OP10：LED照明用硅酮密封胶浅析

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　　技术含量：★★★★

　　通常情况下，LED照明用硅酮密封胶的主要性能要求包括：低挥发份、优异的耐黄变性能、中性无腐蚀、无卤无硫、优异的粘接性和对基材的广泛适应性等。具体分析如下：

　　1、低挥发份：硅酮密封胶如果在固化过程中释放出的有机小分子含量高，就会在密封的灯体内富集于灯罩表面而形成雾态，从而影响灯体的光效和色温，而低挥发份的硅酮密封胶可以确保LED照明产品灯体不因内部起雾而受到影响。

　　2、优异的耐黄变性能：LED照明产品对硅酮密封胶的颜色变化有很高要求，在长期的使用过程中，硅酮密封胶优异的耐黄变性可以确保LED照明产品的外观正常。

　　3、中性无腐蚀：LED照明产品使用的灯罩和灯管大部分都采用低成本、高韧性和长寿命的PC材质（PC材质耐酸不耐碱），使用碱性硅酮密封胶会导致PC材质腐蚀开裂，从而缩短灯具的使用寿命，因此，LED照明产品使用的硅酮密封胶要求中性无腐蚀。

　　4、无卤无硫：卤素和硫的存在会导致LED灯珠的银支架被卤化、硫化后发黑，进而导致灯珠的电流大幅度波动，影响LED灯珠的光效和色温，严重时甚至会造成死灯。因此，LED照明产品使用的硅酮密封胶要求无卤无硫。

　　5、优异的粘接性和对基材的广泛适应性：LED照明产品的粘接材料多种多样，包括PC、PBT、PET、ABS、PA以及这些材料与玻璃纤维的复合材料等，优异的粘接性和对基材的广泛适应性可以保证硅酮密封胶对LED照明产品中可能出现的多种基材实现粘接，从而为产品的安全稳定提供保障。

　　TOP9：高铁无砟轨道专用界面剂解析

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　　一般来说嵌缝胶常用的有聚氨酯嵌缝胶与硅酮嵌缝胶。硅酮嵌缝胶和聚氨酯嵌缝胶在国内外都有成功的应用案例，硅酮嵌缝胶在昌赣高铁、商合杭高铁、武汉城际铁路进行了应用，聚氨酯嵌缝胶在兰新二线铁路、哈齐客专铁路先导段等工程进行了应用。综合比较，硅酮嵌缝胶力学性能与耐候性等多个方面较聚氨酯嵌缝胶优异，故市场较为青睐硅酮嵌缝胶。

　　另一方面考虑到混凝土基材表面特性及其切割施工时产生的扬尘等对嵌缝胶粘接效果的影响，为此中国铁路总公司技术标准《高速铁路无砟轨道嵌缝密封材料》中规定在使用嵌缝胶前须涂刷一层界面剂。界面剂的本质作用是混凝土表面层与嵌缝胶表面层的桥接，因此界面剂应具有强力粘接混凝土表层与被嵌缝胶粘接等基本特征。

　　TOP8：高温硫化硅橡胶密封条

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　　三元乙丙型橡胶（EPDM）密封胶条我想大家都认识吧，硅橡胶制品与它们同属于橡胶家族的，被应用的领域也很相似，外行人可能很难区分开。但是由于我们本质不一样，决定了我们跟他们存在很大的区别，具体概况下有以下几点：

