本发明涉及一种快速固化光伏组件用硅酮密封胶及其制备方法，属于光伏组件用硅酮密封胶领域。
背景技术：
太阳能光伏胶指的是在室温下吸收空气中湿气固化的密封胶，能够对各类背板、铝合金边框和接线盒等进行粘接密封，从而保护处在各类严苛条件下的光伏组件。由于硅酮密封胶的主要原料为107胶等线型聚硅氧烷，其主链主要有si—o—si键组成，si—o—si键键能高于紫外线键能，在固化过程中交联剂和基础聚合物反应形成网状的结构，因此硅酮密封胶相对于其他种类的密封胶而言，具有优异的粘结性、耐候性和抗紫外线，硅酮密封胶也常常应用于太阳能光伏组件的密封。硅酮密封胶分为单组份硅酮密封胶和双组分硅酮密封胶，单组份硅酮密封胶不需要添加额外的固化剂，其固化是接触空气中的水分而产生物理性质的改变，单组份硅酮结构密封胶在固化过程中根据释放的物质可分为脱醋酸型，脱酮肟型、脱醇型和脱酰胺型；双组分硅酮密封胶分为两组组分，当两组胶浆混合后才发生固化。
由于光伏组件长期放置在户外，因此要求用于太阳能光伏组件的硅酮密封胶具备良好的耐紫外线性、耐高低温性、防潮性、电绝缘性、对不同材料均有良好的粘结性。目前市面上常用于太阳能光伏组件的硅酮密封胶多为脱肟型和脱醇型的，其中脱肟型的硅酮密封胶在硫化时释放的酮肟对铜、铅、锌和聚碳酸酯有腐蚀性，在电子工业中的应用受到限制，而且光伏电池组件厂的生产车间是密闭的，酮肟的积累会影响车间内工作人员的身体健康；脱醇型的硅酮密封胶对任何材料无腐蚀性，也不会影响工作人员的身体健康。然而，脱醇型的硅酮密封胶的固化速度相对较慢，不利于光伏厂的连续性作业。同时，太阳能光伏组件在生产过程中会涉及到不同的粘结材料，目前市面上还较少有能对多种材料均有优异粘结性的太阳能光伏组件的硅酮密封胶，因此研制出各项性能优异、固化速度快且用于太阳能光伏组件的脱醇型硅酮密封胶是大势所趋。
中国发明专利申请公开说明书cn108059945a公开了用于光伏玻组件的有机硅密封胶及其制备方法，该有机硅密封胶包括烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷、活性纳米碳酸钙、改性气相白炭黑、硅油增塑剂、交联剂、催化剂和附着力促进剂。该发明的有机硅密封胶强度高，弹性好，对基材的粘结性能优异，具有极佳的耐候性能，在长期的烟雾、紫外线、高温高湿的环境中性能保持率超过80％，适用于光伏双玻组件的结构粘结与密封。
中国发明专利申请公开说明书cn101805585a公开了单组份阻燃型太阳能光伏组件密封胶及其制备方法，该密封胶包括封端聚二甲基硅氧烷、增塑剂、填料、阻燃剂、交联剂、羟基清除剂、增粘剂和催化剂。该发明的密封胶阻燃性能达到v0级，对光伏电池玻璃附着力好并且对eva胶膜及电池电路无腐蚀。
对比分析以上专利，均未对胶体固化速度方面进行阐述。为了迎合市场需求，发明人研究一款适用于多种粘结材料、各项性能优异、固化速度快的太阳能光伏胶。
技术实现要素：
本发明针对上述现有技术存在的固化速度相对较慢、粘结广泛性上的不足做出改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种快速固化光伏组件用硅酮密封胶及其制备方法，通过多官能度聚硅氧烷作为交联剂，和仲胺类硅烷偶联剂、鳌合型钛酸酯催化剂以及阻燃剂进行复配，能够得到适用于多种粘结材料、粘结强度优异的快速固化且不易黄变的快速固化光伏组件用硅酮密封胶。。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种快速固化光伏组件用硅酮密封胶及其制备方法，包括以下组分：烷氧基封端聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、补强剂、阻燃剂、触变剂、交联剂、偶联剂和第一催化剂，其中所述交联剂为多官能度聚硅氧烷，所述多官能度聚硅氧烷结构式为
