【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏结构密封胶，具体涉及一种高性能太阳能结构密封胶及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，太阳能等清洁能源发展迅速。其中，光伏发电凭借其不可比拟的成本优势在清洁能源中占据着不可忽视的地位。光伏发电主要包括集中式光伏电站和“光伏+建筑”分布式发电两种运行模式。其中，光伏电站主要利用荒漠等闲置土地资源，是目前光伏发电模式的主要力量，但同时也存在跨区输电距离远、损耗大、维护成本高等缺点。“光伏+建筑”分布式发电不仅避免了集中式光伏电站远距离输电的难题，同时由于建设环境条件相对较好，有效降低了清理维护成本，是用电中心对高需求量电力的一种有效补充措施。
2、目前，光伏组件与建筑物之间的连接方式主要分为两种：全金属支架机械连接模式和结构胶连接的柔性连接模式。其中，柔性连接克服了机械连接应力集中、金属结构负载重、连接点易腐蚀的缺点，进一步提升了组件的安全性及使用寿命。硅酮结构胶在结构稳定性、长期耐候性等方面无疑是太阳能结构密封胶开发的最佳选择。但是，不同于普通建筑硅酮结构胶，太阳能结构胶外部并没有耐候胶保护，并且其设计增加了更多的非立面结构，水汽更容易积累，加上组件运行发热、光照等因素，整个组件长期处于高温高湿环境中，导致结构胶更容易出现老化开裂、粘接失效等风险。显然，目前的建筑结构胶无法克服上述严苛的环境考验。因此，亟需开发一种能够长期在高温高湿环境下保持良好粘接强度，避免出现开裂、脆化和粉化等问题。
技术实现思路
1、本专利技术意在提供一种高性能太阳能结构密封胶及其制
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高性能太阳能结构密封胶，其特征在于：以质量份计，包括端羟基封端聚二甲基硅氧烷40～70份、碳酸钙20～60份、气相白炭黑0～20份、醇型交联剂3～12份、硅烷偶联剂3～10份、催化剂0.1～1份、颜料1～2份、侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂5～20份。
3、优选的，作为一种改进，侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂在25℃下的黏度为100～500mpa·s，侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂的结构如式(i)：
4、
5、式(i)中，a为20-150之间的整数，b为15-30之间的整数，n为5-20之间的整数，且n＜b。
6、优选的，作为一种改进，侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂的r1基为甲基，r2、r3为侧含氢硅油与长链烯烃、乙烯基硅烷通过硅氢加成得到；r2为式(ii)或式(iii)；r3基为式(iv)-式(xii)的一种或多种：
7、
8、
9、优选的，作为一种改进，羟基封端聚二甲基硅氧烷的粘度为20000-80000mpa·s。
10、优选的，作为一种改进，碳酸钙为轻质碳酸钙，轻质碳酸钙的平均粒径为40～80nm；气相白炭黑分为亲水白炭黑或疏水白炭黑。
11、优选的，作为一种改进，醇型交联剂为甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷中的至少一种，醇型交联剂的纯度≥99％。
12、优选的，作为一种改进，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
13、优选的，作为一种改进，催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡和二癸酸二丁基锡中的至少一种；颜料为钛白膏或炭黑色浆。
14、优选的，作为一种改进，一种高性能太阳能结构密封胶的制备方法，包括如下步骤：
15、步骤一、将羟基封端聚二甲基硅氧烷、碳酸钙、气相白炭黑混合并搅拌得混合料；
16、步骤二、将步骤一中得到的混合料经铲边、高温除水、搅拌均匀后出料，得到单组份胶水基料；
17、步骤三、将步骤二中的基料与交联剂、硅烷偶联剂、侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂、催化剂搅拌均匀，得到高性能太阳能结构密封胶。
18、优选的，作为一种改进，步骤二、步骤三中的搅拌过程均在真空条件下进行；步骤三中，侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂的制备方法，包括如下步骤：
19、s1、向含氢硅油内加入适量甲苯和催化剂氯铂酸；
20、s2、升温至100～110℃，搅拌或回流状态下缓慢滴入乙烯基三甲氧基硅烷、1-十四稀；
21、s3、分离：减压蒸馏除去溶剂。
