本发明涉及化工领域，具体是一种灌封胶及其制备方法、太阳能逆变器、电子元器件。
背景技术：
灌封胶也叫灌封胶粘剂，作为一种可在常温或加热条件下固化的性能优异的热固性高分子绝缘材料，可用于电子元器件的粘接、密封、灌封和涂覆保护，是电子工业不可缺少的重要绝缘材料。灌封胶在未固化前属于液体状，具有流动性，灌封胶的胶体黏度根据产品的材质、性能、生产工艺的不同而有所区别。目前常见的灌封胶类型包括：环氧灌封胶、聚氨酯灌封胶、有机硅灌封胶、环氧-酸酐体系灌封胶等几大类。
近年来，随着世界对清洁能源需求量的不断被扩大，太阳能光伏行业迅猛发展，而灌封胶在光伏行业的需求量也因此急剧增长。其中，太阳能光伏系统由太阳用能电池板、充电控制器、蓄电池、逆变器等组成，太阳能逆变器的性能好坏直接影响到太阳能光伏系统的正常工作，因此，用于太阳能逆变器的灌封胶的研究也变得尤其重要。由于太阳能光伏系统广泛用于户外，所处环境较恶劣，温度范围要求是-40℃至150℃，这就要求用于太阳能逆变器的灌封胶除了具有很好的力学性能以外，还必须具备优良的散热性、耐候性、防水性、电绝缘性以及抗紫外线性能。
目前，传统的太阳能逆变器一般用硅胶来进行粘接和密封，硅胶具有耐湿气、防水、绝缘等良好特性，但其粘接力不高，固化后胶体偏软，而采用环氧-酸酐体系灌封胶虽然可以具有环氧胶特有的高粘接力，但是，现有的环氧-酸酐体系灌封胶存在不耐水的缺陷，导致无法在太阳能逆变器中得到有效应用。
技术实现要素：
本发明实施例的目的在于提供一种灌封胶及其制备方法、太阳能逆变器、电子元器件，以解决上述背景技术中提出的现有环氧-酸酐体系灌封胶存在耐水性缺陷的问题。
本发明实施例是这样实现的：本发明提供一种灌封胶，包括a组分与b组分；
其中，所述a组分包括以下按照重量份的原料：环氧树脂20-30份、稀释剂1-5份、助剂0.5-1份、阻燃剂5-10份、导热填料50-60份、疏水性填料1-5份、耐水性硅烷偶联剂1-5份；所述b组分至少包含酸酐固化剂和促进剂。
作为本发明进一步的方案：所述b组分还包含助剂和导热填料。
作为本发明再进一步的方案：所述a组分的环氧当量与所述b组分的活泼氢当量之比是0.9-1.2。
需要说明的是，所述环氧当量是指含有一当量环氧基的环氧树脂克数，单位为克/当量，所述活泼氢当量是环氧树脂所用酸酐固化剂含一个活泼氢的相当量，单位为克/当量。
作为本发明再进一步的方案：所述b组分包括以下按照重量份的原料：酸酐固化剂20-30份、促进剂0.5-1.5份、助剂0.5-1.5份、导热填料70-80份。
作为本发明再进一步的方案：所述环氧树脂是低粘度环氧树脂，所述环氧树脂在25℃下的粘度是200-5000cps，例如，所述环氧树脂可选：aralditegy285双酚f型环氧树脂(美国亨斯迈公司)、npef170(台湾南亚塑料股份有限公司)、epikote816(美国瀚森)、cel2021p低黏度的无卤脂环族环氧树脂(大赛璐(中国)投资有限公司)、syna-epoxy06e(南通新纳希新材料有限公司)、der383(美国陶氏)等；通过选用低粘度环氧树脂，以便能添加较大比例的导热填料，以此来提高导热率，并同时保证其良好的流动性。
优选的，所述环氧树脂是npef170(台湾南亚塑料股份有限公司)或cel2021p(大赛璐(中国)投资有限公司)。
作为本发明再进一步的方案：所述稀释剂是环氧活性稀释剂，所述稀释剂可选：ultralite513(卡德莱公司)、nc513(卡德莱公司)、ls-692(湖北绿色家园材料技术股份有限公司)、xy-622(安徽新远化工有限公司)、xy-692(安徽新远化工有限公司)、xy-678(安徽新远化工有限公司)、kb-62(张家港卡邦新材料有限公司)等。
优选的，所述稀释剂是安徽新远化工有限公司的xy-692。
作为本发明再进一步的方案：所述助剂是功能性助剂，可以是改性脲类防沉剂、烷基铵盐类防沉剂、疏水性共聚物分散剂以及无溶剂型润湿分散剂等。
作为本发明再进一步的方案：所述阻燃剂选自反应型阻燃剂或无机阻燃剂；其中，所述无机阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、溴化聚苯乙烯阻燃剂等，属于非反应型阻燃剂，所述反应型阻燃剂包括双(2羧酸乙基)磷酸、溴化环氧聚合物型阻燃剂等。
