單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，屬于密封膠【技術(shù)領域】，該密封膠由包括以下組分的原料反應得到：107硅油100份、補強填料10~200份、硅烷偶聯(lián)劑0.1~1份、催化劑0.01~0.5份，交聯(lián)劑5~10份和銅防護劑0.1~1份；銅防護劑是咪唑和/或4-甲基咪唑。本發(fā)明還公開了該密封膠的制備方法。本發(fā)明的單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，具有如下的優(yōu)點：具有優(yōu)異的銅防護功能、極致的力學性能、優(yōu)異的抗老化性能，可廣泛適用于太陽能組件邊框的密封；本發(fā)明還提供上述密封膠制備方法，該方法添加物料集中，步驟簡單，只需要控制攪拌時間和真空度，適宜在生產(chǎn)中推廣應用。
【專利說明】單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于密封膠【技術(shù)領域】，具體涉及一種單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽 能光伏組件密封膠及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能光伏組件硅酮密封膠是一種單組分、中性固化硅酮密封膠，其主要用途是應用于太陽能光伏組件、太陽能燈以及其它方面的粘接密封。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中通常將單組份脫肟型硅膠用作光伏組件密封膠，但是這種密封膠在實際應用中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)光伏組件上的接線盒內(nèi)部的銅電路發(fā)黑被腐蝕的現(xiàn)象，主要原因是這類硅膠在固化過程中會放出丁酮肟，丁酮肟的氨基可以和銅發(fā)生化學反應，從而腐蝕光伏組件內(nèi)的銅制電路，影響到產(chǎn)品的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于提供一種單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，該種密封膠能有效防止銅腐蝕，而且不易老化；本發(fā)明的另一目的在于提供上述密封膠的制備方法，該方法簡單，易于控制和實現(xiàn)。
[0005]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，由包括以下組分的原料反應得到:107硅油100份、補強填料10~200份、硅烷偶聯(lián)劑0.1~1份、催化劑0.01~0.5份，交聯(lián)劑5~10份和銅防護劑0.1~1份；所述的銅防護劑是咪唑和/或4-甲基咪唑。
[0006]其中，銅防護劑中，咪唑用量為0.5份咪唑時，對銅的腐蝕率為0，表干時間為7min,拉伸強度為2.6MPa，斷裂伸長率為516%。咪唑用量為0.3份咪唑時，對銅的腐蝕率為0，表干時間為8min，拉伸強度為2.1MPa，斷裂伸長率為427%。4-甲基咪唑用量為0.5份4-甲基咪唑時，對銅的腐蝕率為0，表干時間為4min，拉伸強度為2.3MPa，斷裂伸長率為562%。4-甲基咪唑用量為0.3份4-甲基咪唑時，對銅的腐蝕率為0，表干時間為5min，拉伸強度為2.3MPa，斷裂伸長率為482%。如果硅膠中不加咪唑或者4-甲基咪唑，對銅的腐蝕率在80%到100%，如果硅膠中咪唑或者4-甲基咪唑的含量>1%硅膠老化后膠容易泛黃。
[0007]所述的107硅油是粘度為500(T80000CP的雙端羥基聚二甲基硅氧烷。
[0008]所述的補強填料為碳酸鈣、氣相白炭黑和二氧化硅中的任意一種或任意幾種的組合；其中，所述的碳酸鈣和二氧化硅的粒徑為3000-5000目的粉體并且含水量小于0.1%，所述的氣相白炭黑是由氣相法合成的并且含水率為小于0.6%的二氧化硅。
[0009]所述的硅烷偶聯(lián)劑為N-( β —氛乙基)-Y _氛丙基二甲氧基硅烷、Y —(2，3_環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一種或任意幾種的組合。
[0010] 所述的交聯(lián)劑為甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷和四丁酮肟基硅烷中任意一種或任意幾種的組合。[0011 ] 所述的催化劑為有機錫催化劑。
[0012]所述的有機錫催化劑為二丁基二醋酸錫或二丁基二月桂酸錫。
[0013]制備上述單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠的方法，包括如下步驟:
1)用100份107硅油與按重量份數(shù)稱取的補強填料10-200份混合后進行抽真空攪拌，真空度低于-0.1MPa，并且控制抽真空的真空度和攪拌時間，得到反應主體原料；
2)向上述反應主體原料中加入按重量份數(shù)稱取的硅烷偶聯(lián)劑0.f 1份、催化劑
0.01、.5份、交聯(lián)劑5~10份和銅防護劑0.f 1份，并且繼而抽真空攪拌，控制抽真空的真空度低于-0.1MPa和攪拌時間，然后通入保護氣體至常壓后包裝，得到成品。
[0014]所述步驟I)中控制抽真空的真空度低于-0.1MPa，攪拌時間為l(T30min。
[0015]所述步驟2)中控制抽真空的真空度低于-0.1MPa,攪拌時間是l(T30min ;所述的保護氣體為氮氣。
