一种用于太阳能电池组件密封的单组分脱肟型硅酮密封胶及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于太阳能电池组件密封的单组分脱肟型硅酮密封胶，由以下组分按下述重量份组成：粘度为20000～80000的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份；聚异丁烯树脂?1～6份；活性碳酸钙?10～40份；甲基硅油1～15份；阻燃剂?10～50份；钛白粉?1～5份；气相白炭黑?1～7份；交联剂?9～15份；硅烷偶联剂--2～5份；催化剂?0.5～1.5份。本发明还公开了一种上述密封胶的制备方法。本发明制备的密封胶具有优异的耐候性、抗黄变性能、阻燃性能，水蒸气透过率低及储存稳定性能好等特点。
【专利说明】一种用于太阳能电池组件密封的单组分脱肟型硅酮密封胶及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子密封材料领域，涉及一种用于太阳能电池组件的密封胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着经济技术的发展，人类对石油、煤炭、天然气等石化能源的需求越来越大，但这些化石能源的储量是有限的，这就迫使人类寻找新的替代能源。太阳能电池被认为是一种很好的替代化石能源的绿色新能源。太阳能电池是一种能有效吸收太阳能辐射能，并使之转变成电能的半导体器件，是可再生能源和可持续发展的可靠能源。2011年我国太阳能电池完成累计1298.39万千瓦发电量，同比增长68.39%。今后40年太阳能发电将会以比较快的速度发展。
[0003]太阳能电池组件接线盒的粘结及边缘密封都要用到密封胶。
[0004]目前市场上使用的用于太阳能电池组件的密封胶主要是单组分和双组分硅酮密封胶。中国专利 CN201110007065.5、CN201010105216.6 和 CN1528821 等公开了应用于太阳能电池封装的缩合型双组分硅酮密封胶，这类缩合型双组分硅酮密封胶需要在使用现场安装配胶装置，在太阳能组件封装使用操作时不方便。中国专利CN 101353563 A公布了一种用于太阳能电池组件密封 的单组分硅酮密封胶，但该专利没有提到胶的阻燃性能。美国专利US5238988公开了一种快速固化的室温硫化液体硅橡胶，但未提及该硅橡胶的用途、是否会产生黄变、水蒸气透过率大小等。中国专利CN101654609公开了太阳能组件用单组分硅酮密封胶及其制备方法，其催化剂采用醋酸锡，未提及水蒸气透过率情况。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种具有优异的耐候性、抗黄变性能、阻燃性能，水蒸气透过率低及储存稳定性能好的单组分室温硫化、用于太阳能电池组件密封的脱肟型硅酮密封胶。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种用于太阳能电池组件密封的单组分脱肟型硅酮密封胶，其特征在于该密封胶由以下组分按下述重量份组成:
粘度为20000~80000的α，ω - 二羟基聚二甲基硅氧烷100份；
聚异丁烯树脂I~6份；
活性碳酸钙10~50份；
硅油增塑剂I~15份；
阻燃剂10~40份；
钛白粉I~5份；
比表面积为130m2/g气相白炭黑I~7份；交联剂9~15份；
硅烷偶联剂 2~5份；
催化剂0.5~1.5份。
[0007]上述使用的聚异丁基树脂优选为数均分子量为10000~40000的聚异丁基树脂。
[0008]上述使用的活性碳酸钙可以外购，如陕西海泽纳米材料有限公司等。作为优选的方式，在使用前可以用本行业常用的方法，用树脂酸处理活性碳酸钙。
[0009]上述交联剂优选自甲基三异丁酮肟基硅烷、乙烯基三异丁酮肟基硅烷和四异丁酮月亏基硅烷中的一种、两种或二种。
[0010]上述催化剂优选自二月桂酸二丁基锡、二丁基二乙酸锡、辛酸亚锡和二丁基二辛酸锡中的一种、两种或两种以上组合。
[0011]上述硅烷偶联剂选自Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-缩水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷、Y _氣丙基二乙氧基硅烷、乙烯基二( β _甲氧基乙氧基)硅烷和二 ( Y-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺中的一种、两种或两种以上组合。
