OP10：LED照明用硅酮密封膠淺析

　　關(guān)注度 624

　　技術(shù)含量：★★★★

　　通常情況下，LED照明用硅酮密封膠的主要性能要求包括：低揮發(fā)份、優(yōu)異的耐黃變性能、中性無(wú)腐蝕、無(wú)鹵無(wú)硫、優(yōu)異的粘接性和對(duì)基材的廣泛適應(yīng)性等。具體分析如下：

　　1、低揮發(fā)份：硅酮密封膠如果在固化過(guò)程中釋放出的有機(jī)小分子含量高，就會(huì)在密封的燈體內(nèi)富集于燈罩表面而形成霧態(tài)，從而影響燈體的光效和色溫，而低揮發(fā)份的硅酮密封膠可以確保LED照明產(chǎn)品燈體不因內(nèi)部起霧而受到影響。

　　2、優(yōu)異的耐黃變性能：LED照明產(chǎn)品對(duì)硅酮密封膠的顏色變化有很高要求，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，硅酮密封膠優(yōu)異的耐黃變性可以確保LED照明產(chǎn)品的外觀正常。

　　3、中性無(wú)腐蝕：LED照明產(chǎn)品使用的燈罩和燈管大部分都采用低成本、高韌性和長(zhǎng)壽命的PC材質(zhì)（PC材質(zhì)耐酸不耐堿），使用堿性硅酮密封膠會(huì)導(dǎo)致PC材質(zhì)腐蝕開(kāi)裂，從而縮短燈具的使用壽命，因此，LED照明產(chǎn)品使用的硅酮密封膠要求中性無(wú)腐蝕。

　　4、無(wú)鹵無(wú)硫：鹵素和硫的存在會(huì)導(dǎo)致LED燈珠的銀支架被鹵化、硫化后發(fā)黑，進(jìn)而導(dǎo)致燈珠的電流大幅度波動(dòng)，影響LED燈珠的光效和色溫，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐伤罒?。因此，LED照明產(chǎn)品使用的硅酮密封膠要求無(wú)鹵無(wú)硫。

　　5、優(yōu)異的粘接性和對(duì)基材的廣泛適應(yīng)性：LED照明產(chǎn)品的粘接材料多種多樣，包括PC、PBT、PET、ABS、PA以及這些材料與玻璃纖維的復(fù)合材料等，優(yōu)異的粘接性和對(duì)基材的廣泛適應(yīng)性可以保證硅酮密封膠對(duì)LED照明產(chǎn)品中可能出現(xiàn)的多種基材實(shí)現(xiàn)粘接，從而為產(chǎn)品的安全穩(wěn)定提供保障。

　　TOP9：高鐵無(wú)砟軌道專用界面劑解析

　　關(guān)注度 799

　　技術(shù)含量：★★★★　發(fā)生頻率：★★★★★

　　一般來(lái)說(shuō)嵌縫膠常用的有聚氨酯嵌縫膠與硅酮嵌縫膠。硅酮嵌縫膠和聚氨酯嵌縫膠在國(guó)內(nèi)外都有成功的應(yīng)用案例，硅酮嵌縫膠在昌贛高鐵、商合杭高鐵、武漢城際鐵路進(jìn)行了應(yīng)用，聚氨酯嵌縫膠在蘭新二線鐵路、哈齊客專鐵路先導(dǎo)段等工程進(jìn)行了應(yīng)用。綜合比較，硅酮嵌縫膠力學(xué)性能與耐候性等多個(gè)方面較聚氨酯嵌縫膠優(yōu)異，故市場(chǎng)較為青睞硅酮嵌縫膠。

　　另一方面考慮到混凝土基材表面特性及其切割施工時(shí)產(chǎn)生的揚(yáng)塵等對(duì)嵌縫膠粘接效果的影響，為此中國(guó)鐵路總公司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《高速鐵路無(wú)砟軌道嵌縫密封材料》中規(guī)定在使用嵌縫膠前須涂刷一層界面劑。界面劑的本質(zhì)作用是混凝土表面層與嵌縫膠表面層的橋接，因此界面劑應(yīng)具有強(qiáng)力粘接混凝土表層與被嵌縫膠粘接等基本特征。

