随著鈣钛礦電池的快速發展 ，單純POE膠膜+矽膠或者POE+EVA的封裝結構已經不能滿足鈣钛礦本身對於穩定性和使用壽命的要求，而丁基密封膠 (Butyl sealant) 作爲優良的隔水隔氣的絕緣材料是目前最有前景的封裝材料。
丁基膠是以丁基橡膠(IIR)爲原材，加入聚異丁烯(PIB)等改性物質制成的單組分膠粘劑 ，具備低水汽透過率、高粘結性、電氣絕緣三大性能，在晶矽組件/薄膜組件水汽透過率爲0.15~0.7g · (m2 ·d)-1，有效幫(bāng)助組件抵擋水汽 ，同時适合與玻璃粘結 ，因此丁基膠适用於(yú)高水汽敏感的鈣钛礦、HJT電池。丁基橡膠 ( IIR) 是⼀種合成橡膠，由異丁烯和少量丙烯共聚而成。它具有良好的氣密性和耐化學性能，是⼀種彈(dàn)性很好的橡膠，因此被廣泛用於(yú)制造各種密封件和橡膠制品。我國是鹵化丁基橡膠的大消費國，每年消耗量超過10萬噸，但國内生産相對滞後，國産鹵化丁基橡膠主要應用於(yú)下遊低端領域，高端産品幾乎完全依賴進口 。近年來 ，在國家政策的支持和企業積極探索推動下 ，我國鹵化丁基橡膠的生産技術取得瞭(le)突破性進展，行業産能穩步增長 ，進口比例逐年下降。
1、丁基膠主要特點：
（1）氣密性和水密性：丁基橡膠的空氣透過率僅爲天然橡膠的1/7，丁苯橡膠的1/5；而對蒸汽透過率爲天然橡膠的1/200，丁苯橡膠的1/140。丁基膠通過和組件基闆的粘結形成可靠密封，此時水汽分子被分子篩鎖 ，無法自由移動穿透密封膠，有效延緩瞭(le)水汽從(cóng)基闆中間侵入組件的時間。（2）熱穩定性 ：丁基橡膠在高溫下具有較好的穩定性 ，可在100℃或稍低溫度下長(zhǎng)期使用，脫硫的丁基橡膠的使用溫度可達(dá)150℃到200℃。（3） 耐臭氧和耐天候老化性 ：丁基橡膠對(duì)臭氧和自然環境中的老化因素具有良好的耐性，能夠長(zhǎng)時間保持性能穩定 。（4）化學穩定性：丁基橡膠(jiāo)對(duì)化學藥品的耐腐蝕性較強 ，具有較好的化學穩定性。（5）吸震性能 ：由於(yú)丁基橡膠分子結構中缺少雙鍵和側鏈甲基的分布密度大，使其具備(bèi)良好的吸震能力 。（6）電絕緣性能：丁基膠由絕緣聚合物組成，原材料丁基橡膠爲高電阻率的非極性材料，分子主鏈上有密集的側甲基分布和較少的雙鍵，是高壓電絕緣橡膠制品的理想材料 ，制成的丁基膠具備高體積電阻率，可應用於(yú)1500伏組件。根據IEC61730标準要求，電氣絕緣距離 (DTI) 最小爲3.5mm，相對起痕指數 (RTI) 在105°C 以上，使用丁基膠後通過調整電池片擺(bǎi)放位置，能夠滿足DTI要求。（7）粘結性能較佳 ：組件通過EVA和背闆及玻璃層壓後，需要用丁基膠封邊(biān)，因此丁基膠應具備(bèi)足夠的粘接強度，以滿足太陽電池組件承受機械載荷的要求，丁基膠 粘結玻璃後可充分發揮各部件的全部強度。2、丁基膠在鈣(gài)钛礦中的用處(chù)和用法（1）用處 ：光伏領域丁基膠主要應用於(yú)光伏組件封裝，丁基密封膠與常規封裝材料如EVA、POE膠膜等都具有良好的兼容性，作爲封裝輔助材料與膠膜配合使用 。採(cǎi)用丁基膠封邊後組件的抗PID性能得到顯著提升，有效延緩組件在戶外高溫高濕環境下的水汽侵蝕，适用於(yú)高水汽敏感度的HJT、鈣钛礦電池等，也可用於(yú)薄膜光伏組件 (CIGS/CdTe/GaAs/a-Si)、柔性組件等 。