[0012]上述阻燃剂优选自经硅烷偶联剂处理后的氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、碱式碳酸锌、硼酸锌、三聚氰胺、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺氰尿酸、间苯二酚双(二苯磷酸酯)和聚磷酸铵中的一种、两种或两种以上组合。
[0013]上述钛白粉优选为微粒的尺寸小于100纳米的钛白粉。
[0014]上述硅油增塑剂优选为分子末端为甲基的聚二甲基硅氧烷，其在25°C时粘度为0.5 ~2.0 Pa.S。
[0015]上述比表面积为130m2/g气相白炭黑的比表面积优选为90~200cm3/g。
[0016]本发明还提供一种上述用于太阳能电池组件密封的单组分脱肟型硅酮密封胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤:
(1)将比表面积为90~200cm3/g的比表面积为130m2/g气相白炭黑在65~180°C烘干脱水2-3小时；
(2)将粘度为20000~80000的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100重量份，聚异丁烯树脂I~6重量份,活性碳酸|丐10~40重量份,硅油增塑剂I~15重量份,氢氧化招10~40重量份，钛白粉I~5重量份，加入真空捏合机内，于温度65~180°C、真空度为0.06~0.1MPa，共混脱水60~180分钟，冷却得基料；
(3)在室温下，再将步骤(1)脱水后的比表面积为130m2/g气相白炭黑I~7重量份，交联剂9~15重量份，硅烷偶联剂2~5重量份，催化剂0.5~1.5重量份，加入装有上述基料的高速分散行星机内，于转速40~60rpm，真空度0.06~0.1 MPa搅拌30~150分钟，制得单组分脱肟型硅酮密封胶。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些【具体实施方式】。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
[0019]实施例1
将比表面积为130 cm3/g气相白炭黑在110°C烘干脱水2小时；将粘度为20000cPa.s的α , ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，分子末端为甲基的聚二甲基硅氧烷粘度为1000cPa.s的甲基硅油10份，聚异丁烯树脂5份，活性碳酸钙30份，氢氧化铝25份，碱式碳酸锌5份，聚磷酸铵2份，微粒尺寸为0.08微米的钛白粉3份加入真空捏合机内，于温度110°C、真空度为0.07MPa,共混脱水150分钟，冷却得基料。在室温下，再将比表面积为130m2/g气相白炭黑5份，甲基三异丁酮肟基硅烷8份，乙烯基三异丁酮肟基硅烷5份，四异丁酮肟基硅烧0.5份，乙烯基二( β -甲氧基乙氧基)硅烷3份，二( Y - 二甲氧基甲娃烷基丙基)胺I份，二月桂酸二丁基锡1.1份，加入装有上述基料的高速分散行星机内，于转速60rpm，真空度0.0SMPa,搅拌60分钟，制得单组分脱肟型硅酮密封胶，产品性能测试结果见表1。
[0020]
实施例2
将比表面积为 200cm3/g气相白炭黑在110°C烘干脱水3小时；将粘度为50000cPa.s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，分子末端为甲基的聚二甲基硅氧烷粘度为1000cPa.s的甲基硅油10份，聚异丁烯树脂1份，活性碳酸钙30份，氢氧化铝25份，碱式碳酸锌5份，聚磷酸铵2份，微粒尺寸为0.08微米的钛白粉3份加入真空捏合机内，于温度110°C、真空度为0.07MPa,共混脱水150分钟，冷却得基料。在室温下，再将比表面积为200cm3/g气相白炭黑5份，甲基三异丁酮肟基硅烷12份，乙烯基三异丁酮肟基硅烷2份，乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷3份，二(Y -三甲氧基甲硅烷基丙基)胺1份，二月桂酸二丁基锡1.1份，加入装有上述基料的高速分散行星机内，于转速60rpm，真空度0.08MPa,搅拌60分钟，制得单组分脱肟型硅酮密封胶，产品性能测试结果见表1。
[0021]
实施例3
