、石蜡1～2份、橡胶流动助剂AT‑42 0～5份、氧化锌4～7份、硬脂酸1～2份、过氧化二异丙苯2～3份或双二五硫化剂1～2份、交联剂TAIC 1～3份、防老剂RD 1～2份、硫磺0.5～2份。本发明实现了使用寿命长，生产工艺简单，生产成本较低，具有高抗撕裂性、高耐热性能的特点。

Description

一种抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板及其制备方法
技术领域：
本发明涉及光伏太阳能电池层压机专用橡胶板技术领域，特别涉及抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板及其制备方法。
背景技术：
三元乙丙橡胶(EPDM)是由乙烯、丙烯以及少量的第三单体共聚而成的橡胶，它的主链上是由化学稳定的饱和烃组成，只是在侧链中含有不饱和双键，分子内无极性取代基，分子内聚能低，分子链在较宽的温度范围内保持柔性；因而具有优异的化学稳定性，耐老化性、耐化学药品性、电绝缘性，冲击弹性和低温性能，以及耐热水性能等。
国际上，近几年在节能、环保型的太阳能光伏电力领域发展迅速。在生产太阳能光伏电池组件时，层压机工作条件是在温度140℃-148℃、抽真空负0.1大气压的情况下，采用醋酸乙烯脂(EVA)作为粘接材料，将单晶片或多晶硅片玻璃和背膜压成电池组件。层压机上的橡胶板是关键组件，起到了密封层压的作用。由于电池组件比较大，故橡胶板也会做的很大，这就要求橡胶板要具有一定的抗撕裂性能，以至于不会在运输和装载过程中被破坏。
目前太阳能光伏电池组件层压机上使用的是硅橡胶和乙丙橡胶掺混所生产的产品，这种橡胶板由于在性能上受到限制，因此其使用寿命仅为1500-1800次左右的层压次数。
发明内容：
本发明克服了现有橡胶板抗撕裂性差，耐热性能差，使用寿命短的不足，提供一种抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板及其制备方法，该模压板实现了具有高抗撕裂性、高耐热性能，使用寿命长，生产工艺简单，生产成本较低。
本发明所采取的技术方案是：一种抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板，该三元乙丙橡胶模压板由以下成分及其重量份组成：三元乙丙橡胶100份、炭黑N330 50～75份、炭黑N7740～40份、轻质碳酸钙10～20份、聚乙二醇-4000 1～2份、石蜡油200#5～10份、石蜡1～2份、橡胶流动助剂AT-42 0～5份、氧化锌4～7份、硬脂酸1～2份、过氧化二异丙苯2～3份或双二五硫化剂1～2份、交联剂TAIC 1～3份、防老剂RD 1～2份、硫磺0.5～2份。
所述三元乙丙橡胶的门尼粘度(125℃)为28-65，乙烯含量为49-55wt％，ENB含量为6.7％-8.7％。
一种抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板的制备方法，该方法步骤如下：
一、密炼：在密炼机中依次加入100份三元乙丙橡胶、50～75份炭黑N330、0～40份炭黑N774、4～7份氧化锌、1～2份硬脂酸、10～20份轻质碳酸钙、1～2份石蜡、0～5份橡胶流动助剂AT-42、1～2份聚乙二醇-4000、5～10份石蜡油200#进行密炼，得到混炼胶a；
二、混炼：在开炼机中向所述混炼胶a加入2～3份过氧化二异丙苯或1～2份双二五硫化剂、1～3份交联剂TAIC、1～2份防老剂RD、0.5～2份硫磺进行开炼，薄通，打三角包6-12个下片，停放24h得到混炼胶b；
三、硫化：将混炼胶b放入模具中在平板硫化机上进行模压，得到本产品。
所述步骤一中的密炼机密炼温度不超过100℃，密炼时间为5min。
所述步骤一中在密炼机中依次加入100份三元乙丙橡胶、50～75份炭黑N330、0～40份炭黑N774、4～7份氧化锌、1～2份硬脂酸、10～20份轻质碳酸钙、1～2份石蜡、0～5份橡胶流动助剂AT-42、1～2份聚乙二醇-4000进行密炼1.5min，随后加入5～10份石蜡油200#进行密炼3.5min，得到混炼胶a。
所述步骤二中的开炼机为双辊式开炼机，所述双辊式开炼机的辊温为40℃。
