太陽能光伏組件用密封膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高分子密封材料【技術領域】,尤其是涉及太陽能光伏組件專用的密封膠,其特征在于它是由以下重量份的各原材料組成的:聚二甲基硅氧烷:90份、白炭黑或鈦白粉:8份、鄰苯二甲酸二丁酯或磷酸三苯酯:18份、間苯二酚二縮水甘油醚或乙醇:12份、丙烯酰胺:7份、鄰苯二甲酸酐:4份、氫氧化鋁或氫氧化鎂:13份、最大尺寸為0.05mm的玻璃纖維或石棉纖維:30份、防老劑D:4份、尼泊金甲酯:2份、甲基三甲氧基硅烷或乙基三甲氧基硅烷等:5份。本發(fā)明還揭示了其制備方法。本發(fā)明具有抗拉伸度更大、斷裂伸長率更高、體積電阻率更大、介電強度更高、粘結(jié)力更強、耐黃變及耐開裂性能更好、保質(zhì)期更長等有益效果。
【專利說明】太陽能光伏組件用密封膠及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子密封材料【技術領域】,特別是涉及太陽能光伏組件專用的密封膠 及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)自20世紀80年代以來持續(xù)高速發(fā)展,所謂太陽能光伏發(fā)電 系統(tǒng)是指利用太陽能電池的光伏效應,講太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能的一種新型發(fā)電系 統(tǒng)。太陽能電池板,也稱為"光伏組件",簡稱PV組件,是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心部 分之一、它是由預先排列好的一組晶體硅電池,被層壓在超薄、透明、高強度玻璃和密封底 層之間而構(gòu)成。若干組光伏組件用密封膠安裝固定在框架上組成太陽能電池板,有機硅密 封膠是太陽能光伏組件中不可缺少的重要輔助材料,在太陽能光伏組件生產(chǎn)過程中,用于 粘結(jié)框架與光伏電池板。太陽能光伏組件密封膠從其使用的環(huán)境來說主要用于戶外,必須 滿足適應環(huán)境外部的氣候條件的使用要求,更具體的講,太陽能光伏組件直接暴露于外界, 光、熱和風霜、雨、雪等氣象因素對太陽能光伏組件的使用壽命產(chǎn)生影響。為提高太陽能電 池使用壽命,降低PV組件使用成本,美國等已確立PV組件使用壽命30年的目標,從而對PV 組件密封膠提出了更高的要求,即要求具有良好的耐候能力,能夠耐受高低溫環(huán)境的考研, 防潮、抗環(huán)境腐蝕能力,良好的耐紫外線能力和耐黃變性,良好的粘結(jié)性能,抗機械沖擊和 防震能力,除此以外,不僅要提高其抗紫外線和抗氧化性,而且在不影響密封膠粘結(jié)性的同 時,增加絕緣性能和阻燃性能。
[0003] 公布號為CN103740322A、名稱為:阻燃型太陽能光伏組件密封膠,是由以下重量 份數(shù)的原料組成:封端聚二甲基硅氧烷100份、增塑劑5~30份、復合阻燃填料2~100份、補 強填料2~50份,交聯(lián)劑1~10份、羥基清除劑0. 1~3份、增粘劑0. 2飛份、催化劑0. 1~0. 5 份和顏料〇. 1飛份。該密封膠,通過對傳統(tǒng)的密封膠的配方進行改造,添加了阻燃填料,使 密封膠具有優(yōu)異的阻燃性能;具體的復合阻燃填料為氫氧化鎂和氫氧化鋁兩種原料混合而 成。
[0004] 公布號為CN102936483A、名稱為:單組份有機硅太陽能光伏組件用密封膠及其制 備方法,是由按以下重量份數(shù)配比的原料構(gòu)成:1〇7硅油100份、補強填料10-200份、硅烷 偶聯(lián)劑〇. 1-1份、催化劑〇. 01-0. 5份和交聯(lián)劑5-7份。它具有優(yōu)異的涂層固化速度,較高 的拉伸強度和斷裂伸長率;及較優(yōu)的抗黃變性能和抗老化性能。
[0005] 上述密封膠都存在粘性過大,使用時不易涂覆及展開,給使用帶來了不便;而且長 期受熱分解方面的性能欠佳、保存期限較短、易發(fā)生細菌霉變。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 鑒于上述缺陷,本發(fā)明提供一種新型的太陽能光伏組件專用的密封膠,并揭示其 制備方法,它們是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。
