單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠及其制備方法
【專利摘要】一種單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠及其制備方法，屬于高分子密封材料【技術(shù)領(lǐng)域】。其是由以下按重量份數(shù)配比的原料構(gòu)成：107硅油100份、補(bǔ)強(qiáng)填料50-250份、硅烷偶聯(lián)劑0.1-1份、交聯(lián)劑13-26份和催化劑0.5-1份。由于具有理想的流動(dòng)性，因而能顯著提高在24小時(shí)內(nèi)的固化深度，能滿足對(duì)太陽能光伏組件接線盒模塊外殼的灌封要求；由于24小時(shí)內(nèi)的粘接率可達(dá)95%以上，因而具有拔萃的粘接效果；由于配方中的原料選擇合理，因而具有優(yōu)異的耐腐蝕效果，有助于延長(zhǎng)密封壽命；提供的制備方法工藝簡(jiǎn)練，能滿足工業(yè)化放大生產(chǎn)要求。
【專利說明】單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高分子密封材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種單組份脫醇型有機(jī)硅灌封 膠，并且還涉及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 前述的單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠主要用于對(duì)太陽能光伏電池組件接線盒的無 腐蝕快速固化密封，其屬于硅橡膠范疇，更確切地講屬于室溫碳化硅橡膠范疇。
[0003] 室溫硫化硅橡膠是始于上世紀(jì)60年代開發(fā)的一種新型有機(jī)硅彈性體，它具有無 味無毒、耐高溫和耐低溫的特點(diǎn)，即在高溫和嚴(yán)寒環(huán)境中能保持其原有的彈性與強(qiáng)度。室溫 硫化硅橡膠還具有良好的電氣絕緣性能、耐氧抗老化性能、耐光抗老化性能以及防霉性、化 學(xué)穩(wěn)定性等。室溫硫化硅橡膠按其包裝形式可以分為單組分室溫硫化硅橡膠和雙組分室溫 硫化硅橡膠，按其硫化機(jī)理又可分為綜合型和加成型。因此，室溫硫化硅橡膠按成分、硫化 機(jī)理和使用工藝的不同可分為三大類型，一為單組分室溫硫化硅橡膠；二為雙組分縮合型 室溫硫化硅橡膠；三為雙組分加成型室溫硫化硅橡膠。其中雙組分室溫硫化硅橡膠的優(yōu)點(diǎn) 是固化時(shí)不放熱，收縮率很小，不膨脹，無內(nèi)應(yīng)力，固化可在內(nèi)部和表面同時(shí)進(jìn)行，可以深部 硫化；雙組分加成型室溫硫化硅橡膠的硫化時(shí)間主要決定于溫度，因此，利用溫度的調(diào)節(jié)可 以控制其硫化速度。雙組分室溫硫化硅橡膠硫化反應(yīng)不是靠空氣中的水分，而是靠催化劑 引發(fā)，其具有優(yōu)良的電氣性能和化學(xué)穩(wěn)定性，能耐水、耐臭氧、耐氣候老化，加之用法簡(jiǎn)單， 工藝適用性強(qiáng)。
[0004] 太陽能電池組件接線盒，由于長(zhǎng)年暴露于空氣中，使用時(shí)在戶外時(shí)受雨水、潮氣、 紫外線等侵害影響使用壽命，應(yīng)對(duì)這些因素，目前普遍使用雙組分脫醇型有機(jī)硅灌封膠。但 是，由于雙組分脫醇型有機(jī)硅灌封膠在使用前需將兩個(gè)組分按計(jì)量充分混合均勻，因而操 作極為不便。單組分脫醇型有機(jī)硅灌封膠作為一種通用的電子電氣灌封及密封產(chǎn)品，具有 優(yōu)異的電性能及耐老化性能，但存在對(duì)太陽能光伏電池組件接線盒模塊外殼（ΡΡ0材質(zhì)）有 腐蝕性及24小時(shí)固化深度較淺的缺點(diǎn)，也就是說固化時(shí)間長(zhǎng)，固化速度緩慢。
[0005] 在公開的中國(guó)專利文獻(xiàn)中可見諸關(guān)于單組分脫醇型有機(jī)硅灌封膠的技術(shù)信息， 如發(fā)明專利申請(qǐng)公布號(hào)CN102757759A推薦有"一種單組分脫醇型RTV硅橡膠及其制備方 法"（RTV :單組分室溫硫化硅橡膠），該專利申請(qǐng)方案是基于CN101781465A (加成型室溫快 速硫化的有機(jī)硅橡膠的制備方法）和CN101747631A (阻燃的室溫硫化硅橡膠組合物）所存 在的欠缺而提出的，該CN102757759A的配方為；由粘度為1000-80000cps的α，ω -二羥基 聚二甲基硅氧烷100份、動(dòng)力粘度為10-9000cps的增塑劑1-150份（增塑劑為二甲基硅油、 _乙基娃油、甲基苯基娃油、甲基氧基娃油、聚釀娃油、長(zhǎng)鏈燒基娃油、輕煙基娃油的一種或 至少兩種的組合）、納米級(jí)補(bǔ)強(qiáng)填料1-150份（白炭黑、碳酸鈣、氧化鋅，等等）和羥基清除 劑0. 1-20份（六甲基二硅氮烷、氯化鈣和/或氧化鎂）構(gòu)成100份基料，在100份基料中加 入交聯(lián)劑〇. 1-30份以及偶聯(lián)劑0. 