作为本发明再进一步的方案：所述导热填料可选氧化铝、氮化硼、碳化硅、氧化镁、氧化锌或氮化铝中的一种。
作为本发明再进一步的方案：所述疏水性填料可以是聚四氟乙烯粉、聚乙烯粉料、纳米有机蒙脱土或聚四氟蜡粉中的一种。
作为本发明再进一步的方案：所述耐水性硅烷偶联剂可以是氨类硅烷偶联剂，还可以是环氧改性硅烷偶联剂或者特殊基团改性的硅烷偶联剂中的一种。
作为本发明再进一步的方案：所述氨类硅烷偶联剂可以是二乙烯三胺改性的氨基硅烷偶联剂或3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷等；所述环氧改性硅烷偶联剂，可以是环氧基三甲氧基硅烷偶联剂，所述疏水基团改性硅烷偶联剂可以是十六烷基三甲硅烷长链硅烷偶联剂等；上述均可以是现有产品，具体型号根据需求进行选择，这里并不作限定。
作为本发明再进一步的方案：所述酸酐固化剂是甲基六氢苯酐、甲基四氢苯酐、邻苯二甲酸酐、甲基内次甲基四氢邻苯二甲酸酐、琥珀酸酐等。
优选的，所述酸酐固化剂是甲基六氢苯酐。
作为本发明再进一步的方案：所述促进剂可选自咪唑类促进剂、咪唑盐类促进剂、叔胺类促进剂、亲核类促进剂、过渡金属有机化合物等。
优选的，所述促进剂是叔胺类促进剂。
本发明实施例的另一目的在于提供一种灌封胶的制备方法，所述的灌封胶的制备方法，包括以下步骤：
按照所述a组分的环氧当量与所述b组分的活泼氢当量的比例称取所述a组分与所述b组分，混合均匀后再进行真空脱泡搅拌，得到所述灌封胶。
作为本发明再进一步的方案：所述真空脱泡搅拌的转速是1800-2200rpm/min，所述真空脱泡搅拌的时长是1-3min。通过采用真空脱泡搅拌，有效除去手工搅拌时混入的气泡，避免固化后胶体内部出现气孔并降低其性能。
优选的，所述真空脱泡搅拌的转速是2000rpm/min，所述真空脱泡搅拌的时长是2min。
需要说明的是，所述真空脱泡搅拌可以是采用现有技术实现，例如，采用深圳市思迈达智能设备有限公司生产的真空脱泡搅拌机进行真空脱泡搅拌。
作为本发明再进一步的方案：所述灌封胶在使用时的固化条件为：在140-160℃下固化0.5-1.5h。
优选的，所述灌封胶在使用时的固化条件为：在150℃下固化1h。、
作为本发明再进一步的方案：所述a组分的制备工艺是：按比例称量环氧树脂，依次加入稀释剂、助剂、阻燃剂，混合均匀后再依次加入导热填料、疏水性填料、耐水性硅烷偶联剂，混合均匀，得到所述a组分。
优选的，所述a组分的制备工艺是：按比例称量环氧树脂，再依次加入稀释剂、助剂、阻燃剂，手工搅拌均匀后，再用真空脱泡搅拌机进行真空脱泡搅拌，转速1400-1600rpm/min，时长0.9-1.1min，取出后加入导热填料，手工搅拌均匀后进行真空脱泡搅拌，转速1900-2100rpm/min，时长1.9-2.1min，取出后再加入疏水性填料，手工搅拌均匀后进行真空脱泡搅拌，转速1900-2100rpm/min，时长3.9-4.1min，最后加入耐水性硅烷偶联剂，同样手工搅拌均匀后进行真空脱泡搅拌，转速1900-2100rpm/min，时长1.9-2.1min，得到所述a组分，密封，备用。
作为本发明再进一步的方案：所述b组分的制备工艺是：按比例称量酸酐固化剂，依次加入促进剂与助剂，混合均匀后再加入导热填料，混合均匀，得到所述b组分。
优选的，所述b组分的制备工艺是：按比例称量酸酐固化剂，再加入促进剂与助剂，手工搅拌均匀后，再用真空脱泡搅拌机进行真空脱泡搅拌，转速900-1100rpm/min，时长0.9-1.1min，取出后加入导热填料，手工搅拌均匀后进行真空脱泡搅拌，转速1900-2100rpm/min，时长0.9-1.1min，得到所述b组分，密封，备用。
本发明实施例的另一目的在于提供一种太阳能逆变器，部分包含所述的灌封胶。
本发明实施例的另一目的在于提供一种电子元器件，部分包含所述的灌封胶。
所述灌封胶在电子元器件组装中的应用。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果是：
1)本发明实施例制备的灌封胶具有良好的耐水性，本发明实施例通过添加疏水性填料和耐水性硅烷偶联剂来提高环氧-酸酐体系灌封胶的耐水性，且不影响体系原有的导热阻燃性能。本发明还提供了所述灌封胶的制备方法，制备的灌封胶不仅具备防水防潮、导热阻燃等优良性能，还同时兼具环氧胶特有的高粘接力、高强度和高硬度，克服了环氧-酸酐体系灌封胶固化后存在耐水性差的缺点，实现了环氧-酸酐体系灌封胶在太阳能逆变器中的应用。