　　TOP8：高溫硫化硅橡膠密封條

　　關(guān)注度 803

　　技術(shù)含量：★★★★

　　三元乙丙型橡膠（EPDM）密封膠條我想大家都認(rèn)識(shí)吧，硅橡膠制品與它們同屬于橡膠家族的，被應(yīng)用的領(lǐng)域也很相似，外行人可能很難區(qū)分開(kāi)。但是由于我們本質(zhì)不一樣，決定了我們跟他們存在很大的區(qū)別，具體概況下有以下幾點(diǎn)：

　　1、膚色不一樣；EPDM密封條大部分是黑色的，偶爾會(huì)有灰色的，很單調(diào)。我們膚色可多了，紅橙黃綠青藍(lán)紫，非常豐富，當(dāng)然黑白兩色也有，你想要啥色，我們就可以變啥色。

　　2、耐熱抗寒能力不一樣；EPDM耐溫范圍撐死了也就-40℃-150℃，而我們高溫硫化硅橡膠制品里頭最弱的都能耐-60℃-250℃，更別說(shuō)那些牛的了。

　　3、耐候性能不一樣；由于本身構(gòu)成物質(zhì)不一樣，我們高溫硫化硅膠密封條的硅氧鍵比EPDM的碳碳鍵在耐候性方面更具有優(yōu)勢(shì)。沒(méi)辦法這是我們的基因優(yōu)勢(shì)。

　　4、抗壓能力不一樣；我們硅橡膠密封條具有很好的彈性，再大的壓力落在我們身上，產(chǎn)生的形變我們也能恢復(fù)回去，在能屈能伸這點(diǎn)上EPDM還是不可比肩的。

　　5、生物相容性不一樣；我們硅橡膠跟人類朋友們親和力更強(qiáng)、相處更友好，因此我們應(yīng)用的領(lǐng)域更寬廣，像醫(yī)療器械、食品等領(lǐng)域都有我們的身影，這一點(diǎn)EPDM們是永遠(yuǎn)做不到的。

　　TOP7：混凝土施膠的利器界面劑

　　關(guān)注度 844

　　技術(shù)含量：★★★

　　混凝土材料是現(xiàn)代工程建筑應(yīng)用最廣泛與最大量的材料之一，毫不夸張地說(shuō)混凝土是構(gòu)成現(xiàn)代建筑美學(xué)的基礎(chǔ)元素之一。工程建筑所用的混凝土通常是采用攪拌澆筑施工方式，但澆筑工藝并不是無(wú)所不能，澆筑工藝能夠滿足大部分工程建設(shè)技術(shù)需求，此外后期的二次施工（諸如防護(hù)劑表面處理、施膠等工藝）滿足局部或更為精細(xì)化的工程建設(shè)需求。比如水泥道路通常采用混凝土一次性澆筑施工，為避免戶外熱脹冷縮，待混凝土固化后再次切割成縫并灌注嵌縫膠以防雨水侵蝕內(nèi)部結(jié)構(gòu)。又如目前大力推廣的裝配式建筑，先將鋼筋混凝土預(yù)制件安裝預(yù)定位置后再對(duì)局部縫隙施膠密封。但是混凝土表面不可避免地存在大量灰塵廢屑，直接對(duì)未處理過(guò)的混凝土表面施膠存在脫落的風(fēng)險(xiǎn)，業(yè)界認(rèn)為應(yīng)在對(duì)混凝土施膠前先用界面劑對(duì)其表面處理后再施膠。

　　混凝土施膠專用界面劑的本質(zhì)是一類能將混凝土表面層與嵌縫膠表面層橋接的物質(zhì)（機(jī)理如圖1），界面劑應(yīng)具有強(qiáng)力粘接混凝土表層與被嵌縫膠粘接等特征。目前常用的界面劑按有效成分可分為聚丙烯酸酯類與環(huán)氧樹(shù)脂類這兩大類型。