1-8份。該專利申請(qǐng)方案對(duì)于改善物理性能如硬度、拉伸 強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和體積電阻以及延長(zhǎng)密封儲(chǔ)存時(shí)間有建樹（具體可參見說明書第0060-0061 段以及0082段），但是對(duì)于改善在24小時(shí)內(nèi)的固化深度即對(duì)于加快固化速度，縮短固化時(shí) 間不具有可借鑒的啟示作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種有助于顯著提高在24小時(shí)的固化深度而藉以滿足太 陽能光伏組件接線盒模塊外殼的灌封要求、有利于顯著改善粘接效果并且具有良好的耐腐 蝕效果的單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠。
[0007] 本發(fā)明的另一任務(wù)在于提供一種單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠的制備方法，該方法 工藝步驟簡(jiǎn)練并且能保障單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠的所述技術(shù)效果的全面體現(xiàn)。
[0008] 本發(fā)明的任務(wù)是這樣來完成的，一種單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠，其是由以下按 重量份數(shù)配比的原料構(gòu)成：1〇7硅油100份、補(bǔ)強(qiáng)填料50-250份、硅烷偶聯(lián)劑0. 1-1份、交 聯(lián)劑13-26份和催化劑0. 5-1份。
[0009] 在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的107硅油為粘度為1500-2000CP的雙端 輕基聚-甲氧基娃燒。
[0010] 在本發(fā)明的另一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的補(bǔ)強(qiáng)填料為納米碳酸鈣和/或石英 粉，其中：納米碳酸鈣為過3000-5000目的篩的粉體，并且含水率小于0. 1%。
[0011] 在本發(fā)明的又一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH570或KH560。
[0012] 在本發(fā)明的再一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的交聯(lián)劑為甲基三甲氧基硅烷和/或四 甲氧基娃燒。
[0013] 在本發(fā)明的還有一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的催化劑為鈦催化劑、醋酸和/或正 丙胺。
[0014] 在本發(fā)明的更而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的鈦催化劑為鈦酸酯。
[0015] 一種單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠的制備方法，包括以下步驟：
[0016] A)制備封端硅油，將按重量份數(shù)稱取的107硅油100份、交聯(lián)劑8-12份和催化劑 0. 01-0. 3份投入反應(yīng)容器中反應(yīng)，并且控制反應(yīng)溫度和控制反應(yīng)時(shí)間，在反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行 抽真空，并且控制抽真空的真空度和抽真空的時(shí)間，而后升溫并且繼續(xù)抽真空，以抽去未 反應(yīng)的交聯(lián)劑，繼續(xù)抽真空結(jié)束后在保護(hù)氣體的保護(hù)下冷卻至室溫，得到封端硅油；
[0017] B)制備成品，先將由步驟A)得到的封端硅油、按重量份數(shù)稱取的補(bǔ)強(qiáng)填料50-250 份投入到反應(yīng)容器中并且在抽真空狀態(tài)下攪拌，控制抽真空的真空度和控制攪拌的時(shí)間， 再將按重量份數(shù)稱取的硅烷偶聯(lián)劑〇. 1-1份、催化劑〇. 49-0. 7份和交聯(lián)劑5-14份加入到 反應(yīng)容器中真空混合攪拌，控制真空混合攪拌的時(shí)間，而后在保護(hù)氣體下過濾，包裝，得到 單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠。
