《室溫硫化有機聚矽氧烷組合物和製備方法》是蘇州天山新材料技術有限公司於2009年12月30日申請的專利，該專利的申請號為2009102444082，公布號為CN101775217A，授權公布日為2010年7月14日，發明人是王德波、李志梅、蘇丹、鄭妙生。
《室溫硫化有機聚矽氧烷組合物和製備方法》包括粘度為3000～100000毫帕·秒的羥基封端聚二甲基矽氧烷100份，粘度為50～5000毫帕·秒的二甲基矽油10～30份，填料50～250份，金紅石型鈦白粉顏料5～20份，吸水劑0.5～2份，紫外光吸收劑0.1～1份，交聯劑5～15份，偶聯劑2～5份，催化劑0.1～1份。取上述重量份數和粘度所述的羥基封端聚二甲基矽氧烷、二甲基矽油、填料加入攪拌釜中，在110℃～130℃，0.09～0.1MPa真空條件下攪拌2～4小時後降溫至40℃以下，加入上述份數的吸水劑、紫外光吸收劑、交聯劑、偶聯劑和催化劑並攪拌均勻製得。
2013年，《室溫硫化有機聚矽氧烷組合物和製備方法》獲得第八屆江蘇省專利項目獎優秀獎。
基本介紹
- 中文名：室溫硫化有機聚矽氧烷組合物和製備方法
- 公布號：CN101775217A
- 公布日：2010年7月14日
- 申請號：2009102444082
- 申請日：2009年12月30日
- 申請人：蘇州天山新材料技術有限公司
- 地址：江蘇省蘇州市吳中區吳中經濟開發區旺山工業園友翔路
- 發明人：王德波、李志梅、蘇丹、鄭妙生
- Int.Cl.：C08L83/06（2006.01）I、C08L83/04（2006.01）I、C08K13/02（2006.01）I、C08K3/26（2006.01）I、C08K3/22（2006.01）I等
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
2009年12月前市場上生產的有機矽密封劑高溫高濕老化後往往強度和硬度下降嚴重，白色產品還會產生嚴重的發黃現象，對背板材料粘接性能較差，表現為初始粘接性能較差或初始可粘接但經過高溫高濕老化後粘接性能下降，某些有機矽密封劑與EVA相容性差，與EVA接觸一段時間後會導致EVA發黃。
發明內容
專利目的
《室溫硫化有機聚矽氧烷組合物和製備方法》為了解決2009年12月前已有技術的不足，提供一種耐高溫高濕老化性能良好對背板材料（TPT、PET、PVDF等）粘接性良好的室溫硫化有機聚矽氧烷組合物。
技術方案
《室溫硫化有機聚矽氧烷組合物和製備方法》包括粘度為3000～100000毫帕·秒的羥基封端聚二甲基矽氧烷100份，粘度為50～5000毫帕·秒的二甲基矽油10～30份，填料50～250份，金紅石型鈦白粉顏料5～20份，吸水劑0.5～2份，紫外光吸收劑0.1～1份，交聯劑5～15份，偶聯劑2～5份，催化劑0.1～1份。
製備辦發明室溫硫化有機聚矽氧烷組合物的方法是：取上述重量份數和粘度所述的羥基封端聚二甲基矽氧烷、二甲基矽油、填料加入攪拌釜中，在110℃～130℃，0.09～0.1兆帕真空條件下攪拌2～4小時後降溫至40℃以下，加入上述份數的吸水劑、紫外光吸收劑、交聯劑、偶聯劑和催化劑並攪拌均勻。
上述羥基封端聚二甲基矽氧烷粘度優選為5000～80000毫帕·秒。
上述二甲基矽油粘度優選為100～1000毫帕·秒。
上述吸水劑為氯化鈣、氯化鎂、分子篩、矽氮烷、烷氧基矽羧酸酯、矽烷偶聯劑中的一種或多種。
