CN102326259A - 带框器件、密封件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本披露是针对一种带框的器件。该带框器件包括一个基体、一个框架、以及一个密封件。该基体具有一个第一长度、一个第一宽度、以及一个外围边缘。该框架具有一个第二长度、一个第二宽度、以及沿着该框架的第二长度和第二宽度延伸的一个沟槽。该沟槽与该基体的外围边缘是基本上接合的。该密封件被布置在该框架的沟槽内，其中该密封件从该基体到该框架相接触地延伸并且该密封件包括一种泡沫聚合物。
Description
披露的技术领域
本申请总体上涉及密封件、带框的器件以及用于制造带框器件的方法。
背景
随着世界各地的经济发展，对能量的需求日益增长。其结果是，传统化石燃料能源的价格日益增长。然而，增长的对化石燃料源的使用具有多种缺点，如有害的环境影响以及在供给上的理论限度。
政府和能源工业正在寻求替代能源用于实现未来的供给要求。然而，替代能源比传统的化石燃料源具有更高的每千瓦时成本。一种这样的替代能源是太阳能。在典型的太阳能系统中，光电器件吸收太阳光来产生电能。典型的光电器件包括聚合物叠层材料及类似物以及在一个带框结构中被密封并保持在一起的玻璃。由于对光电器件日益增长的需求，而对降低这些模块的成本存在一种需要。
典型的器件是通过将一个聚合物叠层材料和/或玻璃放在该框架内部进行密封并组装的。一般，该聚合物叠层材料和框架是通过使用一种液体密封剂或一种双面胶带来进行密封的。然而，液体密封剂和胶带可能是麻烦的、浪费的、并且有劳动强度的。例如，需要从模块中去除过剩的液体密封剂并且必须将器件小心储存以便允许该密封剂适当固化。双面胶带可能特别难以应用，尤其是在光电器件的拐角上。因为这样，一种改进的光电器件将是令人希望的。
概述
在一个具体的实施方案中，本披露是针对一种带框器件。该带框器件包括一个基体、一个框架、以及一个密封件。该基体具有一个第一长度、一个第一宽度、以及一个外围边缘。该框架具有一个第二长度、一个第二宽度、以及沿着该框架的第二长度和第二宽度延伸的一个沟槽。该沟槽与该基体的外围边缘是基本上接合的。该密封件被布置在该框架的沟槽内，其中该密封件从该基体到该框架相接触地延伸并且该密封件包括一种泡沫聚合物。
在另一个示例性实施方案中，本披露是针对一种光电器件，该光电器件包括一个基体、一个框架以及一个密封件。该基体具有一个第一长度、一个第一宽度、以及一个外围边缘。该框架具有一个第二长度、一个第二宽度、以及沿着该框架的第二长度和第二宽度延伸的一个沟槽，其中该沟槽与该基体的外围边缘是基本上接合的。该密封件被布置在该框架的沟槽内并且从该基体向该框架相接触地前行。该密封件包括一种发泡的聚α烯烃。
在一个进一步的示例性实施方案中，本披露是针对制造一种带框器件的方法。该方法包括加热一种聚合物、将该聚合物发泡以提供一种泡沫聚合物、将该泡沫聚合物施用于一个框架的沟槽内、并且将该基体插入该沟槽内以在该沟槽与该基体之间形成一种密封。
在另一个实施方案中，本披露是针对一种密封件。该密封件包括一种聚α烯烃聚合物，其中该聚α烯烃聚合物是发泡的。
附图简要说明
图1展示了一个带框器件的一个示例性实施方案；并且
图2展示了一个光电器件的一个示例性实施方案。
详细说明
在一个实施方案中，提供了一种带框器件，它包括一个基体、一个框架、以及一个密封件。该基体具有一个第一长度、一个第一宽度、以及一个外围边缘。该框架具有一个第二长度、一个第二宽度、以及沿着该框架的第二长度和第二宽度延伸的一个沟槽。该沟槽与该基体的外围边缘是基本上接合的。该密封件被布置在该框架的沟槽内，其中该密封件从该基体到该框架相接触地延伸并且该密封件包括一种泡沫聚合物。该泡沫聚合物在该框架与该基体之间形成了一种基本上不能渗透水的密封。