[0018] 在本發(fā)明的進(jìn)而一個(gè)具體的實(shí)施例中，步驟A)中所述的控制反應(yīng)溫度是將反應(yīng) 溫度控制為75-85°C ;所述的控制反應(yīng)時(shí)間是將反應(yīng)時(shí)間控制為110_130min ;所述的控制 抽真空的真空度是將抽真空的真空度控制為-0. IMPa ;所述的控制抽真空的時(shí)間是將抽真 空的時(shí)間控制為85-95min ;所述的升溫是以10°C /IOmin的速率并且直至升溫至140°C，所 述的繼續(xù)抽真空的真空度為-0. IMPa，所述的保護(hù)氣體為氮?dú)狻?br> [0019] 在本發(fā)明的又進(jìn)而一個(gè)具體的實(shí)施例中，步驟B)中所述的控制抽真空的真空 度是將抽真空的真空度控制為-0. IMPa ;所述的控制攪拌的時(shí)間是將攪拌的時(shí)間控制為 15-25min ;所述的控制真空混合攪拌的時(shí)間是將真空混合攪拌的時(shí)間控制為25-35min ;所 述的保護(hù)氣體為惰性氣體。
[0020] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案由于具有理想的流動(dòng)性，因而能顯著提高在24小時(shí)內(nèi)的 固化深度（2. 3-2. 7 mm )，能滿足對(duì)太陽能光伏組件接線盒模塊外殼的灌封要求；由于24小 時(shí)內(nèi)的粘接率可達(dá)95%以上，因而具有拔萃的粘接效果；由于配方中的原料選擇合理，因 而具有優(yōu)異的耐腐蝕效果，有助于延長(zhǎng)密封壽命；提供的制備方法工藝簡(jiǎn)練，能滿足工業(yè)化 放大生產(chǎn)要求。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 實(shí)施例1 :
[0022] A)制備封端硅油，將按重量份數(shù)稱取的粘度為1500CP的雙端羥基聚二甲氧基硅 烷100份投入配有攪拌器的反應(yīng)容器中，抽真空，充入氮?dú)?，以保證反應(yīng)在氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn) 行，向反應(yīng)容器中加入按重量份數(shù)稱取的四甲氧基硅烷10份，攪拌均勻后加入醋酸（分析 純）0. 1份，在攪拌器攪拌狀態(tài)下反應(yīng)120min，反應(yīng)溫度為80°C，在反應(yīng)結(jié)束后，抽真空至真 空度-0. IMPa，抽真空的時(shí)間為90min，接著以KTC /IOmin的升溫速率將溫度自80°C升溫 至140°C，并且繼續(xù)抽真空至真空度為-0. IMPa，以抽去未反應(yīng)的交聯(lián)劑，在繼續(xù)抽真空結(jié) 束后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻至室溫，得到封端硅油；
[0023] B)制備成品，先將由步驟A)得到的封端硅油、按重量份數(shù)稱取的石英粉200份和 過3000-5000目篩的并且含水率為小于0. 1 %的粉體狀的納米碳酸鈣3份投入反應(yīng)容器中 并且在抽真空狀態(tài)下即在真空度為-0. IMPa的狀態(tài)下攪拌20min，再將按重量份數(shù)稱取的 KH5700. 4份和鈦酸酯0. 4份以及甲基三甲氧基硅烷6份加入到反應(yīng)容器中真空混合攪拌 30min，而后在惰性氣體的保護(hù)下過濾，包裝，得到單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠。
[0024] 實(shí)施例2 :
[0025] A)制備封端硅油，將按重量份數(shù)稱取的粘度為2000CP的雙端羥基聚二甲氧基硅 烷100份投入配有攪拌器的反應(yīng)容器中，抽真空，充入氮?dú)?，以保證反應(yīng)在氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn) 行，向反應(yīng)容器中加入按重量份數(shù)稱取的甲基三甲氧基硅烷12份，攪拌均勻后加入正丙胺 〇. 01份，在攪拌器攪拌狀態(tài)下反應(yīng)130min，反應(yīng)溫度為75°C，在反應(yīng)結(jié)束后，抽真空至真空 度-0. IMPa，抽真空的時(shí)間為85min，接著以10°C /IOmin的升溫速率將溫度自75°C升溫至 140°C，并且繼續(xù)抽真空至真空度為-0. IMPa，以抽去未反應(yīng)的交聯(lián)劑，在繼續(xù)抽真空結(jié)束后 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻至室溫，得到封端硅油；
[0026] B)制備成品，先將由步驟A)得到的封端硅油、按重量份數(shù)稱取的過3000-5000目 篩的并且含水率為小于0. 1 %的粉體狀的納米碳酸鈣250份投入反應(yīng)容器中并且在抽真空 狀態(tài)下即在真空度為-〇. IMPa的狀態(tài)下攪拌15min，再將按重量份數(shù)稱取的KH5600. 7份和 醋酸〇. 7份以及甲基三甲氧基硅烷8份加入到反應(yīng)容器中真空混合攪拌25min，而后在惰性 氣體的保護(hù)下過濾，包裝，得到單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠。