上述紫外光吸收劑為無機填料、水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯並三唑類、三嗪類、有機鎳絡合物中的一種或多種。
上述交聯劑為甲基三丙酮肟基矽烷、甲基三丁酮肟基矽烷、乙烯基三丁酮肟基矽烷、四丁酮肟基矽烷中的兩種或多種，優選為甲基三丁酮肟基矽烷、乙烯基三丁酮肟基矽烷和四丁酮肟基矽烷中的兩種或多種。
上述偶聯劑為巰基矽烷偶聯劑、鋯基矽烷偶聯劑、氨基矽烷偶聯劑、環氧基矽烷偶聯劑、丙烯醯氧基矽烷中的兩種或多種，優選為γ-巰基丙基三甲氧基矽烷、鋯酸酯偶聯劑、γ-氨丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷、r-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷中的兩種或多種。
上述催化劑為無機錫化合物、單烷基有機錫化合物、二烷基有機錫化合物、三烷基有機錫化合物、四烷基有機錫化合物及它們的螯合物中的一種或多種。
改善效果
1、耐高溫高濕老化性能提高。以往技術生產的有機矽密封劑高溫高濕老化後往往強度和硬度下降嚴重，白色產品還會產生嚴重的發黃現象，此項技術產生的有機矽密封劑提高了耐高溫高濕老化性能，老化後強度和硬度保持率得到提高，黃變現象得到控制。
2、對背板材料的粘接性能提高。以往技術生產的有機矽密封劑對背板材料粘接性能較差，表現為初始粘接性能較差或初始可粘接但經過高溫高濕老化後粘接性能下降，此項技術產生的有機矽密封劑與背板材料初始粘接及耐久粘接均表現良好。
3、與EVA相容性提高。在實驗中發現，某些有機矽密封劑與EVA相容性差，與EVA接觸一段時間後會導致EVA發黃，此項專利產生的有機矽密封劑與EVA相容性良好，與EVA接觸長時間也不會導致發黃現象。
權利要求
1.一種室溫硫化有機聚矽氧烷組合物，該組合物按照重量份數，包括粘度為3000～100000毫帕·秒的羥基封端聚二甲基矽氧烷100份；粘度為50〜5000毫帕·秒的二甲基矽油10〜30份；填料50〜250份；金紅石型鈦白粉顏料5〜20份；吸水劑0.5-2份，所述吸水劑為氯化鈣、氯化鎂、分子篩、矽氮烷、烷氧基矽務酸酯、矽烷偶聯劑中的一種或多種混合；紫外光吸收劑0.1〜1份，所述吸水劑為氯化鈣、氯化鎂、分子篩、矽氮烷、烷氧基矽羧酸酯、矽烷偶聯劑中的一種或多種混合；交聯劑5〜15份，所述交聯劑為甲基三丙酮肟基矽烷、甲基三丁酮肟基矽烷、乙烯基三丁酮肟基矽烷、四丁酮肟基矽烷中的兩種或多種；偶聯劑2〜5份,所述偶聯劑為γ-巰基丙基三甲氧基矽烷、鋯酸酯偶聯劑、γ-氨丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷、r-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷中的兩種或多種；催化劑0.1〜1份。
2.根據權利要求1所述一種室溫硫化有機聚矽氧烷組合物，其特徵在於：所述填料為白炭黑、碳酸鈣、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氧化鐵、氫氧化鋁、氫氧化鎂、矽微粉、白剛玉、白雲石、方英石、高嶺土、膨潤土中的兩種或多種的混合。
3.根據權利要求1所述一種室溫硫化有機聚矽氧烷組合物，其特徵在於：所述酮脂基矽烷為甲基三丁酮月虧基矽烷、乙烯基三丁酮脂基矽烷和四丁酮脂基矽烷中的兩種以上的混合。
