一种耐热橡胶板混炼胶及其制备方法和应用

技术领域

本发明应用在耐热胶料制备技术领域，特别是涉及一种耐热橡胶板混炼胶。

背景技术

太阳能层压机是用来做太阳能电池板的层压封装的，其中层压机的压制成型的太阳能电池板的重要主件就是耐高温的橡胶板，其在太阳能层压机中起到密封抽真空和高温固化EVA密封胶的作用，橡胶板的耐高温性能、抗老化强度和伸缩延展性直接决定太阳能层压机的生产效率，产品质量，使用寿命。

现有的授权公布号“CN 112280135 A”中国专利文献公开了一种“光伏层压机用耐久性橡胶板及其制备方法”，包括如下质量份组分：橡胶基体100份、补强填充剂20～40份、硫化剂5～10份、硫化助剂1～6份、防老化剂1～5份；其中，所述橡胶基体包括氢化丁腈橡胶、氟橡胶和三元乙丙橡胶；该光伏层压机用耐久性橡胶板耐高温性能仍有待提高，当其长时间的在高温的条件下应用时，会出现提前老化、失去橡胶的弹性和密封性的现象，从而缩短橡胶板的使用寿命，在使用层压机是则需要多次对橡胶板进行拆卸更换，在拆卸时较为麻烦，增强工人的劳动强度，且同时影响层压机的正常的生产，降低层压机的生产效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种耐热橡胶板的混炼胶，耐热的橡胶板由此耐热橡胶板用混炼胶制备而成，从而解决了上述中耐热性能不高的问题。

本发明提供了一种耐热橡胶板混炼胶，其包括以下质量份数的组分：其包括以下质量份数的组分：100份三元乙丙胶、5份-8份石蜡油、5份-10份氧化锌、5份-10份氧化镁、4份-6份双25硫化剂，其特征在于，还包括20份-40份无机填料、6份-9份防老剂，1.5份-3.5份助交联剂，所述防老剂为445防老剂、MMB/MB 防老剂和RD防老剂，所述445防老剂、MMB/MB防老剂和RD防老剂的比例为3：1.5：3。

进一步的，其还包括以下质量份数的组分：20份-30份细炭黑、20份-40份粗炭黑。

进一步的，其还包括以下质量份数的组分：0.5份-1.0份硬脂酸。

进一步的，所述三元乙丙胶由三元乙丙胶6470和三元乙丙胶4045两种胶组成，所述三元乙丙胶6470质量份数的组分为：60份-70份。

本发明提供了一种耐热橡胶板用混炼胶，通过加入5-10份无机填料、6份-9 份的防老剂，三种防老剂分别为445防老剂、MMB(MB)防老剂和RD防老剂，其中445防老剂、MMB/MB防老剂和RD防老剂的比例为3：1.5：3，通过将耐高温的补强无机填料与耐高温的防老剂的相互搭配使用，使胶料的耐热性能大幅提升和延长胶料的使用寿命，同时也可降低生产成本；

三元乙丙胶用双25硫化剂作为硫化剂的耐热性能是最好的，同时合理搭配过氧化物的助交联剂TMPTMA(三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯)来进一步确保胶料的耐热性能的稳定和提高；

通过选用中高门尼粘度、中高乙烯含量和中低ENB的三元乙丙胶6470和低门尼粘度、中乙烯和中ENB的三元乙丙胶4045的相互搭配，提升了胶料的耐热性能，同时保证胶料的挤出工艺性能、撕裂性能及物理性能的均衡和提升。

本发明又提供了一种上述所述的耐热橡胶板混炼胶的制备方法，包括如下步骤：

S1：混料步骤：将三元乙丙胶、氧化锌、氧化镁、防老剂先后加入到密炼机内，在所述密炼机的转速控制在40-50r/min、混炼压力控制在5.0-6.0KGf下搅拌40-60s，得到混料A；

在得到的所述混料A中再加入石蜡油、无机填料并通过所述密炼机继续搅拌，在所述密炼机的转速控制在40～50r/min、混炼压力控制在5.0～6.0KGf的条件下搅拌40～90s得到A炼胶；

