纳米碳酸钙补强光伏胶研究进展
前言
有机硅密封胶是一种新型高分子密封材料，因为具备“硅氧结构”和“有机基团”而被赋予优异的耐紫外光、耐高低温及耐高湿等性能。加之有机硅密封胶对金属、玻璃、陶瓷、塑料等基材具有良好的粘接效果，被广泛应用于电子电器、照明、光伏、轨道交通、建筑等行业。
有机硅密封胶在光伏产业应用
有机硅密封胶是太阳能光伏组件的辅材之一，主要有粘接密封胶和灌封胶两大类。其中，有机硅密封胶在光伏组件中主要用于粘接太阳能电池片与铝合金边框，接线盒与背板的粘接等，以单组分的脱酮肟型和脱醇型室温硫化硅橡胶为主。
而灌封胶主要用于接线盒内部元器件的灌封，以双组分的脱醇型室温硫化硅橡胶为主。主要作用是防止空气中的水和氧气进入太阳能光伏电池组件，避免因硅电池片氧化而导致的电池片转换率降低。
光伏胶性能是其被称为“光伏胶”的根本，一系列性能指标是判断光伏胶品质的刻度。有研究表示，标准的光伏胶的初始粘接剪切强度不低于1.5MPa，剥离强度不低于9.5kN/m；耐老化性能方面，要求在85℃、相对湿度85%(双85)条件下经1000h老化后，其各项性能（包括粘接性能及力学性能）保持率在75%以上，且密封胶要符合环保要求。
有机硅密封胶中为什么要加入纳米碳酸钙?
在实际应用中，光伏胶需要在垂直的立面施工，要求密封胶不拉丝、不流淌、下垂度小，所以必须具有良好的触变性，否则易污染被粘物体表面和浪费胶。触变性是分散性系的黏度和切变随时间变化的一种流变现象。改性纳米碳酸钙，表面经过有机物质的包覆，极大地改善了与有机材料之间的相容性和润湿性，应用于硅酮胶可解决其易流淌、强度低、触变性不好等问题。
据公开资料显示，纳米碳酸钙对光伏胶的作用主要是补强作用和填充作用。纳米碳酸钙对光伏胶的补强效果，基本涉及拉伸强度、流挂性、触变性、弹性回复率、耐老化性、耐湿热性等方面。
李福中等研究表明，当基础聚合物100份，纳米碳酸钙和气相法白炭黑质量比为10∶2的补强填料100份，交联剂5份，氨基硅烷与烷氧基硅烷聚合物的质量比为2∶1的粘接促进剂1份，催化剂钛酸四丁酯2份时，制得的密封胶综合性能较优，经85℃、相对湿度85%老化1000h后，其性能保持率达90%以上。
余海旋等公开了一种太阳能光伏组件抗氧化硅酮胶，包括以下原料：107硅橡胶、表面处理纳米碳酸钙、甲基苯基硅油、金属氧化物、混合交联剂、稀释催化剂、预反应偶联剂等。实验证明，经殊表面处理纳米碳酸钙，提高了胶浆的强度和韧性。
杭州之江新材料有限公司提供了一种脱醇型硅橡胶密封剂，包括以下组分：聚二甲基硅氧烷100重量份、碳酸钙20重量份～200重量份、有机硅交联剂2重量份～12重量份等。此配方制备的密封胶对金属、各种塑料、陶瓷，玻璃等材料均具有良好的粘结性，能够用于光伏组件，建筑以及汽车和电子电器等密封。
詹庆铷公开了一种光伏组件硅酮密封胶用纳米碳酸钙的表面处理方法，将纳米碳酸钙浓浆料输送至表面处理罐，在加热搅拌过程中，加入牛油和聚磷酸铵组成的第一表面处理剂，再加入端羧基聚酯与亚磷酸酯组成的第二表面处理剂，控制温度在80‐90℃，高速搅拌30‐60min，制备出“高分散性、低吸潮性、耐湿热、耐高温、抗氧化性”的纳米碳酸钙。应用于光伏胶填充时，可以提高光伏胶的力学性能，增强光伏胶的耐湿热和耐高温性能。
国内部分光伏胶用纳米钙生产企业
广西华纳新材料股份有限公司、湖北凯龙化工集团股份有限公司、凯恩斯纳米材料有限公司 、山东宇信纳米科技有限公司等！
结语
近两年，光伏产业发展势头强劲，产业链市场普遍受益。目前，我国胶粘剂市场发展迅速，光伏胶用纳米钙生产企业数量与规模也在逐步增加。需要注意的是，光伏用有机硅密封胶的生产技术在不断发展，它对纳米碳酸钙的应用和需求也是动态的，发展的。
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