4.根據權利要求1所述一種室溫硫化有機聚矽氧烷組合物，其特徵在於：所述催化劑為無機錫化合物、單烷基有機錫化合物、二烷基有機錫化合物、三烷基有機錫化合物、四烷基有機錫化合物及它們的螯合物中的一種或多種。
5.根據權利要求1所述一種室溫硫化有機聚矽氧烷組合物，其特徵在於：所述羥基封端聚二甲基矽氧烷粘度為為5000〜80000毫帕·秒。
6.根據權利要求1所述一種室溫硫化有機聚矽氧烷組合物，其特徵在於：所述二甲基矽油粘度為100～1000毫帕·秒。
7.製備根據權利要求1所述的一種室溫硫化有機聚矽氧烷組合物的方法：取上述重量份數和粘度所述的羥基封端聚二甲基矽氧烷、二甲基矽油、填料加入攪拌釜中，在110℃～130℃，0.09～0.1兆帕真空條件下攪拌2～4小時後降溫至40℃以下，加入上述份數的吸水劑、紫外光吸收劑、交聯劑、偶聯劑和催化劑並攪拌均勻。
實施方式
- 實施例1
選用粘度為6000毫帕·秒的羥基封端聚二甲基矽氧烷，粘度為1000毫帕·秒的二甲基矽油，其組分如下：
端羥基聚二甲基矽氧烷 | 100 |
二甲基矽油 | 20 |
碳酸鈣 | 50 |
氧化鋁 | 30 |
白剛玉 | 10 |
氣相白炭黑 | 10 |
金紅石型鈦白粉 | 15 |
2，4-二羥基二苯甲酮 | 0.5 |
甲基三丁酮肟基矽烷 | 2 |
乙烯基三丁酮肟基矽烷 | 7 |
γ-巰基丙基三甲氧基矽烷 | 1.5 |
γ-氨丙基三甲氧基矽烷 | 0.5 |
二乙醯丙酮基二丁基錫 | 0.5 |
將上述粘度和份數的端羥基聚二甲基矽氧烷、二甲基矽油、填料加入攪拌釜中，在110～130℃，0.09～0.1兆帕真空條件下攪拌2～4小時後降溫至40℃以下，依次加入上述份數的金紅石型鈦白粉，2，4-二羥基二苯甲酮，甲基三丁酮肟基矽烷，乙烯基三丁酮肟基矽烷，γ-巰基丙基三甲氧基矽烷，γ-氨丙基三甲氧基矽烷，二乙醯丙酮基二丁基錫在真空條件下攪拌均勻，製得太陽能電池用室溫硫化有機聚矽氧烷組合物。
- 實施例2
選用粘度為6000毫帕·秒的羥基封端聚二甲基矽氧烷，粘度為1000毫帕·秒的二甲基矽油，其組分如下：
端羥基聚二甲基矽氧烷 | 100 |
二甲基矽油 | 20 |
碳酸鈣 | 40 |
矽微粉 | 20 |
氫氧化鋁 | 25 |
氣相白炭黑 | 15 |
金紅石型鈦白粉 | 15 |
水楊酸苯酯 | 0.3 |
甲基三丁酮肟基矽烷 | 2 |
乙烯基三丁酮肟基矽烷 | 9 |
γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷 | 1 |
γ-氨丙基三甲氧基矽烷 | 1 |
辛酸亞錫 | 0.5 |
按照上述實施例1所述方法製得太陽能電池用室溫硫化有機聚矽氧烷組合物。
- 實施例3
選用20000毫帕·秒的羥基封端聚二甲基矽氧烷，500毫帕·秒的二甲基矽油，其組分如下：
端羥基聚二甲基矽氧烷 | 100 |
二甲基矽油 | 20 |
氧化鋁 | 50 |
氫氧化鋁 | 25 |
白剛玉 | 10 |
氣相白炭黑 | 15 |
金紅石型鈦白粉 | 15 |
2，4-二羥基二苯甲酮 | 0.5 |
四丁酮肟基矽烷 | 2 |
乙烯基三丁酮肟基矽烷 | 7 |
γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷 | 1 |
r-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷 | 1 |
二乙醯丙酮基二丁基錫 | 0.5 |
按照實施例1方法製得太陽能電池用室溫硫化有機聚矽氧烷組合物。