[0016]本發(fā)明通過在傳統(tǒng)的太陽能光伏組件硅酮密封膠中加入特定比例的銅防護劑，該銅防護劑為0.1-1份，該銅防護劑是咪唑或4-甲基咪唑中的任意一種或者兩種的組合；傳統(tǒng)的咪唑用作環(huán)氧樹脂固化劑、可提高制品的彎曲、拉伸、壓縮等機械性能，提高絕緣的電性能，提高耐化學藥劑的化學性能，廣泛用于計算機、電器，未有與107硅油等組分組合反應，用來防止銅腐蝕的先例；傳統(tǒng)的4-甲基咪唑(簡稱4-MI)是一種重要的有機中間體，主要用于合成大宗胃藥西咪替丁，用于藥品等，未有與107硅油等組分組合反應，用來防止銅腐蝕的先例；本發(fā)明即是將這兩種物質(zhì)用作銅防護劑，與107硅油等組分聯(lián)合作用，產(chǎn)生意料不到的防腐蝕效果，而且使得密封膠不易老化，性能優(yōu)良。
[0017]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，具有如下的優(yōu)點:
O銅防護劑為0.1-1份時，施膠在銅材上在80°C密閉環(huán)境下老化240小時銅無腐蝕現(xiàn)象，而已有技術(shù)中的單組份脫肟型膠48h就發(fā)現(xiàn)有銅變黑被腐蝕的現(xiàn)象，具有優(yōu)異的銅防護功能；
2)硅膠由于拉伸強度和斷裂伸長率分別可達大于2MPa和200~500%，
具有極致的力學性能；
3)在150°C下經(jīng)1000h不黃變并且不開裂，具有優(yōu)異的抗老化性能，可廣 泛適用于太陽能組件邊框的密封；
本發(fā)明還提供上述密封膠制備方法，該方法添加物料集中，步驟簡單，只需要控制攪拌時間和真空度，適宜在生產(chǎn)中推廣應用。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0019]實施例1
制備單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，按重量份數(shù)稱取粘度為20000CP的107膠100份、粒徑為5000目并且含水量即含水率小于0.1%的碳酸鈣100、含水率為小于0.6%的氣相二氧化硅10份混合后進行抽真空攪拌，抽真空的真空度低于-0.1MPa，攪拌時間為20min，接著加入按重量份數(shù)稱取0.5份N- ( B 一氨乙基)-gamma-氨丙基三甲氧基硅烷、0.3份Y —(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、0.05份二丁基二月桂酸錫、10份乙烯基三丁酮肟基硅烷、0.1份咪唑，抽真空攪拌，且真空度低于-0.1MPa，攪拌時間為20min，然后由氮保護氣體破真空后，包裝，即得到單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠成品。
[0020]實施例2
制備單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，按重量份數(shù)稱取粘度為5000CP的107膠20份、粘度為80000CP的107膠80份、粒徑為3000目并且含水量即含水率小于0.1%的二氧化硅100份、含水率為小于0.6%的氣相二氧化硅10份混合后進行抽真空攪拌，抽真空的真空度低于-0.1MPa，攪拌時間為20min，接著加入按重量份數(shù)稱取1份N- ( B 一氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷、0.01份二丁基二月桂酸錫、5份甲基三丁酮肟基硅烷、5份乙烯基三丁酮肟基硅烷和0.5份咪唑并且抽真空攪拌，真空度低于-0.1MPa，攪拌時間為20min，然后由氮保護氣體破真空后，包裝，即得到單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠成品。
[0021]實施例3 制備單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，按重量份數(shù)稱取粘度為80000CP的107膠100份、粒徑為3000目并且含水量即含水率小于0.1%的二氧化硅100份、含水率為小于0.6%的氣相二氧化硅5份混合后進行抽真空攪拌，抽真空的真空度低于-0.1MPa,攬拌時間是20min,接著加入按重量份數(shù)稱取0.8份3-氨丙基二乙氧基硅烷、
0.5份二丁基二醋酸錫、8份四丁酮肟基硅烷、0.5份4-甲基咪唑并且抽真空攪拌，真空度低于-0.1MPa，攪拌時間為20min，然后由氮保護氣體破真空后，包裝，即得到單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠成品。
[0022]實施例4
制備單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，按重量份數(shù)稱取粘度為20000CP的107膠50份、粘度為80000CP的107膠50份、粒徑為5000目并且含水量即含水率小于0.1%的碳酸鈣150、粒徑為5000目并且含水量即含水率小于0.1%的二氧化硅50份、含水率為小于0.6%的氣相二氧化硅2份混合后進行抽真空攪拌，抽真空的真空度低于-0.1MPa，攪拌時間是20min，接著加入按重量份數(shù)稱取0.5份Y —(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、0.5份3-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1份二丁基二月桂酸錫、5份甲基三丁酮肟基硅烷、5份四丁酮肟基硅烷、0.3份4-甲基咪唑并且抽真空攪拌，真空度低于-0.1MPa,攪拌時間為20min，然后由氮保護氣體破真空后，包裝，即得到單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠成品。