作为优选，制备所述多官能度聚硅氧烷的组分包括有含端乙烯基的硅氧烷、含端氢基的硅氧烷和第二催化剂，所述含端乙烯基的硅氧烷为
作为优选，制备所述多官能度聚硅氧烷的过程中要在通氮气条件下将所述含端氢基的硅氧烷在温度为60-80℃条件下边搅拌边滴加至所述含端乙烯基的硅氧烷和第二催化剂中，滴加完成后搅拌反应1-3小时，之后加入活性炭继续搅拌1小时，之后过滤和抽真空，得到多官能度聚硅氧烷。
所述含端氢基的硅氧烷和所述含端乙烯基的硅氧烷之间的质量比为0.05-4:1。
作为优选，所述烷氧基封端聚二甲基硅氧烷在25℃时的粘度为5pa·s-50pa·s。
作为优选，所述聚二甲基硅氧烷在25℃时的粘度为0.1pa·s-10pa·s。
作为优选，所述偶联剂为双-[3-(三乙氧基硅)-丙基]-胺、双-[3-(三甲氧基硅)-丙基]-胺中至少一种。
作为优选，所述第一催化剂为钛酸异丙酯的乙酰乙酸乙酯螯合物、钛酸异丙酯的乙酰丙酮螯合物、钛酸叔丁酯的乙酰乙酸乙酯螯合物和钛酸叔丁酯的乙酰丙酮螯合物中至少一种。
作为优选，所述补强剂为经脂肪酸或树脂酸处理的纳米碳酸钙，所述纳米碳酸钙粒径为10-100nm，所述触变剂为经六甲基二硅氮烷处理的气相二氧化硅，比表面积为100-200m2/g。选用经表面处理的所述纳米碳酸钙和所述气相二氧化硅能提高密封胶的粘结强度和耐候性。
作为优选，所述阻燃剂为为无机非卤素阻燃剂，所述阻燃剂为硼酸盐、氢氧化物、无机磷系化合物或无机氮系化合物中至少一种。
作为优选，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐、聚磷酸铵中一种或几种的组合。
作为优选，所述烷氧基封端聚二甲基硅氧烷选自江苏科幸新材料股份有限公司生产的
本发明还提供一种快速固化光伏组件用硅酮密封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将烷氧基封端聚二甲基硅氧烷、补强剂、阻燃剂加入搅拌釜中，于温度110-130℃、真空度-0.085—-0.099mpa下，共混捏合2-4小时；
(2)待冷却至50℃以下后，加入触变剂，搅拌60-100min；
(3)加入偶联剂，搅拌15min；
(4)将多官能度硅氧烷、第一催化剂先混合，再连同聚二甲基硅氧烷一起加入所述反应釜内，于真空度-0.085—-0.099mpa下，搅拌30min制得快速固化光伏组件用硅酮密封胶。
总之，采用本发明的一种快速固化光伏组件用硅酮密封胶及其制备方法，通过多官能度聚硅氧烷作为交联剂，和仲胺类硅烷偶联剂、鳌合型钛酸酯催化剂以及阻燃剂进行复配，能够得到适用于多种粘结材料、粘结强度优异的快速固化且不易黄变的快速固化光伏组件用硅酮密封胶。
具体实施方式
下面详细说明本发明的实施方式，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本发明提供一种快速固化光伏组件用硅酮密封胶，按照重量份数计，包括烷氧基封端聚二甲基硅氧烷100份、聚二甲基硅氧烷5份、补强剂80份、阻燃剂30份、触变剂2份、交联剂10份、偶联剂2份和第一催化剂3份，其中所述交联剂为多官能度聚硅氧烷。所述多官能度聚硅氧烷结构式为
制备所述多官能度聚硅氧烷的组分包括有含端乙烯基的硅氧烷、含端氢基的硅氧烷和第二催化剂，所述含端乙烯基的硅氧烷为
所述烷氧基封端聚二甲基硅氧烷在25℃时的粘度为5pa·s。
所述聚二甲基硅氧烷选自浙江新安化工集团股份有限公司生产的xhg-201，在25℃时的粘度为5pa·s。
所述补强剂选自广西华纳新材料科技有限公司生产的纳米碳酸钙，粒径为80nm。
