一种室温硫化硅橡胶及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种室温硫化硅橡胶及其制备方法和用途，按重量计，该硅橡胶包括以下组分：α，ω‑二羟基基聚二甲基硅氧烷100份，甲基硅油1～10份，交联剂1～20份，偶联剂1～15份，纳米钙20～200份，膨胀发泡粉5～50份，有机锡催化剂1～5份。本发明专利技术的温硫化硅橡胶制备方法简单，成本低，固化7天经过双85，1000h湿热老化性能测试后拉伸强度保持率在82～90％，可用于密封太阳能电池组件边框。

A room temperature vulcanized silicone rubber and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种室温硫化硅橡胶及其制备方法和用途
本专利技术涉及一种硅橡胶，更具体地说涉及一种新的室温硫化硅橡胶及其制备方法和用途。
技术介绍
硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶，耐高低温、耐候性、耐潮湿、电绝缘、耐紫外老化、化学惰性等方面综合性能优异。太阳能电池组件是由高效单晶/多晶太阳能电池片、低铁超白绒面钢化玻璃、封装材料(EVA、POE等)、功能背板，互联条，汇流条，接线盒以及铝合金边框组成。使用寿命可达15～25年。目前在新能源太阳组件边框主要用硅胶做密封剂，主流硅胶密封剂产品的主要成分是采用α，ω-二羟基基聚二甲基硅氧烷为基础树脂，酮肟基硅烷作为交联剂，氨基硅烷作为增粘剂，有机锡为催化剂，再填充钛酸钙，石英粉，钛白粉等等填料，如专利CN103013124A中提到，固化过程会释放酮肟类小分子，酮肟类小分子属于毒性较大的小分子，在组件车间生产中要保持通风。另外，随着太阳能组件产业不断的发展及原料成本管控越来越严，原有的太阳能组件边框用硅橡胶的成本一降再降，面对新降成本压力，原有降成本的技术路线基本都是尽可能的增加填料来实现，但填料加的过多密度过大单位体积又会变少，性能下降。急需一种新的思路来设计开发硅橡胶产品以降低现有硅橡胶的成本并提升其性能来增加市场竞争力。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术一方面的目是提供一种新的思路来设计开发太阳能组件边框用室温硫化硅橡胶，该室温硫化硅橡胶密度小，单位重量体积大，能有效降低使用成本的同时还能增加产品耐湿热阻隔性能。为达到以上目的，本专利技术可通过以下技术方案来实现：一种室温硫化硅橡胶，按重量计，该室温硫化硅橡胶包括以下组分：优选地，上述室温硫化硅橡胶，按重量计，包括以下组分优选地，上述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为5000～80000mPa.S，更优选20000～50000mPa.S。优选地，上述交联剂为甲基三甲氧基硅烷，四甲基硅氧烷和四乙基硅氧烷中的一种或多种混合物。优选地，上述偶联剂为3～氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中一种或多种的混合物。优选地，上述纳米钙的粒度为15～200nm，更优选40～80nm。优选地，上述已发泡膨胀微球由膨胀发泡粉制得，该膨胀发泡粉是一种核壳结构微球，包括丙烯腈类单体，丙烯酸酯类单体，丙烯酸类单体，含氟丙烯酸酯类单体及丙烯酰胺类单体等聚合形成的共聚合物为外壳和包封在所述外壳中的沸点不高于所述共聚合物软化点的核，即发泡剂。该核包括烷烃类，例如正丁烷,异丁烷，环丁烷，正戊烷，异戊烷，环戊烷，环己烷，异己烷，正己烷,庚烷，环庚烷，正辛烷，异辛烷及环辛烷等中一种或2种。优选地，上述已发泡膨胀微的球密度为10～30Kg/m3，平均粒径为5～250μm。优选地，上述上述膨胀发泡粉为运研材料科技(上海)有限公司生产的YYDE-20，YYDE-40，YYDE-80膨胀发泡粉。优选地，上述甲基硅油的粘度为10～1000mPa.S，更优选100～500mPa.S。优选地，上述有机锡催化剂为醋酸三丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡中的一种或两种以上的混合物。本专利技术另一方面提供一种室温硫化硅橡胶的制备方法，该方法包括步骤：(1)按重量分数计，将100份α，ω-二羟基基聚二甲基硅氧烷，20～200份纳米钙，5～50份膨胀发泡粉和1～10份甲基硅油在100～120℃下真空搅拌脱水2～3h后，冷却至室温备用,(2)在步骤(1)的混合料中再加入1～20交联剂，室温下真空搅拌30～40min后,再加入偶联剂1～15份，有机锡催化剂1～5份，室温下真空搅拌10～40min后，密封保存即可。