单组分室温硫化硅橡胶技术简介

单组份室温硫化硅橡胶技术简介

1、项目意义

当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。太阳能作为一种可再生的新能源，越来越引起人们的关注。中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。

中国光伏发电产业于20世纪70年代起步，经过30多年的努力，已迎来了快速发展的新阶段。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。2008年太阳能电池的产量达到了200万千瓦。2009年中国太阳能电池/模组制造商的产能较2008年倍增，达到8,000MW，电池产量超过4,000MW。

2009年可谓是太阳能产业在中国高速发展的时期，国家的补贴扶持政策陆续推出。3月，财政部、住房和城乡建设部印发《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》及《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》，确定对光电建筑2009年的补助标准为20元/瓦。7月，财政部、科技部、国家能源局发出《关于实施金太阳示范工程的通知》，提出对光伏并网项目和无电地区离网光伏发电项目分别给予50%及70%的财政补贴。11月，财政部、科技部、国家能源局下发了《关于做好“金太阳”示范工程实施工作的通知》，要求加快实施“金太阳”示范工程。随着这些政策的陆续出台，中国光伏

产业将进入第二个阶段。中国科学院党组已正式批准启动实施太阳能行动计划，该计划以2050年前后太阳能作为重要能源为远景目标，并确定了2015年分布式利用、2025年替代利用、2035年规模利用三个阶段目标，太阳能产业在中国市场发展前景广阔。

硅酮密封胶是室温硫化硅橡胶（RTV）的一种，是一种新型的有机硅弹性体。HT-8258是本公司研究开发的单组份、中性固化、专为光伏组件铝边框和接线盒粘接要求而设计开发的硅酮密封胶。该产品除了具有普通硅酮密封胶耐候性、耐高低温性、粘结性好的优点外，还具有优异的固化性能和耐黄变性能，阻燃等级达到UL94-HB级。密封胶在室温下吸收空气中的微量水份，固化成弹性体，形成有效的粘结密封效果。主要应用于太阳电池组件的铝边框和背面接线盒的专用粘结密封，作用是防止空气中的水和氧气进入太阳电池组件中，防止组件中的硅电池片被氧化，导致硅电池片转换率降低。

本产品是将所有成分混合包装在一个密封容器（软管或封筒）内的一类有机硅产品。使用时从密封容器中挤出，接触空气中的湿气后交联成弹性体。单组份RTV硅橡胶一般由以下成分构成：反应性基础聚合物（俗称基胶）——羟基封端聚二有机硅烷；交联剂——含可水解基团的多官能硅烷化合物；催化剂——有机锡；填料——白炭黑、碳酸钙等；增塑剂——非反应性二甲基硅油等。

2、单组份RTV硅橡胶的分类

单组份RTV硅橡胶的交联剂种类较多，交联剂的化学结构是影响单组份RTV硅橡胶性能的主要因素之一；交联剂不同，交联过程

中释放出的副产物则不同，单组份RTV硅橡胶通常按此分类。

目前使用最广的是脱酮肟型、脱醇型、脱醋酸型及脱羟胺型产品。脱醋酸型单组份RTV硅橡胶有刺激性气味，对金属有一定的腐蚀性，但最玻璃材料的粘接性非常好；主要用于建筑密封胶，对玻璃、瓷砖、铝框格等材料的接缝密封。脱醇型单组份RTV硅橡胶无腐蚀性，脱酮肟型单组份RTV硅橡胶的腐蚀性也小，两者都可用作电子、电器领域的粘接剂或密封胶，同时也是建筑密封胶的主要品种。脱羟胺型单组份RTV硅橡胶的定伸模量低，主要用作建筑密封胶。

3、单组份RTV硅橡胶的配制

3．1基胶及其制备

单组份室温硫化硅橡胶的基胶一般为α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，依靠端Si-OH基与交联剂的反应，使胶料变成弹性体。α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷共聚物（嵌段共聚物、无规共聚物或接枝共聚物）也可作为单组份室温硫化硅橡胶的基胶使用。

不同的单组份室温硫化硅橡胶基胶会得到不同性能的单组份室温硫化硅橡胶产品。α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷（R=R1=Me），HO(Me2SiO)n H ，是单组份室温硫化硅橡胶基胶的典型代表，是单组份室温硫化硅橡胶产品中主要使用的基胶。α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷通常被简称为107胶。

107胶摩尔质量的大小直接影响带弹性体的性能。一般选取为（1-10）×104g/mol 。107胶的摩尔质量增加，由此制得的单组份室温硫化硅橡胶的物理力学性能提高/但摩尔质量过高。粘稠性差或不

易流动，不适于作单组份室温硫化硅橡胶的基胶。摩尔质量太低，虽流动性好，加工容易，交联速度快，但固化后的弹性体强度很差。使用摩尔质量大和摩尔质量小的107混合胶作基胶。可以保证混合胶的流动性，同时固化后的弹性体强度大为提高。

107胶通常采用有机环硅氧烷的开环聚合反应来制备。反应可采用酸性催化剂（如硫酸、盐酸、磷酸、路易斯酸等），也可采用碱性催化剂（如KOH、Me4NOH等）。但采用酸性催化剂时，反应结束后的除酸过程比较麻烦，而且酸不易除尽，致使硫化胶的稳定性较差。工业上较为实用的是采用D4 或DMC为原料，以KOH为催化剂使环硅氧烷开环聚合。待聚合体系变粘稠、聚硅氧烷的摩尔质量达105以上时，再逐渐向反应物中滴加蒸馏水，进行降解反应。反应结束后，将催化剂中和，脱除低沸物，即得107胶。通过控制加水量和温度可以调节降解反应速度，可制得所需摩尔质量的107胶。聚合和降解是平衡化学反应过程，所得产物中有约12%-18%环硅氧烷，反应结束后需将低沸物减压除去。除KOH、LiOH、Me4NOH、Bu4POH等亦可作为催化剂使用。

107胶的粘度与摩尔质量的关系如图所示，并可由经验式求出：

η=2.8×10-9M2.63

式中η为本体粘度，mPa·s；M为摩尔质量，g/mol。

单组份RTV硅橡胶的配制主要依使用的交联剂种类及性能要求设计配方及配制工艺。根据单组份RTV硅橡胶是借助于空气中的水分硫化及作为密封胶、胶粘剂使用的特点，在配方及配制工艺上，除