[0007] 太陽能光伏組件用密封膠,其特征在于它是由以下重量份的各原材料組成的:聚 二甲基硅氧烷:80?100份、白炭黑或鈦白粉:5?10份、鄰苯二甲酸二丁酯或磷酸三苯酯: 15?20份、間苯二酚二縮水甘油醚或乙醇:10?15份、丙烯酰胺:5?10份、鄰苯二甲酸 酐:3?5份、氫氧化錯或氫氧化鎂:10?16份、最大尺寸為0. 05mm的玻璃纖維或石棉纖 維:20?40份、防老劑D :2?5份、尼泊金甲酯:1?3份、甲基三甲氧基硅烷或乙基三甲 氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或乙基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙 氧基硅烷:4?6份。
[0008] 本發(fā)明中,最優(yōu)選地配方為:太陽能光伏組件用密封膠,其特征在于它是由以下重 量份的各原材料組成的:聚二甲基硅氧烷:90份、白炭黑或鈦白粉:8份、鄰苯二甲酸二丁 酯或磷酸三苯酯:18份、間苯二酚二縮水甘油醚或乙醇:12份、丙烯酰胺:7份、鄰苯二甲酸 酐:4份、氫氧化鋁或氫氧化鎂:13份、最大尺寸為0. 05_的玻璃纖維或石棉纖維:30份、防 老劑D :4份、尼泊金甲酯:2份、甲基三甲氧基硅烷或乙基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅 烷或乙基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷:5份。
[0009] 本發(fā)明中的太陽能光伏組件用密封膠,其特征在于它是采用以下方法制得的:第 一步:稱量:先確定任一原材料的重量,然后按該原材料的重量推算其它原材料的重量,再 進行單獨稱量并單獨存放; 第二步:將第一步中稱量得到的白炭黑或鈦白粉、磷酸三苯酯、丙烯酰胺、鄰苯二甲酸 酐、氫氧化鋁或氫氧化鎂、玻璃纖維或石棉纖維、防老劑D、尼泊金甲酯混合并攪拌、磨研成 1〇〇目以下粉狀物;將粉狀物放入間苯二酚二縮水甘油醚或乙醇中,并依次放入聚二甲基 娃氧燒、甲基二甲氧基娃燒或乙基二甲氧基娃燒或甲基二乙氧基娃燒或乙基二乙氧基娃燒 或乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷,80?120°C的真空狀態(tài)下攪拌40?60分 鐘使其均勻;靜置10?20分鐘后出料灌裝,得到太陽能光伏組件用密封膠。
[0010] 本發(fā)明中的太陽能光伏組件用密封膠,其特征在于它是采用以下方法制得的:第 一步:稱量:先確定任一原材料的重量,然后按該原材料的重量推算其它原材料的重量,再 進行單獨稱量并單獨存放; 第二步:將第一步中稱量得到的白炭黑或鈦白粉、丙烯酰胺、鄰苯二甲酸酐、氫氧化鋁 或氫氧化鎂、玻璃纖維或石棉纖維、防老劑D、尼泊金甲酯混合并攪拌、磨研成100目以下粉 狀物;將粉狀物放入間苯二酚二縮水甘油醚或乙醇中,并依次放入聚二甲基硅氧烷、鄰苯二 甲酸二丁酯、甲基三甲氧基硅烷或乙基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或乙基三乙氧基 硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷,80?120°C的真空狀態(tài)下攪拌40?60 分鐘使其均勻;靜置10?20分鐘后出料灌裝,得到太陽能光伏組件用密封膠。
[0011] 本發(fā)明中的白炭黑或鈦白粉,不僅增加了密封膠的黏結(jié)力,而且使得密封膠具有 了防日光老化、防紫外線老化的功能。
[0012] 本發(fā)明中的玻璃纖維或石棉纖維,增加了密封膠的硬度和抗壓性。
[0013] 本發(fā)明中的防老劑D、尼泊金甲酯使密封膠在長期受熱時仍能保持優(yōu)良的性能、保 存期限大大延長、使用及保存中不發(fā)生細菌霉變。
[0014] 本發(fā)明中的間苯二酚二縮水甘油醚或乙醇,使密封膠在使用時涂覆更方便,且易 揮發(fā),固化時間較短。