S2：第一次排胶：对S1中得到的所述A炼胶进行升栓清扫并压栓排胶；

S3：硫化步骤：将S2中排出的所述A炼胶出片冷却后静置停放至少24小时后加入到所述密炼机内，并加入双25硫化剂和助交联剂并通过所述密炼机搅拌，在所述密炼机的转速控制在20～30r/min、混炼压力控制在3.5～4.5KGf的条件下搅拌40～60s得到B炼胶；

S4：第二次排胶：再对S3中得到所述B炼胶升栓清扫并压栓排胶，将排出的所述B炼胶出片冷却后静置停放至少24小时，最终获得所述耐热橡胶板混炼胶。

进一步的，在S1中混炼混料A的过程中需加入0.5份-1.0份硬脂酸，再将加工得到的所述混料A加入到密炼机进行混炼得到A炼胶的过程中需加入20份-30 份细炭黑和20份-40份粗炭黑。

本发明又提供了一种耐热橡胶板混炼胶的制备方法，其具有工艺简单、操作方便，在密炼机设定的工艺参数下方便对原料的搅拌，使原料混合的更均匀，同时方便混炼好的胶料的清扫和排胶，在排胶的过程中不易粘辊。

本发明又提供了一种耐热橡胶板，其采用上述所述的制备方法形成的混炼胶压制而成。

本发明又提供了一种耐热橡胶板，该耐热橡胶板采用此耐热橡胶板用混炼胶制备而成，具有较高的耐热性能、硬度、撕裂强度，且其合格率高、工艺性能好以及使用寿命较长。

本发明又提供了一种太阳能面板成型机，该太阳能面板成型机包括上述的耐热橡胶板。

本发明又提供了一种太阳能面板成型机，该太阳能面板成型机包括该耐热橡胶板，通过将此耐热橡胶板应用太阳能面板成型机上，由于耐热橡胶板的耐热性能较高，当太阳能面板成型机长时间在高温条件工作时不易损坏，从而延长太阳能面板成型机的使用寿命，减少工人对耐热橡胶板的更换次数，从而降低工人的工作强度，提高太阳能面板成型机的生产效率。

具体实施方式

实施例1：

一种耐热橡胶板用混炼胶，其包括以下质量份数的组分：三元乙丙胶100份、石蜡油6.5份、无机填料30份、氧化锌7.5份、氧化镁7.5份、防老剂7.5份、双25硫化剂5份、助交联剂2.5份、细炭黑25份、粗炭黑30份、硬脂酸0.8 份；

无机填料采用耐高温的硅酸盐类物质，如煅烧陶土，硅酸钙等物质；防老剂采用三种防老剂，且三种防老剂分别为445防老剂、MMB(MB)防老剂和 RD防老剂，其中445防老剂、MMB/MB防老剂和RD防老剂的比例为3：1.5： 3，通过将耐高温的补强无机填料与耐高温的防老剂的相互搭配使用，使胶料的耐热性能大幅提升和延长胶料的使用寿命，同时也可降低生产成本；

三元乙丙胶用双25硫化剂作为硫化剂的耐热性能是最好的，在硫化过程中不易产生副产物和刺激性较强的气味，产生的碳碳键的键能是最大的，远远高于和好于硫磺硫化体系，低硫高促体系，树脂体系，醌肟体系等硫化体系，同时搭配2.5份助交联剂TMPTMA(三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯)来进一步确保胶料的耐热性能的稳定和提高。

石蜡油采用高闪点、高粘度的石蜡油，开口闪点达到280℃以上的石蜡油作为工艺操作助剂，便于胶料的混炼和挤出工艺的操作，但石蜡油不宜添加过多， 10份以上的石蜡油会降低胶料的耐热老化性能，且在长时间的高温情况下，石蜡油会逐步挥发和被烘干掉，此时胶料的硬度变化会大，超出标准，出现胶料硬度变硬的现象；

