一種用于太陽能電池組件密封的單組分脫肟型硅酮密封膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于太陽能電池組件密封的單組分脫肟型硅酮密封膠,由以下組分按下述重量份組成:粘度為20000~80000的α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份;聚異丁烯樹脂?1~6份;活性碳酸鈣?10~40份;甲基硅油1~15份;阻燃劑?10~50份;鈦白粉?1~5份;氣相白炭黑?1~7份;交聯(lián)劑?9~15份;硅烷偶聯(lián)劑--2~5份;催化劑?0.5~1.5份。本發(fā)明還公開了一種上述密封膠的制備方法。本發(fā)明制備的密封膠具有優(yōu)異的耐候性、抗黃變性能、阻燃性能,水蒸氣透過率低及儲存穩(wěn)定性能好等特點(diǎn)。
【專利說明】一種用于太陽能電池組件密封的單組分脫肟型硅酮密封膠及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子密封材料領(lǐng)域,涉及一種用于太陽能電池組件的密封膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展,人類對石油、煤炭、天然氣等石化能源的需求越來越大,但這些化石能源的儲量是有限的,這就迫使人類尋找新的替代能源。太陽能電池被認(rèn)為是一種很好的替代化石能源的綠色新能源。太陽能電池是一種能有效吸收太陽能輻射能,并使之轉(zhuǎn)變成電能的半導(dǎo)體器件,是可再生能源和可持續(xù)發(fā)展的可靠能源。2011年我國太陽能電池完成累計(jì)1298.39萬千瓦發(fā)電量,同比增長68.39%。今后40年太陽能發(fā)電將會以比較快的速度發(fā)展。
[0003]太陽能電池組件接線盒的粘結(jié)及邊緣密封都要用到密封膠。
[0004]目前市場上使用的用于太陽能電池組件的密封膠主要是單組分和雙組分硅酮密封膠。中國專利 CN201110007065.5、CN201010105216.6 和 CN1528821 等公開了應(yīng)用于太陽能電池封裝的縮合型雙組分硅酮密封膠,這類縮合型雙組分硅酮密封膠需要在使用現(xiàn)場安裝配膠裝置,在太陽能組件封裝使用操作時(shí)不方便。中國專利CN 101353563 A公布了一種用于太陽能電池組件密封 的單組分硅酮密封膠,但該專利沒有提到膠的阻燃性能。美國專利US5238988公開了一種快速固化的室溫硫化液體硅橡膠,但未提及該硅橡膠的用途、是否會產(chǎn)生黃變、水蒸氣透過率大小等。中國專利CN101654609公開了太陽能組件用單組分硅酮密封膠及其制備方法,其催化劑采用醋酸錫,未提及水蒸氣透過率情況。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種具有優(yōu)異的耐候性、抗黃變性能、阻燃性能,水蒸氣透過率低及儲存穩(wěn)定性能好的單組分室溫硫化、用于太陽能電池組件密封的脫肟型硅酮密封膠。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種用于太陽能電池組件密封的單組分脫肟型硅酮密封膠,其特征在于該密封膠由以下組分按下述重量份組成:
粘度為20000~80000的α,ω - 二羥基聚二甲基硅氧烷100份;
聚異丁烯樹脂I~6份;
活性碳酸鈣10~50份;
硅油增塑劑I~15份;
阻燃劑10~40份;
鈦白粉I~5份;
比表面積為130m2/g氣相白炭黑I~7份;交聯(lián)劑9~15份;
硅烷偶聯(lián)劑 2~5份;
催化劑0.5~1.5份。
[0007]上述使用的聚異丁基樹脂優(yōu)選為數(shù)均分子量為10000~40000的聚異丁基樹脂。
[0008]上述使用的活性碳酸鈣可以外購,如陜西海澤納米材料有限公司等。作為優(yōu)選的方式,在使用前可以用本行業(yè)常用的方法,用樹脂酸處理活性碳酸鈣。
[0009]上述交聯(lián)劑優(yōu)選自甲基三異丁酮肟基硅烷、乙烯基三異丁酮肟基硅烷和四異丁酮月虧基硅烷中的一種、兩種或二種。
[0010]上述催化劑優(yōu)選自二月桂酸二丁基錫、二丁基二乙酸錫、辛酸亞錫和二丁基二辛酸錫中的一種、兩種或兩種以上組合。
[0011]上述硅烷偶聯(lián)劑選自Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷、Y _氣丙基二乙氧基硅烷、乙烯基二( β _甲氧基乙氧基)硅烷和二 ( Y-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺中的一種、兩種或兩種以上組合。
[0012]上述阻燃劑優(yōu)選自經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理后的氫氧化鋁、氫氧化鎂、三氧化二銻、堿式碳酸鋅、硼酸鋅、三聚氰胺、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺氰尿酸、間苯二酚雙(二苯磷酸酯)和聚磷酸銨中的一種、兩種或兩種以上組合。
