耐黄变、贮存良好单组份脱醇型太阳能光伏组件密封胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种耐黄变、贮存良好单组份脱醇型太阳能光伏组件密封胶及其制备 方法，属于有机硅类密封胶技术领域。
【背景技术】
[0002] 我国76 %的国土光照充沛，光能资源分布较为均匀;与水电、风电、核电等相比，太 阳能发电没有任何排放和噪声，应用技术成熟，安全可靠;太阳能是未来最清洁、安全和可 靠的能源，发达国家正在把太阳能的开发利用作为能源革命主要内容长期规划。利用太阳 能的最佳方式是光伏转换，就是利用光伏效应，使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。 以硅材料的应用开发形成的光电转换产业链条称之为"光伏产业"，包括高纯多晶硅原材料 生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造等。世界各国为了更有 效地开采和使用太阳能，不断地发展着太阳能光伏组件技术，尽可能地利用这个"永不枯 竭"的能源。光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。
[0003] 光伏组件密封胶是太阳能光伏组件中不可缺少的重要辅助材料，用于粘结框架和 接线盒，有效保护硅晶片不被污染、氧化。太阳能光伏组件直接暴露于外界，因此对光伏组 件密封胶提出了很高的要求:具有较高的强度和良好的粘接性;能够耐受高低温环境的考 验;防潮和抗环境腐蚀能力;抗机械冲击和防震能力；良好的耐黄变和耐湿热能力；良好的 贝二存性能等。
[0004] 有机硅密封胶具有优越的耐紫外线和耐大气老化性能，在阳光、雨、雪和季节气候 变换等恶劣环境中能保持至少25年不龟裂、不变脆、不粉化，优异的耐高低温性能以及广阔 的温度范围内具有25%以上的位移能力，并且还具备良好的电绝缘性能和防水防尘等特 点，因此十分适合用于太阳能光伏组件的密封。
[0005] 相关的太阳能光伏组件密封胶和单组份脱醇型密封胶的专利文献较多。申请公布 号为CN101353563A的专利提供了一种用于太阳能电池组件的单组份硅酮密封胶及其制造 方法，所得密封胶具有优异的耐气候、抗黄变性能、较低的水蒸气透过率及良好的储存稳定 性。但其产品属于脱酮肟型密封胶，对铜、锌、铅及聚碳酸酯(PC)等有腐蚀作用，限制了其应 用范围。
[0006] 申请公布号为CN101717582A的专利提到了一种光伏组件用双组分室温硫化硅橡 胶，它包括A组分和B组分两种组分，使用时将二者按配方比例，通过双组分涂胶机均匀涂覆 在工件之上，具有粘结性能好，固化速度快的特点。但其实际使用时必须用专门的设备将A、 B组份按比例混合，操作不便。
[0007] 申请公布号为CN103146339A的专利公开了一种脱醇型快固化有机硅密封胶及其 制备方法，制得的密封胶具有优异的固化速度，极致的力学性能，耐黄变性能和理想的贮存 稳定性，可用于太阳能光伏组件的密封，但其实施例中只涉及贮存期的测试，未对抗黄变性 及应用于太阳能光伏组件的其他性能做测试。
[0008] 申请公开号为CN101760172A的专利公开了一种单组份脱醇型有机硅密封剂，提出 了耐"双85"性能的光伏组件用胶，但未提及贮存期的测试方法和是否耐紫外线。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于克服现有的单组份脱酮肟型光伏组件密封胶不耐黄变和对某 些材料(如铜、铅、锌、聚碳酸酯等)有腐蚀作用以及现有单组份脱醇型光伏组件密封胶贮存 稳定性差的问题，提供一种耐黄变、贮存良好单组份脱醇型太阳能光伏组件密封胶，其粘接 性能优异，强度高伸长率好，"双85"及水-紫外线照射下耐黄变，贮存期长，适用于太阳能光 伏组件铝材边框的密封，背板与边框的填充密封及接线盒的粘结。
[0010] 有鉴于此，本发明提供的一种耐黄变、贮存良好单组份脱醇型太阳能光伏组件密 封胶由下列重量比的原料组成：
[0012] 所述的硅烷偶联剂由γ -氨丙基三乙氧基硅烷和γ -(2,3-环氧丙氧基）丙基三甲 氧基硅烷按摩尔质量比1:1~1:3混合制备而成，具体包括将γ -氨丙基三乙氧基硅烷和γ -(2,3_环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷按摩尔质量比1:1~1:3混合，放入可加热的真空反应 釜中，在80~150°C，真空度为-0.07~-0.09MPa的条件下反应8~72hr，反应完毕后，充氮气 冷却至室温即可。
[0015] 在γ-氨丙基三乙氧基硅烷与γ-(2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷摩尔质量 比1:1~1:3的条件下，γ -氨丙基三乙氧基硅烷中的-ΝΗ2全部被转换成-ΝΗ--
面使得抗黄变性能大大提高，另一方面，生成的产物具有更大的交联网络结构，可大大提高 密封胶的粘接性。
[0016] 所述的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25°C时的粘度为20000~80000mpa · s。