将比表面积为130cm3/g气相白炭黑在110°C烘干脱水2小时；将粘度为80000cPa.s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，分子末端为甲基的聚二甲基硅氧烷粘度为1000cPa.s的甲基硅油15份，聚异丁烯树脂5份，活性碳酸钙40份，氢氧化铝20份，碱式碳酸锌15份，微粒尺寸为0.08微米的钛白粉3份加入真空捏合机内，于温度110°C、真空度为
0.07MPa,共混脱水150分钟，冷却得基料。在室温下，再将比表面积为130cm3/g气相白炭黑3份，甲基三异丁酮肟基硅烷8份，乙烯基三异丁酮肟基硅烷5份，四异丁酮肟基硅烷0.5份，Y-氨丙基三乙氧基硅烷1.5份，二(Y -三甲氧基甲硅烷基丙基)胺1.0份，二月桂酸二丁基锡1.0份，加入装有上述基料的高速分散行星机内，于转速60rpm，真空度0.08MPa,搅拌60分钟，制得单组分脱肟型硅酮密封胶，产品性能测试结果见表1。
[0022]
实施例4
将比表面积为130cm3/g气相白炭黑在110°C烘干脱水2小时；将粘度为80000cPa.s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，分子末端为甲基的聚二甲基硅氧烷粘度为1000cPa.s的甲基硅油15份，聚异丁烯树脂5份，活性碳酸钙40份，经硅烷偶联剂处理过的氢氧化铝45份，微粒尺寸为0.08微米的钛白粉3份加入真空捏合机内，于温度110°C、真空度为
0.07MPa,共混脱水150分钟，冷却得基料。在室温下，再将比表面积为130cm3/g气相白炭黑3份，甲基三异丁酮肟基硅烷8份，乙烯基三异丁酮肟基硅烷5份，四异丁酮肟基硅烷0.5份，Y-氨丙基三乙氧基硅烷1.5份，二(Y -三甲氧基甲硅烷基丙基)胺1.0份，二月桂酸二丁基锡1.0份，加入装有上述基料的高速分散行星机内，于转速60rpm，真空度0.08MPa,搅拌60分钟，制得单组分脱肟型硅酮密封胶，产品性能测试结果见表1。
[0023]
实施例5
将比表面积为130cm3/g气相白炭黑在110°C烘干脱水3小时；将粘度为50000cPa.s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，分子末端为甲基的聚二甲基硅氧烷粘度为1000cPa.s的甲基硅油10份，聚异丁烯树脂1份，活性碳酸钙30份，经硅烷偶联剂处理过的氢氧化铝25份，聚磷酸铵20份，微粒尺寸为0.06微米的钛白粉3份加入真空捏合机内，于温度110°C、真空度为0.07MPa，共混脱水150分钟，冷却得基料。在室温下，再将比表面积为130cm3/g气相白炭黑5份，乙烯基三异丁酮肟基硅烷12份，乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷3份，二(Y -三甲氧基甲硅烷基丙基)胺1份，二月桂酸二丁基锡1.1份，加入装有上述基料的高速分散行星机内，于转速60rpm，真空度0.08MPa,搅拌60分钟，制得单组分脱肟型硅酮密封胶，产品性能测试结果见表1。
[0024]
比较实施例1
将比表面积为130cm3/g气相白炭黑在110°C烘干脱水3小时；将粘度为20000cPa.s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，分子末端为甲基的聚二甲基硅氧烷粘度为1000cPa.s的甲基硅油10份，活性碳酸钙30份，硅烷偶联剂处理过的氢氧化铝25份，碱式碳酸锌5份，颗粒直径为0.08微米的钛白粉3份加入真空捏合机内，于温度110°C、真空度为0.07MPa,共混脱水150分钟，冷却得基料。在室温下，再将比表面积为130cm3/g气相白炭黑1份，甲基三异丁酮肟基硅烷8份，乙烯基三异丁酮肟基硅烷5份，四异丁酮肟基硅烷0.5份，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷3份，二(Y -三甲氧基甲硅烷基丙基)胺1份，二月桂酸二丁基锡1.1份，加入装有上述基料的高速分散行星机内，于转速60rpm，真空度
0.0SMPa,搅拌60分钟，制得单组分脱肟型硅酮密封胶，产品性能测试结果见表1所示。
[0025]
比较实施例2
将比表面积为130cm3/g气相白炭黑在110°C烘干脱水2小时；将粘度为50000cPa.s的α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份，分子末端为甲基的聚二甲基硅氧烷粘度为1000cPa.s的甲基硅油10份，活性碳酸钙30份，硅烷偶联剂处理过的氢氧化铝25份，碱式碳酸锌5份，加入真空捏合机内，于温度110°C、真空度为0.07MPa,共混脱水150分钟，冷却得基料。在室温下，再将比表面积为130cm3/g气相白炭黑5份，甲基三异丁酮肟基硅烷12份，乙烯基三异丁酮肟基硅烷5份，Y-氨丙基三乙氧基硅烷3份，二(Y -三甲氧基甲硅烷基丙基)胺1份，二月桂酸二丁基锡0.8份，加入装有上述基料的高速分散行星机内，于转速60rpm，真空度0.0SMPa,搅拌60分钟，制得单组分脱肟型硅酮密封胶，产品性能测试结果见表1所