适合用作该泡沫聚合物的密封剂组成包括例如：热塑性聚合物、弹性体、天然的以及合成的橡胶、硅氧烷、热固性聚合物如可交联的热固性聚合物、热熔性粘合剂、丁基橡胶、以及它们的组合。示例性的聚合物包括：聚烯烃类(如聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯)；聚(α)烯烃类，包括例如脂肪族单-1-烯烃(α烯烃)的均-、共-以及三-聚物(例如，含有从2至10个碳原子的聚(α)烯烃)；乙烯的具有至少一个C3至C20α烯烃的均质直链或基本直链的共聚体；聚异丁烯类；聚(氧化烯)类；聚(苯二胺对苯二甲酰胺)；聚酯类(如聚对苯二甲酸乙二酯)；聚丙烯酸酯类；聚甲基丙烯酸酯类；聚丙烯酰胺类；聚丙烯腈类；丙烯腈与多种单体的共聚物包括，如丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)；丁二烯、苯乙烯、聚甲基戊烯、以及聚苯硫醚(例如，苯乙烯-丙烯腈、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯橡胶)；多硫化物；聚酰亚胺类；聚酰胺类；乙烯醇与烯键不饱和单体的共聚物；聚乙酸乙烯酯(例如，乙烯乙酸乙烯酯(EVA))；聚乙烯醇；氯乙烯均聚物和共聚物(例如聚氯乙烯)；聚硅氧烷；聚氨酯；聚苯乙烯以及它们的组合；以及它们的均聚物、共聚物和三聚物；以及它们的混合物。在一个实施方案中，该聚合物不含异氰酸酯。在一个实施方案中，该泡沫聚合物是一种聚氨酯。在一个替代实施方案中，该泡沫聚合物是一种聚α烯烃。在另一个实施方案中，该泡沫聚合物是乙烯丙烯二烯烃单体(EPDM)橡胶与聚丙烯的一种共混物；例如，在商品名SANTOPRENE
下可得的这些聚合物。
在一个具体实施方案中，可以使用具有的初始熔体粘度在190℃为约10mPa.s至约200,000mPa.s的任何适合的聚合物。在一个实施方案中，该聚合物具有的初始熔体粘度在190℃是约500mPa.s至约50,000mPa.s。在一个具体实施方案中，该聚合物是粘合剂，作为一种原料，即在发泡之前。
在一个实施方案中，该聚合物是一种聚α烯烃。典型地，该聚α烯烃包括脂肪族单-1-烯烃(α烯烃)的均-、共-以及三-聚物(例如，含有从2至10个碳原子的聚(α)烯烃)。在一个实施方案中，该聚α烯烃除了1-丁烯之外或者代替它可以包括一种具有4至10个碳原子的α烯烃，例如，3-甲基-1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、3，3-二甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯或1-癸烯。在一个示例性实施方案中，该聚α烯烃包含按重量计约0.1％至约100％的含有4至10个碳原子的α烯烃。在一个实施方案中，丙烯可以存在的量值为按重量计约0.1％至约98％，如按重量计约30％至约80％，基于该聚α烯烃的总重量。在一个实施方案中，乙烯可以存在的量值为按重量计约1％至约95％，如按重量计约0％至约10％、或者甚至按重量计约3％至约8％，基于该聚α烯烃的总重量。在一个实施方案中，可以根据所希望的特性(如硬度、熔体粘度以及结晶性)对不同单体的比率进行调整。适合的聚α烯烃包括三聚物，如丙烯/1-丁烯/乙烯三聚物以及丙烯/1-丁烯共聚物；例如，在商品名VESTOPLAST
下可得到的这些聚合物。
在一个实施方案中，将该聚α烯烃进行接枝来增大该聚α烯烃到一个基体上的粘附性。可以使用任何已知的促粘附的接枝物种。可以使用实质性改善该聚α烯烃到基体上的粘附性的任何量值的一种接枝物种。在一个实施方案中，该聚α烯烃可以接枝一种酸酐如马来酸酐(例如，VESTOPLAST 308)、或一种硅烷。
在一个实施方案中，将一种不饱和的硅烷接枝到该聚α烯烃上。在一个具体实施方案上，该硅烷具有至少一个烯属双键以及一至三个直接键合至该硅上的烷氧基基团。在一个实施方案中，该待被接枝的硅烷具有三个直接键合至硅上的烷氧基基团。作为举例可以提及：乙烯基三甲氧基硅烷(VTMO)、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MEMO；H2C＝C(CH3)COO(CH2)3--Si(OCH)3)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基二甲基甲氧基硅烷或乙烯基甲基二丁氧基硅烷。在一个实施方案中，硅烷包括双键不是直接连接至该硅烷上的那些，例如烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、以及类似物。在这种接枝中，典型使用的硅烷量值基于该聚α烯烃是高达按重量计约20％，如按重量计约0.1％至约10％、例如按重量计约0.5％至约5％。在该聚α烯烃上的硅烷改善了该泡沫聚合物的粘附性而无需任何底胶。