　　1、肤色不一样；EPDM密封条大部分是黑色的，偶尔会有灰色的，很单调。我们肤色可多了，红橙黄绿青蓝紫，非常丰富，当然黑白两色也有，你想要啥色，我们就可以变啥色。

　　2、耐热抗寒能力不一样；EPDM耐温范围撑死了也就-40℃-150℃，而我们高温硫化硅橡胶制品里头最弱的都能耐-60℃-250℃，更别说那些牛的了。

　　3、耐候性能不一样；由于本身构成物质不一样，我们高温硫化硅胶密封条的硅氧键比EPDM的碳碳键在耐候性方面更具有优势。没办法这是我们的基因优势。

　　4、抗压能力不一样；我们硅橡胶密封条具有很好的弹性，再大的压力落在我们身上，产生的形变我们也能恢复回去，在能屈能伸这点上EPDM还是不可比肩的。

　　5、生物相容性不一样；我们硅橡胶跟人类朋友们亲和力更强、相处更友好，因此我们应用的领域更宽广，像医疗器械、食品等领域都有我们的身影，这一点EPDM们是永远做不到的。

　　TOP7：混凝土施胶的利器界面剂

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　　混凝土材料是现代工程建筑应用最广泛与最大量的材料之一，毫不夸张地说混凝土是构成现代建筑美学的基础元素之一。工程建筑所用的混凝土通常是采用搅拌浇筑施工方式，但浇筑工艺并不是无所不能，浇筑工艺能够满足大部分工程建设技术需求，此外后期的二次施工（诸如防护剂表面处理、施胶等工艺）满足局部或更为精细化的工程建设需求。比如水泥道路通常采用混凝土一次性浇筑施工，为避免户外热胀冷缩，待混凝土固化后再次切割成缝并灌注嵌缝胶以防雨水侵蚀内部结构。又如目前大力推广的装配式建筑，先将钢筋混凝土预制件安装预定位置后再对局部缝隙施胶密封。但是混凝土表面不可避免地存在大量灰尘废屑，直接对未处理过的混凝土表面施胶存在脱落的风险，业界认为应在对混凝土施胶前先用界面剂对其表面处理后再施胶。

　　混凝土施胶专用界面剂的本质是一类能将混凝土表面层与嵌缝胶表面层桥接的物质（机理如图1），界面剂应具有强力粘接混凝土表层与被嵌缝胶粘接等特征。目前常用的界面剂按有效成分可分为聚丙烯酸酯类与环氧树脂类这两大类型。

　　TOP6：有机硅导热材料在LED灯具中的应用

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　　LED因其具有发光效率高、能耗低、无频闪、使用寿命长、可控制性强等优点，近年来得到了跨越式发展。目前LED产品已广泛应用在室内照明、景观照明、家用电器、户外显示、轨道交通、仪器仪表以及工矿隧道等领域。LED的使用寿命是结温的函数，因此热管理对于LED的性能至关重要，同时也是LED系统设计最重要的一个方面。LED系统生产商需要通过寻求优化的散热器、电路板、高效的热传导材料和其它先进热设计技术来应对这一挑战。

　　作为LED热管理设计方案中的关键一环，有机硅导热材料具有以下优点：1）低表面能，能很好地浸润大部分材料的表面；2）玻璃化温度低，能保持良好的柔韧性和非常低的应力；3）适用温度范围广，在高低温下性能表现稳定，耐候性出色；4）电气性能良好；5）无腐蚀性，环保无毒；6）产品形式多样，可以是凝胶也可以作为弹性体；7）流变性和固化性都可以根据需要调整。在LED灯具中，有机硅导热材料贯穿了热管理的方方面面。

　　TOP5：反应型聚氨酯热熔胶综述

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　　反应型聚氨酯热熔胶（PUR）一般以端异氰酸酯基（-NCO）聚氨酯预聚体作为基料，配以增粘树脂、抗氧剂、催化剂、填料等制备而成。粘接时，胶黏剂加热熔融成流体而涂敷施胶，两种被粘体贴合后胶层冷却凝聚马上获得初始粘接力；之后胶层中的活泼-NCO基团再与空气中的湿气、被粘物表面吸附的水分以及活泼氢基团反应，产生化学交联固化，生成具有高内聚力的高分子聚合物，使粘合力、耐热性等显著提高。反应型聚氨酯热熔胶既有热熔胶黏剂无溶剂、初粘力高、装配时定位迅速等特性，又有反应性胶黏剂的耐水、耐温、耐蠕变、耐湿和耐介质等性能，自1984年出现以来，得到了迅速发展，并得到越来越广泛的应用。