/Jn ο
[0026]表1密封胶性能测试结果
【权利要求】
1.一种用于太阳能电池组件密封的单组分脱肟型硅酮密封胶，其特征在于该密封胶由以下组分按下述重量份组成: 粘度为20000~80000的α，ω- 二羟基聚二甲基硅氧烷100份； 聚异丁烯树脂I~6份； 活性碳酸钙10~40份； 甲基硅油I~15份； 阻燃剂10~50份； 钛白粉I~5份； 气相白炭黑I~7份； 交联剂9~15份； 硅烷偶联剂 2~5份； 催化剂0.5~1.5份。
2.按照权利要求1所述的用于太阳能电池组件密封的单组分脱肟型硅酮密封胶，其特征在于所述聚异丁基树脂的数均分子量为10000~40000，所述活性碳酸钙为经树脂酸处理的碳酸钙。
3.按照权利要求1所述的用于太阳能电池组件密封的单组分脱肟型硅酮密封胶，其特征在于所述交联剂选自甲基三异丁酮肟基硅烷、乙烯基三异丁酮肟基硅烷和四异丁酮肟基硅烷中的一种、两种或二种。
4.按照权利要求1所述的用于太阳能电池组件密封的单组分脱肟型硅酮密封胶，其特征在于所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、二丁基二乙酸锡、辛酸亚锡和二丁基二辛酸锡中的一种、两种或两种以上组合。
5.按照权利要求1所述的用于太阳能电池组件密封的单组分脱肟型硅酮密封胶，其特征在于所述硅烷偶联剂选自Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-缩水甘油醚氧丙基二甲氧基硅烷、Y _氣丙基二乙氧基硅烷、乙烯基二( β _甲氧基乙氧基)硅烷和二 ( Y-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺中的一种、两种或两种以上组合。
6.按照权利要求1所述的用于太阳能电池组件密封的单组分脱肟型硅酮密封胶，其特征在于所述阻燃剂选自未处理的氢氧化铝及经硅烷偶联剂处理后的氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、碱式碳酸锌、硼酸锌、三聚氰胺、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺氰尿酸、间苯二酚双(二苯磷酸酯)和聚磷酸铵中的一种、两种或两种以上组合。
7.按照权利要求1所述的用于太阳能电池组件密封的单组分脱肟型硅酮密封胶，其特征在于所述钛白粉微粒的尺寸小于100纳米，所述硅油增塑剂为分子末端为甲基的聚二甲基硅氧烷，其在25°C时粘度为0.5~2.0 Pa.S，所述气相白炭黑的比表面积为90~200cm3/g。
8.按照权利要求1所述的用于太阳能电池组件密封的单组分脱肟型硅酮密封胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将比表面积为90~200cm3/g的气相白炭黑在65~180°C烘干脱水2_3小时； (2)将粘度为20000~80000的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100重量份，聚异丁烯树脂I~6重量份,活性碳酸|丐10~40重量份,硅油增塑剂I~15重量份,氢氧化招10~40重量份，钛白粉I~5重量份，加入真空捏合机内，于温度65~180°C、真空度为0.06~.0.1MPa，共混脱水60~180分钟，冷却得基料； (3)在室温下，再将步骤(1)脱水后的气相白炭黑I~7重量份，交联剂9~15重量份，硅烷偶联剂2~5重量份，催化剂0.5~1.5重量份，加入装有上述基料的高速分散行星机内，于转速40~60rpm，真空度0.06~0.1 MPa搅拌30~150分钟，制得单组分脱肟型硅酮密封胶。
【文档编号】C09J11/08GK103571427SQ201210278394
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月7日 优先权日:2012年8月7日
【发明者】钟桂云, 高自宏, 沈翔, 裴昌龙, 陶杰, 蒋云菊 申请人:中化蓝天集团有限公司, 浙江省化工研究院有限公司