所述步骤二中在开炼机中向所述混炼胶a加入2～3份过氧化二异丙苯或1～2份双二五硫化剂、1～3份交联剂TAIC、1～2份防老剂RD、0.5～2份硫磺进行开炼，每边作3/4割刀三次，每次间隔15s，将胶料打卷，从两端交替加入纵向薄通六次，停放24h得到混炼胶b。
所述步骤三中的平板硫化机压力为30MPa，硫化时间为10～30min。
所述步骤三中将所述步骤二中的混炼胶b制成15cm×15cm×0.2cm，放置在模具中在平板硫化机进行硫化，平板硫化机压力为30MPa，硫化时间为30min，温度为160℃，得到本产品。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用单一一种三元乙丙橡胶作为原料，不与其他胶种进行共混，大大提高了胶体的加工性能，降低了成本，可以用于制备具有高抗撕裂性能和耐高温老化性能的模压橡胶制品；
(2)本发明生产出产品的混炼胶门尼粘度适中，有利于挤出等后续工艺的进行；
(3)本发明生产出的制品，拥有较好的100％应力的性能指标，使其在生产及后续过程中都有较好的样品挺性，便于运输及安装。
具体实施方式：
实施例1
本实施例公开了一种抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板，该三元乙丙橡胶模压板由以下成分及其重量份组成：三元乙丙橡胶100份、炭黑N330 70份、轻质碳酸钙20份、聚乙二醇-4000 1份、石蜡油200#10份、石蜡1份、氧化锌4份、硬脂酸1.5份、过氧化二异丙苯2份、交联剂TAIC 1份、防老剂RD 1份、硫磺0.5份。所述三元乙丙橡胶的门尼粘度(125℃)为28，乙烯含量为52wt％，ENB含量为7.7％。
本实施例还公开了制备所述抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板的方法，该方法步骤如下：
1、密炼：在密炼机中依次加入100份三元乙丙橡胶、70份炭黑N330、4份氧化锌、1.5份硬脂酸、20份轻质碳酸钙、1份石蜡、1份聚乙二醇-4000进行密炼1.5min，随后加入10份石蜡油200#进行密炼3.5min，得到混炼胶a。
2、混炼：在开炼机中向所述混炼胶a加入2份过氧化二异丙苯、1份交联剂TAIC、1份防老剂RD、0.5份硫磺进行开炼，每边作3/4割刀三次，每次间隔15s，将胶料打卷，从两端交替加入纵向薄通六次，停放24h得到混炼胶b。
3、硫化：将所述步骤2中的样品制成15cm×15cm×0.2cm，放置在模具中在平板硫化机进行硫化，平板硫化机压力为30MPa，硫化时间为30min，温度为160℃，得到最终产品。
根据以上配方所得制品的性能如下：
项目 数值 测试标准
拉伸强度，MPa 14.5 GBT 528-2009
撕裂强度(直角)，KN/m 61.5 GBT 529-2008
混炼胶门尼粘度，ML(1+4)100℃ 72.6 GBT 1232.1-2016
100％定伸应力，MPa 2.2 GBT 528-2009
硬度，HA 64 GBT 531.1-2008
实施例2
本实施例公开了一种抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板，该三元乙丙橡胶模压板由以下成分及其重量份组成：三元乙丙橡胶100份、炭黑N330 50份、炭黑N774 40份、轻质碳酸钙10份、聚乙二醇-4000 2份、石蜡油200#5份、石蜡2份、橡胶流动助剂AT-42 5份、氧化锌7份、硬脂酸2份、过氧化二异丙苯3份、交联剂TAIC 3份、防老剂RD 2份、硫磺2份。所述三元乙丙橡胶的门尼粘度(125℃)为28，乙烯含量为52wt％，ENB含量为7.7％。
本实施例还公开了制备所述抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板的方法，该方法步骤如下：
1、密炼：在密炼机中依次加入100份三元乙丙橡胶、50份炭黑N330、40份炭黑N774、7份氧化锌、2份硬脂酸、10份轻质碳酸钙、2份石蜡、5份橡胶流动助剂AT-42、2份聚乙二醇-4000进行密炼1.5min，随后加入5份石蜡油200#进行密炼3.5min，得到混炼胶a。