[0013]上述鈦白粉優(yōu)選為微粒的尺寸小于100納米的鈦白粉。
[0014]上述硅油增塑劑優(yōu)選為分子末端為甲基的聚二甲基硅氧烷,其在25°C時(shí)粘度為0.5 ~2.0 Pa.S。
[0015]上述比表面積為130m2/g氣相白炭黑的比表面積優(yōu)選為90~200cm3/g。
[0016]本發(fā)明還提供一種上述用于太陽能電池組件密封的單組分脫肟型硅酮密封膠的制備方法,其特征在于包括以下步驟:
(1)將比表面積為90~200cm3/g的比表面積為130m2/g氣相白炭黑在65~180°C烘干脫水2-3小時(shí);
(2)將粘度為20000~80000的α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100重量份,聚異丁烯樹脂I~6重量份,活性碳酸|丐10~40重量份,硅油增塑劑I~15重量份,氫氧化招10~40重量份,鈦白粉I~5重量份,加入真空捏合機(jī)內(nèi),于溫度65~180°C、真空度為0.06~0.1MPa,共混脫水60~180分鐘,冷卻得基料;
(3)在室溫下,再將步驟(1)脫水后的比表面積為130m2/g氣相白炭黑I~7重量份,交聯(lián)劑9~15重量份,硅烷偶聯(lián)劑2~5重量份,催化劑0.5~1.5重量份,加入裝有上述基料的高速分散行星機(jī)內(nèi),于轉(zhuǎn)速40~60rpm,真空度0.06~0.1 MPa攪拌30~150分鐘,制得單組分脫肟型硅酮密封膠。
[0017]
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明,但并不將本發(fā)明局限于這些【具體實(shí)施方式】。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到,本發(fā)明涵蓋了權(quán)利要求書范圍內(nèi)所可能包括的所有備選方案、改進(jìn)方案和等效方案。
[0019]實(shí)施例1
將比表面積為130 cm3/g氣相白炭黑在110°C烘干脫水2小時(shí);將粘度為20000cPa.s的α , ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份,分子末端為甲基的聚二甲基硅氧烷粘度為1000cPa.s的甲基硅油10份,聚異丁烯樹脂5份,活性碳酸鈣30份,氫氧化鋁25份,堿式碳酸鋅5份,聚磷酸銨2份,微粒尺寸為0.08微米的鈦白粉3份加入真空捏合機(jī)內(nèi),于溫度110°C、真空度為0.07MPa,共混脫水150分鐘,冷卻得基料。在室溫下,再將比表面積為130m2/g氣相白炭黑5份,甲基三異丁酮肟基硅烷8份,乙烯基三異丁酮肟基硅烷5份,四異丁酮肟基硅燒0.5份,乙烯基二( β -甲氧基乙氧基)硅烷3份,二( Y - 二甲氧基甲娃烷基丙基)胺I份,二月桂酸二丁基錫1.1份,加入裝有上述基料的高速分散行星機(jī)內(nèi),于轉(zhuǎn)速60rpm,真空度0.0SMPa,攪拌60分鐘,制得單組分脫肟型硅酮密封膠,產(chǎn)品性能測試結(jié)果見表1。
[0020]
實(shí)施例2
將比表面積為 200cm3/g氣相白炭黑在110°C烘干脫水3小時(shí);將粘度為50000cPa.s的α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份,分子末端為甲基的聚二甲基硅氧烷粘度為1000cPa.s的甲基硅油10份,聚異丁烯樹脂1份,活性碳酸鈣30份,氫氧化鋁25份,堿式碳酸鋅5份,聚磷酸銨2份,微粒尺寸為0.08微米的鈦白粉3份加入真空捏合機(jī)內(nèi),于溫度110°C、真空度為0.07MPa,共混脫水150分鐘,冷卻得基料。在室溫下,再將比表面積為200cm3/g氣相白炭黑5份,甲基三異丁酮肟基硅烷12份,乙烯基三異丁酮肟基硅烷2份,乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷3份,二(Y -三甲氧基甲硅烷基丙基)胺1份,二月桂酸二丁基錫1.1份,加入裝有上述基料的高速分散行星機(jī)內(nèi),于轉(zhuǎn)速60rpm,真空度0.08MPa,攪拌60分鐘,制得單組分脫肟型硅酮密封膠,產(chǎn)品性能測試結(jié)果見表1。
[0021]
實(shí)施例3
將比表面積為130cm3/g氣相白炭黑在110°C烘干脫水2小時(shí);將粘度為80000cPa.s的α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份,分子末端為甲基的聚二甲基硅氧烷粘度為1000cPa.s的甲基硅油15份,聚異丁烯樹脂5份,活性碳酸鈣40份,氫氧化鋁20份,堿式碳酸鋅15份,微粒尺寸為0.08微米的鈦白粉3份加入真空捏合機(jī)內(nèi),于溫度110°C、真空度為