[0017] 所述的填料为轻质碳酸钙和重质碳酸钙的混合物，其混合物的重量比例为轻质碳 酸钙：重质碳酸钙= 1:9~9:1，其中轻质碳酸钙为改性纳米活性轻质碳酸钙，粒径20~ 1 OOnm，晶型为立方体晶型。
[0018] 所述的烷氧基硅烷交联剂为甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、苯基三甲 氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯或正硅酸丙酯中的任一种 或两种以上的混合物。
[0019] 所述的钛催化剂为钛酸异丙酯、钛酸正丁酯、二（异丙氧基）双（乙酰丙酮)钛、二 (异丙氧基)双（乙酰乙酸乙酯)钛、1，3-丙二氧基双（乙酰乙酸乙酯)钛的任意一种或两种以 上的混合物。
[0020] 密封胶中抗黄变剂为无机金属氧化物填料和有机抗氧化剂的组合，其组合的重量 比为无机金属氧化物:有机抗氧化剂=5:1~1: 5。所述的无机金属氧化物填料为氧化错、氧 化镁、氧化锌、钛白粉中的任一种或两种以上的混合物，所述的有机抗氧化剂为丁基羟基茴 香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)中的任一种或两种以上的混合 物。
[0021] 羟基清除剂为甲苯二异氰酸酯（TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二 异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯（iroi)、六甲基二硅氮烷中的任一种或两种以上的混 合物。
[0022] 另外，本发明还提供了一种耐黄变、贮存良好单组份脱醇型太阳能光伏组件密封 胶的方法，其特征在于，包含以下步骤：
[0023] 1)将γ -氨丙基三乙氧基硅烷和γ -(2,3_环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷按摩尔 质量比1:1~1:3混合，放入可加热的真空反应釜中，在80~150°C，真空度为-0.07~-0.09MPa的条件下反应8~72hr，反应完毕后，充氮气冷却至室温；
[0024] 2):将α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷30~70份，填料30~70份，抗黄变剂0.5~5份 加入真空捏合机内，于温度80~140°C，真空度为-0.06~-0.09MPa的条件下脱水共混0.5~ 5hr，然后冷却至室温得到基料，备用；
[0025] 3)在室温下，将步骤2)所得基料移入行星搅拌釜内，然后将烷氧基硅烷交联剂2~ 10份，步骤1)所得的硅烷偶联剂0.5~5份，钛催化剂0.1~3份，羟基清除剂0.5~5份加入搅 拌釜内搅拌混合，于真空度-〇. 08~-0. lOMPa，转速为300~900rpm反应0.3~2hr，出料灌装 即得目的产物。
[0026] 本发明的优点如下：
[0027] 1、硅烷偶联剂采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧 基硅烷特定条件下的反应产物，使密封胶具有优异的粘接性能，同时避免了单独使用氨基 类硅烷偶联剂产生的黄变。
[0028] 2、抗黄变剂采用无机金属氧化物填料和有机抗氧化剂的组合，协同作用，提高了 耐黄变效果，密封胶在"双85"老化及水-紫外线老化后，不黄变，各项力学性能保持良好。
[0029] 3、贮存性能良好，在100°C*24小时加速储存及室温下存放一年后，各项力学与初 期相比，基本保持不变。
[0030] 4、脱醇型固化体系，对各类材料无腐蚀。
【具体实施方式】
[0031] 下面通过实施例对本方面做具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于 对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员 可以根据本发明做出非本质的改进和调整。
[0032] 实施例1
[0033] 将22.1份γ -氨丙基三乙氧基硅烷和23.6份γ -(2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基 硅烷（摩尔质量比1:1)混合放入真空反应釜中，加热温度l〇〇°C，真空度_0.08MPa，反应 16hr，充氮气冷却至室温得到硅烷偶联剂。
[0034] 将40份25°C时粘度为20000mPa · s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、30份轻质碳酸 钙、30份重质碳酸钙、2份氧化铝、0.5份丁基羟基茴香醚(ΒΗΑ)加入真空捏合机内，加热温度 130°C，真空度-0.09MPa，脱水共混240分钟，冷却至室温得到基料。
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