[0015] 本發(fā)明經(jīng)過測試,其測試數(shù)據(jù)如下: 拉伸強度:彡23. 5MPa ;斷裂伸長率:彡485% ;體積電阻率:彡1. 2Χ1015Ω ·〇ιι;介電強 度:> 35MV/m;與鋁合金邊框粘接時,剪切強度彡21.0MPa;12(TC,2000h空氣老化試驗未 發(fā)生黃變和開裂;25°C保質(zhì)期> 4年;按GB/T7762-2003臭氧老化試驗方法進行試驗,用5 倍放大鏡觀察未見裂紋;戶外使用1252天,500件PV模板,未見裂紋。
[0016] 本發(fā)明的制備方法簡單、易掌握、原材料易購得。
[0017] 因此,本發(fā)明具有抗拉伸度更大、斷裂伸長率更高、體積電阻率更大、介電強度更 高、粘結(jié)力更強、耐黃變及耐開裂性能更好、保質(zhì)期更長等有益效果。
【具體實施方式】
[0018] 實施實例1 太陽能光伏組件用密封膠,其特征在于它是由以下重量份的各原材料組成的:聚二甲 基硅氧烷:90份、白炭黑或鈦白粉:8份、鄰苯二甲酸二丁酯或磷酸三苯酯:18份、間苯二酚 二縮水甘油醚或乙醇:12份、丙烯酰胺:7份、鄰苯二甲酸酐:4份、氫氧化鋁或氫氧化鎂:13 份、最大尺寸為0. 05mm的玻璃纖維或石棉纖維:30份、防老劑D :4份、尼泊金甲酯:2份、甲 基三甲氧基硅烷或乙基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或乙基三乙氧基硅烷或乙烯基 三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷:5份。
[0019] 實施實例2 太陽能光伏組件用密封膠,其特征在于它是由以下重量份的各原材料組成的:聚二甲 基硅氧烷:80份、白炭黑或鈦白粉:5份、鄰苯二甲酸二丁酯或磷酸三苯酯:15份、間苯二酚 二縮水甘油醚或乙醇:1〇份、丙烯酰胺:5份、鄰苯二甲酸酐:3份、氫氧化鋁或氫氧化鎂:10 份、最大尺寸為0. 05mm的玻璃纖維或石棉纖維:20份、防老劑D :2份、尼泊金甲酯:1份、甲 基三甲氧基硅烷或乙基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或乙基三乙氧基硅烷或乙烯基 三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷:4份。
[0020] 實施實例3 太陽能光伏組件用密封膠,其特征在于它是由以下重量份的各原材料組成的:聚二甲 基硅氧烷:1〇〇份、白炭黑或鈦白粉:1〇份、鄰苯二甲酸二丁酯或磷酸三苯酯:20份、間苯二 酚二縮水甘油醚或乙醇:15份、丙烯酰胺:10份、鄰苯二甲酸酐:5份、氫氧化鋁或氫氧化 鎂:16份、最大尺寸為0. 05mm的玻璃纖維或石棉纖維:40份、防老劑D :5份、尼泊金甲酯:3 份、甲基三甲氧基硅烷或乙基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或乙基三乙氧基硅烷或乙 稀基二甲氧基娃燒或乙稀基二乙氧基娃燒:6份。
[0021] 經(jīng) 申請人:反復試驗,發(fā)現(xiàn)下述配方都能達到本發(fā)明的效果,都能解決本發(fā)明要解 決的技術問題:太陽能光伏組件用密封膠,其特征在于它是由以下重量份的各原材料組成 的:聚二甲基硅氧烷:80?100份、白炭黑或鈦白粉:5?10份、鄰苯二甲酸二丁酯或磷酸 三苯酯:15?20份、間苯二酚二縮水甘油醚或乙醇:10?15份、丙烯酰胺:5?10份、鄰苯 二甲酸酐:3?5份、氫氧化錯或氫氧化鎂:10?16份、最大尺寸為0. 05mm的玻璃纖維或石 棉纖維:20?40份、防老劑D :2?5份、尼泊金甲酯:1?3份、甲基三甲氧基硅烷或乙基 三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或乙基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基 三乙氧基硅烷:4?6份。
