一种光伏结构胶及其制备方法与流程

本发明涉及化工领域，具体涉及一种光伏结构胶及其制备方法。

背景技术：

1、光伏组件用固定结构胶与普通的建筑用结构胶相比有更高的粘接性要求，同时一般还需要结构胶在长期高温高湿环境下仍能实现高内聚破坏率(＞75％)以及高强度保持率(＞60％)，但是由于高温高湿环境会使得结构胶的分子链加速断裂，并且这种环境下基材与结构胶的粘接界面不稳定，非常容易发生粘接失效。

2、为此，人们在产品中引入各式各样的耐湿热助剂以提升产品的耐湿热性能，例如cn104513645a在产品中引入硅烷改性聚异丁烯树脂以提升产品的耐水密封性能，但由于该组分与基体的相容稳定性性并不理想，制备的产品无法长期储存；cn108570304a采用低碱性偶联剂以提升产品的耐湿热老化性，虽然不会出现储存问题，但对于产品的耐湿热老化性提升程度非常有限，耐久性不理想。

技术实现思路

1、基于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供了一种光伏结构胶，在该产品中，以硅氧烷封端聚异丁烯表面改性的纳米碳酸钙同时作为填料以及耐湿热改性成分，不仅能够有效解决硅氧烷改性聚异丁烯与基体树脂的相容性差的问题，产品可长期储存；同时搭配特定种类的耐水偶联剂可以使得产品在与结构基体粘接后具有长效耐湿热环境稳定性。

2、为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种光伏结构胶，包括a组分和b组分，两者的质量比为(10～13)：1；

4、所述a组分包括以下重量份的组分：

5、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份、羟基硅油2～5份、硅氧烷封端聚异丁烯改性纳米碳酸钙80～120份以及水0.5～1份；所述硅氧烷封端聚异丁烯改性纳米碳酸钙中硅氧烷封端聚异丁烯的质量含量为2～5wt％；

6、所述b组分包括以下重量份的组分：烷基封端聚二甲基硅氧烷80份、炭黑10～30份、交联固化剂30～50份、耐水偶联剂10～20份以及催化剂0.5～1.5份；

7、所述耐水偶联剂为氨基硅烷低聚物、双氨基硅烷低聚物、环状胺烃基硅烷中的至少一种。

8、本发明所述光伏结构胶中，为了使得硅氧烷封端聚异丁烯这种可以有效与产品中的有机硅分子反应并改善产品中有机硅分子的耐湿热性能，同时又能在长期储存过程中不会因为相容性问题而出现树脂分层或失效无法固化的情况，以硅氧烷封端聚异丁烯通过表面改性的方式接枝负载在纳米碳酸钙表面上，形成类似于胶束结构的组合物，该组合物一方面与填料纳米碳酸钙有效连接，另一方面可以充分与产品中的有机硅分子接触反应，通过纳米碳酸钙的作用使得硅氧烷封端聚异丁烯与有机硅分子的相容性提升，并且使得整体组分的交联密度提升；其次，发明人采用例如氨基硅烷、双氨基硅烷的低聚物或者环状胺烃基硅烷等大分子物质作为硅烷偶联剂，相比于传统的小分子硅氧烷类耐水偶联剂具有更好的协同效应，可以有效提升整体产品的长效耐湿热环境性能。

9、优选地，所述氨基硅烷低聚物的聚合度为2～5；所述双氨基硅烷低聚物的聚合度为2～5；所述环状胺烃基硅烷为五圆环氮杂环、六圆环氮杂环中的至少一种。

10、优选地，所述硅氧烷封端聚异丁烯改性纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：

11、将碳酸钾溶液与硅氧烷封端聚异丁烯溶液混合，用分散剂高速搅拌，随后滴加加入氯化钙水溶液并搅拌反应，所得混合液经固液分离、洗涤、干燥后，即得所述硅氧烷封端聚异丁烯改性纳米碳酸钙。

12、采用原位法在含有改性剂的溶液中合成纳米碳酸钙，不仅可以使得该组分呈纳米碳酸钙包覆隔绝硅氧烷封端聚异丁烯改性纳米碳酸钙状态的胶束团，硅氧烷封端聚异丁烯改性纳米碳酸钙不会暴露在有机硅分子中，同时这种胶束团也更具有结构稳定性。