- 對比例1
選用20000毫帕·秒的羥基封端聚二甲基矽氧烷，500毫帕·秒的二甲基矽油，其組分如下：
端羥基聚二甲基矽氧烷 | 100 |
二甲基矽油 | 20 |
碳酸鈣 | 60 |
氣相白炭黑 | 15 |
金紅石型鈦白粉 | 15 |
2，4-二羥基二苯甲酮 | 0.5 |
乙烯基三丁酮肟基矽烷 | 11 |
γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷 | 2 |
二乙醯丙酮基二丁基錫 | 0.5 |
將端羥基聚二甲基矽氧烷基膠、二甲基矽油、填料加入攪拌釜中，在110～130℃，0.09～0.1兆帕真空條件下攪拌2～4小時後降溫至40℃以下，依次加入其它組分真空條件下攪拌均勻，出膠至密封容器中。
表1是各實施例和對比例硫化有機聚矽氧烷組合物的表乾時間、與EVA相容性、體積電阻率、粘接性能、拉伸強度、斷裂伸長率、硬度和黃度數據說明，該發明不論在單一性能上，還是在綜合性能上，該發明的硫化有機聚矽氧烷組合物都明顯優於對比例1的性能。
具體的測試方法如下：
（1）表乾時間：在23±2℃、50±5％RH條件下，每隔一分鐘用手輕觸密封劑表面，密封劑表面結皮時間為表乾時間。
（2）EVA相容性實驗：將密封膠打膠於EVA上，室溫條件及85℃、85％RH下放置一月後觀察EVA的變化，若EVA未出現明顯的黃變則為良好。
（3）體積電阻率：按GB/T1692標準測試。
（4）粘接性能：將密封劑打膠於材料上，在23±2℃、50±5％RH條件下固化7天后將密封劑從材料上摳起，按內聚破壞的面積記錄，完全內聚破壞記為C100，完全界面破壞記為C0，部分內聚破壞按實際值記錄。
（5）拉伸強度、斷裂伸長率：按GB/528標準測試，老化條件為85℃、85％RH環境中老化1000小時。
（6）硬度：按GB/T531標準測試，老化條件為85℃、85％RH環境中老化1000小時。
（7）黃度：使用色差儀進行測試，老化條件為85℃、85％RH環境中老化1000小時。
/ | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 對比例1 | |
表乾時間（分鐘） | 7 | 5 | 7 | 7 | |
與EVA相容性 | 良好 | 良好 | 良好 | 良好 | |
體積電阻率（歐·厘米） | 4x10 | 4x10 | 4x10 | 4x10 | |
粘接性 能 | TPT | C100 | C100 | C100 | C90 |
PET | C100 | C100 | C100 | C50 | |
PVDF | C100 | C100 | C100 | C20 | |
拉伸強度 （MPa） | 老化前 | 2.6 | 2.3 | 2.3 | 2.2 |
老化後 | 2.0 | 1.9 | 1.9 | 1.0 | |
斷裂伸 長率 （%） | 老化前 | 270 | 250 | 250 | 300 |
老化後 | 350 | 320 | 300 | 420 | |
硬度 （邵A） | 老化前 | 43 | 42 | 42 | 45 |
老化後 | 30 | 27 | 29 | 17 | |
黃度 | 老化前 | 2.2 | 1.9 | 2.7 | 2.3 |
老化後 | 5.8 | 5.3 | 5.7 | 13.7 | |
榮譽表彰
2013年，《室溫硫化有機聚矽氧烷組合物和製備方法》獲得第八屆江蘇省專利項目獎優秀獎。