所述阻燃剂选自山东狮邦化工科技有限公司生产的ah-1011。
所述触变剂选自合盛硅业股份有限公司生产的气相二氧化硅，比表面积为150m2/g。
所述偶联剂选自荆州市江汉精细化工有限公司生产的jh-a1171。
所述第一催化剂选自道夫凯特化学公司生产的tyzor@ibay。
实施例1的快速固化光伏组件用硅酮密封胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)将烷氧基封端聚二甲基硅氧烷、补强剂、阻燃剂加入搅拌釜中，于温度130℃、真空度-0.085mpa下，共混捏合2小时；
(2)待冷却至50℃以下后，加入触变剂，搅拌60min；
(3)加入偶联剂，搅拌15min；
(4)将多官能度硅氧烷、第一催化剂先混合，再连同聚二甲基硅氧烷一起加入所述反应釜内，于真空度-0.085mpa下，搅拌30min制得快速固化光伏组件用硅酮密封胶。
实施例2
实施例2的快速固化光伏组件用硅酮密封胶和实施例1的不同之处在于：聚二甲基硅氧烷10份、补强剂100份、阻燃剂20份、触变剂4份、交联剂6份、偶联剂4份和第一催化剂4份，其中所述交联剂为多官能度聚硅氧烷。所述多官能度聚硅氧烷结构式为
制备所述多官能度聚硅氧烷的组分包括有含端乙烯基的硅氧烷、含端氢基的硅氧烷和第二催化剂，所述含端乙烯基的硅氧烷为r-ch＝ch2，所述含端氢基的硅氧烷为
所述烷氧基封端聚二甲基硅氧烷在25℃时的粘度为50pa·s。
所述聚二甲基硅氧烷在25℃时的粘度为3.5pa·s。
所述补强剂选自广西华纳新材料科技有限公司生产的纳米碳酸钙，粒径为100nm。
所述阻燃剂选自山东狮邦化工科技有限公司生产的ah-1015。
所述触变剂选自合盛硅业股份有限公司生产的气相二氧化硅，比表面积为200m2/g。
所述偶联剂选自荆州市江汉精细化工有限公司生产的jh-a118。
所述第一催化剂选自道夫凯特化学公司生产的tyzor@pita。
实施例2的快速固化光伏组件用硅酮密封胶的制备方法和实施例1的不同之处在于：
(1)将烷氧基封端聚二甲基硅氧烷、补强剂、阻燃剂加入搅拌釜中，于温度120℃、真空度-0.092mpa下，共混捏合3小时；
(2)待冷却至50℃以下后，加入触变剂，搅拌80min；
(3)加入偶联剂，搅拌15min；
(4)将多官能度硅氧烷、第一催化剂先混合，再连同聚二甲基硅氧烷一起加入所述反应釜内，于真空度-0.095mpa下，搅拌30min制得快速固化光伏组件用硅酮密封胶。
实施例3
实施例3的快速固化光伏组件用硅酮密封胶和实施例1的不同之处在于：聚二甲基硅氧烷3份、补强剂90份、阻燃剂10份、触变剂10份、交联剂8份、偶联剂3份和第一催化剂5份，其中所述交联剂为多官能度聚硅氧烷。所述多官能度聚硅氧烷结构式为
制备所述多官能度聚硅氧烷的组分包括有含端乙烯基的硅氧烷、含端氢基的硅氧烷和第二催化剂，所述含端乙烯基的硅氧烷为r-ch＝ch2，所述含端氢基的硅氧烷为
所述烷氧基封端聚二甲基硅氧烷在25℃时的粘度为40pa·s。
所述聚二甲基硅氧烷选自浙江新安化工集团股份有限公司生产的xhg-201，在25℃时的粘度为8pa·s。
所述补强剂选自广西华纳新材料科技有限公司生产的纳米碳酸钙，粒径为40nm。
所述阻燃剂选自山东狮邦化工科技有限公司生产的ah-1015。
所述触变剂选自合盛硅业股份有限公司生产的气相二氧化硅，比表面积为180m2/g。
所述偶联剂选自荆州市江汉精细化工有限公司生产的jh-a118。
所述第一催化剂选自道夫凯特化学公司生产的tyzor@aa。
实施例3的快速固化光伏组件用硅酮密封胶的制备方法和实施例1的不同之处在于：
(1)将烷氧基封端聚二甲基硅氧烷、补强剂、阻燃剂加入搅拌釜中，于温度110℃、真空度-0.099mpa下，共混捏合4小时；