[0027] 實(shí)施例3 :
[0028] A)制備封端硅油，將按重量份數(shù)稱取的粘度為1600CP的雙端羥基聚二甲氧基硅 烷100份投入配有攪拌器的反應(yīng)容器中，抽真空，充入氮?dú)?，以保證反應(yīng)在氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn) 行，向反應(yīng)容器中加入按重量份數(shù)稱取的四甲氧基硅烷8份，攪拌均勻后加入醋酸（分析 純）〇. 15份以及正丙胺0. 15份，在攪拌器攪拌狀態(tài)下反應(yīng)IlOmin，反應(yīng)溫度為85°C，在反 應(yīng)結(jié)束后，抽真空至真空度-0. IMPa，抽真空的時(shí)間為95min，接著以10°C /IOmin的升溫速 率將溫度自85°C升溫至140°C，并且繼續(xù)抽真空至真空度為-0. IMPa，以抽去未反應(yīng)的交聯(lián) 齊U，在繼續(xù)抽真空結(jié)束后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻至室溫，得到封端硅油；
[0029] B)制備成品，先將由步驟A)得到的封端硅油、按重量份數(shù)稱取的石英粉220份投 入反應(yīng)容器中并且在抽真空狀態(tài)下即在真空度為-0. IMPa的狀態(tài)下攪拌25min，再將按重 量份數(shù)稱取的KH5701份和鈦酸酯0. 5份以及四甲氧基硅烷5份加入到反應(yīng)容器中真空混 合攪拌35min，而后在惰性氣體的保護(hù)下過濾，包裝，得到單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠。
[0030] 實(shí)施例4 :
[0031] A)制備封端硅油，將按重量份數(shù)稱取的粘度為1700CP的雙端羥基聚二甲氧基硅 烷100份投入配有攪拌器的反應(yīng)容器中，抽真空，充入氮?dú)?，以保證反應(yīng)在氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn) 行，向反應(yīng)容器中加入按重量份數(shù)稱取的甲基三甲氧基硅烷9份，攪拌均勻后加入醋酸（分 析純）〇. 2份，在攪拌器攪拌狀態(tài)下反應(yīng)115min，反應(yīng)溫度為78°C，在反應(yīng)結(jié)束后，抽真空至 真空度-0. IMPa，抽真空的時(shí)間為88min，接著以10°C /IOmin的升溫速率將溫度自78°C升 溫至140°C，并且繼續(xù)抽真空至真空度為-0. IMPa，以抽去未反應(yīng)的交聯(lián)劑，在繼續(xù)抽真空 結(jié)束后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻至室溫，得到封端硅油；
[0032] B)制備成品，先將由步驟A)得到的封端硅油、按重量份數(shù)稱取的石英粉100份投 入反應(yīng)容器中并且在抽真空狀態(tài)下即在真空度為-0. IMPa的狀態(tài)下攪拌18min，再將按重 量份數(shù)稱取的KH5700. 1份和醋酸（分析純）0. 6份以及甲基三甲氧基硅烷5份加入到反應(yīng) 容器中真空混合攪拌32min，而后在惰性氣體的保護(hù)下過濾，包裝，得到單組份脫醇型有機(jī) 硅灌封膠。
[0033] 實(shí)施例5 :
[0034] A)制備封端硅油，將按重量份數(shù)稱取的粘度為1900CP的雙端羥基聚二甲氧基 硅烷100份投入配有攪拌器的反應(yīng)容器中，抽真空，充入氮?dú)?，以保證反應(yīng)在氮?dú)猸h(huán)境中 進(jìn)行，向反應(yīng)容器中加入按重量份數(shù)稱取的四甲氧基硅烷11份，攪拌均勻后加入正丙胺 0. 3份，在攪拌器攪拌狀態(tài)下反應(yīng)125min，反應(yīng)溫度為82°C，在反應(yīng)結(jié)束后，抽真空至真空 度-0. IMPa，抽真空的時(shí)間為92min，接著以KTC /IOmin的升溫速率將溫度自82°C升溫至 140°C，并且繼續(xù)抽真空至真空度為-0. IMPa，以抽去未反應(yīng)的交聯(lián)劑，在繼續(xù)抽真空結(jié)束后 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻至室溫，得到封端硅油；
[0035] B)制備成品，先將由步驟A)得到的封端硅油、按重量份數(shù)稱取的過3000-5000目 篩的并且含水率為小于0. 1 %的粉體狀的納米碳酸鈣50份投入反應(yīng)容器中并且在抽真空 狀態(tài)下即在真空度為-〇. IMPa的狀態(tài)下攪拌16min，再將按重量份數(shù)稱取的KH5700. 8份、正 丙胺〇. 7份以及甲基三甲氧基硅烷14份加入到反應(yīng)容器中真空混合攪拌35min，而后在惰 性氣體的保護(hù)下過濾，包裝，得到單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠。