[0022] 本發(fā)明中的太陽能光伏組件用密封膠,其特征在于它是采用以下方法制得的:第 一步:稱量:先確定任一原材料的重量,然后按該原材料的重量推算其它原材料的重量,再 進行單獨稱量并單獨存放; 第二步:將第一步中稱量得到的白炭黑或鈦白粉、磷酸三苯酯、丙烯酰胺、鄰苯二甲酸 酐、氫氧化鋁或氫氧化鎂、玻璃纖維或石棉纖維、防老劑D、尼泊金甲酯混合并攪拌、磨研成 100目以下粉狀物;將粉狀物放入間苯二酚二縮水甘油醚或乙醇中,并依次放入聚二甲基 娃氧燒、甲基二甲氧基娃燒或乙基二甲氧基娃燒或甲基二乙氧基娃燒或乙基二乙氧基娃燒 或乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷,80?120°C的真空狀態(tài)下攪拌40?60分 鐘使其均勻;靜置10?20分鐘后出料灌裝,得到太陽能光伏組件用密封膠。
[0023] 本發(fā)明中的太陽能光伏組件用密封膠,其特征在于它是采用以下方法制得的:第 一步:稱量:先確定任一原材料的重量,然后按該原材料的重量推算其它原材料的重量,再 進行單獨稱量并單獨存放; 第二步:將第一步中稱量得到的白炭黑或鈦白粉、丙烯酰胺、鄰苯二甲酸酐、氫氧化鋁 或氫氧化鎂、玻璃纖維或石棉纖維、防老劑D、尼泊金甲酯混合并攪拌、磨研成100目以下粉 狀物;將粉狀物放入間苯二酚二縮水甘油醚或乙醇中,并依次放入聚二甲基硅氧烷、鄰苯二 甲酸二丁酯、甲基三甲氧基硅烷或乙基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或乙基三乙氧基 硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷,80?120°C的真空狀態(tài)下攪拌40?60 分鐘使其均勻;靜置10?20分鐘后出料灌裝,得到太陽能光伏組件用密封膠。
[0024] 本發(fā)明中的白炭黑或鈦白粉,不僅增加了密封膠的黏結(jié)力,而且使得密封膠具有 了防日光老化、防紫外線老化的功能。
[0025] 本發(fā)明中的玻璃纖維或石棉纖維,增加了密封膠的硬度和抗壓性。
[0026] 本發(fā)明中的防老劑D、尼泊金甲酯使密封膠在長期受熱時仍能保持優(yōu)良的性能、保 存期限大大延長、使用及保存中不發(fā)生細菌霉變。
[0027] 本發(fā)明中的間苯二酚二縮水甘油醚或乙醇,使密封膠在使用時涂覆更方便,且易 揮發(fā),固化時間較短。
[0028] 本發(fā)明經(jīng)過測試,其測試數(shù)據(jù)如下: 拉伸強度:彡23. 5MPa ;斷裂伸長率:彡485% ;體積電阻率:彡1. 2Χ1015Ω ·〇ιι;介電強 度:彡35MV/m ;與鋁合金邊框粘接時,剪切強度彡21. OMPa ;120°C,2000h空氣老化試驗未 發(fā)生黃變和開裂;25°C保質(zhì)期> 4年;按GB/T7762-2003臭氧老化試驗方法進行試驗,用5 倍放大鏡觀察未見裂紋;戶外使用1252天,500件PV模板,未見裂紋。
[0029] 因此,本發(fā)明具有抗拉伸度更大、斷裂伸長率更高、體積電阻率更大、介電強度更 高、粘結(jié)力更強、耐黃變及耐開裂性能更好、保質(zhì)期更長等有益效果。
[0030] 以上所述僅為本發(fā)明的實施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā) 明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運用在其他相關的技術領 域,均包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1. 太陽能光伏組件用密封膠,其特征在于它是由以下重量份的各原材料組成的:聚二 甲基硅氧烷:80?100份、白炭黑或鈦白粉:5?10份、鄰苯二甲酸二丁酯或磷酸三苯酯 : 15?20份、間苯二酚二縮水甘油醚或乙醇:10?15份、丙烯酰胺:5?10份、鄰苯二甲酸 酐:3?5份、氫氧化錯或氫氧化鎂:10?16份、最大尺寸為0. 05mm的玻璃纖維或石棉纖 維:20?40份、防老劑D :2?5份、尼泊金甲酯:1?3份、甲基三甲氧基硅烷或乙基三甲 氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或乙基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙 氧基硅烷:4?6份。
