一種太陽能光伏組件用有機氟硅密封材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及太陽能光伏領域，具體涉及一種用于太陽能光伏組件的有機氟硅密封 材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 目前，中國太陽能產業規模已位居世界第一，是全球重要的太陽能光伏電池生產 國。太陽能電池組件邊框的密封、光伏太陽能電池板組件的外框和接線盒的粘接密封，均需 要采用專用的太陽能光伏組件密封膠。
[0003] 由于太陽能光伏電池組件主要用于戶外相對惡劣的環境，其使用環境特殊，因 此，用于太陽能光伏電池組件的密封膠，其性能要求與普通的硅酮膠有所不同。專利CN 103305181A公開了一種太陽能組件用單組分脫肟型密封膠，具有密封性好、較高的伸長率、 低收縮性；優異的高溫高濕抗老化性能。專利CN 102876283A公開了一種耐黃變太陽能面 板用密封硅膠，具有良好的耐黃變性和耐候性能；室溫中性固化，深層固化速度快，滿足了 太陽能組件的使用要求。專利CN 102936483A公開了一種單組份有機硅太陽能光伏組件用 密封膠，具有優異的涂層固化速度、因此具有較好的力學性能、抗老化性能，可理想地適用 于太陽能組件邊框的密封。但是上述現有技術的產品的耐候和耐黃變性能一般。
【發明內容】
[0004] 發明概述
[0005] 本發明的目的是提供一種太陽能光伏組件用有機氟硅密封材料及其制備方法。該 材料具有優良的耐黃變、耐候、耐溶劑和耐高低溫性能，可應用于太陽能光伏組件密封及粘 接等領域。
[0006] 本發明的一個技術方案提供了一種太陽能光伏組件用有機氟硅密封材料，其配方 組份按重量計為：
[0007] α,ω-二羥基聚娃氧焼 100份； 氟硅油增塑劑 10-25份； 填料 50-150份； 觸變劑 5-20份； 顏料 1-10份； 交聯劑 5-20份；
[0008] 催化劑 0-5份： 助劑 0-5份；
[0009] 其中，所述氟硅油增塑劑為式I化合物，
[0010]
[0011] 式 I 中，50 彡 η 彡 300。
[0012] 本發明的另一個技術方案提供了一種用于制備太陽能光伏組件用有機氟硅密封 材料的方法，包括以下步驟：
[0013] (1)將α，ω-二羥基聚硅氧烷、硅油增塑劑、填料、顏料投入反應釜中，攪拌分散；
[0014] (2)升溫至90_150°C，干燥脫水；
[0015] (3)依次在惰性氣氛保護下加入交聯劑、觸變劑后，加入助劑和催化劑。
[0016] 發明詳述
[0017] 本發明所述的α，ω-二羥基聚硅氧烷是一種生膠，在本發明中作為基礎聚合物 使用。在本發明的一些實施方式中，α，ω-二羥基聚硅氧烷的粘度為3000-100000mPa. s。 在另一些實施方式中，α，ω -二羥基聚硅氧烷的粘度為10000-50000mPa. s。
[0018] 本發明所述的氟硅油增塑劑是一種含三氟丙基甲基硅氧烷低聚物。在本發明的一 些實施方式中，硅油增塑劑選自粘度為50-5000mPa. S的下列物質或其組合：二甲基硅油、 單羥基封端的二甲基硅油、氟硅油。
[0019] 本發明所述的填料是一種納米級的粉料，在本發明中起到補強、阻燃的作用。在本 發明的一些實施方式中，填料選自納米碳酸鈣、硅微粉、氫氧化鎂或氫氧化鋁。
[0020] 在本發明的一些實施方式中，觸變劑為氣相法白炭黑。
[0021] 本發明所選用的顏料應當具有體現密封膠外觀顏色的性能。在本發明的一些實施 方式中，本發明所顏料為鈦白粉或炭黑。
[0022] 本發明所述的交聯劑含有二個或二個以上丁酮肟基的硅烷。在一些實施方式中， 交聯劑選自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。在另一些實施 方式中，交聯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一種 以上的混合物。
[0023] 本發明所述的催化劑是一種有機錫化合物。在本發明的一些實施方式中，催化劑 自二乙酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫或二辛基二月桂酸錫。