22、本方案的原理及优点是：实际应用时，本技术方案中，针对现有技术中有硅胶产品在长期高温高湿环境下，容易出现开裂、脆化、粉化、脱粘的问题，对密封胶的配方及制备工艺进行全面升级。首先，专利技术人对上述技术问题进行反向分析：单组分密封胶是由表及里逐步固化，在固化过程中需要水汽参与才能产生交联。而固化后需要尽可能减少水汽进入，才能保证密封胶能长期耐高温高湿老化。如何将这两个相反的过程结合起来，既保证密封胶正常固化，又能保证长期耐湿热老化，是领域内难以攻克该问题的关键所在。基于此，在配方组成上，本技术方案采用自制侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂，一方面侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂自带烷氧基结构(基团r3)，能够参与交联反应，不影响胶体固化速度以及自身强度；另一方面侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂通过引入长碳链结构(基团r2)，提高了结构胶中的疏水成份，可有效提高结构胶固化后对水汽的阻隔效果，从而满足光伏建筑等严苛用胶领域对胶水长期耐湿热老化性能的要求。此外，侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂中的r2、r3为侧含氢硅油与长链烯烃、乙烯基硅烷通过硅氢加成得到，该硅油具有长链烷烃结构，空间位阻增大且相容性好，可有效降低胶水在固化过程中的交联密度，从而赋予胶水优异的伸长率，提高了密封胶的弹性。
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1.一种高性能太阳能结构密封胶，其特征在于：以质量份计，包括端羟基封端聚二甲基硅氧烷40～70份、碳酸钙20～60份、气相白炭黑0～20份、醇型交联剂3～12份、硅烷偶联剂3～10份、催化剂0.1～1份、颜料1～2份、侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂5～20份。
2.根据权利要求1所述的一种高性能太阳能结构密封胶，其特征在于：所述侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂在25℃下的粘度为100～500mPa·s，侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂的结构如式(I)：
3.根据权利要求2所述的一种高性能太阳能结构密封胶，其特征在于：所述侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂的R1基为甲基，R2、R3为侧含氢硅油与长链烯烃、乙烯基硅烷通过硅氢加成得到；R2为式(II)或式(III)；R3基为式(IV)-式(XII)的一种或多种：
4.根据权利要求3所述的一种高性能太阳能结构密封胶，其特征在于：所述羟基封端聚二甲基硅氧烷的粘度为20000-80000mPa·s。
5.根据权利要求4所述的一种高性能太阳能结构密封胶，其特征在于：所述碳酸钙为轻质碳酸钙，轻质碳酸钙的平均粒径为
6.根据权利要求5所述的一种高性能太阳能结构密封胶，其特征在于：所述醇型交联剂为甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷中的至少一种，醇型交联剂的纯度≥99％。
7.根据权利要求6所述的一种高性能太阳能结构密封胶，其特征在于：所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的一种高性能太阳能结构密封胶，其特征在于：所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡和二癸酸二丁基锡中的至少一种；颜料为钛白膏或炭黑色浆。
9.根据权利要求1～8任一所述的一种高性能太阳能结构密封胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种高性能太阳能结构密封胶的制备方法，其特征在于：步骤二、步骤三中的搅拌过程均在真空条件下进行；步骤三中，侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂的制备方法，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高性能太阳能结构密封胶，其特征在于：以质量份计，包括端羟基封端聚二甲基硅氧烷40～70份、碳酸钙20～60份、气相白炭黑0～20份、醇型交联剂3～12份、硅烷偶联剂3～10份、催化剂0.1～1份、颜料1～2份、侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂5～20份。
2.根据权利要求1所述的一种高性能太阳能结构密封胶，其特征在于：所述侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂在25℃下的粘度为100～500mpa·s，侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂的结构如式(i)：
3.根据权利要求2所述的一种高性能太阳能结构密封胶，其特征在于：所述侧链长烷基的多烷氧基耐水助剂的r1基为甲基，r2、r3为侧含氢硅油与长链烯烃、乙烯基硅烷通过硅氢加成得到；r2为式(ii)或式(iii)；r3基为式(iv)-式(xii)的一种或多种：
4.根据权利要求3所述的一种高性能太阳能结构密封胶，其特征在于：所述羟基封端聚二甲基硅氧烷的粘度为20000-80000mpa·s。
5.根据权利要求4所述的一种高性能太阳能结构密封胶，其特征在于：所述碳酸钙为轻质碳酸钙，轻质碳酸钙的平均粒径为40～80nm；气相白炭黑分为亲水白炭黑或疏水白炭黑。
【专利技术属性】
技术研发人员：王有治，罗鸣浩，贾亚兰，黄维东，张明，
申请(专利权)人：成都硅宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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