　　TOP6：有機(jī)硅導(dǎo)熱材料在LED燈具中的應(yīng)用

　　關(guān)注度 1001

　　技術(shù)含量：★★★

　　LED因其具有發(fā)光效率高、能耗低、無(wú)頻閃、使用壽命長(zhǎng)、可控制性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)得到了跨越式發(fā)展。目前LED產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用在室內(nèi)照明、景觀照明、家用電器、戶外顯示、軌道交通、儀器儀表以及工礦隧道等領(lǐng)域。LED的使用壽命是結(jié)溫的函數(shù)，因此熱管理對(duì)于LED的性能至關(guān)重要，同時(shí)也是LED系統(tǒng)設(shè)計(jì)最重要的一個(gè)方面。LED系統(tǒng)生產(chǎn)商需要通過(guò)尋求優(yōu)化的散熱器、電路板、高效的熱傳導(dǎo)材料和其它先進(jìn)熱設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。

　　作為LED熱管理設(shè)計(jì)方案中的關(guān)鍵一環(huán)，有機(jī)硅導(dǎo)熱材料具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）低表面能，能很好地浸潤(rùn)大部分材料的表面；2）玻璃化溫度低，能保持良好的柔韌性和非常低的應(yīng)力；3）適用溫度范圍廣，在高低溫下性能表現(xiàn)穩(wěn)定，耐候性出色；4）電氣性能良好；5）無(wú)腐蝕性，環(huán)保無(wú)毒；6）產(chǎn)品形式多樣，可以是凝膠也可以作為彈性體；7）流變性和固化性都可以根據(jù)需要調(diào)整。在LED燈具中，有機(jī)硅導(dǎo)熱材料貫穿了熱管理的方方面面。

　　TOP5：反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠綜述

　　關(guān)注度 1022

　　技術(shù)含量：★★★

　　反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠（PUR）一般以端異氰酸酯基（-NCO）聚氨酯預(yù)聚體作為基料，配以增粘樹(shù)脂、抗氧劑、催化劑、填料等制備而成。粘接時(shí)，膠黏劑加熱熔融成流體而涂敷施膠，兩種被粘體貼合后膠層冷卻凝聚馬上獲得初始粘接力；之后膠層中的活潑-NCO基團(tuán)再與空氣中的濕氣、被粘物表面吸附的水分以及活潑氫基團(tuán)反應(yīng)，產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)固化，生成具有高內(nèi)聚力的高分子聚合物，使粘合力、耐熱性等顯著提高。反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠既有熱熔膠黏劑無(wú)溶劑、初粘力高、裝配時(shí)定位迅速等特性，又有反應(yīng)性膠黏劑的耐水、耐溫、耐蠕變、耐濕和耐介質(zhì)等性能，自1984年出現(xiàn)以來(lái)，得到了迅速發(fā)展，并得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

　　TOP4：加成型硅凝膠在電子工業(yè)上的應(yīng)用解析

　　關(guān)注度 2007

　　技術(shù)含量：★★★

　　加成型硅凝膠是以乙烯基聚硅氧烷和含氫聚硅氧烷為基礎(chǔ)原材料，通過(guò)硅氫加成反應(yīng)交聯(lián)而形成的固液共存的凍狀材料。與常見(jiàn)的加成型硅橡膠相比，加成型硅凝膠交聯(lián)密度僅為其1/5～1/10，由于固化后似果凍般柔軟，因此俗稱“果凍膠”，硬度通常以針入度或錐入度計(jì)。

　　由于采用硅氫加成固化方式，加成型硅凝膠具有硫化速度可調(diào)、固化不釋放小分子，VOC含量低等特點(diǎn)。除此以外，加成型硅凝膠還具有以下特殊性能：

　　1、材料自身的柔軟性賦予了低的彈性模量和內(nèi)應(yīng)力，使其具有優(yōu)異的緩沖減震和阻尼性；

　　2、交聯(lián)密度低，可在更寬的溫度范圍內(nèi)使用，耐冷熱沖擊性/冷熱交變性較普通硅橡膠更加優(yōu)異；

　　3、具有自修復(fù)性，受外力開(kāi)裂后可以自動(dòng)愈合；

　　4、自粘性，具有較好的防潮密封性。以上特性結(jié)合有機(jī)硅材料自身的耐熱性、耐候性、電氣絕緣性、無(wú)毒性使得硅凝膠廣泛應(yīng)用于晶體管及集成電路的內(nèi)涂覆及灌封、光學(xué)儀器的彈性粘接、人體器官的植入（如乳房假體）和義乳等。

另外，硅凝膠通過(guò)加入填料或配合添加劑后可制得復(fù)合型硅凝膠，使硅凝膠功能化，如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、阻燃性、抗沖擊衰減性等。