2、混炼：在开炼机中向所述混炼胶a加入3份过氧化二异丙苯、3份交联剂TAIC、2份防老剂RD、2份硫磺进行开炼，每边作3/4割刀三次，每次间隔15s，将胶料打卷，从两端交替加入纵向薄通六次，停放24h得到混炼胶b。
3、硫化：将所述步骤2中的样品制成15cm×15cm×0.2cm，放置在模具中在平板硫化机进行硫化，平板硫化机压力为30MPa，硫化时间为30min，温度为160℃，得到最终产品。
根据以上配方所得制品的性能如下：
项目 数值 测试标准
拉伸强度，MPa 16.5 GBT 528-2009
撕裂强度(直角)，KN/m 67.5 GBT 529-2008
混炼胶门尼粘度，ML(1+4)100℃ 78.6 GBT 1232.1-2016
100％定伸应力，MPa 3.6 GBT 528-2009
硬度，HA 74 GBT 531.1-2008
实施例3
本实施例公开了一种抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板，该三元乙丙橡胶模压板由以下成分及其重量份组成：三元乙丙橡胶100份、炭黑N330 75份、炭黑N774 5份、轻质碳酸钙15份、聚乙二醇-4000 1.5份、石蜡油200#6份、石蜡1.5份、氧化锌5份、硬脂酸1份、过氧化二异丙苯2.5份、交联剂TAIC 2份、防老剂RD 1.5份、硫磺1份。所述三元乙丙橡胶的门尼粘度(125℃)为65，乙烯含量为52wt％，ENB含量为7.7％。
本实施例还公开了制备所述抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板的方法，该方法步骤如下：
1、密炼：在密炼机中依次加入100份三元乙丙橡胶、75份炭黑N330、5份炭黑N774、5份氧化锌、1份硬脂酸、15份轻质碳酸钙、1.5份石蜡、1.5份聚乙二醇-4000进行密炼1.5min，随后加入6份石蜡油200#进行密炼3.5min，得到混炼胶a。
2、混炼：在开炼机中向所述混炼胶a加入2.5份过氧化二异丙苯、2份交联剂TAIC、1.5份防老剂RD、1份硫磺进行开炼，每边作3/4割刀三次，每次间隔15s，将胶料打卷，从两端交替加入纵向薄通六次，停放24h得到混炼胶b。
3、硫化：将所述步骤2中的样品制成15cm×15cm×0.2cm，放置在模具中在平板硫化机进行硫化，平板硫化机压力为30MPa，硫化时间为30min，温度为160℃，得到最终产品。
根据以上配方所得制品的性能如下：
项目 数值 测试标准
拉伸强度，MPa 15.5 GBT 528-2009
撕裂强度(直角)，KN/m 60.5 GBT 529-2008
混炼胶门尼粘度，ML(1+4)100℃ 71.6 GBT 1232.1-2016
100％定伸应力，MPa 2.5 GBT 528-2009
硬度，HA 65 GBT 531.1-2008
实施例4
本实施例公开了一种抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板，该三元乙丙橡胶模压板由以下成分及其重量份组成：三元乙丙橡胶100份、炭黑N330 70份、轻质碳酸钙20份、聚乙二醇-4000 1份、石蜡油200#10份、石蜡1份、橡胶流动助剂AT-42 2份、氧化锌5份、硬脂酸1.5份、双二五硫化剂1份、交联剂TAIC 1份、防老剂RD 1.5份、硫磺1份。所述三元乙丙橡胶的门尼粘度(125℃)为28，乙烯含量为52wt％，ENB含量为7.7％。
本实施例还公开了制备所述抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板的方法，该方法步骤如下：
1、密炼：在密炼机中依次加入100份三元乙丙橡胶、70份炭黑N330、5份氧化锌、1.5份硬脂酸、20份轻质碳酸钙、2份橡胶流动助剂AT-42、1份石蜡、1份聚乙二醇-4000进行密炼1.5min，随后加入10份石蜡油200#进行密炼3.5min，得到混炼胶a。
2、混炼：在开炼机中向所述混炼胶a加入1份双二五硫化剂、1份交联剂TAIC、1.5份防老剂RD、1份硫磺进行开炼，每边作3/4割刀三次，每次间隔15s，将胶料打卷，从两端交替加入纵向薄通六次，停放24h得到混炼胶b。
