一种封端剂及其制备方法与在硅橡胶密封剂中的应用与流程

本发明涉及液体硅橡胶的制备，尤其涉及一种封端剂及其制备方法与在硅橡胶密封剂中的应用。

背景技术：

1、液体硅橡胶主要应用于新能源市场、建筑市场以及光伏市场，由于其固化后，在日晒、雨雪和季节变换等恶劣环境中能保持25年以上不龟裂、不变脆且仍能保持较高的强度，是作为太阳光伏电池组件密封粘接的最佳材料。根据其产品包装形式，可分为单组分液体硅橡胶和双组分液体硅橡胶两大类，其中单组份液体硅橡胶是将聚硅氧烷、交联剂、填料、催化剂及其他添加剂在隔绝湿气的条件下均匀混合后包装而成，使用时将其在包装中挤出，挤出的硅橡胶密封剂通过接触空气中的湿气交联固化。这种硅橡胶具有使用方便，设备投入相对较低等优点，是光伏组件边框和接线盒粘接普遍采用的密封剂。

2、制备液体硅橡胶需要先采用封端剂制备得到封端基胶，而现有技术中制备烷氧基封端的二甲基硅氧烷(封端基胶)有三种方式，一种是在酸性或者碱性条件下直接将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与乙烯基三甲氧基硅烷或正硅酸甲酯等进行缩合反应生成封端基胶，该方法原料成本低，但封端过程不可控，制备得到的封端基胶贮存稳定性较差；第二种是将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷与硅氮烷在三氟乙酸的催化下进行封端反应，该方法需要用到强腐蚀性的三氟乙酸作为催化剂，对生产过程中采用的设备及制备环境的安全性要求较高；第三种是采用乙烯基或者硅氢封端的聚二甲基硅氧烷与含硅氢或者乙烯基的烷氧基硅烷进行加成反应制备得到烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷，该方法使用乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷为原料时需要使用毒性较大的三甲氧基硅烷，使用硅氢封端的聚二甲基硅氧烷为原料则难以合成较大分子量的封端基胶。虽然可以通过设计封端剂的结构来解决上述问题，但现有技术并未实现。

3、目前，光伏行业使用的液体硅橡胶密封剂主要是单组份脱酮肟型液体硅橡胶密封剂，用于光伏组件边框和接线盒的粘接，其固化机理是吸收空气中湿气，固化变成弹性体，具有很好的耐候性能。但脱酮肟型密封剂释放的丁酮肟疑似有致癌性，尤其是在欧盟提议将丁酮肟列入reach(registration,evaluation and authorization of chemicals，化学品注册、评估、许可和限制)后，未来可能会无法出口到欧洲，限制了其发展。而单组份脱醇型硅橡胶密封剂固化时脱除的副产物为小分子醇，具有低气味、无腐蚀性、环保性更好的优势再度成为了研发热点，但其生产过程中存在粘度高峰、制成品固化速度较慢、储存性能较差等问题，如何公开一种特殊结构的封端剂以解决液体硅橡胶在制备过程中存在粘度高峰、固化速度快且储存性能差的问题是本领域技术亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种封端剂及其制备方法与在硅橡胶密封剂中的应用，以解决硅橡胶密封剂在生产过程中存在粘度高峰、原料毒性大对生产条件及设备的要求较高的问题，以及产品固化速率低、硬度差以及闪点低不易储存的问题。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种封端剂的制备方法，包括以下步骤：

4、将聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷与铂·乙烯基硅氧烷配合物混合反应得到封端剂。

5、优选的，所述聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷与铂·乙烯基硅氧烷配合物的质量比为100：25～165：0.01～0.02；

6、所述聚二甲基硅氧烷的结构式为(ch3)3sio[(ch3)2sio]m[(ch3)(h)sio]ns i(ch3)3和/或(ch3)2(h)sio[(ch3)2sio]ksi(ch3)2(h)，其中0≤m≤10，2≤n≤10，10≤k≤100；

7、所述铂·乙烯基硅氧烷配合物中所含铂的质量分数为0.5～1.5％。

8、优选的，所述反应的温度为20～50℃，反应的时间为2～3h。

9、本发明提供了一种由上述制备方法制备得到的封端剂。

10、本发明还提供了一种封端剂在硅橡胶密封剂中的应用，应用步骤如下：

11、1)将端乙烯基聚二甲基硅氧烷与封端剂进行封端反应得到封端基胶；

12、2)将封端基胶、二甲基硅油与碳酸钙进行脱水反应，然后将脱水反应产物与三甲氧基硅烷类化合物、钛酸酯类物质、硅烷偶联剂、封端剂混合得到高闪点硅橡胶密封剂。

13、优选的，所述步骤1)中端乙烯基聚二甲基硅氧烷与封端剂的质量比为100：8.5～9.25；

14、所述封端反应的温度为20～50℃，封端反应的压强为-0.08～-0.1mpa，封端反应的时间为1～2h。

15、优选的，所述步骤2)中封端基胶、二甲基硅油、碳酸钙、三甲氧基硅烷类化合物、钛酸酯类物质与硅烷偶联剂以及封端剂的质量比为100：0～20：50～150：0.8～5.0：1.5～5.0：0.5～3.0：0～12。

