[发明专利]一种灌封用加成型硅橡胶的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子灌封材料领域，特别涉及一种加成型硅橡胶的制备方法。

背景技术

有机硅橡胶具有优异的耐温特性、耐候性、耐紫外辐射、介电性能以及导热性能，非常适合用于电子器件灌封材料。在这场太阳能光伏产业的巨大膨胀中，硅橡胶以其独特的优势也得到了迅猛发展，其主要的应用领域是光伏组件框架和背板接线盒的粘接密封，以及接线盒的灌封，为光伏产品在户外环境下的应用提供有效保护和热控制。光伏组件的稳定性和使用寿命对光伏产业的发展有重要的影响，具备优异力学、电学性能、使用寿命长、施工操作简便的有机硅灌封胶为光伏接线盒提供可靠持久的保护，起到防水、防潮、防尘、防腐蚀、耐候抗老化、阻燃和散热保护的作用。

目前，市场上光伏组件灌封胶包括缩合型和硅氢加成型。缩合型灌封胶为湿气固化，湿度可以提高固化速度，具有粘接性能较好、成本低、催化剂不会中毒等优势，但存在固化时有小分子产生、固化速度慢、强度相对较差和收缩率较大等问题。加成型灌封胶的固化机理为硅氢加成，它是由A、B两部分液体组分组成，属于流动性液体，固化速度快而均匀，可深层固化，与灌封的厚度和环境的密闭程度无关，室温或高温下加速固化，无小分子产生，固化后形成柔性弹性体，固化材料在较大的温度和湿度范围内能消除冲击和震动所产生的应力；具有优异的介电、阻燃、导热和防水性能。

道康宁PV-7321缩合型灌封胶，粘结性能优异、价格低且不存在催化剂中毒等问题，但须室温固化72h，邵氏硬度(Shore A)为31，固化收缩率也较大，会使得光伏组件加工周期变长，固化后温度变化引起的收缩应力容易对接线盒器件造成损坏。中国专利CN 103073893A介绍了一种接线盒灌封用硅橡胶，具备较好的力学性能和高导热率(0.4-0.9W/m.K)，但收缩率较大(0.20-0.40％)。道康宁Sylgard 160加成型接线盒灌封胶100℃下10min可固化，但混合黏度稍高(6400mPa.s)、介电强度偏低(19kV/mm)。中国专利CN 101418123A中介绍了一种双组份加成型硅橡胶的液体灌封组合物及其制备方法，得到性能优异的灌封胶，但是对其黏度和操作性未提及，且固化温度(150℃)过高，可能会对接线盒材质以及内部元器件造成一定程度的破坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低粘度、高导热、低热膨胀和高绝缘的硅氢加成型快速固化双组份灌封胶的制备方法，利用乙烯基聚硅氧烷和氢基聚硅氧烷在铂金催化剂作用下发生硅氢加成反应，使材料成型固化，经过补强填料、增粘剂等的共同作用，达到改善其流变性、导热性、收缩性以及绝缘性能的目标。为达到上述目标，本发明通过配方设计和功能添加剂改善目前市场产品的性能，根据硅氢加成反应的固化机理综合考虑乙烯基硅油、补强填料、含氢硅油等基础原料的种类筛选和配比，添加增粘剂改善粘结性能，获得黏度低、便于施工操作、固化速率快、力学性能优异、高导热、低热膨胀和高击穿强度的双组份加成型硅橡胶，为光伏接线盒提供可靠持久的保护。

本发明的技术方案提供了一种加成型硅橡胶的制备方法，包含以下步骤：

1)将乙烯基封端聚二甲基硅油、微米级硅微粉、铂催化剂、增粘剂按照质量比100：25.00-40.00：0.66-0.90：0.04-0.20混合，搅拌混匀后密封保存，得到灌封胶A组分；

2)将乙烯基封端聚二甲基硅油、微米级硅微粉、纳米级白炭黑、氢基封端聚二甲基硅油、二甲基甲基氢聚硅氧烷、硅氢加成反应抑制剂按照质量比70.00-86.00：25.00-40.00：0.40-0.60：11.81-28.60：0.68-2.74：0.30-0.75混合，搅拌混匀后密封保存，得到灌封胶B组分；

3)将灌封胶A组分和灌封胶B组分按照1:0.5-2的质量比配合使用，得到硅氢加成型快速固化双组份灌封胶；

其中，所述的增粘剂选自不含硫、氮元素的硅烷偶联剂；所述的铂催化剂选自铂金属配合物；所述的硅氢加成反应抑制剂选自含有炔基的有机化合物。

在本发明的技术方案中，铂催化剂起到催化硅氢加成反应发生的作用；增粘剂为市面上可购得的不含硫、氮元素硅烷偶联剂，起到增加粘结性能的作用；硅氢加成反应抑制剂为含有炔基的化合物，起到延长保存期、控制使用时固化时间的作用。