13、优选地，所述碳酸钾溶液的质量浓度45～55％，溶剂为水；

14、优选地，所述硅氧烷封端聚异丁烯溶液的浓度为质量分数0.4～0.6％，溶剂为环己烷；

15、更优选地，所述碳酸盐溶液与硅氧烷封端聚异丁烯溶液的体积比为(2:3)～(2:7)。

16、优选地，所述氯化钙的质量浓度为7～10％。

17、在制备硅氧烷封端聚异丁烯改性纳米碳酸钙的过程中，改性剂的添加量与制备的产品性质有一定关系，当改性剂的添加量不足时，形成的胶束团结构稳定性下降，对于整体产品的耐湿热性能提升程度下降；另一方面，当改性剂的添加量过多时，改性剂可能会发生层叠现象，导致其无法实现有序排列，产品的性能依然有一定下降，当选择上述添加量制备硅氧烷封端聚异丁烯改性纳米碳酸钙时，得到的产品综合性能更佳。

18、优选地，所述硅氧烷封端聚异丁烯的聚合度n＝5～20。

19、所述聚合度以整数形式表示。

20、优选地，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为20000～50000mpa.s，所述粘度下按照gb/t 9751测试确定。

21、优选地，所述羟基硅油在25℃下的粘度为20～80mpa.s。

22、优选地，所述烷基封端聚二甲基硅氧烷中的封端烷基为封端甲基、封端乙基、封端丙基中的至少一种。

23、更优选地，所述烷基封端聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为100～1000mpa.s。

24、优选地，所述交联固化剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷低聚物、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸异丙酯、正硅酸甲酯低聚物、正硅酸乙酯低聚物、正硅酸乙酯低聚物中的至少一种。

25、优选地，所述催化剂为锡基催化剂；

26、更优选地，所述锡基催化剂为二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、辛酸亚锡中的至少一种。

27、本发明的另一目的在于提供所述光伏结构胶的制备方法，包括以下步骤：

28、(1)将a组分的各组分混合均匀后，真空处理；

29、(2)将b组分中的炭黑和烷基封端聚二甲基硅氧烷混合均匀，随后升温至110～130℃真空脱溶剂处理2.5～3.5h，降温，依次加入交联固化剂、耐水偶联剂以及催化剂，保压反应10～15min。

30、本发明的有益效果在于，本发明提供了一种光伏结构胶，在该产品中，以硅氧烷封端聚异丁烯表面改性的纳米碳酸钙同时作为填料以及耐湿热改性成分，不仅能够有效解决硅氧烷改性聚异丁烯与基体树脂的相容性差的问题，产品可长期储存；同时搭配特定种类的耐水偶联剂可以使得产品在与结构基体粘接后具有长效耐湿热环境稳定性。

技术特征：

1.一种光伏结构胶，其特征在于，包括a组分和b组分，两者的质量比为(10～13)：1；

2.如权利要求1所述光伏结构胶，其特征在于，所述氨基硅烷低聚物的聚合度为2～5；所述双氨基硅烷低聚物的聚合度为2～5；所述环状胺烃基硅烷为五圆环氮杂环、六圆环氮杂环中的至少一种。

3.如权利要求1所述光伏结构胶，其特征在于，所述硅氧烷封端聚异丁烯改性纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：

4.如权利要求3所述光伏结构胶，其特征在于，所述碳酸盐溶液的浓度为45～55％，溶剂为水；所述硅氧烷封端聚异丁烯溶液的浓度为0.4～0.6％，溶剂为环己烷；所述碳酸盐溶液与硅氧烷封端聚异丁烯溶液的体积比为(2:3)～(2:7)。

5.如权利要求1所述光伏结构胶，其特征在于，所述硅氧烷封端聚异丁烯的聚合度n＝5～20。

6.如权利要求1所述光伏结构胶，其特征在于，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为20000～50000mpa.s，所述粘度下按照gb/t 9751测试确定。

7.如权利要求1所述光伏结构胶，其特征在于，所述羟基硅油在25℃下的粘度为20～80mpa.s。

8.如权利要求1所述光伏结构胶，其特征在于，所述烷基封端聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为100～1000mpa.s。

9.如权利要求1所述光伏结构胶，其特征在于，所述交联固化剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷低聚物、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸异丙酯、正硅酸甲酯低聚物、正硅酸乙酯低聚物、正硅酸乙酯低聚物中的至少一种。

10.如权利要求1～9任一项所述光伏结构胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种光伏结构胶及其制备方法，属于化工领域。在该产品中，以硅氧烷封端聚异丁烯表面改性的纳米碳酸钙同时作为填料以及耐湿热改性成分，不仅能够有效解决硅氧烷改性聚异丁烯与基体树脂的相容性差的问题，产品可长期储存；同时搭配特定种类的耐水偶联剂可以使得产品在与结构基体粘接后具有长效耐湿热环境稳定性。

技术研发人员：李雪华,余敏雅,聂时君,徐文远
受保护的技术使用者：广州集泰化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17