3、硫化：将所述步骤2中的样品制成15cm×15cm×0.2cm，放置在模具中在平板硫化机进行硫化，平板硫化机压力为30MPa，硫化时间为30min，温度为160℃，得到最终产品。
根据以上配方所得制品的性能如下：
项目 数值 测试标准
拉伸强度,MPa 16.5 GBT 528-2009
撕裂强度(直角)，KN/m 62.5 GBT 529-2008
混炼胶门尼粘度，ML(1+4)100℃ 71 GBT 1232.1-2016
100％定伸应力，MPa 2.5 GBT 528-2009
硬度，HA 65 GBT 531.1-2008
实施例5
本实施例公开了一种抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板，该三元乙丙橡胶模压板由以下成分及其重量份组成：三元乙丙橡胶100份、炭黑N330 70份、轻质碳酸钙20份、聚乙二醇-4000 1份、石蜡油200#10份、石蜡1份、橡胶流动助剂AT-42 2份、氧化锌5份、硬脂酸1.5份、双二五硫化剂2份、交联剂TAIC 1份、防老剂RD 1.5份、硫磺1份。所述三元乙丙橡胶的门尼粘度(125℃)为28，乙烯含量为52wt％，ENB含量为7.7％。
本实施例还公开了制备所述抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板的方法，该方法步骤如下：
1、密炼：在密炼机中依次加入100份三元乙丙橡胶、70份炭黑N330、5份氧化锌、1.5份硬脂酸、20份轻质碳酸钙、2份橡胶流动助剂AT-42、1份石蜡、1份聚乙二醇-4000进行密炼1.5min，随后加入10份石蜡油200#进行密炼3.5min，得到混炼胶a。
2、混炼：在开炼机中向所述混炼胶a加入2份双二五硫化剂、1份交联剂TAIC、1.5份防老剂RD、1份硫磺进行开炼，每边作3/4割刀三次，每次间隔15s，将胶料打卷，从两端交替加入纵向薄通六次，停放24h得到混炼胶b。
3、硫化：将所述步骤2中的样品制成15cm×15cm×0.2cm，放置在模具中在平板硫化机进行硫化，平板硫化机压力为30MPa，硫化时间为30min，温度为160℃，得到最终产品。
根据以上配方所得制品的性能如下：
项目 数值 测试标准
拉伸强度,MPa 16.5 GBT 528-2009
撕裂强度(直角)，KN/m 62.5 GBT 529-2008
混炼胶门尼粘度，ML(1+4)100℃ 71 GBT 1232.1-2016
100％定伸应力，MPa 2.5 GBT 528-2009
硬度，HA 65 GBT 531.1-2008
实施例6
本实施例公开了一种抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板，该三元乙丙橡胶模压板由以下成分及其重量份组成：三元乙丙橡胶100份、炭黑N330 70份、轻质碳酸钙20份、聚乙二醇-4000 1份、石蜡油200#10份、石蜡1份、橡胶流动助剂AT-42 2份、氧化锌5份、硬脂酸1.5份、双二五硫化剂1.5份、交联剂TAIC 1份、防老剂RD 1.5份、硫磺1份。所述三元乙丙橡胶的门尼粘度(125℃)为28，乙烯含量为52wt％，ENB含量为7.7％。
本实施例还公开了制备所述抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板的方法，该方法步骤如下：
1、密炼：在密炼机中依次加入100份三元乙丙橡胶、70份炭黑N330、5份氧化锌、1.5份硬脂酸、20份轻质碳酸钙、2份橡胶流动助剂AT-42、1份石蜡、1份聚乙二醇-4000进行密炼1.5min，随后加入10份石蜡油200#进行密炼3.5min，得到混炼胶a。
2、混炼：在开炼机中向所述混炼胶a加入1.5份双二五硫化剂、1份交联剂TAIC、1.5份防老剂RD、1份硫磺进行开炼，每边作3/4割刀三次，每次间隔15s，将胶料打卷，从两端交替加入纵向薄通六次，停放24h得到混炼胶b。
3、硫化：将所述步骤2中的样品制成15cm×15cm×0.2cm，放置在模具中在平板硫化机进行硫化，平板硫化机压力为30MPa，硫化时间为30min，温度为160℃，得到最终产品。
根据以上配方所得制品的性能如下：
项目 数值 测试标准
拉伸强度,MPa 15.5 GBT 528-2009