此外，丁基膠可塗抹在光伏屋頂上以達到防水性能 ，應用於(yú)光伏建築⼀體化領域。HJT的TCO膜層(céng)與傳(chuán)統封裝膠膜粘粘力較弱且對水汽敏感 ，鈣钛礦吸收層(céng)不穩定、水汽侵入易造成電池降解 ，因此這類新型電池材料對水汽敏感性更高 ，需要更好的防潮保護，否則水汽将會對組件輸出功率、使用壽命産(chǎn)生不利影響。傳(chuán)統EVA膠膜遇到水汽會産(chǎn)生醋酸，醋酸會腐蝕電池焊帶，使組件失效 ，電線短路 ，因此封裝穩定性要求的提高帶來POE膠膜、丁基膠材料的增量需求。（2）用法：採(cǎi)用丁基膠(jiāo)的封裝方案有兩種形式，1) 丁基膠與膠膜層(céng)壓形成整體封裝結構；2) 外邊(biān)緣使用丁基膠帶輔助密封方式 。第⼀種方案丁基膠用量較少，塗層僅有1mm厚 ，成本低於(yú)使用丁基膠帶；但丁基膠固化需要更高的溫度，目前技術尚未突破 ，因此目前使用丁基膠帶在組件邊(biān)緣纏繞爲主流方式 ，但是熱熔型丁基膠由於(yú)産線适配性較好 ，适合大規模量産，有望取代膠帶而成爲主流封裝形式。
包裝中使用的聚合物材料通常具有優異的絕緣性、熱塑性和⼀定的機械強度 。緻密的包裝層(céng)能有效隔離空氣中的水和氧，並(bìng)能以低成本實現大面積包裝。常見的包裝材料包括聚異丁烯、聚乙烯 、聚烯烴彈(dàn)性體 (POE) 、熱塑性聚氨酯、乙烯醋酸乙烯酯 (EVA) 和環(huán)化全氟聚合物。丁基膠由丁基橡膠經過(guò)特殊工藝加工制成。首先通過(guò)溶液法或淤漿(jiāng)法将異丁烯和少量異戊二烯合成爲丁基橡膠，再通過(guò)特殊工藝制成丁基膠。丁基膠生産(chǎn)工藝較爲簡單(dān)，需要将原料聚異丁烯 、丁基橡膠在110°C-130°C的捏合機中攪拌均勻，依次添加填料、抗老化劑 、軟化劑 ，抽真空攪拌後出料得到成品。生産(chǎn)工藝先後經過矽烷偶聯劑接枝改性、熔融共混改性、填充改性，以提升丁基膠的性能 、 降低成本。丁基膠配方主要包含5-6個(gè)成分，其中丁基橡膠占比12%，聚異丁烯占比20%，補(bǔ)強劑5%，填料52%，石油樹脂7%，其他助劑4%。丁基密封膠配方差異對(duì)組件性能有較大影響，配方較難把握 。PIB材料具有穩定的化學性能和優異的密封性能，分子量從(cóng)幾⼗萬到數百萬不等，該類材料在很多要求苛刻的密封環境中得到廣泛應用。但材料的不同配方設計性能差别很大 ，自身濕氣透過率也會有很大差别。1、目前市場(chǎng)情況(kuàng)及主要公司截至2022年底 ，我國丁基橡膠的總有效産(chǎn)能達(dá)到36.5萬噸/年 (燕山石化和台塑甯波的兩套裝置共計14萬噸/年産(chǎn)能 ，由於(yú)技術相對落後、産(chǎn)品市場認可度低的原因長期停産(chǎn) ，如果這兩套裝置正常運行 ，總産(chǎn)能可達到50.5萬噸/年) 。其中34.5萬噸/年産(chǎn)能可用於(yú)生産(chǎn)鹵化丁基橡膠。浙江信彙新材料是國(guó)内最大的丁基橡膠生産(chǎn)企業 ，其丁基橡膠産(chǎn)能占全國(guó)總産(chǎn)能的40%左右。2018-2022年 ，我國丁基橡膠産(chǎn)量以15%的複合年均增長(zhǎng)率保持快速增長(zhǎng) ，2022年總産(chǎn)量達(dá)到27.8萬噸 。未來短期内 ，在沒有新裝置建成投産(chǎn)的情況下 ，預計我國(guó)丁基橡膠的産(chǎn)量将基本保持穩定。我國的丁基橡膠需求量較大，2018-2022年我國丁基橡膠表觀消費量的年均複合增長(zhǎng)率高達(dá)5.6%，2022年表觀消費量達(dá)49.14萬噸(dūn)。