　　TOP4：加成型硅凝胶在电子工业上的应用解析

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　　加成型硅凝胶是以乙烯基聚硅氧烷和含氢聚硅氧烷为基础原材料，通过硅氢加成反应交联而形成的固液共存的冻状材料。与常见的加成型硅橡胶相比，加成型硅凝胶交联密度仅为其1/5～1/10，由于固化后似果冻般柔软，因此俗称“果冻胶”，硬度通常以针入度或锥入度计。

　　由于采用硅氢加成固化方式，加成型硅凝胶具有硫化速度可调、固化不释放小分子，VOC含量低等特点。除此以外，加成型硅凝胶还具有以下特殊性能：

　　1、材料自身的柔软性赋予了低的弹性模量和内应力，使其具有优异的缓冲减震和阻尼性；

　　2、交联密度低，可在更宽的温度范围内使用，耐冷热冲击性/冷热交变性较普通硅橡胶更加优异；

　　3、具有自修复性，受外力开裂后可以自动愈合；

　　4、自粘性，具有较好的防潮密封性。以上特性结合有机硅材料自身的耐热性、耐候性、电气绝缘性、无毒性使得硅凝胶广泛应用于晶体管及集成电路的内涂覆及灌封、光学仪器的弹性粘接、人体器官的植入（如乳房假体）和义乳等。

另外，硅凝胶通过加入填料或配合添加剂后可制得复合型硅凝胶，使硅凝胶功能化，如导电性、导热性、阻燃性、抗冲击衰减性等。

　　TOP3：LED灯用有机硅粘接密封胶性能升级要点

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　　1、固化速度慢、形成粘接强度时间长

　　有机硅粘接密封胶的固化速度和产生一定粘接强度需要的时间对LED灯的生产效率有着重要影响，固化速度慢且产生一定粘接强度需要的时间太长，LED灯的生产效率就会降低。钛酸酯体系催化的脱甲醇硅酮密封胶需要依靠空气中的湿气进行交联固化，湿气扩散到胶层内部比较困难，24小时固化深度约为2～3mm，而达到粘接密封胶的最佳性能甚至需要用几天时间，这样使得组装后的LED灯需要七、八个小时后才能包装搬运，严重影响了生产厂家的连续化生产效率。因此，加快固化速度、缩短形成粘接强度的时间是LED灯用有机硅粘接密封胶性能升级的一大要点。

　　2、耐黄变性能差

　　目前市面上钛酸酯体系催化的脱甲醇型有机硅粘接密封胶硅大都采用钛酸异丙酯和乙酰乙酸乙酯合成的一次钛或者二次钛螯合物作为催化剂，该催化剂的合成过程中产生的副产物很容易同LED灯体组件内的其它材质发生化学反应，导致粘接密封胶和PC泡壳发生黄变现象，而黄变对LED灯的外观有着严重影响。因此，改善耐黄变性能也是LED灯用有机硅粘接密封胶性能升级的一大要点。

　　3、粘接广泛性和耐久性不足

　　LED灯在实际生产中涉及到的粘接材料种类繁多，如玻璃、铝材、PVC、ABS、PBT、PET、PA等，因此要求粘接密封胶具有广泛的粘接性，才能对各种材料起到固定和粘接的效果，同时还需要具有良好的粘接耐久性，确保其在使用环境下不会粘接失效。但市面上现有产品对LED灯常用基材的适应性差、粘接耐久性不足，无法满足快速发展的LED灯行业的需求。因此，改善粘接广泛性和耐久性仍是LED灯用有机硅粘接密封胶性能升级的一大要点。