(2)待冷却至50℃以下后，加入触变剂，搅拌100min；
(3)加入偶联剂，搅拌15min；
(4)将多官能度硅氧烷、第一催化剂先混合，再连同聚二甲基硅氧烷一起加入所述反应釜内，于真空度-0.099mpa下，搅拌30min制得快速固化光伏组件用硅酮密封胶。
实施例4
实施例4的快速固化光伏组件用硅酮密封胶和实施例1的不同之处在于：聚二甲基硅氧烷1份、阻燃剂10份、触变剂6份、交联剂5份、偶联剂4份和第一催化剂2份，其中所述交联剂为多官能度聚硅氧烷。所述多官能度聚硅氧烷结构式为
制备所述多官能度聚硅氧烷的组分包括有含端乙烯基的硅氧烷、含端氢基的硅氧烷和第二催化剂，所述含端乙烯基的硅氧烷为r-ch＝ch2，所述含端氢基的硅氧烷为
所述烷氧基封端聚二甲基硅氧烷在25℃时的粘度为30pa·s。
所述聚二甲基硅氧烷选自浙江新安化工集团股份有限公司生产的xhg-201，在25℃时的粘度为10pa·s。
所述补强剂选自广西华纳新材料科技有限公司生产的纳米碳酸钙，粒径为10nm。
所述阻燃剂选自山东狮邦化工科技有限公司生产的ah-108。
所述触变剂选自合盛硅业股份有限公司生产的气相二氧化硅，比表面积为100m2/g。
所述偶联剂选自荆州市江汉精细化工有限公司生产的jh-a117。
所述第一催化剂选自道夫凯特化学公司生产的tyzor@pita。
优选例
优选例的快速固化光伏组件用硅酮密封胶和实施例1的不同之处在于：聚二甲基硅氧烷10份、补强剂100份、阻燃剂20份、触变剂4份、交联剂6份和第一催化剂3.5份，其中所述交联剂为多官能度聚硅氧烷。所述多官能度聚硅氧烷结构式为
制备所述多官能度聚硅氧烷的组分包括有含端乙烯基的硅氧烷、含端氢基的硅氧烷和第二催化剂，所述含端乙烯基的硅氧烷为
所述烷氧基封端聚二甲基硅氧烷选自江苏科幸新材料股份有限公司生产的
所述聚二甲基硅氧烷选自浙江新安化工集团股份有限公司生产的xhg-201，在25℃时的粘度为1pa·s。
所述补强剂选自广西华纳新材料科技有限公司生产的纳米碳酸钙，粒径为80nm。
所述阻燃剂选自山东狮邦化工科技有限公司生产的ah-108。
所述触变剂选自合盛硅业股份有限公司生产的气相二氧化硅，比表面积为200m2/g。
所述偶联剂选自荆州市江汉精细化工有限公司生产的jh-a117。
所述第一催化剂选自道夫凯特化学公司生产的tyzor@726。
对比例1
对比例1的硅酮密封胶和实施例1的不同之处在于：所述交联剂选用甲基三甲氧基硅烷。
对比例2
对比例2的硅酮密封胶和实施例1的不同之处在于：所述交联剂选用甲基三乙氧基硅烷，所述偶联剂选用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
对比例3
对比例3选自市售的同样用于光伏组件的硅酮密封胶。
本发明经过实施例1-4和优选例后得到的成品和对比例1-3的相关理化性质及检验标准如下表所示：
此外，固化速度参照标准《gb/t32369-2015密封胶固化程度的测定》中的方法二楔形槽法。
由上表的性能数据可知，实施例1-4以及优选例制得的光伏组件用硅酮密封胶的固化速率较快、伸缩性能更佳、适用于更多的粘结材料，能应用于多种施工场景中。在经历紫外线光照、热循环、湿冻、湿热的条件仍然能保持较好的弹性，适于在户外使用。经目测，相对比对比例1-3，实施例1-4以及优选例制得的光伏组件用硅酮密封胶分别经历紫外线辐照试验、热循环试验、湿-冻试验、湿-热试验后的黄变现象不明显，几乎不黄变。
本发明的有益效果为：通过多官能度聚硅氧烷作为交联剂，和仲胺类硅烷偶联剂、鳌合型钛酸酯催化剂以及阻燃剂进行复配，能够得到适用于多种粘结材料、粘结强度优异的快速固化且不易黄变的单组份脱醇型快速固化光伏组件用硅酮密封胶。