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前言

有機(jī)硅密封膠是一種新型高分子密封材料，因?yàn)榫邆洹肮柩踅Y(jié)構(gòu)”和“有機(jī)基團(tuán)”而被賦予優(yōu)異的耐紫外光、耐高低溫及耐高濕等性能。加之有機(jī)硅密封膠對(duì)金屬、玻璃、陶瓷、塑料等基材具有良好的粘接效果，被廣泛應(yīng)用于電子電器、照明、光伏、軌道交通、建筑等行業(yè)。

1有機(jī)硅密封膠在光伏產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

有機(jī)硅密封膠是太陽(yáng)能光伏組件的輔材之一，主要有粘接密封膠和灌封膠兩大類。其中，有機(jī)硅密封膠在光伏組件中主要用于粘接太陽(yáng)能電池片與鋁合金邊框，接線盒與背板的粘接等，以單組分的脫酮肟型和脫醇型室溫硫化硅橡膠為主。

而灌封膠主要用于接線盒內(nèi)部元器件的灌封，以雙組分的脫醇型室溫硫化硅橡膠為主。主要作用是防止空氣中的水和氧氣進(jìn)入太陽(yáng)能光伏電池組件，避免因硅電池片氧化而導(dǎo)致的電池片轉(zhuǎn)換率降低。

光伏膠性能是其被稱為“光伏膠”的根本，一系列性能指標(biāo)是判斷光伏膠品質(zhì)的刻度。有研究表示，標(biāo)準(zhǔn)的光伏膠的初始粘接剪切強(qiáng)度不低于1.5MPa，剝離強(qiáng)度不低于9.5kN/m；耐老化性能方面，要求在85℃、相對(duì)濕度85%(雙85)條件下經(jīng)1000h老化后，其各項(xiàng)性能（包括粘接性能及力學(xué)性能）保持率在75%以上，且密封膠要符合環(huán)保要求。

有機(jī)硅密封膠中為什么要加入納米碳酸鈣?

在實(shí)際應(yīng)用中，光伏膠需要在垂直的立面施工，要求密封膠不拉絲、不流淌、下垂度小，所以必須具有良好的觸變性，否則易污染被粘物體表面和浪費(fèi)膠。觸變性是分散性系的黏度和切變隨時(shí)間變化的一種流變現(xiàn)象。改性納米碳酸鈣，表面經(jīng)過(guò)有機(jī)物質(zhì)的包覆，極大地改善了與有機(jī)材料之間的相容性和潤(rùn)濕性，應(yīng)用于硅酮膠可解決其易流淌、強(qiáng)度低、觸變性不好等問(wèn)題。

納米碳酸鈣 圖源：華宇納米科技

納米碳酸鈣補(bǔ)強(qiáng)光伏膠研究進(jìn)展

據(jù)公開(kāi)資料顯示，納米碳酸鈣對(duì)光伏膠的作用主要是補(bǔ)強(qiáng)作用和填充作用。納米碳酸鈣對(duì)光伏膠的補(bǔ)強(qiáng)效果，基本涉及拉伸強(qiáng)度、流掛性、觸變性、彈性回復(fù)率、耐老化性、耐濕熱性等方面。

李福中等研究表明，當(dāng)基礎(chǔ)聚合物100份，納米碳酸鈣和氣相法白炭黑質(zhì)量比為10∶2的補(bǔ)強(qiáng)填料100份，交聯(lián)劑5份，氨基硅烷與烷氧基硅烷聚合物的質(zhì)量比為2∶1的粘接促進(jìn)劑1份，催化劑鈦酸四丁酯2份時(shí)，制得的密封膠綜合性能較優(yōu)，經(jīng)85℃、相對(duì)濕度85%老化1000h后，其性能保持率達(dá)90%以上。

余海旋等公開(kāi)了一種太陽(yáng)能光伏組件抗氧化硅酮膠，包括以下原料：107硅橡膠、表面處理納米碳酸鈣、甲基苯基硅油、金屬氧化物、混合交聯(lián)劑、稀釋催化劑、預(yù)反應(yīng)偶聯(lián)劑等。實(shí)驗(yàn)證明，經(jīng)殊表面處理納米碳酸鈣，提高了膠漿的強(qiáng)度和韌性。

杭州之江新材料有限公司提供了一種脫醇型硅橡膠密封劑，包括以下組分：聚二甲基硅氧烷100重量份、碳酸鈣20重量份～200重量份、有機(jī)硅交聯(lián)劑2重量份～12重量份等。此配方制備的密封膠對(duì)金屬、各種塑料、陶瓷，玻璃等材料均具有良好的粘結(jié)性，能夠用于光伏組件，建筑以及汽車和電子電器等密封。

詹慶銣公開(kāi)了一種光伏組件硅酮密封膠用納米碳酸鈣的表面處理方法，將納米碳酸鈣濃漿料輸送至表面處理罐，在加熱攪拌過(guò)程中，加入牛油和聚磷酸銨組成的第一表面處理劑，再加入端羧基聚酯與亞磷酸酯組成的第二表面處理劑，控制溫度在80‐90℃，高速攪拌30‐60min，制備出“高分散性、低吸潮性、耐濕熱、耐高溫、抗氧化性”的納米碳酸鈣。應(yīng)用于光伏膠填充時(shí)，可以提高光伏膠的力學(xué)性能，增強(qiáng)光伏膠的耐濕熱和耐高溫性能。

國(guó)內(nèi)部分光伏膠用納米鈣生產(chǎn)企業(yè)

廣西華納新材料股份有限公司

湖北凱龍化工集團(tuán)股份有限公司

凱恩斯納米材料有限公司

山東宇信納米科技有限公司

結(jié)語(yǔ)

近兩年，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)普遍受益。目前，我國(guó)膠粘劑市場(chǎng)發(fā)展迅速，光伏膠用納米鈣生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量與規(guī)模也在逐步增加。需要注意的是，光伏用有機(jī)硅密封膠的生產(chǎn)技術(shù)在不斷發(fā)展，它對(duì)納米碳酸鈣的應(yīng)用和需求也是動(dòng)態(tài)的，發(fā)展的。

參考文獻(xiàn)

李福中，等：太陽(yáng)能雙玻組件用有機(jī)硅密封膠的研制，廣州市白云化工實(shí)業(yè)有限公司

郁澤林，等：脫醇型有機(jī)硅密封膠在太陽(yáng)能光伏行業(yè)的應(yīng)用，杭州之江有機(jī)硅化工有限公司

凱龍股份2021年年度董事會(huì)經(jīng)營(yíng)評(píng)述，同花順金融研究中心

東莞市博君來(lái)膠粘材料科技有限公司.一種太陽(yáng)能光伏組件抗氧化硅酮膠及其制備方法.2020

廣西合山市華納新材料科技有限公司.一種光伏組件硅酮密封膠用納米碳酸鈣的表面處理方法.2018

杭州之江新材料有限公司.一種脫醇型硅橡膠密封劑及其制備方法.2018

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