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環(huán)境溫濕度對硅膠固化速度的影響
日期:2014-07-29   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:evan 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]

1 前言

目前的硅橡膠市場上,常見的有機(jī)密 封硅膠主要有脫醋酸型、脫酮肟型、脫醇 型等類型。脫醋酸型硅膠對封裝的基材有 一定的腐蝕性,密封膠氣味比較大。脫醇 型密封硅膠硫化速度慢,粘結(jié)性較差。而脫 酮肟型密封膠,不僅沒有刺激性氣味,對 一般材料也不會造成腐蝕,同時具有一般 有機(jī)硅密封膠所具有的優(yōu)點(diǎn),例如:耐 寒、耐熱、耐老化、防水、伸縮疲勞強(qiáng)度 高等,因此應(yīng)用非常廣泛。光伏組件封裝用 硅膠基本以脫酮肟型密封膠為主,同時脫 醇型硅膠也有少量應(yīng)用。

2 硅酮膠介紹
太陽能組件專用密封膠多為單組份室

溫硫化硅橡膠,主要為脫酮肟型,其主要成分是羥基封端的聚二甲基硅氧烷。硅膠 的主要作用是將光伏組件的層壓件與鋁邊 框粘結(jié)密封,對層壓件起到封裝保護(hù)的作 用,也能夠保護(hù)電池片不受污染和氧化。

密封膠幾種主要成分及作用:
環(huán)境溫濕度對硅膠固化速度的影響5
3 試驗(yàn)部分
3.1 測試樣品
環(huán)境溫濕度對硅膠固化速度的影響6
 
本次測試在江蘇萬宇電能科技有限公 司綜合實(shí)驗(yàn)中心完成,選取光伏行業(yè)常見 的組件封裝硅膠型號作為研究樣本,具體 型號如表1:

廠家 型號 性能及其描述

溧陽明天 ZQ-5610 光伏組件專用脫肟型中性單組 分有機(jī)硅密封膠

北京三辰 SC-16W 單組分密封劑,接觸空氣中的 水分室溫固化

江蘇天順 TS-6568 單組份光伏組件專用密封膠


3.2 主要儀器設(shè)備 主要設(shè)備及工器具:固化槽、鋼尺、美工刀、打膠槍、計(jì)時器、溫濕度環(huán)境箱等。
環(huán)境溫濕度對硅膠固化速度的影響7 
設(shè)備名稱 型號 性能及其描述


溫濕度環(huán)境箱 漢測HHR5800F 提供不同溫濕度的固 化環(huán)境

固化槽 定制 硅膠固化模具

膠槍 —— 打膠

3.1 測試樣品
 
1.首先按照測試條件設(shè)定環(huán)境箱的溫濕 度,并維持設(shè)備在設(shè)定條件下穩(wěn)定運(yùn)行20 分鐘;

2.用膠槍將硅膠樣品均勻打入固化槽(如圖1),打硅膠時注意固化槽底部和邊 角處不能留有氣泡或空隙;

3.將硅膠注滿后,用抹尺沿著固化槽上 邊緣將硅膠抹平,如圖2所示;

4.將做好的硅膠固化測試樣品放入溫

濕度環(huán)境箱,進(jìn)行固化測試;

定期將樣品取出,測量硅膠的固化長 度,如圖3所示,并計(jì)算出測試樣品的固化 厚度。
環(huán)境溫濕度對硅膠固化速度的影響8

 
環(huán)境溫濕度對硅膠固化速度的影響9
環(huán)境溫濕度對硅膠固化速度的影響10 

4 結(jié)果與討論

4.1 不同溫度和濕度環(huán)境條件下,硅膠的固 化情況。

本次測試在江蘇萬宇電能科技有限公 司綜合實(shí)驗(yàn)中心完成,選取光伏行業(yè)常見 的組件封裝硅膠型號作為研究樣本,具體 型號如表1:
環(huán)境溫濕度對硅膠固化速度的影響
 