撕裂强度(直角)，KN/m 61.5 GBT 529-2008
混炼胶门尼粘度，ML(1+4)100℃ 70.5 GBT 1232.1-2016
100％定伸应力，MPa 2.4 GBT 528-2009
硬度，HA 65 GBT 531.1-2008
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板，其特征在于：该三元乙丙橡胶模压板由以下成分及其重量份组成：三元乙丙橡胶100份、炭黑N330 50～75份、炭黑N774 0～40份、轻质碳酸钙10～20份、聚乙二醇-4000 1～2份、石蜡油200#5～10份、石蜡1～2份、橡胶流动助剂AT-42 0～5份、氧化锌4～7份、硬脂酸1～2份、过氧化二异丙苯2～3份或双二五硫化剂1～2份、交联剂TAIC 1～3份、防老剂RD 1～2份、硫磺0.5～2份。
2.按照权利要求1所述的抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板，其特征在于：所述三元乙丙橡胶的门尼粘度(125℃)为28-65，乙烯含量为49-55wt％，ENB含量为6.7％-8.7％。
3.一种按照权利要求1所述的抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板的制备方法，其特征在于：该方法步骤如下：
一、密炼：在密炼机中依次加入100份三元乙丙橡胶、50～75份炭黑N330、0～40份炭黑N774、4～7份氧化锌、1～2份硬脂酸、10～20份轻质碳酸钙、1～2份石蜡、0～5份橡胶流动助剂AT-42、1～2份聚乙二醇-4000、5～10份石蜡油200#进行密炼，得到混炼胶a；
二、混炼：在开炼机中向所述混炼胶a加入2～3份过氧化二异丙苯或1～2份双二五硫化剂、1～3份交联剂TAIC、1～2份防老剂RD、0.5～2份硫磺进行开炼，薄通，打三角包6-12个下片，停放24h得到混炼胶b；
三、硫化：将混炼胶b放入模具中在平板硫化机上进行模压，得到本产品。
4.按照权利要求3所述的抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板的制备方法，其特征在于：所述步骤一中的密炼机密炼温度不超过100℃，密炼时间为5min。
5.按照权利要求3所述的抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板的制备方法，其特征在于：所述步骤一中在密炼机中依次加入100份三元乙丙橡胶、50～75份炭黑N330、0～40份炭黑N774、4～7份氧化锌、1～2份硬脂酸、10～20份轻质碳酸钙、1～2份石蜡、0～5份橡胶流动助剂AT-42、1～2份聚乙二醇-4000进行密炼1.5min，随后加入5～10份石蜡油200#进行密炼3.5min，得到混炼胶a。
6.按照权利要求3所述的抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的开炼机为双辊式开炼机，所述双辊式开炼机的辊温为40℃。
7.按照权利要求3所述的抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板的制备方法，其特征在于：所述步骤二中在开炼机中向所述混炼胶a加入2～3份过氧化二异丙苯或1～2份双二五硫化剂、1～3份交联剂TAIC、1～2份防老剂RD、0.5～2份硫磺进行开炼，每边作3/4割刀三次，每次间隔15s，将胶料打卷，从两端交替加入纵向薄通六次，停放24h得到混炼胶b。
8.按照权利要求3所述的抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板的制备方法，其特征在于：所述步骤三中的平板硫化机压力为30MPa，硫化时间为10～30min。
9.按照权利要求3所述的抗撕裂性三元乙丙橡胶模压板的制备方法，其特征在于：所述步骤三中将所述步骤二中的混炼胶b制成15cm×15cm×0.2cm，放置在模具中在平板硫化机进行硫化，平板硫化机压力为30MPa，硫化时间为30min，温度为160℃，得到本产品。
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