[0024] 在本發明的一些實施方式中，助劑選自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(2_胺乙 基）-3-胺丙基-三甲氧基硅烷、N-(2-胺乙基）-3-胺丙基-甲基二甲氧基硅烷、N-(正丁 基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、雙-(3-三甲氧基硅丙基）胺、雙-(3-三乙氧基硅丙基）胺、 γ-脲基丙基三乙氧基硅烷或氨基硅烷低聚物。
[0025] 本發明所述的惰性氣氛為保護反應物與空氣隔絕接觸的氣體，惰性氣氛選自氮 氣、氦氣。
[0026] 本發明的有益效果在于：由于添加了氟硅油增塑劑，該有機氟硅密封材料是兼具 硅橡膠和氟橡膠優異性能的密封材料，具有優良的耐黃變、耐候、耐溶劑和耐高低溫性能， 是理想的太陽能光伏組件密封及粘接材料。
【具體實施方式】
[0027] 以下所述的是本發明的優選實施方式，本發明所保護的包括但不限于以下優選實 施方式。應當指出，對于本領域的技術人員來說在此發明創造構思的基礎上，做出的若干變 形和改進，都屬于本發明的保護范圍。
[0028] 以下實施例所述的份數均為重量份。
[0029] 實施例1
[0030] 將黏度為20000mPa. s的α，ω -二羥基聚硅氧烷100份、黏度為350mPa. s的氟 硅油增塑劑16份、納米碳酸鈣110份、鈦白粉5份投入至高速分散機中，攪拌分散后升溫 至90-150°C，并在真空度0. 06-0. 09MPa下脫水1-5小時；降溫至室溫，在N2保護下將甲 基三丁酮肟基硅烷10份和乙烯基三丁酮肟基硅烷1. 2份加入上述混合物中攪拌0. 5h ;在 隊保護下將氣相法白炭黑10份加入上述混合物中抽真空攪拌0. 5h ;最后，在N 2保護下將 γ -氨丙基三乙氧基硅烷2. 5份、二月桂酸二丁基錫0. 5份加入上述混合物繼續在真空條件 下攪拌0. 5h，制得單組分室溫硫化太陽能光伏組件有機氟硅密封材料。所得產品按照GB/T 13477. 5、GB/T 13477. 2、GB/T 528、GB/T 7124、GB/T 1692 和 GB/T 1695 等國家標準進行外 觀、表干時間、擠出速度、硬度、拉伸強度、斷裂伸長率、剪切強度、與EVA相容性、擊穿電壓、 體積電阻率、阻燃等級、雙85測試，所測得產品性能詳見表1。
[0031] 實施例2
[0032] 將黏度為1000 OmPa. s的α，ω -二羥基聚硅氧烷100份、黏度為200mPa. s的氟硅 油增塑劑16份、納米碳酸鈣80份、氫氧化鋁20份、鈦白粉10份投入至高速分散機中，攪拌 分散后升溫至90-150°C，并在真空度0. 06-0. 09MPa下脫水1-5小時；降溫至室溫，在隊保 護下將甲基三丁酮肟基硅烷5. 5份和乙烯基三丁酮肟基硅烷5. 5份加入上述混合物中攪拌 0. 5h ;在隊保護下將氣相法白炭黑10份加入上述混合物中抽真空攪拌0. 5h ;最后，N2保護 下將N-(正丁基）-γ -氨丙基三甲氧基硅烷2份、二月桂酸二丁基錫0. 5份加入上述混合 物繼續在真空條件下攪拌〇. 5h，制得單組分室溫硫化太陽能光伏組件有機氟硅密封材料。 性能測試同實施例1，所測得產品性能詳見表1。
[0033] 實施例3
[0034] 將黏度為40000mPa. s的α，ω -二羥基聚硅氧烷100份、黏度為350mPa. s的氟 硅油增塑劑20份、納米碳酸鈣90份、氫氧化鋁20份、炭黑5份投入至高速分散機中，攪拌 分散后升溫至90-150°C，并在真空度0. 06-0. 09MPa下脫水1-5小時；降溫至室溫，在隊保 護下將甲基三丁酮肟基硅烷10份和乙烯基三丁酮肟基硅烷1. 2份加入上述混合物中攪拌 0. 5h ;在隊保護下將氣相法白炭黑8份加入上述混合物中抽真空攪拌0. 5h ;最后，N2保護 下將雙-(3-三甲氧基硅丙基）胺2. 5份、二月桂酸二辛基錫0. 5份加入上述混合物繼續在 真空條件下攪拌0. 5h，制得單組分室溫硫化太陽能光伏組件有機氟硅密封材料。性能測試 同實施例1，所測得產品性能詳見表1。