[0036] 由上述實(shí)施例1至5得到的單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠經(jīng)測(cè)試具有下表所示的技 術(shù)指標(biāo)：
[0037]

【權(quán)利要求】
1. 一種單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠，其特征在于其是由以下按重量份數(shù)配比的原料構(gòu) 成：107硅油100份、補(bǔ)強(qiáng)填料10-250份、硅烷偶聯(lián)劑0. 1-1份、交聯(lián)劑13-26份和催化劑 0? 5-1 份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠，其特征在于所述的107硅油為 粘度為1500-2000CP的雙端羥基聚二甲氧基硅烷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠，其特征在于所述的補(bǔ)強(qiáng)填料為 納米碳酸鈣和/或石英粉，其中：納米碳酸鈣為過3000-5000目的篩的粉體，并且含水率小 于 0? 1%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑 為 KH570 或 KH560。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠，其特征在于所述的交聯(lián)劑為甲 基二甲氧基娃燒和/或四甲氧基娃燒。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠，其特征在于所述的催化劑為鈦 催化劑、醋酸和/或正丙胺。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠，其特征在于所述的鈦催化劑為 鈦酸酯。
8. -種如權(quán)利要求1所述的單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠的制備方法，其特征在于包括 以下步驟： A) 制備封端硅油，將按重量份數(shù)稱取的107硅油100份、交聯(lián)劑8-12份和催化劑 0. 01-0. 3份投入反應(yīng)容器中反應(yīng)，并且控制反應(yīng)溫度和控制反應(yīng)時(shí)間，在反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行 抽真空，并且控制抽真空的真空度和抽真空的時(shí)間，而后升溫并且繼續(xù)抽真空，以抽去未 反應(yīng)的交聯(lián)劑，繼續(xù)抽真空結(jié)束后在保護(hù)氣體的保護(hù)下冷卻至室溫，得到封端硅油； B) 制備成品，先將由步驟A)得到的封端硅油、按重量份數(shù)稱取的補(bǔ)強(qiáng)填料50-250份投 入到反應(yīng)容器中并且在抽真空狀態(tài)下攪拌，控制抽真空的真空度和控制攪拌的時(shí)間，再將 按重量份數(shù)稱取的硅烷偶聯(lián)劑〇. 1-1份、催化劑〇. 49-0. 7份和交聯(lián)劑5-14份加入到反應(yīng) 容器中真空混合攪拌，控制真空混合攪拌的時(shí)間，而后在保護(hù)氣體下過濾，包裝，得到單組 份脫醇型有機(jī)硅灌封膠。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠的制備方法，其特征在于步驟A) 中所述的控制反應(yīng)溫度是將反應(yīng)溫度控制為75-85°C ;所述的控制反應(yīng)時(shí)間是將反應(yīng)時(shí)間 控制為110-130min ;所述的控制抽真空的真空度是將抽真空的真空度控制為-0. IMPa ;所 述的控制抽真空的時(shí)間是將抽真空的時(shí)間控制為85-95min ;所述的升溫是以10°C /lOmin 的速率并且直至升溫至140°C，所述的繼續(xù)抽真空的真空度為-0. IMPa，所述的保護(hù)氣體為 氮?dú)狻?br> 10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的單組份脫醇型有機(jī)硅灌封膠的制備方法，其特征在于步驟 B)中所述的控制抽真空的真空度是將抽真空的真空度控制為_0. IMPa ;所述的控制攪拌的 時(shí)間是將攪拌的時(shí)間控制為15_25min ;所述的控制真空混合攪拌的時(shí)間是將真空混合攪 拌的時(shí)間控制為25-35min ;所述的保護(hù)氣體為惰性氣體。
【文檔編號(hào)】C08G77/16GK104371637SQ201410631174
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】李軍明, 吳軍 申請(qǐng)人:江蘇創(chuàng)景科技有限公司