0.07MPa,共混脫水150分鐘,冷卻得基料。在室溫下,再將比表面積為130cm3/g氣相白炭黑3份,甲基三異丁酮肟基硅烷8份,乙烯基三異丁酮肟基硅烷5份,四異丁酮肟基硅烷0.5份,Y-氨丙基三乙氧基硅烷1.5份,二(Y -三甲氧基甲硅烷基丙基)胺1.0份,二月桂酸二丁基錫1.0份,加入裝有上述基料的高速分散行星機(jī)內(nèi),于轉(zhuǎn)速60rpm,真空度0.08MPa,攪拌60分鐘,制得單組分脫肟型硅酮密封膠,產(chǎn)品性能測試結(jié)果見表1。
[0022]
實(shí)施例4
將比表面積為130cm3/g氣相白炭黑在110°C烘干脫水2小時(shí);將粘度為80000cPa.s的α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份,分子末端為甲基的聚二甲基硅氧烷粘度為1000cPa.s的甲基硅油15份,聚異丁烯樹脂5份,活性碳酸鈣40份,經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的氫氧化鋁45份,微粒尺寸為0.08微米的鈦白粉3份加入真空捏合機(jī)內(nèi),于溫度110°C、真空度為
0.07MPa,共混脫水150分鐘,冷卻得基料。在室溫下,再將比表面積為130cm3/g氣相白炭黑3份,甲基三異丁酮肟基硅烷8份,乙烯基三異丁酮肟基硅烷5份,四異丁酮肟基硅烷0.5份,Y-氨丙基三乙氧基硅烷1.5份,二(Y -三甲氧基甲硅烷基丙基)胺1.0份,二月桂酸二丁基錫1.0份,加入裝有上述基料的高速分散行星機(jī)內(nèi),于轉(zhuǎn)速60rpm,真空度0.08MPa,攪拌60分鐘,制得單組分脫肟型硅酮密封膠,產(chǎn)品性能測試結(jié)果見表1。
[0023]
實(shí)施例5
將比表面積為130cm3/g氣相白炭黑在110°C烘干脫水3小時(shí);將粘度為50000cPa.s的α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份,分子末端為甲基的聚二甲基硅氧烷粘度為1000cPa.s的甲基硅油10份,聚異丁烯樹脂1份,活性碳酸鈣30份,經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理過的氫氧化鋁25份,聚磷酸銨20份,微粒尺寸為0.06微米的鈦白粉3份加入真空捏合機(jī)內(nèi),于溫度110°C、真空度為0.07MPa,共混脫水150分鐘,冷卻得基料。在室溫下,再將比表面積為130cm3/g氣相白炭黑5份,乙烯基三異丁酮肟基硅烷12份,乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷3份,二(Y -三甲氧基甲硅烷基丙基)胺1份,二月桂酸二丁基錫1.1份,加入裝有上述基料的高速分散行星機(jī)內(nèi),于轉(zhuǎn)速60rpm,真空度0.08MPa,攪拌60分鐘,制得單組分脫肟型硅酮密封膠,產(chǎn)品性能測試結(jié)果見表1。
[0024]
比較實(shí)施例1
將比表面積為130cm3/g氣相白炭黑在110°C烘干脫水3小時(shí);將粘度為20000cPa.s的α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份,分子末端為甲基的聚二甲基硅氧烷粘度為1000cPa.s的甲基硅油10份,活性碳酸鈣30份,硅烷偶聯(lián)劑處理過的氫氧化鋁25份,堿式碳酸鋅5份,顆粒直徑為0.08微米的鈦白粉3份加入真空捏合機(jī)內(nèi),于溫度110°C、真空度為0.07MPa,共混脫水150分鐘,冷卻得基料。在室溫下,再將比表面積為130cm3/g氣相白炭黑1份,甲基三異丁酮肟基硅烷8份,乙烯基三異丁酮肟基硅烷5份,四異丁酮肟基硅烷0.5份,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷3份,二(Y -三甲氧基甲硅烷基丙基)胺1份,二月桂酸二丁基錫1.1份,加入裝有上述基料的高速分散行星機(jī)內(nèi),于轉(zhuǎn)速60rpm,真空度
0.0SMPa,攪拌60分鐘,制得單組分脫肟型硅酮密封膠,產(chǎn)品性能測試結(jié)果見表1所示。
[0025]
比較實(shí)施例2
將比表面積為130cm3/g氣相白炭黑在110°C烘干脫水2小時(shí);將粘度為50000cPa.s的α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份,分子末端為甲基的聚二甲基硅氧烷粘度為1000cPa.s的甲基硅油10份,活性碳酸鈣30份,硅烷偶聯(lián)劑處理過的氫氧化鋁25份,堿式碳酸鋅5份,加入真空捏合機(jī)內(nèi),于溫度110°C、真空度為0.07MPa,共混脫水150分鐘,冷卻得基料。在室溫下,再將比表面積為130cm3/g氣相白炭黑5份,甲基三異丁酮肟基硅烷12份,乙烯基三異丁酮肟基硅烷5份,Y-氨丙基三乙氧基硅烷3份,二(Y -三甲氧基甲硅烷基丙基)胺1份,二月桂酸二丁基錫0.8份,加入裝有上述基料的高速分散行星機(jī)內(nèi),于轉(zhuǎn)速60rpm,真空度0.0SMPa,攪拌60分鐘,制得單組分脫肟型硅酮密封膠,產(chǎn)品性能測試結(jié)果見表1所
