【刘工总结】光伏组件封装材料总结之—光伏组件用有机硅胶

3. 配料

单组份室温硫化（RTV）硅橡胶是一种将所有组分混合并包装在密封容器（管或管）中的有机硅产品。使用时从密封容器中挤出，与空气中的水分接触后交联成弹性体。单组份RTV硅橡胶一般由以下组分组成：

·反应性基础聚合物（俗称胶基）——端羟基聚二甲基有机硅氧烷，其结构式为：

式中，R通常为-CH3，特殊品种为或-；

·交联剂——含有可水解基团的多官能硅烷化合物；

·催化剂——二有机锡二羧酸盐、二有机锡二(对二酮酯)、钛酸酯及其螯合物等；

·补强剂（填料）——白炭黑、碳酸钙、硅藻土等；

·增塑剂——非反应型二甲基硅油、MDT硅油、石蜡混合物等；

·其他——触变剂、增粘剂、除湿剂、防霉剂、耐热添加剂、阻燃剂等。

3.1. 底胶

所谓基胶是指反应性基体聚合物，是有机硅胶最基本的成分。是指含有Si-C键且至少有一个有机基团直接与硅原子相连的化合物。通常是指那些能透过氧气的化合物。将有机基团与硅原子连接的化合物如、硫和氮也被视为有机硅化合物。其中以硅氧键（-Si-O-Si-）为骨架组成的聚硅氧烷应用最为广泛。有机硅材料具有独特的结构：

(1) Si原子上足够的甲基屏蔽了高能聚硅氧烷主链；

(2) CH是非极性的，使得分子间相互作用很弱；

(3) Si-O键长长，Si-O-Si键角大；

（4）Si-O键是具有50%离子键特性的共价键（共价键有方向性，离子键没有方向性）。

上述结构使硅胶具有低表面张力、小粘温系数、高压缩性、高透气性等基本性能。

3.2. 交联剂

交联剂的作用是与有机硅基材交联，产生三维结构，吸附在被粘物上。

硅橡胶的交联剂有多种类型。交联剂的化学结构是影响硅橡胶性能的主要因素之一。不同的交联剂在交联过程中释放的副产物不同。单组份RTV硅橡胶通常按此分类。

交联剂的用量对硅橡胶的性能影响很大。随着交联剂用量的增加，硅橡胶的拉伸强度增加；当交联剂用量增加时，拉伸强度会逐渐达到最大值；那么就会有下降的趋势。

因此，加入交联剂后，交联剂与硅橡胶大分子链之间发生交联反应。交联剂作为大分子链的交联点。当交联剂增加时，硅橡胶分子链的交联点密度会增加。改善，使硅橡胶分子形成更好的三维网络结构并具有良好的拉伸强度。但交联剂用量过多时，硅橡胶分子链与交联剂的连接点密度增大，分子链受到限制，导致柔韧性下降硅橡胶的性能下降，表现为硅橡胶的弹性下降。此时施加外力时，由于硅橡胶内部应力分布不均匀，会出现应力集中，拉伸时容易发生破坏，导致硅橡胶的拉伸强度下降。

3.3. 催化剂

在实际应用中为了加速交联反应，通常需要添加催化剂。脱醇型RTV-1硅橡胶由表面向深度逐渐硫化。催化剂的用量对硅橡胶的表面干燥时间有一定的影响。

随着催化剂用量的增加，脱醇RTV-1硅橡胶的表面干燥时间明显加快。当催化剂用量小于20滴时，表干时间很长；但当超过25滴时，它会立即凝固。因此，催化剂用量应控制在2 0 至2 3 滴。

3.4. 补强剂

硅橡胶与交联剂直接交联形成的弹性体机械性能较差，不能用于建筑密封。因此，需要添加增强填料来提高密封胶的机械性能。

随着二氧化硅添加量的增加，硅橡胶的拉伸强度不断增加，当达到最大值时，拉伸强度下降。白炭黑的分子链与硅橡胶大分子链相似，能与硅橡胶大分子链形成氢键，因此能吸附硅橡胶大分子链，形成物理吸附点。随着二氧化硅添加量的增加，二氧化硅与硅橡胶分子链之间的吸附点增加，吸附效果也增强，硅橡胶的机械强度增加。当二氧化硅含量过高时，会在硅橡胶中部分聚集。聚集二氧化硅与硅橡胶之间的吸附作用降低，导致补强效果下降，脆性增加。当受到外力时，硅橡胶的拉伸强度下降。趋势。

另外，补强剂常用的两种材料是二氧化硅和碳酸钙，它们在硅橡胶中的补强机理不同。白炭黑的分子结构与硅橡胶大分子的主链结构相似。其表面含有大量的Si-OH基团能量，与硅橡胶分子链中的SiO键形成氢键。二氧化硅作为物理交联点来达到增强的目的。活性碳酸钙是用硬脂酸处理过的轻质碳酸钙。活性碳酸钙分散在硅橡胶中后，颗粒表面的长链硬脂酸分子相互缠结，形成疏松的颗粒表面网络结构。增强硅橡胶。

因此，白炭黑的补强效果优于碳酸钙。

3.5. 增塑剂凡是添加到聚合物体系中，能够增加聚合物体系塑性（塑性是在给定载荷下引起材料永久变形的材料性能）的物质都可以称为增塑剂。

增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子间的二次键，即范德华力，从而增加聚合物分子链的活动性，降低聚合物分子链的结晶度，即增加聚合物的可塑性。聚合物。，表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降，而伸长率、柔韧性和柔韧性增加。