環(huán)境溫濕度對硅膠固化速度的影響2
 
對于縮合型單組份硅酮密封膠而言, 其硫化是與空氣中的濕氣即水反應(yīng)而固化 的。從其反應(yīng)機(jī)理上就能夠看出,環(huán)境的 溫度和濕度對縮合型單組份硅酮密封膠的 硫化過程必然會有很大的影響。

單組分硅膠的固化過程主要是吸潮固化。固化過程的快慢主要與膠體厚度、環(huán)境溫度和環(huán)境濕度有關(guān)。固化一般由外而 內(nèi)進(jìn)行,外部裸露在空氣中的密封膠比內(nèi) 部的先固化。通過圖

4、圖5的硅膠固化曲 線我們可以看出,硅膠固化環(huán)境的溫度和 濕度對硅膠的固化速度確實(shí)有明顯的影響:

1、從硅膠固化曲線圖中可以看出,隨 著固化深度的增加,硅膠的固化速度越來 越慢,其固化厚度隨著固化時間基本呈對數(shù)增加;

2、通過不同溫濕度條件下的硅膠固化 曲線對比,很容易得知:在相同的環(huán)境溫 度條件下,相對濕度越高,硅膠的固化速度越快;
3、在相同的環(huán)境濕度條件下,溫度越 高硅膠的固化速度越快。提高環(huán)境的溫度 能夠更加有效的提高硅膠的固化速度。

4.2 不同廠家、同類型硅膠的固化差異比較
環(huán)境溫濕度對硅膠固化速度的影響3
 
圖6為不同廠家,同一類型的脫肟型光 伏組件密封硅膠,在25℃、85%RH條件 下的固化曲線。從圖中可以看出:對于縮 合型單組份硅酮密封膠,不同廠家的測試
樣品,其固化曲線非常相近,在同樣的固
化環(huán)境中,固化速度相差不大。

4.3 同一廠家、不同類型硅膠的固化差異比較
環(huán)境溫濕度對硅膠固化速度的影響4 

圖7為同一廠家不同類型的樣品硅膠, 在40℃、70%RH條件下的硅膠固化曲 線。從圖中可以看出,脫肟型硅膠的固化 速度明顯大于脫醇型硅膠。

5 結(jié)論

光伏組件專用密封硅膠用于組件的層 壓件與鋁合金邊框的粘接封裝。其最顯著 的特點(diǎn)就是優(yōu)異的耐高低溫性能和耐候性 能。單組分硅酮建筑密封膠一般是通過與 空氣中的水分發(fā)生反

應(yīng)進(jìn)行固化的,固化 過程由表面逐漸向深層進(jìn)行。因此,固化 速度受環(huán)境溫度、環(huán)境濕度濕度影響較 大,同時其深層固化速度相對較慢。

本文通過對比不同環(huán)境條件下的硅膠 固化曲線,得出如下結(jié)論:

1、隨著固化深度的增加,硅膠的固化 速度越來越慢,其固化厚度隨著固化時間 呈對數(shù)關(guān)系;

2、在相同的環(huán)境溫度條件下,相對濕 度越高其固化速度越快;在相同的環(huán)境濕 度條件下,溫度越高其固化速度越快;溫 度對固化速度的影響更加明顯;

3、對于縮合型單組份硅酮密封膠,不 同廠家的測試樣品,其固化曲線非常相 近,在同樣的固化環(huán)境中,固化速度相差不大;

4、在相同的固化環(huán)境條件下,脫肟型 硅膠的固化速度明顯大于脫醇型硅膠。


參考文獻(xiàn)

[1] 單組份硅酮密封膠的發(fā)展 任春華 周國 成 林朝陽
[2] 脫肟型單組份室溫硫化有機(jī)硅粘結(jié)劑的 研制 張墩明 中國粘膠劑 2004 .9(4)
[3] 建筑用脫酮肟型單組分硅酮密封膠的研 制 胡希寶 吳毅 中國建筑防水 2000.06
[4] 建筑用硅酮密封硅膠發(fā)展?jié)摿薮?有機(jī) 硅氟資訊 2004 . 6



江蘇生美集團(tuán) 萬宇電能科技有限公司光伏技術(shù)研發(fā)中心

吳寶安 左偉 施懿俊 韋桂奇
 


 
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