2. 太陽能光伏組件用密封膠,其特征在于它是由以下重量份的各原材料組成的:聚二 甲基硅氧烷:90份、白炭黑或鈦白粉:8份、鄰苯二甲酸二丁酯或磷酸三苯酯:18份、間苯二 酚二縮水甘油醚或乙醇:12份、丙烯酰胺:7份、鄰苯二甲酸酐:4份、氫氧化鋁或氫氧化鎂: 13份、最大尺寸為0.05mm的玻璃纖維或石棉纖維:30份、防老劑D :4份、尼泊金甲酯:2份、 甲基二甲氧基娃燒或乙基二甲氧基娃燒或甲基二乙氧基娃燒或乙基二乙氧基娃燒或乙稀 基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷:5份。
3. 太陽能光伏組件用密封膠,其特征在于它是由以下重量份的各原材料組成的:聚二 甲基硅氧烷:80份、白炭黑或鈦白粉:5份、鄰苯二甲酸二丁酯或磷酸三苯酯:15份、間苯二 酚二縮水甘油醚或乙醇:1〇份、丙烯酰胺:5份、鄰苯二甲酸酐:3份、氫氧化鋁或氫氧化鎂: 10份、最大尺寸為0. 05mm的玻璃纖維或石棉纖維:20份、防老劑D :2份、尼泊金甲酯:1份、 甲基二甲氧基娃燒或乙基二甲氧基娃燒或甲基二乙氧基娃燒或乙基二乙氧基娃燒或乙稀 基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷:4份。
4. 太陽能光伏組件用密封膠,其特征在于它是由以下重量份的各原材料組成的:聚二 甲基硅氧烷:100份、白炭黑或鈦白粉:10份、鄰苯二甲酸二丁酯或磷酸三苯酯:20份、間苯 二酚二縮水甘油醚或乙醇:15份、丙烯酰胺:10份、鄰苯二甲酸酐:5份、氫氧化鋁或氫氧化 鎂:16份、最大尺寸為0. 05mm的玻璃纖維或石棉纖維:40份、防老劑D :5份、尼泊金甲酯:3 份、甲基三甲氧基硅烷或乙基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或乙基三乙氧基硅烷或乙 稀基二甲氧基娃燒或乙稀基二乙氧基娃燒:6份。
5. 根據(jù)權利要求1至權利要求4任意一項所述的太陽能光伏組件用密封膠,其特征在 于它是采用以下方法制得的:第一步:稱量:先確定任一原材料的重量,然后按該原材料的 重量推算其它原材料的重量,再進行單獨稱量并單獨存放; 第二步:將第一步中稱量得到的白炭黑或鈦白粉、磷酸三苯酯、丙烯酰胺、鄰苯二甲酸 酐、氫氧化鋁或氫氧化鎂、玻璃纖維或石棉纖維、防老劑D、尼泊金甲酯混合并攪拌、磨研成 100目以下粉狀物;將粉狀物放入間苯二酚二縮水甘油醚或乙醇中,并依次放入聚二甲基 娃氧燒、甲基二甲氧基娃燒或乙基二甲氧基娃燒或甲基二乙氧基娃燒或乙基二乙氧基娃燒 或乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷,80?120°C的真空狀態(tài)下攪拌40?60分 鐘使其均勻;靜置10?20分鐘后出料灌裝,得到太陽能光伏組件用密封膠。
6. 根據(jù)權利要求1至權利要求4任意一項所述的太陽能光伏組件用密封膠,其特征在 于它是采用以下方法制得的:第一步:稱量:先確定任一原材料的重量,然后按該原材料的 重量推算其它原材料的重量,再進行單獨稱量并單獨存放; 第二步:將第一步中稱量得到的白炭黑或鈦白粉、丙烯酰胺、鄰苯二甲酸酐、氫氧化鋁 或氫氧化鎂、玻璃纖維或石棉纖維、防老劑D、尼泊金甲酯混合并攪拌、磨研成100目以下粉 狀物;將粉狀物放入間苯二酚二縮水甘油醚或乙醇中,并依次放入聚二甲基硅氧烷、鄰苯二 甲酸二丁酯、甲基三甲氧基硅烷或乙基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或乙基三乙氧基 硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷,80?120°C的真空狀態(tài)下攪拌40?60 分鐘使其均勻;靜置10?20分鐘后出料灌裝,得到太陽能光伏組件用密封膠。
【文檔編號】H01L31/048GK104194712SQ201410451611
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月7日 優(yōu)先權日:2014年9月7日
【發(fā)明者】尹紅 申請人:尹紅