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[0026]表1密封膠性能測試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種用于太陽能電池組件密封的單組分脫肟型硅酮密封膠,其特征在于該密封膠由以下組分按下述重量份組成: 粘度為20000~80000的α,ω- 二羥基聚二甲基硅氧烷100份; 聚異丁烯樹脂I~6份; 活性碳酸鈣10~40份; 甲基硅油I~15份; 阻燃劑10~50份; 鈦白粉I~5份; 氣相白炭黑I~7份; 交聯(lián)劑9~15份; 硅烷偶聯(lián)劑 2~5份; 催化劑0.5~1.5份。
2.按照權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池組件密封的單組分脫肟型硅酮密封膠,其特征在于所述聚異丁基樹脂的數(shù)均分子量為10000~40000,所述活性碳酸鈣為經(jīng)樹脂酸處理的碳酸鈣。
3.按照權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池組件密封的單組分脫肟型硅酮密封膠,其特征在于所述交聯(lián)劑選自甲基三異丁酮肟基硅烷、乙烯基三異丁酮肟基硅烷和四異丁酮肟基硅烷中的一種、兩種或二種。
4.按照權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池組件密封的單組分脫肟型硅酮密封膠,其特征在于所述催化劑選自二月桂酸二丁基錫、二丁基二乙酸錫、辛酸亞錫和二丁基二辛酸錫中的一種、兩種或兩種以上組合。
5.按照權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池組件密封的單組分脫肟型硅酮密封膠,其特征在于所述硅烷偶聯(lián)劑選自Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-縮水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷、Y _氣丙基二乙氧基硅烷、乙烯基二( β _甲氧基乙氧基)硅烷和二 ( Y-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺中的一種、兩種或兩種以上組合。
6.按照權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池組件密封的單組分脫肟型硅酮密封膠,其特征在于所述阻燃劑選自未處理的氫氧化鋁及經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理后的氫氧化鋁、氫氧化鎂、三氧化二銻、堿式碳酸鋅、硼酸鋅、三聚氰胺、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺氰尿酸、間苯二酚雙(二苯磷酸酯)和聚磷酸銨中的一種、兩種或兩種以上組合。
7.按照權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池組件密封的單組分脫肟型硅酮密封膠,其特征在于所述鈦白粉微粒的尺寸小于100納米,所述硅油增塑劑為分子末端為甲基的聚二甲基硅氧烷,其在25°C時(shí)粘度為0.5~2.0 Pa.S,所述氣相白炭黑的比表面積為90~200cm3/g。
8.按照權(quán)利要求1所述的用于太陽能電池組件密封的單組分脫肟型硅酮密封膠的制備方法,其特征在于包括以下步驟: (1)將比表面積為90~200cm3/g的氣相白炭黑在65~180°C烘干脫水2_3小時(shí); (2)將粘度為20000~80000的α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100重量份,聚異丁烯樹脂I~6重量份,活性碳酸|丐10~40重量份,硅油增塑劑I~15重量份,氫氧化招10~40重量份,鈦白粉I~5重量份,加入真空捏合機(jī)內(nèi),于溫度65~180°C、真空度為0.06~.0.1MPa,共混脫水60~180分鐘,冷卻得基料; (3)在室溫下,再將步驟(1)脫水后的氣相白炭黑I~7重量份,交聯(lián)劑9~15重量份,硅烷偶聯(lián)劑2~5重量份,催化劑0.5~1.5重量份,加入裝有上述基料的高速分散行星機(jī)內(nèi),于轉(zhuǎn)速40~60rpm,真空度0.06~0.1 MPa攪拌30~150分鐘,制得單組分脫肟型硅酮密封膠。
【文檔編號】C09J11/08GK103571427SQ201210278394
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月7日
【發(fā)明者】鐘桂云, 高自宏, 沈翔, 裴昌龍, 陶杰, 蔣云菊 申請人:中化藍(lán)天集團(tuán)有限公司, 浙江省化工研究院有限公司