　　TOP3：LED燈用有機(jī)硅粘接密封膠性能升級(jí)要點(diǎn)

　　關(guān)注度 4084

　　技術(shù)含量：★★★★

　　1、固化速度慢、形成粘接強(qiáng)度時(shí)間長(zhǎng)

　　有機(jī)硅粘接密封膠的固化速度和產(chǎn)生一定粘接強(qiáng)度需要的時(shí)間對(duì)LED燈的生產(chǎn)效率有著重要影響，固化速度慢且產(chǎn)生一定粘接強(qiáng)度需要的時(shí)間太長(zhǎng)，LED燈的生產(chǎn)效率就會(huì)降低。鈦酸酯體系催化的脫甲醇硅酮密封膠需要依靠空氣中的濕氣進(jìn)行交聯(lián)固化，濕氣擴(kuò)散到膠層內(nèi)部比較困難，24小時(shí)固化深度約為2～3mm，而達(dá)到粘接密封膠的最佳性能甚至需要用幾天時(shí)間，這樣使得組裝后的LED燈需要七、八個(gè)小時(shí)后才能包裝搬運(yùn)，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)廠家的連續(xù)化生產(chǎn)效率。因此，加快固化速度、縮短形成粘接強(qiáng)度的時(shí)間是LED燈用有機(jī)硅粘接密封膠性能升級(jí)的一大要點(diǎn)。

　　2、耐黃變性能差

　　目前市面上鈦酸酯體系催化的脫甲醇型有機(jī)硅粘接密封膠硅大都采用鈦酸異丙酯和乙酰乙酸乙酯合成的一次鈦或者二次鈦螯合物作為催化劑，該催化劑的合成過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物很容易同LED燈體組件內(nèi)的其它材質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致粘接密封膠和PC泡殼發(fā)生黃變現(xiàn)象，而黃變對(duì)LED燈的外觀有著嚴(yán)重影響。因此，改善耐黃變性能也是LED燈用有機(jī)硅粘接密封膠性能升級(jí)的一大要點(diǎn)。

　　3、粘接廣泛性和耐久性不足

　　LED燈在實(shí)際生產(chǎn)中涉及到的粘接材料種類繁多，如玻璃、鋁材、PVC、ABS、PBT、PET、PA等，因此要求粘接密封膠具有廣泛的粘接性，才能對(duì)各種材料起到固定和粘接的效果，同時(shí)還需要具有良好的粘接耐久性，確保其在使用環(huán)境下不會(huì)粘接失效。但市面上現(xiàn)有產(chǎn)品對(duì)LED燈常用基材的適應(yīng)性差、粘接耐久性不足，無(wú)法滿足快速發(fā)展的LED燈行業(yè)的需求。因此，改善粘接廣泛性和耐久性仍是LED燈用有機(jī)硅粘接密封膠性能升級(jí)的一大要點(diǎn)。

　　TOP2：光伏組件結(jié)構(gòu)發(fā)展及解決方案介紹（一）

　　關(guān)注度 5056

　　技術(shù)含量：★★★★

　　隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤炭、石油等不可再生能源供應(yīng)日趨緊張，開(kāi)發(fā)使用新能源已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急，其中風(fēng)力、太陽(yáng)、微生物等能源都是可再生的，因而頗受全球的青睞和支持。特別是光伏發(fā)電技術(shù)，在全球二氧化碳減排的巨大壓力以及多國(guó)財(cái)政補(bǔ)貼政策的刺激下，成為全球發(fā)展最快的可再生能源技術(shù)。自2010年開(kāi)始，在國(guó)家政策的不斷引導(dǎo)和市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)等因素影響下，越來(lái)越多的中國(guó)企業(yè)也加入太陽(yáng)能光伏行業(yè)，促使中國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)得到高速發(fā)展，新增裝機(jī)容量不斷攀升。2015年，中國(guó)的新增裝機(jī)容量已躍居世界第一；2017年，中國(guó)的太陽(yáng)能光伏裝機(jī)總量也成為全球第一，高達(dá)130GW。

