提升光伏组件接线盒散热的定向高导热硅胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种提升光伏组件接线盒散热的定向高导热硅胶及其制备方法，包含按以下重量份配比的各原料：基础聚合物50～90份、导热填料40～70份、铁磁性填料15～25份、粘接剂5～15份、交联剂5～10份、催化剂1～2份、偶联剂10～20份。通过原料的选取、原料的配比、原料的形貌和粒径控制，以及制备过程控制，形成导热粒子并在定向磁场作用下堆砌形成导热通道，得到高导热硅胶，填充于光伏组件接线盒包裹其中的二极管，以增强其散热性能。以增强其散热性能。以增强其散热性能。

【技术实现步骤摘要】
提升光伏组件接线盒散热的定向高导热硅胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种导热硅胶及其制备方法，特别是一种应用于光伏组件接线盒来提升其散热性能的定向高导热硅胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]根据权威机构统计数据得出，光伏组件发生异常问题主要是在接线盒方面。而随着市场对高功率组件需求的日益增长，对接线盒的性能提出新的挑战。就目前市场上的主流组件而言，166组件的额定电流是11.6A左右，182组件的额定电流是13.9A左右，210组件的额定电流已经达到18.6A。接线盒中的热量主要是由于高电流通过二极管产生，随着额定电流增大，使得二极管通过高电流后发生严重的热阻损耗，进而释放大量的热，从而影响接线盒的散热性能。而目前对于接线盒的散热问题的研究，还是处于热点课题。
[0003]现有的解决接线盒散热的方法，主要是通过新增散热片装置进行散热，是一种被动式的散热方式，因此散热性能不佳。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的之一是提供一种高导热硅胶，对光伏组件接线盒中的二极管放热有效散热，提升接线盒散热性能；本专利技术的目的之二是提供这种高导热硅胶的制备方法。
[0005]技术方案：一种提升光伏组件接线盒散热的定向高导热硅胶，包含按以下重量份配比的各原料：
[0006][0007]进一步的，所述基础聚合物为α,ω
‑
二羟基聚硅氧烷；
[0008]所述导热填料为石墨烯、氧化铝、氧化锌、氧化锡的其中一种或者至少两种混合；
[0009]所述铁磁性填料为铁粉、钴粉、镍粉的其中一种或者至少两种混合；
[0010]所述粘接剂为纳米碳酸钙；
[0011]所述交联剂为二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲基硅烷、甲基三甲氧基硅烷的其中一种；
[0012]所述催化剂为二月桂酸二丁锡、二醋酸二丁基锡、酸四异丙酯、二乙酰乙酸乙酯二异丙酯钛的其中一种；
[0013]所述偶联剂为γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N
‑
氨乙基
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷的其中一种。
[0014]最佳的，所述导热填料为石墨烯、氧化铝、氧化锌的混合物；所述交联剂为苯胺甲基三乙氧基硅烷；所述催化剂为二月桂酸二丁锡；所述偶联剂为γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
[0015]进一步的，所述导热填料的粒径为1～150μm，所述铁磁性填料的粒径为20～180μm。
[0016]一种上述的提升光伏组件接线盒散热的定向高导热硅胶的制备方法，包括以下步骤：
[0017]步骤一：将导热填料、铁磁性填料进行包覆处理，得到包覆产物；
[0018]步骤二：将包覆产物与粘接剂均匀的分散在基础聚合物中，在温度为120～150℃的密闭条件下搅拌3～6小时，而后冷却至室温，得到混合物A；
[0019]步骤三：将交联剂、催化剂、偶联剂均匀的混合在一起，在常温的密闭条件下搅拌2～3小时，得到混合物B；
[0020]步骤四：将混合物A、混合物B加入真空搅拌箱中进行真空脱泡和混合，得到混合物C；
[0021]步骤五：在真空搅拌箱中对混合物C在搅拌过程中外加定向磁场，对混合物C进行定向取向30～60min，即得到定向高导热硅胶。
[0022]进一步的，步骤一中，包覆处理是将铁磁性填料和导热填料放入球石研磨机中进行研磨，使导热填料表面均匀包覆一层铁磁性填料，由此形成的导热粒子即为包覆产物。
[0023]进一步的，所述导热粒子至少具有两种不同的粒径。
