CN117089316A - 一种光伏脱醇有机硅密封胶及其连续生产方法 - Google Patents

一种光伏脱醇有机硅密封胶及其连续生产方法 Download PDF

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Abstract

一种光伏脱醇型有机硅密封胶,采用的原料包括α,ω‑二羟基聚硅氧烷、二甲基硅油、活性纳米碳酸钙、交联剂、增粘剂、钛催化剂;所述α,ω‑二羟基聚硅氧烷的比例是36~53%,二甲基硅油的比例是0~5%,活性纳米碳酸钙的比例是35~59%,交联剂的比例是1~5%,增粘剂的比例是0.3~1.0%,钛催化剂的比例是1.0~2.2%;一种光伏脱醇型有机硅密封胶的连续生产方法包括四个步骤。本发明采用不含肟的各组方作为制备成品的原料,通过相对简单的生产设备及工艺连续生产出的产品,品质更加稳定,储存稳定性更好,且省去了间歇法过程中的料缸清洗的环节,节省工作人员,提高了生产效率,减少了产品损耗,改善工人的生产环境。综上,本发明具有好的应用前景。

Description

一种光伏脱醇有机硅密封胶及其连续生产方法
技术领域
本发明涉及光伏密封胶技术领域,特别是一种光伏脱醇有机硅密封胶及其连续生产方法。
背景技术
光伏硅胶是太阳能电池板制造过程中不可或缺的材料,光伏硅胶是一种特殊的硅橡胶,具有优异的耐候性、耐高温性、耐化学腐蚀性和电绝缘性能。它可以用于太阳能电池板的封装和固定保护电池板不受外界环境的影响,延长了太阳能电池板的使用寿命。
目前,市面上的光伏硅胶大多是脱肟型有机硅密封胶,该类密封胶在施胶过程中会释放出具有刺激性气味的酮肟小分子,该物质具有潜在致癌型,据统计,如果现有技术全部使用脱肟型密封胶,每生产1GW光伏组件就会产生17吨丁酮肟进入大气中,已被欧盟相关法规列为第1B类致癌物。还有就是,现有技术中,即使是脱醇型密封胶,也多为间歇法制备,由于其多采用捏合机、研磨机以及行星搅拌机等多种设备制备生产,存在工艺流程繁琐、生产损耗大,对环境污染大,工人劳动强度大的缺点。此外,传统工艺为间歇式,具有明显粘度高峰、易产生凝胶颗粒、产率低,分装过程胶里有气泡会影响终端用户使用。
发明内容
为了克服现有光伏硅胶由于配方以及制备流程限制,存在如背景所述弊端,本发明提供了采用不含肟的各组方作为制备成品的原料,通过相对简单的生产设备及工艺连续生产出的产品,比间歇法生产的品质更加稳定,储存稳定性更好,并节省了生产人员,提高了生产效率,减少了产品损耗,改善工人生产环境的一种光伏脱醇有机硅密封胶及其连续生产方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种光伏脱醇型有机硅密封胶,其特征在于,采用的原料包括α,ω-二羟基聚硅氧烷、二甲基硅油、活性纳米碳酸钙、交联剂、增粘剂、钛催化剂;所述α,ω-二羟基聚硅氧烷的比例是36~53%,二甲基硅油的比例是0~5%,活性纳米碳酸钙的比例是35~59%,交联剂的比例是1~5%,增粘剂的比例是0.3~1.0%,钛催化剂的比例是1.0~2.2%;所述交联剂是甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷及四乙氧基硅烷种的一种或几种的组合;所述增粘剂是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、N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基三甲氧基硅烷和异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷其中一种或几种的组合;所述钛催化剂是钛酸异丙酯及其乙酰乙酸乙酯螯合物。
进一步地,所述ω-二羟基聚硅氧烷在25℃时黏度5~80Pa.s,分子量为50000~120000;二甲基硅油在25℃时黏度100~350mPa.s。
进一步地,所述活性纳米碳酸钙比表面在18~36m2/g。