2)本发明实施例制备的灌封胶，相比于传统的太阳能光伏系统所用的有机硅类灌封胶，具有更高的粘接力和硬度。
3)传统胶粘剂体系为了获得导热阻燃等特性，需要使胶粘剂体系的硬度、粘接力、玻璃态转化温度相对降低，但粘度亦会急剧上升而影响其流动性，而本发明实施例同时实现了灌封胶的高导热、高阻燃、高玻璃态转化温度、低粘度等多种性能，且在灌封过程中仍具备优异的自流平效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种灌封胶，包括a组分与b组分，其中，所述a组分包括以下的原料：环氧树脂300g(选用cel2021p)、稀释剂30g(选用xy-692)、助剂10g(选用烷基铵盐类防沉剂)、阻燃剂80g(选用非反应型阻燃剂)、导热填料580g(选用氧化铝)、疏水性填料40g(选用聚四氟乙烯粉)、耐水性硅烷偶联剂40g(选用环氧基三甲氧基硅烷偶联剂)；所述b组分包括以下的原料：酸酐固化剂280g(选用甲基六氢苯酐)、促进剂10g(选用咪唑类促进剂)、助剂10g(选用疏水性共聚物分散剂)、导热填料700g(选用氧化铝)。
其中，所述a组分的制备方法是：称取环氧树脂、稀释剂、助剂进行混合，手工搅拌均匀后用真空搅拌机进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm，时长1min)，再加入阻燃剂、导热填料，手工搅拌均匀后进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm，时长2min)，取出后加入疏水性填料，手工搅拌均匀后进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm/min，时长4min)，然后加入耐水性硅烷偶联剂，手工搅拌均匀后再进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm/min，时长2min)，得到所述a组分，备用；所述b组分的制备方法是：称取酸酐固化剂，再加入促进剂与助剂，手工搅拌均匀后，再用真空脱泡搅拌机进行真空脱泡搅拌，转速1000rpm/min，时长1min，取出后加入导热填料，手工搅拌均匀后进行真空脱泡搅拌，转速2000rpm/min，时长2min，得到所述b组分，密封，备用。
在本实施例中，所述灌封胶的制备方法如下：
称取所述a组分100g，加入100g的所述b组分，手工搅拌均匀后再进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm/min，时长2min)，得到所述灌封胶。
实施例2
一种灌封胶，包括a组分与b组分，其中，所述a组分包括以下的原料：环氧树脂260g(选用npef-170)、稀释剂50g(选用xy-692)、助剂10g(选用烷基铵盐类防沉剂)、阻燃剂80g(选用非反应型阻燃剂)、导热填料600g(选用氧化铝)、疏水性填料40g(选用聚四氟乙烯粉)、耐水性硅烷偶联剂40g(选用环氧基三甲氧基硅烷偶联剂)；所述b组分包括以下的原料：酸酐固化剂250g(选用甲基六氢苯酐)、促进剂10g(选用咪唑类促进剂)、助剂10g(选用疏水性共聚物分散剂)、导热填料730g(选用氧化铝)。
其中，所述a组分的制备方法是：称取环氧树脂、稀释剂、助剂进行混合，手工搅拌均匀后用真空搅拌机进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm，时长1min)，再加入阻燃剂、导热填料，手工搅拌均匀后进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm，时长2min)，取出后加入疏水性填料，手工搅拌均匀后进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm/min，时长4min)，然后加入耐水性硅烷偶联剂，手工搅拌均匀后再进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm/min，时长2min)，得到所述a组分。