[0023]實施例5:
制備單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，按重量份數(shù)稱取粘度為5000CP的107膠70份、粘度為80000CP的107膠30份、粒徑為5000目并且含水量即含水率小于0.1%的碳酸鈣200、含水率為小于0.6%的氣相二氧化硅2份混合后進行抽真空攪拌，抽真空的真空度低于-0.1MPa，攪拌時間為20min，接著加入按重量份數(shù)稱取0.5份N- ( B一氨乙基)-Y -氨丙基二甲氧基硅烷、0.5份Y —(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基二甲氧基硅烷、
0.3份二丁基二月桂酸錫、10份甲基三丁酮肟基硅烷、0.4份咪唑并且抽真空攪拌，真空度低于-0.1MPa，攪拌時間為20min，然后由氮保護氣體破真空后，包裝，即得到單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠成品。
[0024]實施例6
對上述實施例1至5得到的單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠進行性能測試如表1:
為了考察制得的單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠的對銅的腐蝕性，將20克密封膠打在用丙酮擦拭干凈的銅板上，將銅板和密封膠一起放入容積約為200mL的密閉容器中密封保存后放入80°C烘箱每24小時后觀察銅的腐蝕情況；為了考察制得的單組份深層固化快有機硅太陽能組件膠的力學性能，在PE膜上打上2mm厚的密封膠，在溫度為25°C濕度為50%的環(huán)境下固化72小時后，按GB/T528-1988進行拉伸強度測試。而且，如果硅膠中不加咪唑或者4-甲基咪唑，對銅的腐蝕率在80%到100%，如果硅膠中咪唑或者4-甲基咪唑的含量>1%硅膠老化后膠容易泛黃。
[0025]表1性能測試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，其特征在于:由包括以下組分的原料反應得到:107硅油100份、補強填料10-200份、硅烷偶聯(lián)劑0.1-1份、催化劑0.01-0.5份，交聯(lián)劑5~10份和銅防護劑0.1-1份；所述的銅防護劑是咪唑和/或4-甲基咪唑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，其特征在于:所述的107硅油是粘度為500(T80000CP的雙端羥基聚二甲基硅氧烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，其特征在于:所述的補強填料為碳酸鈣、氣相白炭黑和二氧化硅中的任意一種或任意幾種的組合；其中，所述的碳酸鈣和二氧化硅的粒徑為3000-5000目的粉體并且含水量小于0.1%，所述的氣相白炭黑是由氣相法合成的并且含水率為小于0.6%的二氧化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，其特征在于:所述的硅烷偶聯(lián)劑為N- ( β 一氨乙基)-Y _氨丙基二甲氧基硅烷、Y —(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一種或任意幾種的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，其特征在于:所述的交聯(lián)劑為甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷和四丁酮肟基硅烷中任意一種或任意幾種的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，其特征在于:所述的催化劑為有機錫催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠，其特征在于:所述的有機錫催化劑為二丁基二醋酸錫或二丁基二月桂酸錫中的任意一種或者兩種的組合。
8.制備權(quán)利要求f7中任意一項所述的單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠的方法，包括如下步驟: 1)用100份107硅油與按重量份數(shù)稱取的補強填料10-200份混合后進行抽真空攪拌，真空度低于-0.1MPa，并且控制抽真空的真空度和攪拌時間，得到反應主體原料； 2)向上述反應主體原料中加入按重量份數(shù)稱取的硅烷偶聯(lián)劑0.1- 1份、催化劑0.01、.5份、交聯(lián)劑5~10份和銅防護劑0.1- 1份，并且繼而抽真空攪拌，控制抽真空的真空度低于-0.1MPa和攪拌時間，然后通入保護氣體至常壓后包裝，得到成品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中控制抽真空的真空度低于-0.1MPa，攪拌時間為10~30min。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單組份對銅無腐蝕的有機硅太陽能光伏組件密封膠的制備方法，其特征在于:所述步驟2)中控制抽真空的真空度低于-0.1MPa，攪拌時間是l0-30min ;所述的保護氣體為氮氣。
【文檔編號】C09K3/10GK103937444SQ201410176096
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】朱凱, 蔡琴, 李明才, 范曉飛, 朱成偉, 朱玉梅 申請人:江蘇天順新材料有限公司