一种光伏脱醇型有机硅密封胶的连续生产方法,其特征在于,包括如下步骤,步骤A:通过自动计量机构向一阶双螺杆挤出机构的侧喂料分机构按设定的比例加入α,ω-二羟基聚硅氧烷、二甲基硅油和活性纳米碳酸钙,各原料进入一阶螺杆后,在温度140~160℃、真空度-0.095MPa条件下,进行混合脱水,形成基料;步骤B:基料冷却至50℃后进入二阶螺杆,通过加入交联剂和催化剂助剂,形成半成品;步骤C:半成品胶经冷凝器后进入三阶螺杆,加入增粘剂等助剂,形成成品;步骤D:成品胶经冷却至常温后,缓存在压料缸中,再通过压料缸后侧连接的灌装压机,将成品灌装到包装桶内后进行密封和外包装。
进一步地,所述步骤B中,二阶螺杆温度控制在60~70℃,真空度为-0.095MPa,使得黏度高峰能够迅速化解,保障产品稳定。
进一步地,所述步骤C中,温度控制在50~60℃,真空度为-0.095MPa,确保胶料混合均匀。
本发明的有益效果是:本发明采用不含肟的各组方作为制备成品的原料,通过相对简单的生产设备(只采用一阶双螺杆挤出机构)及工艺连续生产出的产品、密封胶比现有技术间歇法生产的品质更加稳定,储存稳定性更好,且省去了间歇法过程中的料缸清洗的环节,节省工作人员,提高了生产效率,减少了产品损耗,改善工人的生产环境。克服了现有技术工艺流程繁琐、生产损耗大,对环境污染大,工人的劳动强度大的缺点。基于上述,本发明具有好的应用前景。
附图说明
图1是本发明一种光伏脱醇型有机硅密封胶的连续生产方法。
具体实施方式
图1所示,一种光伏脱醇型有机硅密封胶,采用的原料包括α,ω-二羟基聚硅氧烷(107胶)、二甲基硅油、活性纳米碳酸钙、交联剂、增粘剂、钛催化剂。实施例1中,α,ω-二羟基聚硅氧烷(107胶)的比例是36%,二甲基硅油的比例是5%,活性纳米碳酸钙的比例是50%,交联剂的比例是4%,增粘剂的比例是0.5%,钛催化剂的比例是2%。实施例2中,α,ω-二羟基聚硅氧烷(107胶)的比例是53%,二甲基硅油的比例是3%,活性纳米碳酸钙的比例是35%,交联剂的比例是3%,增粘剂的比例是1.0%,钛催化剂的比例是1.5%。实施例3中,α,ω-二羟基聚硅氧烷(107胶)的比例是48%,二甲基硅油的比例是3.5%,活性纳米碳酸钙的比例是49%,交联剂的比例是3.5%,增粘剂的比例是0.7%,钛催化剂的比例是1.8%。本发明中,107胶是密封胶的反应性基础聚合物,俗称基胶;二甲基硅油作为增塑剂,可以降低胶料的粘度,增加流动性,降低硫化胶的硬度;活性纳米钙是重要的补强填料,同时调节胶料的触变性;交联剂含有易水解的基团,能够与基胶发生反应,生成交联网状高分子聚合物;增粘剂可以提高聚合物与光伏组件铝边框、玻璃以及接线盒之间的粘接强度,增强密封效果;钛催化剂是为了加快交联剂与基胶之间的反应速率,使得其能够更好地商业化应用。现有技术的脱醇型有机硅密封胶采用的交联剂是烷氧基硅烷,缩合副产物为甲醇、乙醇等,而市面上的密封胶多采用酮肟基硅烷,缩合后的副产物为丁酮肟,为致癌物质(本发明不含上述致癌物)。
图1所示,交联剂是甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷及四乙氧基硅烷种的一种或几种的组合(甲基三甲氧基硅烷3~4%,乙烯基三甲氧基硅烷1~2%)。增粘剂是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、N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基三甲氧基硅烷和异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷其中一种或几种的组合(γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.1~0.5%,γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷0.3~0.6%,N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基三甲氧基硅烷0.1~0.3%)。所述钛催化剂是钛酸异丙酯和乙酰乙酸乙酯螯合物(钛酸异丙酯0.6~1.0%,钛酸异丙酯乙酰乙酸乙酯螯合物0.8~1.2%)。107胶在25℃时黏度5~80Pa.s,分子量为50000~120000;二甲基硅油在25℃时黏度100~350mPa.s。活性纳米碳酸钙比表面(BET法)在18~36m2/g。