[0035] 實施例4
[0036] 將黏度為20000mPa. s的α，ω -二羥基聚硅氧烷100份、黏度為350mPa. s的氟硅 油增塑劑16份、納米碳酸鈣90份、氫氧化鋁20份、鈦白粉5份投入至高速分散機中，攪拌 分散后升溫至90-150°C，并在真空度0. 06-0. 09MPa下脫水1-5小時；降溫至室溫，在隊保 護下將甲基三丁酮肟基硅烷10份和乙烯基三丁酮肟基硅烷1. 2份加入上述混合物中攪拌 0. 5h ;在隊保護下將氣相法白炭黑10份加入上述混合物中抽真空攪拌0. 5h ;最后，在\保 護下將氨基硅烷低聚物2. 5份、二月桂酸二丁基錫0. 5份加入上述混合物繼續在真空條件 下攪拌0. 5h，制得單組分室溫硫化太陽能光伏組件有機氟硅密封材料。性能測試同實施例 1，所測得產品性能詳見表1。
[0037] 表1測試結果
【主權項】
1. 一種太陽能光伏組件用有機氟硅密封材料，其特征在于，其配方組份按重量計為： a,co-二羥基聚娃氧焼 100份； 氟硅油增塑劑 10-25份； 填料 50-150份； 觸變劑 5-20份； 顏料 1-10份； 交聯劑 5-20份； 催化劑 0-5份； 助劑 0-5份； 其中，所述氟硅油增塑劑為式I化合物，式I中，50彡n彡300。2. 根據權利要求1所述的有機氟硅密封材料，其特征在于，所述a，《 -二羥基聚硅氧 烷的粘度為 3000-100000mPa.s。3. 根據權利要求1所述的有機氟硅密封材料，其特征在于，所述硅油增塑劑選自粘度 為50-5000mPa.s的下列物質或其組合：二甲基硅油、單羥基封端的二甲基硅油、氟硅油。4. 根據權利要求1所述的有機氟硅密封材料，其特征在于，所述填料選自納米碳酸鈣、 硅微粉、氫氧化鎂或氫氧化鋁。5. 根據權利要求1所述的有機氟硅密封材料，其特征在于，所述觸變劑為氣相法白炭 黑。6. 根據權利要求1所述的有機氟硅密封材料，其特征在于，所述顏料為鈦白粉或炭黑。7. 根據權利要求1所述的有機氟硅密封材料，其特征在于，所述交聯劑為甲基三丁酮 肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷和四丁酮肟基硅烷中一種以上的混合物。8. 根據權利要求1所述的有機氟硅密封材料，其特征在于，所述催化劑選自二乙酸二 丁基錫、二月桂酸二丁基錫或二辛基二月桂酸錫。9. 根據權利要求1所述的有機氟硅密封材料，其特征在于，助劑選自Y_氨丙基三乙氧 基硅烷、N- (2-胺乙基）_3_胺丙基-二甲氧基硅烷、N- (2-胺乙基）_3_胺丙基-甲基二甲 氧基硅烷、N-(正丁基）-y-氨丙基三甲氧基硅烷、雙-(3-三甲氧基硅丙基）胺、雙-(3-三 乙氧基硅丙基）胺、y-脲基丙基三乙氧基硅烷或氨基硅烷低聚物。10. -種用于制備權利要求1所述太陽能光伏組件用有機氟硅密封材料的方法，其特 征在于，包括以下步驟： (1) 將a，《-二羥基聚硅氧烷、硅油增塑劑、填料、顏料投入反應釜中，攪拌分散； (2) 升溫至90_150°C，干燥脫水； (3) 依次在惰性氣氛保護下加入交聯劑、觸變劑后，加入助劑和催化劑。
【專利摘要】本發明公開了一種太陽能光伏組件用有機氟硅密封材料及其制備方法。該密封材料的配方組份按重量計為：α,ω-二羥基聚硅氧烷100份；氟硅油增塑劑10-25份；填料50-150份；觸變劑5-20份；顏料1-10份；交聯劑5-20份；催化劑0-5份；助劑0-5份。本發明制備的密封膠結合了有機硅和含氟聚合物的優勢，得到的密封材料具有耐候性能優良、耐黃變性能好、粘結力好，應用于太陽能光伏組件粘接密封。
【IPC分類】C09J183/06, C09J11/04, C09J11/06, C09J11/08
【公開號】CN104946193
【申請號】CN201510126744
【發明人】李義濤, 劉新爍, 黃明富, 程宗盛, 李偉, 張兵兵, 游孟夢, 高文姬
【申請人】東莞市長安東陽光鋁業研發有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年3月23日