在本实施例中，所述灌封胶的制备方法如下：
称取所述a组分100g，加入100g的所述b组分，手工搅拌均匀后再进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm/min，时长2min)，得到所述灌封胶。
实施例3
一种灌封胶，包括a组分与b组分，其中，所述a组分包括以下的原料：环氧树脂200g(选用cel2021p)、稀释剂10g(选用xy-692)、助剂5g(选用烷基铵盐类防沉剂)、阻燃剂50g(选用非反应型阻燃剂)、导热填料500g(选用氧化铝)、疏水性填料10g(选用聚四氟乙烯粉)、耐水性硅烷偶联剂10g(选用环氧基三甲氧基硅烷偶联剂)；所述b组分包括以下的原料：酸酐固化剂200g(选用甲基六氢苯酐)、促进剂5g(选用咪唑类促进剂)、助剂5g(选用疏水性共聚物分散剂)、导热填料700g(选用氧化铝)。
其中，所述a组分的制备方法是：称取环氧树脂、稀释剂、助剂进行混合，手工搅拌均匀后用真空搅拌机进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm，时长1min)，再加入阻燃剂、导热填料，手工搅拌均匀后进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm，时长2min)，取出后加入疏水性填料，手工搅拌均匀后进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm/min，时长4min)，然后加入耐水性硅烷偶联剂，手工搅拌均匀后再进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm/min，时长2min)，得到所述a组分，备用；所述b组分的制备方法是：称取酸酐固化剂，再加入促进剂与助剂，手工搅拌均匀后，再用真空脱泡搅拌机进行真空脱泡搅拌，转速1000rpm/min，时长1min，取出后加入导热填料，手工搅拌均匀后进行真空脱泡搅拌，转速2000rpm/min，时长2min，得到所述b组分，密封，备用。
在本实施例中，所述灌封胶的制备方法如下：
称取所述a组分90g，加入100g的所述b组分，手工搅拌均匀后再进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm/min，时长2min)，得到所述灌封胶。
实施例4
一种灌封胶，包括a组分与b组分，其中，所述a组分包括以下的原料：环氧树脂300g(选用cel2021p)、稀释剂50g(选用xy-692)、助剂10g(选用烷基铵盐类防沉剂)、阻燃剂100g(选用非反应型阻燃剂)、导热填料600g(选用氧化铝)、疏水性填料50g(选用聚四氟乙烯粉)、耐水性硅烷偶联剂50g(选用环氧基三甲氧基硅烷偶联剂)；所述b组分包括以下的原料：酸酐固化剂300g(选用甲基六氢苯酐)、促进剂15g(选用咪唑类促进剂)、助剂15g(选用疏水性共聚物分散剂)、导热填料800g(选用氧化铝)。
其中，所述a组分的制备方法是：称取环氧树脂、稀释剂、助剂进行混合，手工搅拌均匀后用真空搅拌机进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm，时长1min)，再加入阻燃剂、导热填料，手工搅拌均匀后进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm，时长2min)，取出后加入疏水性填料，手工搅拌均匀后进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm/min，时长4min)，然后加入耐水性硅烷偶联剂，手工搅拌均匀后再进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm/min，时长2min)，得到所述a组分，备用；所述b组分的制备方法是：称取酸酐固化剂，再加入促进剂与助剂，手工搅拌均匀后，再用真空脱泡搅拌机进行真空脱泡搅拌，转速1000rpm/min，时长1min，取出后加入导热填料，手工搅拌均匀后进行真空脱泡搅拌，转速2000rpm/min，时长2min，得到所述b组分，密封，备用。