氧化锌有直接法氧化锌和间接法氧化锌，本发明中选用间接法氧化锌，间接法氧化锌是一种金属氧化物，常温下为白色六角晶系结晶或粉末，粒径在0.1-10 微米左右，氧化锌产品纯度为99.5％--99.7％；氧化镁选用轻质氧化镁，间接法氧化锌和轻质氧化镁的并用即起到活性剂的作用，提高胶料的导热性，加快硫化速度，使硫化更彻底，又可以增加改善胶料的耐热性能、良好的耐腐蚀性、抗撕裂性、弹性和伸长率；

细炭黑采用N330，粗炭黑采用N550(或者N774)，同时加入特定的补强细炭黑和粗炭黑即起到着色的作用，又能使胶料取得在物理机械性能，回弹，曲挠，压缩等的平衡；

硬脂酸起到活性剂的作用，其与间接氧化锌配合使用，提高胶料的反应活性和方便后续工艺中胶料脱模的作用，活性剂硬脂酸以不超过1份为宜，超过一份会影响胶料的硫化速度和消耗一部分的过氧化物的硫化剂。

进一步的优化实施例，三元乙丙胶由65份三元乙丙胶6470和35份三元乙丙胶4045两种胶组成，三元乙丙胶6470的门尼粘度ML(1+4@125℃)：59，乙烯含量为：70WT％，ENB为4.7％，三元乙丙胶4045的门尼粘度ML(1+4)@ 100℃：45，乙烯含量：45wt％，ENB为7.6％；

通过选用中高门尼粘度、中高乙烯含量和中低ENB的三元乙丙胶6470和低门尼粘度、中乙烯和中ENB的三元乙丙胶4045的相互搭配，提升了胶料的耐热性能，同时保证胶料的挤出工艺性能、撕裂性能及物理性能的均衡和提升。

上述耐热橡胶板用混炼胶的制备方法包括如下步骤：

S1：混料步骤：将三元乙丙胶、氧化锌、氧化镁、硬脂酸、防老剂先后加入到密炼机内，在所述密炼机的转速控制在45r/min、混炼压力控制在6.0KGf下搅拌60s，得到混料A；

在得到的混料A中再加入石蜡油、无机填料、细炭黑和粗炭黑并通过所述密炼机继续搅拌，在密炼机的转速控制在45r/min、混炼压力控制在6.0KGf的条件下搅拌90s得到A炼胶；

S2：第一次排胶：再对S1中得到的所述A炼胶进行升栓清扫并压栓排胶，通过升栓清扫使原料在密炼机内混合的更加均匀；

S3：硫化步骤：将S2中排出的A炼胶出片冷却后静置停放至少24小时后加入到密炼机内，并加入双25硫化剂和助胶联剂并通过密炼机搅拌，在密炼机的转速控制在25r/min、混炼压力控制在4.5KGf的条件下搅拌60s得到B炼胶；

S4：第二次排胶：再对S3中得到所述B炼胶进行升栓清扫并压栓排胶，将排出的所述B炼胶出片冷却后静置停放至少24小时，最终获得所述耐热橡胶板混炼胶，通过静置停放24小时可将胶料中的一些没有挥发掉的水分隔离剂尽可能的进行挥发掉，分子之间相互扩散浸润的更好更充分，同时也保证后续工艺性能和产品质量的稳定性，提高产品的合格率，减少残次品的产生机率。

前述的实施例及对比例中的耐热橡胶板混炼胶成分及质量组分如下表1所示：

基于前述的实施例及对比例中的成分及质量组分所构成的耐热橡胶板，性能参数对比如下表 2：

综上所述：根据表2可知，由本发明实施例1～4中的含量成分的耐热橡胶板具有明显优于对比例1～9，实施例1～4中含量成分的耐热橡胶加工出来的橡胶板的使用寿命较长，硬度变化、扯断强度变化和扯断伸长率较低，其中最优实施例1中的含量成分的耐热橡胶加工出的橡胶板的使用寿命最长，耐热性能最好，当将此耐热橡胶板应用在太阳能面板层压机上后，当太阳能面板层压机在高温条件下工作时，此耐热橡胶板不易损坏，从而延长太阳能面板层压机的使用寿命，降低工人对太阳能面板层压机中的耐热橡胶板的更换次数，节约成本且降低工人的工作强度，提高太阳能面板成型机的生产效率。

本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。