[0024]进一步的，步骤五中，定向磁场相对于混合物C保持同一方向。
[0025]本专利技术的原理是：
[0026]基础聚合物是相对分子质量较大的高分子聚合物材料，分子之间容易出现纠缠现象，且不存在自由移动的电子，因此导热性能较差。
[0027]通过铁磁性填料对导热填料包覆，基础聚合物与包覆产物混合后，再通过外加定向磁场，利用磁场对磁性材料的作用，使得硅胶在磁场方向形成定向的导热通道，结合导热填料的作用，实现定向导热；利用堆积原理，将不同粒径的导热粒子进行混合使用，导热粒子间形成最大堆砌度，导热粒子之间形成协同作用，大粒径的导热粒子填充后，粒子与粒子间的空隙可以借助小粒径的导热粒子填充，导热粒子之间互相接触，形成导热通道，以实现散热的目的。
[0028]有益效果：本专利技术的优点是：通过原料的选取、原料的配比、原料的形貌和粒径控制，以及制备过程控制，形成导热粒子并在定向磁场作用下堆砌形成导热通道，得到高导热硅胶，填充于光伏组件接线盒包裹其中的二极管，以增强其散热性能。
附图说明
[0029]图1为外加定向磁场作用于包覆产物后，导热粒子形成定向导热通道的示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。
[0031]实施例1
[0032]一种提升光伏组件接线盒散热的定向高导热硅胶，包含按以下重量份配比的各原料：
[0033]基础聚合物：α,ω
‑
二羟基聚硅氧烷2200g；
[0034]导热填料：粒径为50μm的石墨烯350g、粒径为100μm的石墨烯650g、粒径为1μm的氧化铝350g、粒径为15μm的氧化铝450g；
[0035]铁磁性填料：粒径为30μm的铁粉125g、粒径为60μm的钴粉225g、粒径为120μm的镍粉350g；
[0036]粘接剂：纳米碳酸钙250g；
[0037]交联剂：苯胺甲基三乙氧基硅烷240g；
[0038]催化剂：二月桂酸二丁锡45g；
[0039]偶联剂：γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷460g。
[0040]一种上述的提升光伏组件接线盒散热的定向高导热硅胶的制备方法，包括以下步骤：
[0041]步骤一：将导热填料、铁磁性填料进行包覆处理，得到包覆产物。具体为：将铁磁性填料和导热填料放入球石研磨机中进行研磨，使导热填料表面均匀包覆一层铁磁性填料，得到了数量众多的导热粒子，即为包覆产物。
[0042]步骤二：将包覆产物与粘接剂均匀的分散在基础聚合物中，在温度为120～150℃的密闭条件下搅拌3～6小时，而后冷却至室温，得到混合物A。
[0043]步骤三：将交联剂、催化剂、偶联剂均匀的混合在一起，在常温的密闭条件下搅拌2～3小时，得到混合物B。
[0044]步骤四：将混合物A、混合物B加入真空搅拌箱中进行真空脱泡和混合，得到混合物C。
[0045]步骤五：在真空搅拌箱中对混合物C在搅拌过程中外加定向磁场，定向磁场相对于混合物C保持同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升光伏组件接线盒散热的定向高导热硅胶，其特征在于：包含按以下重量份配比的各原料：2.根据权利要求1所述的提升光伏组件接线盒散热的定向高导热硅胶，其特征在于：所述基础聚合物为α,ω
‑
二羟基聚硅氧烷；所述导热填料为石墨烯、氧化铝、氧化锌、氧化锡的其中一种或者至少两种混合；所述铁磁性填料为铁粉、钴粉、镍粉的其中一种或者至少两种混合；所述粘接剂为纳米碳酸钙；所述交联剂为二乙胺基甲基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲基硅烷、甲基三甲氧基硅烷的其中一种；所述催化剂为二月桂酸二丁锡、二醋酸二丁基锡、酸四异丙酯、二乙酰乙酸乙酯二异丙酯钛的其中一种；所述偶联剂为γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、N
‑
氨乙基
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷的其中一种。3.根据权利要求2所述的提升光伏组件接线盒散热的定向高导热硅胶，其特征在于：所述导热填料为石墨烯、氧化铝、氧化锌的混合物；所述交联剂为苯胺甲基三乙氧基硅烷；所述催化剂为二月桂酸二丁锡；所述偶联剂为γ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱兵，黄国平，陈如意，龚琴赟，李菁楠，
申请(专利权)人：中节能太阳能科技镇江有限公司，
类型：发明
国别省市：