图1所示,一种光伏脱醇型有机硅密封胶的连续生产方法,只采用一阶双螺杆挤出机构作为生产设备,具体包括如下步骤。步骤(1):通过一阶双螺杆挤出机构的自动计量分机构、向一阶双螺杆挤出机构的侧喂料分机构按设定的比例加入α,ω-二羟基聚硅氧烷、二甲基硅油和活性纳米碳酸钙,各原料进入向一阶双螺杆挤出机构的一阶螺杆后,在温度140~160℃、真空度-0.095MPa条件下,进行混合脱水,形成基料。步骤(2):基料冷却至50℃后进入向一阶双螺杆挤出机构的二阶螺杆,并加入交联剂和催化剂助剂,形成半成品;具体的,二阶螺杆温度控制在60~70℃,真空度为-0.095MPa,使得黏度高峰能够迅速化解,保障产品稳定。步骤(3):半成品胶经冷凝器后进入向一阶双螺杆挤出机构的三阶螺杆,并加入增粘剂等助剂,形成成品;具体的,温度控制在50~60℃,真空度为-0.095MPa,确保胶料混合均匀。步骤(4):成品胶经冷却至常温后,缓存在压料缸中,再通过压料缸后侧连接的灌装压机,将成品灌装到包装桶内后进行密封和外包装。
图1所示,通过上述,本发明采用不含肟的各组方作为制备成品的原料,通过相对简单的生产设备(只采用一阶双螺杆挤出机构)及工艺连续生产出的产品、密封胶比现有技术间歇法生产的品质更加稳定,储存稳定性更好,且省去了间歇法过程中的料缸清洗的环节,节省工作人员,提高了生产效率,减少了产品损耗,改善工人的生产环境。克服了现有技术工艺流程繁琐、生产损耗大,对环境污染大,工人的劳动强度大的缺点。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点,对于本领域技术人员而言,显然本发明限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种光伏脱醇型有机硅密封胶,其特征在于,采用的原料包括α,ω-二羟基聚硅氧烷、二甲基硅油、活性纳米碳酸钙、交联剂、增粘剂、钛催化剂;所述α,ω-二羟基聚硅氧烷的比例是36~53%,二甲基硅油的比例是0~5%,活性纳米碳酸钙的比例是35~59%,交联剂的比例是1~5%,增粘剂的比例是0.3~1.0%,钛催化剂的比例是1.0~2.2%;所述交联剂是甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷及四乙氧基硅烷种的一种或几种的组合;所述增粘剂是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、N―β―(氨乙基)―γ―氨丙基三甲氧基硅烷和异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷其中一种或几种的组合;所述钛催化剂是钛酸异丙酯和乙酰乙酸乙酯螯合物。
2.根据权利要求1所述的一种光伏脱醇型有机硅密封胶,其特征在于,ω-二羟基聚硅氧烷在25℃时黏度5~80Pa.s,分子量为50000~120000;二甲基硅油在25℃时黏度100~350mPa.s。
3.根据权利要求1所述的一种光伏脱醇型有机硅密封胶,其特征在于,活性纳米碳酸钙比表面在18~36m2/g。
4.根据权利要求1所述的一种光伏脱醇型有机硅密封胶的连续生产方法,其特征在于,包括如下步骤,步骤A:通过自动计量机构向一阶双螺杆挤出机构的侧喂料分机构按设定的比例加入α,ω-二羟基聚硅氧烷、二甲基硅油和活性纳米碳酸钙,各原料进入一阶螺杆后,在温度140~160℃、真空度-0.095MPa条件下,进行混合脱水,形成基料;步骤B:基料冷却至50℃后进入二阶螺杆,通过加入交联剂和催化剂助剂,形成半成品;步骤C:半成品胶经冷凝器后进入三阶螺杆,加入增粘剂等助剂,形成成品;步骤D:成品胶经冷却至常温后,缓存在压料缸中,再通过压料缸后侧连接的灌装压机,将成品灌装到包装桶内后进行密封和外包装。
5.根据权利要求1所述的一种光伏脱醇型有机硅密封胶的连续生产方法,其特征在于,步骤B中,二阶螺杆温度控制在60~70℃,真空度为-0.095MPa,使得黏度高峰能够迅速化解,保障产品稳定。
6.根据权利要求1所述的一种光伏脱醇型有机硅密封胶的连续生产方法,其特征在于,步骤C中,温度控制在50~60℃,真空度为-0.095MPa,确保胶料混合均匀。
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