有机氟、硅化工新材料在新能源领域的应用.pdf

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1、氟硅材料与涂料在新能源中的应用有机氟、硅化工新材料在新能源领域的应用李嘉(中昊晨光化工研究院，四川自贡643201)摘要：在我国“调结构，发展低碳经济，转变经济增长方式”的背景下，近年来我国新能源产业发展迅速。本文重点介绍了有机氟、有机硅以及氟硅改性化工新材料的特点，综述了有机氟、有机硅以及氟硅改性化工新材料在新能源领域的应用。关键词：有机氟；硅材料新能源应用新能源又称非常规能源，主要指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广、尚未大规模利用的能源形式。例如太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能(潮汐能)、

2、核能、氢能、天然气水合物、穿透生物质能、废弃物资源化利用技术等。与煤、石油、天然气等化石能源及大中型水电等常规能源相比，新能源具有污染少、发展前景广阔、技术利用难度大、成本高、商业化道路艰巨等特点，但是随着新能源领域技术水平不断提高、综合成本持续下降、投资增长迅速、能源市场份额不断增长，表现出巨大的商业化空间和发展潜力。人类未来的发展将依赖于新能源的发展，即人类社会的能源结构从传统的化石能源向新能源和可再生能源转化必将成为大势所趋。有利于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题。太阳能、

3、核能、风能作为主要的新能源形式，即将成为全球依赖和消费的主要能源。有机氟材料和有机硅材料都是高性能的化工新材料。其中有机氟材料具有卓越的耐化学性和热稳定性，以及优良的介电、耐热、耐药品、不燃、不粘以及摩擦系数小等性能，在所有合成材料中，其综合性能最佳。有机氟产品主要包括含氟聚合物及其加工产品、含氟精细化学品、含氟烷烃等。含氟聚合物主要包括氟塑料、氟橡胶和氟涂料，其中氟塑料主要有聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚全氟乙丙烯(FEP)等；含氟精细化学品包括高纯氟化氢、含氟芳香族中问体、含氟表面活性

4、剂等；含氟烷烃包括氟化氯代烷烃、氟化溴代烷烃和其他氟化烷烃。有机硅聚合物具有电气绝缘、耐辐射，阻燃、耐腐蚀、耐高低温、形态多样以及生理惰性等优良特性，被誉为“工业味精”，广泛应用于电子电气、建筑建材、纺织、轻工、医疗、机械、交通运输、塑料橡胶等各行业，并深入到人们生活的各个领域，成为仅次于工程塑料的第二大化工新材料，其品种、牌号目前已达到5000"-'10000种之多，主要有硅橡胶(高温硫化硅橡胶和窀温硫化硅橡第八届全国高功能氟硅材料和涂料开发及应用技术研讨会2010年5月·威海氟硅材料与涂料在新能源中的应用

5、胶)、硅油及二次加工品、硅树脂及硅烷偶联剂四大类。随着新能源工业的快速发展，有机氟、硅化工新材料在该领域的应用也得到不断拓展，特别是在太阳能领域其应用已日趋成熟，下面对其应用情况介绍如下：1太阳能领域太阳能资源的开发利用主要有太阳能光伏发电、太阳能热发电和太阳能热水器三种形式。氟、硅材料主要用做太阳能电池背膜材料、封装材料以及太阳能热水器涂层材料等。1．1太阳能电池背膜材料太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置，以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流。太阳能电池根据所用材料的不同，太

6、阳能电池还可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。太阳电池组件封装材料主要包括玻璃、热熔胶(EVA)胶膜、边框、背膜、接线盒、硅胶等。背膜是光伏电池的关键材料，对外部环境与太阳电池内部起阻隔作用，需采用耐老化性能良好的含氟聚合物材料。目前，主流的太阳电池背膜多为双面含氟的复胶型背膜和涂覆型背膜。例如以聚氟乙烯(PVF)、聚偏氟乙烯(PVDF)或乙烯一四氟乙烯共聚物(ETFE)等氟膜

7、与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材采用等离子体硅钛化处理技术和等离子体氟硅氧烷化处理技术，通过胶粘剂粘结复合而制备复胶型背膜：以四氟树脂(PTFE)或三氟氯乙烯树脂(CTFE)为主体树脂的涂料采取涂覆方式与PET基材复合，物理吸附和化学接枝协同作用，提高内聚结合力的涂覆型背膜。1．2有机硅封装材料有机硅材料在光伏电池上主要片j做密封剂和封装剂。瓦克公司2009年7月推出ELASTOSILSolar的新型有机硅产品系列，主要包括叮紫外线活化的专用有机硅弹性体ELASTOSILSolar2120UV以及新型高透

8、明可浇注用硅橡胶ELASTOSILS01ar3210。此类产品具有良好的耐候、耐辐射和耐温度变化等特性，适用于粘结、密封、胶合和封装太阳能电池模块及其电子部件。可紫外线活化的有机硅弹性体在室温下，不需要再提供任何热能就可以硫化。与传统的热交联系统相比，其交联时间很短，且交联速度可以根据用户要求调节。另外，因材料不含光引发荆，在材料中既不残留离子也不残留自由基分解产物。利用这种材料使制作太阳能模块过程