　　然而，隨著光伏組件不斷投入使用，一些質(zhì)量問(wèn)題開(kāi)始逐漸暴露。比如在某些濕熱氣候地區(qū)，因?yàn)楦邷?、高濕等自然環(huán)境導(dǎo)致的熱老化和水解老化等情況，對(duì)組件中的電池、背板、密封材料都有嚴(yán)重的影響。部分組件會(huì)存在電池片和封裝材料脫離的現(xiàn)象，以及接線盒部位由于水汽通過(guò)背面孔洞處導(dǎo)致密封材料容易脫層。因此市場(chǎng)對(duì)組件的封裝工藝以及材料選擇都提出了高要求。

　　按結(jié)構(gòu)分類，光伏組件類型主要分單/雙玻兩種。傳統(tǒng)的單面玻璃的組件采用玻璃+電池+背板結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)存在背板易磨損、易氧化腐蝕等問(wèn)題。雙玻光伏組件采用玻璃代替背板，形成了一種玻璃+電池+玻璃的三明治結(jié)構(gòu)，電池片之間依靠導(dǎo)線聯(lián)在一起，最終到達(dá)引線端。雙玻組件的特殊結(jié)構(gòu)，與光伏單玻組件相比，一方面雙玻組件背面用玻璃替代了TPT、TPE、PET等塑料背板，因此在使用壽命、發(fā)電效率、抗PID衰減、抗隱裂、透水率、絕緣性、防火性、抗積灰、耐酸堿性等方面優(yōu)勢(shì)明顯，另一方面可減少因水汽導(dǎo)致的可靠性問(wèn)題，更好地適應(yīng)光伏的行業(yè)發(fā)展，是光伏組件發(fā)展的主流方向。

　　TOP1：光伏組件結(jié)構(gòu)發(fā)展及解決方案介紹（二）

　　關(guān)注度 7445

　　技術(shù)含量：★★★★★

　　新型有機(jī)硅膠材料由于其含有的硅氧鍵鍵能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于碳碳鍵和碳氧鍵，具有突出的耐老化性能，能在戶外環(huán)境長(zhǎng)期使用，是目前已知的耐老化性最好的一類高分子材料。除耐老化性外，硅酮類結(jié)構(gòu)密封膠還具有優(yōu)異的耐高低溫、耐水、耐疲勞、耐鹽霧腐蝕等特點(diǎn)，在預(yù)期壽命內(nèi)（30年以上）性能穩(wěn)定，能承受較大荷載，適用于金屬、陶瓷、塑料、玻璃等同種材料或異種材料之間的粘接，是雙玻組件結(jié)構(gòu)密封膠的最佳選擇。

　　目前市面上所有光伏組件必須符合IEC 61215標(biāo)準(zhǔn)《地面用晶體硅光伏組件-設(shè)計(jì)鑒定和定型》。該標(biāo)準(zhǔn)是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，硅酮類結(jié)構(gòu)密封膠作為光伏組件安裝重要的組成部分之一，必須滿足IEC 61215標(biāo)準(zhǔn)，其中涉及影響硅酮類結(jié)構(gòu)密封膠的性能主要有室外暴曬實(shí)驗(yàn)、紫外處理實(shí)驗(yàn)、熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)、濕-凍實(shí)驗(yàn)、濕熱實(shí)驗(yàn)等老化條件。

　　在IEC 61215標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合硅酮類結(jié)構(gòu)密封膠相關(guān)性能，業(yè)內(nèi)制定了適用于光伏組件硅酮結(jié)構(gòu)密封膠的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，此前市面上硅酮結(jié)構(gòu)密封膠常用于建筑幕墻的粘接用途，符合我國(guó)國(guó)標(biāo)《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》GB 16776-2005或美標(biāo)《硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》ASTM C1184-2013的要求，但是多數(shù)無(wú)法經(jīng)受更加苛刻的長(zhǎng)期高溫高濕、高低溫、酸堿腐蝕、鹽霧侵蝕等光伏應(yīng)用環(huán)境考驗(yàn)。針對(duì)開(kāi)發(fā)光伏組件類用膠參數(shù)要求，目前主要參考由廣州市白云化工實(shí)業(yè)有限公司、天合光能股份有限公司、無(wú)錫尚德太陽(yáng)能電力有限公司等單位合作起草的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CPIA 0008-2019:《光伏組件用硅酮類結(jié)構(gòu)密封膠》。