环境温湿度对硅胶固化速度的影响.docx

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　　环境温湿度对硅胶固化速度的影响
　　1 前言
　　目前的硅橡胶市场上，常见的有机密 封硅胶主要有脱醋酸型、脱酮肟型、脱醇 型等类型。脱醋酸型硅胶对封装的基材有 一定的腐蚀性，密封胶气味比较大。脱醇 型密封硅胶硫化速度慢,粘结性较差。而脱 酮肟型密封胶，不仅没有刺激性气味，对 一般材料也不会造成腐蚀，同时具有一般 有机硅密封胶所具有的优点，例如：耐 寒、耐热、耐老化、防水、伸缩疲劳强度 高等,因此应用非常广泛。光伏组件封装用 硅胶基本以脱酮肟型密封胶为主，同时脱 醇型硅胶也有少量应用。
　　2 硅酮胶介绍
　　太阳能组件专用密封胶多为单组份室
　　温硫化硅橡胶，主要为脱酮肟型，其主要成分是羟基封端的聚二甲基硅氧烷。硅胶 的主要作用是将光伏组件的层压件与铝边 框粘结密封,对层压件起到封装保护的作 用，也能够保护电池片不受污染和氧化。
密封胶几种主要成分及作用：

3 试验部分
3.1 测试样品

　　本次测试在江苏万宇电能科技有限公 司综合实验中心完成，选取光伏行业常见 的组件封装硅胶型号作为研究样本，具体 型号如表1：
　　厂家 型号 性能及其描述
　　溧阳明天 ZQ-5610 光伏组件专用脱肟型中性单组 分有机硅密封胶
　　北京三辰 SC-16W 单组分密封剂，接触空气中的 水分室温固化
　　江苏天顺 TS-6568 单组份光伏组件专用密封胶
3.2 主要仪器设备 主要设备及工器具：固化槽、钢尺、美工刀、打胶枪、计时器、温湿度环境箱等。

　　设备名称 型号 性能及其描述
　　温湿度环境箱 汉测HHR5800F 提供不同温湿度的固 化环境
　　固化槽 定制 硅胶固化模具
　　胶枪 —— 打胶
　　3.1 测试样品
　　1.首先按照测试条件设定环境箱的温湿 度，并维持设备在设定条件下稳定运行20 分钟;
　　2.用胶枪将硅胶样品均匀打入固化槽(如图1)，打硅胶时注意固化槽底部和边 角处不能留有气泡或空隙;
　　3.将硅胶注满后，用抹尺沿着固化槽上 边缘将硅胶抹平，如图2所示;
　　4.将做好的硅胶固化测试样品放入温
　　湿度环境箱，进行固化测试;
定期将样品取出，测量硅胶的固化长 度，如图3所示，并计算出测试样品的固化 厚度。

　　4 结果与讨论
　　4.1 不同温度和湿度环境条件下，硅胶的固化情况。
本次测试在江苏万宇电能科技有限公 司综合实验中心完成，选取光伏行业常见 的组件封装硅胶型号作为研究样本，具体 型号如表1：

　　对于缩合型单组份硅酮密封胶而言， 其硫化是与空气中的湿气即水反应而固化 的。从其反应机理上就能够看出，环境的 温度和湿度对缩合型单组份硅酮密封胶的 硫化过程必然会有很大的影响。
　　单组分硅胶的固化过程主要是吸潮固化。固化过程的快慢主要与胶体厚度、环境温度和环境湿度有关。固化一般由外而 内进行，外部裸露在空气中的密封胶比内 部的先固化。通过图
　　4、图5的硅胶固化曲 线我们可以看出，硅胶固化环境的温度和 湿度对硅胶的固化速度确实有明显的影响：
　　1、从硅胶固化曲线图中可以看出，随 着固化深度的增加，硅胶的固化速度越来 越慢，其固化厚度随着固化时间基本呈对数增加;
　　2、通过不同温湿度条件下的硅胶固化 曲线对比，很容易得知：在相同的环境温 度条件下，相对湿度越高，硅胶的固化速度越快;
　　3、在相同的环境湿度条件下，温度越 高硅胶的固化速度越快。提高环境的温度 能够更加有效的提高硅胶的固化速度。
4.2 不同厂家、同类型硅胶的固化差异比较

　　图6为不同厂家，同一类型的脱肟型光 伏组件密封硅胶，在25℃、85%RH条件 下的固化曲线。从图中可以看出：对于缩 合型单组份硅酮密封胶，不同厂家的测试
　　样品，其固化曲线非常相近，在同样的固
　　化环境中，固化速度相差不大。
4.3 同一厂家、不同类型硅胶的固化差异比较

　　图7为同一厂家不同类型的样品硅胶， 在40℃、70%RH条件下的硅胶固化曲 线。从图中可以看出，脱肟型硅胶的固化 速度明显大于脱醇型硅胶。
　　5 结论
　　光伏组件专用密封硅胶用于组件的层 压件与铝合金边框的粘接封装。其最显著 的特点就是优异的耐高低温性能和耐候性 能。单组分硅酮建筑密封胶一般是通过与 空气中的水分发生反
　　应进行固化的，固化 过程由表面逐渐向深层进行。因此，固化 速度受环境温度、环境湿度湿度影响较 大，同时其深层固化速度相对较慢。
　　本文通过对比不同环境条件下的硅胶 固化曲线，得出如下结论：
　　1、随着固化深度的增加，硅胶的固化 速度越来越慢，其固化厚度随着固化时间 呈对数关系;
　　2、在相同的环境温度条件下，相对湿 度越高其固化速度越快;在相同的环境湿 度条件下，温度越高其固化速度越快;温 度对固化速度的影响更加明显;
　　3、对于缩合型单组份硅酮密封胶，不 同厂家的测试样品，其固化曲线非常相 近，在同样的固化环境中，固化速度相差不大;
　　4、在相同的固化环境条件下，脱肟型 硅胶的固化速度明显大于脱醇型硅胶。
　　参考文献
　　[1] 单组份硅酮密封胶的发展 任春华 周国 成 林朝阳
　　[2] 脱肟型单组份室温硫化有机硅粘结剂的 研制 张墩明 中国粘胶剂 2004 .9(4)
　　[3] 建筑用脱酮肟型单组分硅酮密封胶的研 制 胡希宝 吴毅 中国建筑防水 2000.06
　　[4] 建筑用硅酮密封硅胶发展潜力巨大 有机 硅氟资讯 2004 . 6