本發明涉及導熱防水材料，具體涉及一種導熱阻水光伏組件用丁基熱熔膠及制備方法。

背景技術：

1、近年來隨著清潔能源和可再生資源的需求增長，我國光伏電池產業迅速發展，并逐步邁向產業化。技術進步已成為降低太陽能光伏發電成本、促進晶硅太陽能電池行業和市場發展的重要因素。

2、太陽能電池組件是太陽能電力系統中的核心部分，主要由太陽能電池片、密封膠、玻璃、背板、接線盒等組成，具有將太陽能轉化為直流電的功能。然而太陽能電池組件的使用環境往往是室外環境，同時伴隨著相對惡劣的應用場景如環境高溫帶來的熱量積累、水汽對流、濕度、灰塵泥沙、光照時間，很快就會導致密封膠老化失去功能。高溫高濕的天氣不斷的增多，光照充足和水蝕加劇，由于環境破壞導致的成本正在逐年快速增加。為了有效解決這一問題，需對電池組的封裝技術在熱量消散方面提出更高的要求，必須加強太陽能電池組件密封膠的導熱性能和水汽阻隔性能。

3、組件線又叫封裝線，封裝是太陽能電池生產中的關鍵步驟，沒有良好的封裝工藝，多好的電池也生產不出好的組件板。電池的分裝不僅可以使電池的壽命得到保證，而且還增加了電池的抗擊強度。產品的高質量和高壽命是贏得客戶滿意的關鍵，，所以組裝板的封裝質量非常重要。目前市面上組件封裝技術主要采用兩道封裝工序，第一道內部結構采用eva或者pvb熱熔膠來保證電池片的真空度和氣密性，第二道則是采用硅酮型密封膠粘合外部的鋁框使其達到一定的使用強度，保證組件的密封性。然而在高溫環境中，熱量積累到一定程度，會導致材料老化失去密封效果。

4、目前丁基橡膠和硅橡膠憑借持久的密封性、良好的化學穩定性、良好的玻璃-金屬粘接性能被廣泛應用，然而此技術方案對于長時間暴露在陽光下產生的熱量積累難以消散等問題無法解決，會導致接線盒以及邊框鋁板熱應力集中加速材料老化使粘接失效，與此同時高溫下水汽透過率激增，腐蝕電池組內部結構，嚴重影響光伏組件工作穩定性。

5、為了保證粘接材料能夠在高溫和具有高濕水汽環境中使用，通常采用水汽透過率低的丁基類聚合物，這種技術方案通常只是解決在低溫環境下良好的阻水性，在高溫環境如沙漠環境陽光直射能夠達到70-80攝氏度，熱量的堆積會加速材料的老化，很難兼顧所有的應用場景。而且當高溫高濕的環境會引起粘接材料中沒有反應的小分子與空氣中的水發生水解反應，很難保證密封材料優異的阻水性能。

6、具有導熱功能的丁基熱熔膠不僅能夠起到粘接作用，還能夠在高低溫環境中阻隔水汽入侵組件內部，使其穩定運行。

技術實現思路

1、本發明的目的在于，針對現有技術當中存在的問題，提供了一種導熱阻水光伏組件用丁基熱熔膠及制備方法，按重量份計，制備原料包含以下組分：eva樹脂5-15、丁基橡膠20-30份、丙烯酸樹脂40-60份，導熱填料80-90份、硅烷偶聯劑0.3-0.5份、半補強劑3-6份、石蠟4-8份、白油3-5份、古馬隆樹脂2-6份。

2、優選地，所述eva樹脂va含量18-33，熔指6-800。

3、優選地，所述丁基橡膠為普通型丁基橡膠、氯化丁基橡膠和溴化丁基橡膠中的一種或多種組合，其粘均分子量為（35-45）*104。

4、優選地，所述丙烯酸樹脂為熱塑性丙烯酸樹脂，其數均分子量為75000~150000。

5、優選地，所述導熱填料選自球形氧化鋁、針狀氧化鋅、片狀氮化硼、輕質碳酸鈣、球形二氧化硅、氮化鋁、滑石粉中的一種或多種。

6、優選地所述硅烷偶聯劑為三乙烯基硅烷?、乙烯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷?、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷?、和乙烯基硅烷?中的一種或多種。

7、進一步優選地，所述硅烷偶聯劑為異戊二烯、丁二烯、苯乙烯或者馬來酸酐一種或多種通過引發劑為偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲酰、過氧化叔戊酸叔丁基酯或者過硫酸鉀的一種或多種自由基聚合接枝三乙烯基硅烷?、乙烯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷?、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷?或乙烯基硅烷得到的產物；引發劑為偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲酰、過氧化叔戊酸叔丁基酯或者過硫酸鉀的一種或多種自由基聚合改性得親油改性產物的一種或多種。