　　TOP2：光伏组件结构发展及解决方案介绍（一）

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　　随着全球经济的快速发展，煤炭、石油等不可再生能源供应日趋紧张，开发使用新能源已经成为当务之急，其中风力、太阳、微生物等能源都是可再生的，因而颇受全球的青睐和支持。特别是光伏发电技术，在全球二氧化碳减排的巨大压力以及多国财政补贴政策的刺激下，成为全球发展最快的可再生能源技术。自2010年开始，在国家政策的不断引导和市场驱动等因素影响下，越来越多的中国企业也加入太阳能光伏行业，促使中国太阳能光伏产业得到高速发展，新增装机容量不断攀升。2015年，中国的新增装机容量已跃居世界第一；2017年，中国的太阳能光伏装机总量也成为全球第一，高达130GW。

　　然而，随着光伏组件不断投入使用，一些质量问题开始逐渐暴露。比如在某些湿热气候地区，因为高温、高湿等自然环境导致的热老化和水解老化等情况，对组件中的电池、背板、密封材料都有严重的影响。部分组件会存在电池片和封装材料脱离的现象，以及接线盒部位由于水汽通过背面孔洞处导致密封材料容易脱层。因此市场对组件的封装工艺以及材料选择都提出了高要求。

　　按结构分类，光伏组件类型主要分单/双玻两种。传统的单面玻璃的组件采用玻璃+电池+背板结构形式，这种结构存在背板易磨损、易氧化腐蚀等问题。双玻光伏组件采用玻璃代替背板，形成了一种玻璃+电池+玻璃的三明治结构，电池片之间依靠导线联在一起，最终到达引线端。双玻组件的特殊结构，与光伏单玻组件相比，一方面双玻组件背面用玻璃替代了TPT、TPE、PET等塑料背板，因此在使用寿命、发电效率、抗PID衰减、抗隐裂、透水率、绝缘性、防火性、抗积灰、耐酸碱性等方面优势明显，另一方面可减少因水汽导致的可靠性问题，更好地适应光伏的行业发展，是光伏组件发展的主流方向。

　　TOP1：光伏组件结构发展及解决方案介绍（二）

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　　新型有机硅胶材料由于其含有的硅氧键键能远远大于碳碳键和碳氧键，具有突出的耐老化性能，能在户外环境长期使用，是目前已知的耐老化性最好的一类高分子材料。除耐老化性外，硅酮类结构密封胶还具有优异的耐高低温、耐水、耐疲劳、耐盐雾腐蚀等特点，在预期寿命内（30年以上）性能稳定，能承受较大荷载，适用于金属、陶瓷、塑料、玻璃等同种材料或异种材料之间的粘接，是双玻组件结构密封胶的最佳选择。

　　目前市面上所有光伏组件必须符合IEC 61215标准《地面用晶体硅光伏组件-设计鉴定和定型》。该标准是光伏发电系统中的一项基础标准，硅酮类结构密封胶作为光伏组件安装重要的组成部分之一，必须满足IEC 61215标准，其中涉及影响硅酮类结构密封胶的性能主要有室外暴晒实验、紫外处理实验、热循环实验、湿-冻实验、湿热实验等老化条件。

　　在IEC 61215标准的基础上，结合硅酮类结构密封胶相关性能，业内制定了适用于光伏组件硅酮结构密封胶的相关标准，此前市面上硅酮结构密封胶常用于建筑幕墙的粘接用途，符合我国国标《建筑用硅酮结构密封胶》GB 16776-2005或美标《硅酮结构密封胶》ASTM C1184-2013的要求，但是多数无法经受更加苛刻的长期高温高湿、高低温、酸碱腐蚀、盐雾侵蚀等光伏应用环境考验。针对开发光伏组件类用胶参数要求，目前主要参考由广州市白云化工实业有限公司、天合光能股份有限公司、无锡尚德太阳能电力有限公司等单位合作起草的团体标准T/CPIA 0008-2019:《光伏组件用硅酮类结构密封胶》。