典型地通过本领域普通技术人员已知的方法将该不饱和的硅烷接枝到该聚烯烃上，例如在溶液中或在熔体中，其中添加了以足够量值使用的一种自由基供体。在一个实例中，该硅烷基团被水解，形成了多个硅烷醇基团。该聚合物可以随后被交联，例如通过硅烷醇缩合作用或者通过与羟基官能聚合物进行反应。硅烷醇缩合反应可以通过适当的硅烷醇缩合催化剂如有机金属化合物、有机碱、酸性矿物以及脂肪酸进行催化。示例性的有机金属化合物包括二月桂酸二丁锡或钛酸四丁酯。可以任选使用的催化剂的量是按该聚合物的重量计约0.01％至约1.0％，例如从约0.01％至约0.5％。
总体上，该聚α烯烃是大大无定形的；即，它具有的结晶度通过X射线衍射测定为不大于45％。在一个实施方案中，该聚α烯烃具有的结晶度不大于35％。可以对该基本上无定形的聚α烯烃的结晶分量进行评估，例如，通过借助于DSC方法来测定熔化焓。典型地，将一个称重的试样首先以约10℃/min的加热速率从-100℃加热至约+210℃并然后以约10℃/min的速率再次冷却至约-100℃。在以这种方式将该样品的热历史消除之后，以约10℃/min的速率再次进行加热到达约210℃，并通过对归因于微晶熔点Tm的熔化峰进行整合来确定该样品的熔化焓。优选地，该基本上无定形的聚烯烃的熔化焓是不大于约100焦耳/克(J/g)、更优选地不大于约60J/g并且特别优选地不大于约30J/g。
该接枝过的基本上无定形的聚烯烃典型地具有的初始熔体粘度是在从约1000至约30,000mPa.s的范围内，例如约2000至约20,000mPa.s、以及约2000至约15,000mPa.s的范围内。
该泡沫聚合物可以进一步包括多种添加剂来赋予该泡沫特殊的性质。例如，可以添加颜料类、填充剂类、催化剂、增塑剂、杀虫剂、阻燃剂、抗氧化剂、表面活性剂、增粘剂类、助黏附剂、以及类似物。示例性的颜料包括有机的以及无机的颜料。适合的填充剂包括例如：硅石、沉淀硅石、滑石、钙的碳酸盐类、硅铝酸盐、粘土、沸石、陶瓷、云母、铝或镁的氧化物、石英、硅藻土、热致硅石(也称为热解硅石)、以及非热解硅石。这些填充剂还可以是硅酸盐类，如滑石、云母、高岭土、玻璃微球，或其他矿物粉末如碳酸钙、矿物纤维，或它们的任意组合。示例性的增塑剂包括石蜡油类、环烷油类、低分子量聚-1-丁烯、低分子量聚异丁烯、以及它们的组合。在一个具体实施方案中，该泡沫聚合物包括助黏附添加剂，如官能的硅烷或其他助黏附剂。示例性的硅烷包括：3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯、3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、以及正辛基三甲氧基硅烷。可以任选使用的该助黏附剂的量是按该聚合物的重量计约0.01％至约5.0％，例如从约0.01％至约2.0％。
该带框器件的基体可以由刚性基体或柔性基体形成。如之前陈述的，该基体具有一个第一长度以及一个第一高度并且可以具有任何合理的形状。例如，该基体可以是正方形的、矩形的等等。可以使用任何示例性的刚性基体。例如，该框架装置可以是一种光电器件，其中这些刚性基体包括结晶硅聚合物基体。该待加框的光电器件可以包括玻璃、金属箔片、或聚合物薄膜(如氟聚合物、聚烯烃或聚酯等等)的外部表面。此外，可以设想任何数目的基体。在一个实施方案中，有可能适配该器件的基体的实际形状以便改善密封的有效性和/或来使得更容易安装该密封件。因此，有可能使用其外围边缘被倾斜的基体，由此使之有可能限定一个更宽的外围边缘，该外围边缘不再具有一个简单的矩形截面而是具有一个例如至少部分为梯形的截面。该倾斜的外围边缘提供了更大的表面积来与该泡沫聚合物接触。