本专利技术的室温硫化硅橡胶可用作密封剂，例如用于太阳组件边框的密封。本专利技术的室温硫化硅橡胶固化7天经过双85测试，1000h湿热老化性能测试后拉伸强度保持率在82～90％。与现有技术相比，本专利技术的室温硫化硅橡胶的有益效果为：固化过程释放的是醇类小分子，无酮肟类小分子释放；首次使用膨胀发泡粉作填料，由于膨胀发泡粉极低的密度，球内接近空心，·热稳定性优异，耐化学品性能优异，具有优异的弹性和机械强度，具有优异的隔绝性能，添加到硅胶中能大幅降低硅胶密度，提高单位重量的体积，使产品使用的体积大幅增加，用量变小，从而降低了使用成本，同时由于膨胀发泡粉优异的隔绝性能，起到了提升老化性能的作用。具体实施案例针对现有技术中用于密封组件的橡胶的缺点，本申请专利技术人经过深入的研究，主要通过改变填料种类和交联剂种类专利技术了本专利技术的室温硫化硅橡胶，该室温硫化硅橡胶成本低，过双85测试，1000h湿热老化性能测试后拉伸强度好。本专利技术的描述中，交联剂包括，但不局限于甲基三甲氧基硅烷，四甲基硅氧烷和四乙基硅氧烷。本专利技术的描述中，偶联剂包括，但不局限于3～氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。本专利技术的描述中，膨胀发泡粉是市售可得的，也可参见现有技术制备，例如，参见(CN106459729A，CN105722868A等)。因此，本专利技术的膨胀发泡粉包括，但不局限于运研材料科技(上海)有限公司生产的YYDE-20，YYDE-40，YYDE-80膨胀发泡粉。本专利技术的描述中，已发泡膨胀微球由上述膨胀发泡粉制得，具体过程为由膨胀发泡粉通过预膨胀发泡装置制得，即将膨胀发泡粉分散液喷洒到热空气中膨胀干燥制得。该过程在本领域是已知的，例如参见(CN107001680A)。上述膨胀发泡粉是一种核壳结构微球，包括外壳和核，外壳包括但不局限于丙烯腈类单体，丙烯酸酯类单体，丙烯酸类单体，含氟丙烯酸酯类单体或丙烯酰胺类单体聚合形成的共聚合物，核包封在上述外壳中并且构成核的物质的沸点不高于构成外壳的物质的软化点，核包括但不局限于烷烃类物质。上述烷烃类物质包括但不局限于正丁烷、异丁烷、环丁烷、正戊烷、异戊烷、环戊烷、环己烷、异己烷、正己烷、庚烷、环庚烷、正辛烷、异辛烷及环辛烷等中一种或2种。本专利技术的描述中，上述有机锡催化剂包括，但不局限于醋酸三丁基锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡。本专利技术的描述中，“室温”是指25℃。本专利技术的描述中，“多种”指两种或两种以上。在本专利技术的一个优选实施方式中，本专利技术的室温硫化硅橡胶，按重量计，包括以下组分：粘度为20000mPa.S的α，ω-二羟基基聚二甲基硅氧烷100份，粘度为100mPa.S的甲基硅油5份，甲基三甲氧基硅烷10份，3-氨丙基三乙氧基硅烷7份，粒度为60nm的纳米钙150份，YYDE-20膨胀发泡粉30份，有机锡催化1份。在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室温硫化硅橡胶，其特征在于，按重量计，该硅橡胶包括以下组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种室温硫化硅橡胶，其特征在于，按重量计，该硅橡胶包括以下组分：





2.根据权利要求1所述的室温硫化硅橡胶，其特征在于，所述α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为5000～80000mPa.S。


3.根据权利要求1所述的室温硫化硅橡胶，其特征在于，所述交联剂为甲基三甲氧基硅烷，四甲基硅氧烷及四乙基硅氧烷中的一种或两种以上混合物。


4.根据权利要求1所述的室温硫化硅橡胶，其特征在于，所述偶联剂为3～氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中一种或两种以上混合物。


5.根据权利要求1所述的室温硫化硅橡胶，其特征在于，所述已发泡膨胀微球由膨胀发泡粉制得，该膨胀发泡粉是一种核壳结构微球，包括丙烯腈类单体，丙烯酸酯类单体，丙烯酸类单体，含氟丙烯酸酯类单体或丙烯酰胺类单体聚合形成的共聚合物为外壳和包封在所述外壳中的沸点不高于所述共聚合物软化点的核，所述核是烷烃类物物质，
所述已发泡膨胀微球的密度为10～30Kg/m3，平均粒径为5～250...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘仕荣，周小三，
申请(专利权)人：运研材料科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31