在本实施例中，所述灌封胶的制备方法如下：
称取所述a组分120g，加入100g的所述b组分，手工搅拌均匀后再进行真空脱泡搅拌(转速2000rpm/min，时长2min)，得到所述灌封胶。
对比例1
与实施例1相比，除了不含有疏水性填料与耐水性硅烷偶联剂外，其他与实施例1相同。
对比例2
与实施例2相比，除了不含有疏水性填料与耐水性硅烷偶联剂外，其他与实施例2相同。
对比例3
与实施例1相比，除了不含有疏水性填料外，其他与实施例1相同。
对比例4
与实施例1相比，除了不含有耐水性硅烷偶联剂外，其他与实施例1相同。
性能试验
将实施例1-2中制备的灌封胶以及对比例1-4中制备的灌封胶分别进行性能试验，所述性能试验包括阻燃性能、耐水煮性能以及导热性能测试。具体的，将制备的所述灌封胶分别倒入准备好的塑料模具、阻燃模具以及导热模具中，所述灌封胶在每个模具中分别固化三个胶样，塑料模具的每个胶样是30g，阻燃模具的每个胶样是15g，导热模具的每个胶样是20g，然后全部放入150℃烘箱固化1小时。取出后冷却至常温得到样品，用自封袋封装做好标记。在测试时，取出自封袋封装的样品进行测试，其中，阻燃测试遵循防火等级ul94测试标准，导热测试遵循astme1530测试标准，耐水煮性能测试条件为100℃水煮48小时观察外观(用水浴锅进行测试)，具体的检测结果见表1所示。
表1性能检测结果表
从表1中的数据可以看出，对于所述灌封胶，环氧-酸酐固化体系中同时加入疏水性填料与耐水性硅烷偶联剂能够明显提高体系的耐水性，且不影响体系的导热阻燃性能，如果仅加入其中一种，并不能明显增强体系的耐水性能，而且还可能影响体系的其他性能。例如，对比例3的灌封胶的阻燃等级下降，而对比例4的灌封胶在水煮后胶块表面浮出白色粉末，说明各组份物质混合后难以分散成均相体系，导致体系固化后非反应性物质析出。
其中，将实施例1-2与对比例1-2的数据结果进行对比发现：未加疏水性填料和耐水性硅烷偶联剂制备得到的灌封胶与加入疏水性填料和耐水性硅烷偶联剂制备得到的灌封胶相比，其阻燃性能和导热系数未有明显变化，在水煮测试后，两者表面均开裂，胶体与塑料粘接处亦开裂，实施例2与对比例2的胶体变软的原因是其主体环氧树脂的耐温性：因此，得到cel2021p优于npef-170的结论，所述灌封胶优选cel2021p。
根据实施例1与对比例3的实验结果对比发现，只加耐水性硅烷偶联剂的灌封胶的耐水性和阻燃性能比实施例1中制备得到的灌封胶差，导热性能没有影响；将实施例1与对比例4的实验结果对比发现，只加疏水性填料的灌封胶的耐水性比实施例1中制备得到的灌封胶差，而且水煮后胶块表面浮出白色粉末，体系的阻燃性能没有明显变化，但导热系数有略微的提高。
需要说明的是，本发明实施例中的灌封胶是导热阻燃灌封胶粘剂，是为克服传统有机硅灌封胶粘接力差，硬度低等缺点而专门研制的。所述灌封胶通过添加一定比例的疏水性填料和耐水性硅烷偶联剂来提高环氧-酸酐体系的耐水性，并能同时发挥体系原有的优良特性，所述灌封胶主要应用于太阳能逆变器灌封行业。由于耐水性硅烷偶联剂本身具有优异的耐水性能，再经过独特的稳定工艺，使其保持有效的氢氧官能基能够稳定存在结构体上，固化过程中能与羧基反应让体系交联密度更高，且能形成硅氧键的网状结构，因此也增强了其耐水性能。
本发明有益效果如下，本发明制备的灌封胶具有良好的耐水性，本发明实施例通过添加疏水性填料和耐水性硅烷偶联剂来提高环氧-酸酐体系灌封胶的耐水性，且不影响体系原有的导热阻燃性能。本发明还提供了所述灌封胶的制备方法，制备的灌封胶不仅具备防水防潮、导热阻燃等优良性能，还同时兼具环氧胶特有的高粘接力、高强度和高硬度，克服了环氧-酸酐体系灌封胶固化后存在耐水性差的缺点，实现了环氧-酸酐体系灌封胶在太阳能逆变器中的应用，具有广阔的市场前景。
而且，相比于传统的太阳能光伏系统所用的有机硅类灌封胶，该发明具有更高的粘接力和硬度等优势。一般胶粘剂体系想要获得导热阻燃等特性，体系的硬度、粘接力、玻璃态转化温度会相对降低，粘度亦会急剧上升而影响其流动性，而本发明实施例同时实现了灌封胶的高导热、高阻燃、高玻璃态转化温度、低粘度等多种性能，且在灌封过程中仍具备优异的自流平效果。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。