16、优选的，所述步骤2)中脱水反应的温度为120～140℃，脱水反应的压强为-0.08～-0.1mpa，脱水反应的时间为2～4h。

17、优选的，所述步骤2)中混合的压强为-0.08～-0.1mpa。

18、优选的，所述步骤2)中三甲氧基硅烷类化合物包含甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种；

19、所述钛酸酯类物质包含二(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯、二(乙酰乙酸乙酯)二正丁氧基钛酸酯、二(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丁酯和二(乙酰丙酮基)乙氧基异丙氧基钛酸酯中的一种或几种；

20、所述硅烷偶联剂包含γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

21、本发明至少具有如下有益效果：

22、(1)本发明制备封端剂所采用的原料易得，且均为非危化品，对制备条件要求不高，对环境友好。

23、(2)本发明公开的封端剂得制备过程中反应平稳可控，不会出现含氢双封头与乙烯基硅烷反应剧烈导致体系快速升温的现象。

24、(3)本发明可通过调节乙烯基硅烷与含氢硅油的比例，可以控制封端率，且产物不需要提纯也不会为终产品硅胶带来副产物。

25、(4)将本发明制备得到的封端剂用于制备硅橡胶密封剂，制备得到的硅橡胶密封剂具有优异的贮存稳定性和耐湿热老化性能。

26、(5)在制备硅橡胶密封剂的过程中可将封端剂继续作为交联剂加入，能够避免甲基三甲氧基、乙烯基三甲氧基等低闪点原料的使用，从而提高硅橡胶密封剂的闪点。

技术特征：

1.一种封端剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种封端剂的制备方法，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷与铂·乙烯基硅氧烷配合物的质量比为100：25～165：0.01～0.02；

3.根据权利要求2所述的一种封端剂的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为20～50℃，反应的时间为2～3h。

4.权利要求1～3任意一项所述制备方法制备得到的封端剂。

5.权利要求4所述的封端剂在硅橡胶密封剂中的应用，其特征在于，应用步骤如下：

6.根据权利要求5所述的封端剂在硅橡胶密封剂中的应用，其特征在于，所述步骤1)中端乙烯基聚二甲基硅氧烷与封端剂的质量比为100：8.5～9.25；

7.根据权利要求6所述的封端剂在硅橡胶密封剂中的应用，其特征在于，所述步骤2)中封端基胶、二甲基硅油、碳酸钙、三甲氧基硅烷类化合物、钛酸酯类物质与硅烷偶联剂以及封端剂的质量比为100：0～20：50～150：0.8～5.0：1.5～5.0：0.5～3.0：0～12。

8.根据权利要求6或7所述的封端剂在硅橡胶密封剂中的应用，其特征在于，所述步骤2)中脱水反应的温度为120～140℃，脱水反应的压强为-0.08～-0.1mpa，脱水反应的时间为2～4h。

9.根据权利要求8所述的封端剂在硅橡胶密封剂中的应用，其特征在于，所述步骤2)中混合的压强为-0.08～-0.1mpa。

10.根据权利要求9所述的封端剂在硅橡胶密封剂中的应用，其特征在于，所述步骤2)中三甲氧基硅烷类化合物包含甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种；

技术总结
本发明提供了一种封端剂及其制备方法与在硅橡胶密封剂中的应用，涉及液体硅橡胶的制备领域。本发明以聚二甲基硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷与铂·乙烯基硅氧烷配合物为原料制备得到了一种封端剂，该封端剂可用于制备硅橡胶密封剂，通过调节聚二甲基硅氧烷与乙烯基三甲氧基硅烷的添加比例可以得到能够控制反应封端率的封端剂，从而调节硅橡胶密封剂的硬度及固化速度，还可以作为交联剂使用，提高产品闪点。有效解决了硅橡胶密封剂在生产过程中存在粘度高峰、原料毒性大、对生产条件及设备的要求较高的问题，还解决了产品固化速率低、硬度差以及闪点低不易储存的问题。

技术研发人员：王瑶,陈永全,肖明
受保护的技术使用者：北京天山新材料技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6