[发明专利]一种有机硅树脂改性聚苯硫醚复合材料及制备和使用方法

说明书

本发明涉及一种有机硅树脂改性聚苯硫醚复合材料及制备和使用方法，制备一种有机硅树脂改性聚苯硫醚，组份包括聚苯硫醚树脂粉料、聚二甲基硅氧烷和3‑(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷。通过调控加入的有机硅单体与聚苯硫醚树脂粉料的比例，制备出透明性好、耐溶剂性与黏结性能优良的聚合物凝胶。然后将合成的有机硅树脂改性阻燃聚苯硫醚与无机导热填料氮化硼搅拌混合制成导热复合材料，其在室温下有机硅树脂链段间发生交联固化实现太阳能电池的封装。这种有机硅树脂改性聚苯硫醚复合材料具有阻燃、导热、抗老化性好、密封性优异的特点，该封装工艺可以满足光伏器件的商业化生产流程的要求，有助于提升太阳能电池的使用寿命。

技术领域

本发明属于太阳能光伏研究中封装材料的研究，涉及一种有机硅树脂改性聚苯硫醚复合材料及制备和使用方法，特别是涉及一种有机硅树脂改性聚苯硫醚复合材料及其在太阳能电池封装领域的应用。

背景技术

近年来，太阳能光伏电池取得了飞速的发展，全球光伏装机总量不断提升，这使得与之相关的封装材料和技术亟需进一步革新。封装能够有效地将器件与外界环境隔离，防止外界环境对光伏器件的破坏，对太阳能电池的长期稳定工作至关重要。目前，常用的封装材料主要包括乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯缩丁醛和聚烯烃等封装膜和环氧树脂、丙烯酸树脂和有机硅胶等封装胶。其中，太阳能电池用的封装膜通常为热熔胶膜，在封装工程中需要进行真空热压工艺，一定程度上增加了封装成本。同时，常用的乙烯-醋酸乙烯共聚物存在易黄变和易氧化等问题。此外，常用的封装胶如环氧树脂等需要进行紫外光照固化，且存在内应力大、柔韧性差等问题。因此，光伏电池领域迫切需要开发新型封装材料，以提升材料性能、简化封装工艺和降低封装成本。

对于封装聚合物而言，其不仅要具备优异的水氧阻隔特性，同时还要保证良好的透光性和导热性，以缓解太阳能电池器件在运行过程中的热量积累。聚苯硫醚是一种由苯环基团和硫醚键交互排列结构所构成的热塑性树脂，这种整齐的构型有利于形成热稳定性较高的结晶结构，使其具有较高的刚性和优异的耐热性能，同时聚合物结构中大量的硫元素也赋予了其突出的阻燃性能。另外，聚苯硫醚还具有吸水率较低、耐化学腐蚀性好、介电常数低等特性，已广泛应用于交通运输和电子电器封装等领域。尽管聚苯硫醚在力学性能、热稳定性、阻燃性能、电学性能及耐湿热环境等方面综合优势突出，但其脆性较大、耐冲击性能差、导热性能过低等缺陷，需要对其进行改性才能满足太阳能电池封装材料的性能需求。有机硅树脂具有透光率高、耐紫外光性强、内应力小等性能优势，其柔性的硅氧烷链段能够有效缓解聚合物中的应力累积，丰富的活性端基则有助于提高聚合物体系的交联程度，在聚苯硫醚基体中能够发挥增韧增强改性效果，从化学结构层面有效改善聚苯硫醚的机械性能。然而，目前鲜有报道将有机硅改性的聚苯硫醚复合材料用于太阳能光伏电池的封装。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种有机硅树脂改性聚苯硫醚复合材料及制备和使用方法。

技术方案

一种有机硅树脂改性聚苯硫醚复合材料，其特征在于组份包括聚苯硫醚树脂粉料、聚二甲基硅氧烷和3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷。

所述组份比例重量份为：10～30g聚苯硫醚树脂粉料、50～100g的聚二甲基硅氧烷和10～30g的3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷。

所述聚苯硫醚树脂粉料为线性低分子量聚苯硫醚。

所述聚二甲基硅氧烷选羟基封端的聚二甲基硅氧烷。

一种所述有机硅树脂改性聚苯硫醚复合材料的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：室温下将聚苯硫醚树脂粉料和聚二甲基硅氧烷溶解在四氢呋喃中，搅拌反应；

步骤2：随后向体系中加入3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，搅拌聚合反应；