2018-2020年我國丁基橡膠下遊需求逐年遞增，但國内丁基橡膠産(chǎn)量增速不及市場(chǎng)需求增速 ，因此進口量⼀直保持較高水平。2022年俄烏沖突導緻俄羅斯丁基橡膠的出口受到歐美限制，低價産(chǎn)品轉而流入我國市場(chǎng)。2022年我國丁基橡膠進口總量高達29.27萬噸，爲近5年高值 ，相較於(yú)2021年增長(zhǎng)34.38%。出口方面，我國丁基橡膠出口規(guī)模在過去5年快速增長(zhǎng)，2022年出口總量達(dá)到 7.93萬噸，同比增長(zhǎng)110.34%，達(dá)到曆史新高。造成出口量增長的因素有兩方面 ：⼀方面，我國丁基橡膠的産能利用率提高，新增産能釋放 ，再加上俄羅斯低價貨源的流入，國内市場競争愈加激烈，出口成爲廠家緩解出貨壓力的主要途徑之⼀；另⼀方面，人民币的貶(biǎn)值使得國産丁基橡膠企業在國際市場上具有瞭(le)更高的價格競争優勢 ，促進國産丁基橡膠的出口。目前全球處於(yú)大寡頭壟斷市場，世界生産(chǎn)能力排名前⼗企業産(chǎn)能合計216.7萬噸/ 年，其中前三名爲埃克森美孚/沙特阿美/西布爾(ěr)，産(chǎn)能分别占比 33.4%/20.2%/11.3%。目前丁基橡膠産(chǎn)能相對集中於(yú)歐美地區 ，區域發展不平 衡。伴随國内光伏級丁基膠需求起量 ，丁基橡膠國内産(chǎn)能占比有望提升。綜上所述，我國丁基橡膠的市場(chǎng)需求仍有增長空間。雖然我國丁基橡膠的總産(chǎn)能已經達到⼀定規模，但總有效産(chǎn)能有限，目前國内産(chǎn)量還不能完全滿足國内需求，每年仍需要大量進口。近年伴随風電光伏等新型應用場(chǎng)景的擴展，丁基橡膠研發不斷深入，專利申請數量顯著提升。根據CNKI中國專利數據庫，截至2023年2月10日，國内共有丁基橡膠領域的申請專利3165件，2015年以來年申請量穩定在200件以上，2022年達(dá)235件，專利主要圍繞制備(bèi)⼯藝和應⽤領(lǐng)域拓展⽅向。未來幾年專利數量仍保持井噴增長(zhǎng)，國内企業自主研發能力不斷增強，丁基橡膠國産(chǎn)化進程加速。國産(chǎn)丁基橡膠⽬前存在⽣産(chǎn)成本較⾼的問題，在國内市場競争中成本端不具備(bèi)優勢。我國企業應當通過提⾼研發投⼊，升級産(chǎn)線⼯藝，進⽽改良産(chǎn)品質量、降低⽣産(chǎn)成本，從而提⾼産(chǎn)品競争⼒和産(chǎn)能利⽤率。同時應當積極開發國際市場(chǎng)，适度擴⼤産(chǎn)品出⼝，從⽽在激烈的市場(chǎng)競争中不斷增強企業競争⼒。想要瞭解更多環保膠黏劑行業的發展前景，請關注研泰化學官網欄目《膠粘劑行業資訊》該(gāi)文章來(lái)源互聯網，如有侵權請聯必删
