太阳能电池用硅橡胶胶黏剂的研制及性能研究

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随着我国科技的迅速发展和航空航天领域的不断突破,相关领域的技术革新对航天器有了更高层面上的要求,工业技术人员将利用高效、便利等手段来优化我国在航空航天领域的设施设备。采用优异性能的胶黏剂和配套的粘合技术是我国发展国防军工等领域不可或缺的部分,胶黏剂主要应用在航天飞机、空间探测器、载人飞船等航天技术领域。在航空航天领域中,太阳能电池板作为航天器的重要组件,需要具备能够应对极其严峻且恶劣的空间环境的能力,比如耐高低温交变、耐高强辐射等。硅橡胶胶黏剂具有化学稳定性、耐高低温性等优异的性能,因而主要应用于高技术领域。针对目前相关领域的实际需求,本论文以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷作为基胶制备出一种航天器用双组份室温固化硅橡胶胶黏剂,并在此基础上进一步改善胶黏剂的耐热性能,主要研究结论如下:(1)首先选择常用的胶黏剂催化剂和偶联剂进行复配,通过实际需求对表干时间及固化的要求,确定以正硅酸乙酯为交联剂,二月桂酸二丁基锡为催化剂、KH550和KH560分别作为偶联剂,以进一步探究胶黏剂的基本配方。(2)利用正交试验的分析方法分别研究了不同偶联剂体系中不同因素对胶黏剂主要性能的影响并获得了各体系的最佳配方。通过两个体系最佳配方的胶黏剂性能比较,发现以KH550为偶联剂的胶黏剂具有更为优异的耐低温性能和粘合性能,其透光率可以达到97.9%,最低使用温度即玻璃化转变温度(Tg)可达到-123.1℃,160℃下恒温1 h后失重率小于1.5%,具有良好的热稳定性。(3)为了进一步提高以KH550为偶联剂的硅橡胶胶黏剂的耐热性能,添加了不同含量(0.1-0.5 wt%)的聚硅氮烷,并研究了其含量对硅橡胶胶黏剂的表干时间、透光率、耐热等性能的影响。研究结果表明,随着聚硅氮烷含量的增加,胶黏剂的表干时间呈上升趋势,透光率逐渐下降,但仍可满足不低于92%的基本要求。同时,聚硅氮烷的加入对胶黏剂邵氏硬度、耐低温性的影响不大。更为重要的是,热失重分析显示聚硅氮烷含量为0.5 wt%的胶黏剂的T5%、T10%均有所提升,表明胶黏剂的耐热性能得到一定程度的改善。通过反应机理的分析认为,聚硅氮烷的引入可以与胶黏剂中的羟基、残余水分等进行反应,并抑制分子链的降解。
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