[发明专利]一种光伏胶专用纳米碳酸钙的表面处理方法

说明书

技术领域

本发明属于无机纳米材料技术领域，涉及一种光伏胶专用纳米碳酸钙的表面处理方法。

背景技术

纳米碳酸钙作为一种新型功能性无机材料，被广发运用于橡胶、塑料、涂料、密封胶、油墨及造纸等行业。纳米碳酸钙较高的的粒径及高比表面积使其具有一般无机填料所没有的表面活性，但未经表面改性的纳米碳酸钙难以均匀分散于复合材料。目前主要应用表面活性剂对纳米碳酸钙进行表面处理来解决分散性难题。不同类型的表面活性剂特性各异，离子型表面活性剂在水溶液中受体系pH值的影响很大，而非离子型表面活性剂的作用与体系pH值关系不大，与其他表面活性剂相容性较好，可复配使用。

有机硅光伏胶是一种室温硫化中性单组分硅酮密封胶，具有深层固化快，粘结性能好，不腐蚀金属和环保等特点，被广泛运用于光伏组件外框和接线盒等组件的粘结。由于光伏组件常年暴露于室外环境中，要求其密封胶具有良好的耐候性能。目前市售的光伏胶存在耐湿热老化性能差等问题，难以满足市场要求。

中国发明专利CN 102161841 A公开一种超低粘度和高触变性能纳米碳酸钙的制备方法。该发明通过利用脂肪酸或脂肪酸衍生物和偶联剂对纳米碳酸钙进行复合表面处理，制得碳酸钙产品填充硅酮胶具有粘度低，触变性好和拉伸强度高等优点，但其耐热老化及耐水性能较差。

中国发明专利CN 1490359 A公开一种室温硫化硅酮胶专用纳米碳酸钙的表面改性方法，该发明分别以硬脂酸及白油经烧碱乳化的乳化液和石蜡经氨水乳化的乳化液为表面改性剂，对纳米碳酸钙进行二次湿法改性，改性后的碳酸钙能赋予硅酮密封胶良好的存贮稳定性、粘结强度及耐水性能，但耐热老化欠佳。

中国发明专利CN 103013181 B公开一种纳米碳酸钙的表面改性方法，该发明使用邻苯二甲酸单醇酯对纳米碳酸钙进行表面包覆，得到吸油值低、分散性好的纳米碳酸钙产品，填充硅酮胶后能赋予胶体良好的耐高低温，却难于保证其粘结强度等其他性能。

综上所述，寻求一种能够赋予光伏胶良好耐湿热老化性能的纳米碳酸钙是必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏胶专用纳米碳酸钙的表面处理方法，本发明方法通过使用硬脂酸和聚氧乙烯硬脂酸酯复配皂化物对填料纳米碳酸钙进行表面处理，通过本方法处理后的纳米碳酸活性高、性能稳定，填充光伏密封胶后既能保证其良好的加工性能及力学性能，又赋予其良好的贮存稳定性和耐湿热老化性能。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明方案是使用硬脂酸和聚氧乙烯硬脂酸酯复配皂化物对填料纳米碳酸钙进行表面处理。在纳米碳酸钙粒子表面引入聚氧乙烯链，聚氧乙烯硬脂酸酯作为一种高效的非离子型表面活性剂，与硬脂酸(盐)复配后，可以起到良好的乳化分散作用，改性效果突出。使用聚氧乙烯硬脂酸酯表面处理后，在碳酸钙表面引入性能稳定的碳氧键，可减缓填充胶体的老化速度。同时聚氧乙烯硬脂酸酯的亲水亲油平衡值(HLB)较低，也有利于提高光伏胶的耐湿热老化性能。

本发明是这样实现的：

一种光伏胶专用纳米碳酸钙的表面处理方法，包括以下步骤：

(1)将比表面积为20～35m²/g的纳米碳酸钙浆液加入反应釜，搅拌，并加热至60～90℃；

(2)向步骤(1)的浆液加入复配表面处理剂进行表面处理，搅拌20～30min，得改性纳米碳酸钙；

(3)将改性纳米碳酸钙压滤脱水，经过链带干燥机干燥，干燥温度为110～135℃，得干燥物料；

(4)再将干燥物料按常规方法粉碎、分级、包装，即得纳米碳酸钙产品；

所述复配表面处理剂为硬脂酸与聚氧乙烯硬脂酸酯的皂化物；其中硬脂酸和聚氧乙烯单硬脂酸的质量比为1：0.5～1.5。

优选地，以上所述复配表面处理剂的加入量为浆液中纳米碳酸钙质量的2.5～4.5％。

优选地，以上所述复配表面处理剂的制备是将硬脂酸和聚氧乙烯硬脂酸酯与强碱发生皂化反应所得的水溶性皂化物；其中皂化温度控制在80～100℃，皂化时间为20min,强碱的用量为硬脂酸质量的15～20％。

优选地，以上所述聚氧乙烯硬脂酸酯是硬脂酸与环氧乙烷在强碱的催化作用下聚合而成，其分子式为：

其中：n大于0小于等于12。

优选地，所述聚氧乙烯硬脂酸酯分子式的n值为2、5或9。所述聚氧乙烯硬脂酸酯简写为PEG-n硬脂酸酯。

优选地，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

与现有技术相比，本发明的有益效果：