8、優選的，所述半補強劑包含炭黑和氣相白炭黑。

9、優選的，所述石蠟為全精煉石蠟、半精煉石蠟和粗石蠟的一種或多種。

10、優選的，所述古馬隆樹脂的相對密度為1.05～1.15g/cm3。

11、按照本發明的另一方面，提供了一種導熱阻水光伏組件用丁基熱熔膠的制備方法，包括以下步驟：

12、（1）將捏合機預熱到70-90℃，使用剪刀將丁基橡膠切成小塊。

13、（2）將eva樹脂和熱塑性丙烯酸樹脂加入捏合機塑煉20-45min；

14、（3）將捏合機溫度升至80-90℃，加入導熱填料、硅烷偶聯劑、半補強劑、石蠟、白油、古馬隆樹脂，繼續捏合30-50min；

15、（4）將捏合機溫度升至130-150℃，抽真空使內部氣壓至0.08-0.1mpa、溫度140-180℃下捏合40-60min，得到均勻的膠料，出料，得到導熱阻水光伏組件用丁基熱熔膠。

16、本發明有益效果如下：

17、本發明的主要原理是導熱填料經過硅烷偶聯劑改性之后能夠在填料與基體樹脂之間形成化學鍵，增強填料與基體樹脂之間的相互作用，從而減少界面處的聲子散射，提高熱熔膠的導熱性能。經過改性過后的導熱填料表面能降低，不容易發生團聚，在填料進行復配使用之后，能夠在熱熔膠體系中形成更多、有效的導熱通路。與此同時丁基橡膠的分子鏈纏結能夠阻擋水汽的滲透，使得光伏組件熱熔膠在使用過程中具有良好的導熱性、低水汽透過率以及耐熱、耐紫外老化性能，增加光伏組件的使用年限。

18、另外，通過對導熱填料進行復配使用之后，能夠大幅度改善納米填料在基體中團聚的問題，建立更多的有效導熱網絡，同時還能帶來界面區域的良好改善，降低界面處的聲子散射，提升導熱復合材料的熱導率。同時利用丁基橡膠中的異戊二烯和異丁烯側甲基的排列作用能夠達到阻隔水汽透過的效果，有效防止活性基團被氧化，從而加速材料老化。導熱網絡消散熱量從而提高太陽能光伏組件用丁基熱熔膠的搭接強度、濕熱老化搭接強度、阻隔效率以及絕緣性。

技術特征：

1.一種導熱阻水光伏組件用丁基熱熔膠，其特征在于，?按重量份計，制備原料包含以下組分：eva樹脂5-15、丁基橡膠20-30份、丙烯酸樹脂40-60份，導熱填料80-90份、硅烷偶聯劑0.3-0.5份、半補強劑3-6份、石蠟4-8份、白油3-5份、古馬隆樹脂2-6份。

2.根據權利要求1所述的導熱阻水光伏組件用丁基熱熔膠，其特征在于，所述eva樹脂va含量18-33，熔指6-800；

3.根據權利要求1所述的導熱阻水光伏組件用丁基熱熔膠，其特征在于，所述丙烯酸樹脂為熱塑性丙烯酸樹脂，其數均分子量為75000~150000。

4.根據權利要求1所述的導熱阻水光伏組件用丁基熱熔膠，其特征在于，所述導熱填料選自球形氧化鋁、針狀氧化鋅、片狀氮化硼、輕質碳酸鈣、球形二氧化硅、氮化鋁、滑石粉中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的導熱阻水光伏組件用丁基熱熔膠，其特征在于，所述硅烷偶聯劑為三乙烯基硅烷?、乙烯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷?、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷?、乙烯基硅烷?中的一種或多種。

6.根據權利要求5所述的導熱阻水光伏組件用丁基熱熔膠，其特征在于，所述硅烷偶聯劑為異戊二烯、丁二烯、苯乙烯或者馬來酸酐一種或多種通過引發劑為偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲酰、過氧化叔戊酸叔丁基酯或者過硫酸鉀的一種或多種自由基聚合接枝三乙烯基硅烷?、乙烯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷?、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷?或乙烯基硅烷得到的產物；引發劑為偶氮二異丁腈、過氧化二苯甲酰、過氧化叔戊酸叔丁基酯或者過硫酸鉀的一種或多種自由基聚合改性得親油改性產物的一種或多種。

7.根據權利要求1所述的導熱阻水光伏組件用丁基熱熔膠，其特征在于，所述半補強劑包含炭黑和氣相白炭黑。

8.根據權利要求1所述的導熱阻水光伏組件用丁基熱熔膠，其特征在于，所述石蠟為全精煉石蠟、半精煉石蠟和粗石蠟的一種或多種。

9.根據權利要求1所述的導熱阻水光伏組件用丁基熱熔膠，其特征在于，所述古馬隆樹脂的相對密度為1.05～1.15g/cm3。

10.根據權利要求1~9任意一項所述的導熱阻水光伏組件用丁基熱熔膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發明公開了一種導熱阻水光伏組件用丁基熱熔膠及制備方法，所述丁基熱熔膠的原料配方包括以下重量份的原料：EVA樹脂5?15、丁基橡膠20?30份、丙烯酸樹脂40?60份，導熱填料80?90份、硅烷偶聯劑0.3?0.5份、半補強劑3?6份、石蠟4?8份、白油3?5份、古馬隆樹脂2?6份。本發明可以在室外較長的陽光照射下、酸雨腐蝕等外界因素的影響，有效防止光伏組件熱量堆積導致材料老化組件失效，同時阻止外界水蒸氣進入電池片和接線盒，有效解決惡劣環境和陽光長時間照射所引起的侵蝕破環而發生漏電損壞等問題。

技術研發人員：吳迪,畢施明,童世卓,宋政偉,鐘天平
受保護的技術使用者：湖北興瑞硅材料有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28