覆盖了该基体的外围的带框器件的框架可以是由任何合理的材料制成的，该材料在外部或内部应力下保持了其刚度。在一个实施方案中，该框架可以是金属、聚合物或复合材料。一种示例性的金属是铝。该框架的截面可以是正方形的、矩形的等等，就像上述基体的截面。该框架具有比该基体的第一长度和第一高度更大的一个第二长度和第二高度。该沟槽沿着该框架的第二长度和第二高度延伸。如之前陈述的，该泡沫聚合物密封件被布置在该沟槽内。此外，该基体被布置在该泡沫聚合物密封件内使得该框架的沟槽收容了该基体以及该聚合物密封件。该沟槽就其截面而言可以具有任何形状。典型地，该沟槽是一个通道。在一个实施方案中，该沟槽具有一个矩形截面或一个梯形截面。有利地，该框架通过它而支承于该基体上的这些支承表面的至少一个部分被涂覆有一个或多个泡沫聚合物密封件。这个框架可以被制成单一件、或者制成在装配过程中对接在一起的几个部件。
带框器件包括例如希望有水蒸气不透过性以及显著的机械强度的任何器件或组件。示例性的带框组件包括例如：电子器件、光电器件、绝缘玻璃组件以及类似物。例如，光电器件(如电子器件)可以使用多种技术如半导体加工技术以及印制技术在基体上形成。这些光电器件可以使用传导性互连件如金属互连件和/或半导体互连件进行连接。例如，金属互连件包括金、银、钛、或铜互连件。此外，可以设想任何其他材料、基体或类似物用来构造一个带框器件，如一个光电器件。
图1展示了一个带框器件的一个截面的示例性实施方案。该带框器件100包括一个带有沟槽104的框架102。该泡沫聚合物106与框架102以及基体108直接接触并且被夹在它们之间。如所展示的，泡沫聚合物106实质性地填充了沟槽104，具体地基体108被收容在沟槽104内。此外，可以将泡沫聚合物106施用为使得泡沫聚合物106与框架102平齐而没有任何过量的泡沫聚合物106突出框架102的外围或悬在基体108上。如所展示的，该基体的外围边缘110具有一个矩形截面，该截面与框架102的沟槽104的截面相似。典型地将一个沟槽配置为将该基体包含在沟槽的两个相对侧之内。该沟槽可以具有多种形状，包括矩形、圆形、梯形、三角形或配置为接收有待加框的器件的任何形状。在一个示例性实施方案中，该入口可以朝内具有一个轻微的弯曲来引导面板并且还限制溢流。在一个实施方案中，设想了用来将基体保持在器件中的任何构型。在一个实施方案中，该器件可以包括一个支座，如一个L形支座，其中该基体被配置为坐在该L形支座上。利用一个L形支座，该基体典型地不被含在两个对侧之内而是利用该泡沫聚合物的粘附特性被保持在该器件内。
图2展示了一个光电器件200的一个示例性实施方案。该光电器件200包括一个带有沟槽202的框架204。使该泡沫聚合物206与光电器件202的框架200以及基体208直接接触并且将其夹在它们之间。如所展示的，泡沫聚合物206实质性地填充了沟槽204，具体地基体208被收容在沟槽204内。此外，可以将泡沫聚合物206施用为使得泡沫聚合物206与框架202平齐而没有任何过量的泡沫聚合物206突出框架202的外围或悬在基体208上。
该基体208包括多个层，如所示出的。光电器件200包括被一个电绝缘背片212包围的一个光电层210以及一个保护层214，如一种减反射玻璃。一个光电层210包括一个活性表面216以及一个背表面218。当使用时，光电层210可以通过活性表面216并且使用多个器件(例如在光电层210中形成的半导体器件)来接收电磁辐射、将该电磁辐射转换为电势。一般，被输送或传送至背表面218的光或电磁辐射并不造成显著的电势的产生。
光电层210可以进一步包括多个保护膜(未示出)。在一个实施方案中，一个保护膜可以位于该光电层210的活性表面216的上面并且一个保护膜可以位于该光电层210的背面218的下面。所使用的保护膜典型地取决于该带框器件。例如，该保护膜可以包括一种聚合物、一种金属、或任何设想的薄膜。还可以设想将这个膜粘附至基体上的任何方法。此外，这些光电层210在活性表面216上可以或可以不包括一个硬质涂层(未示出)用来在附加的加工过程中保护这个或这些光电层。
该带框器件可以通过一种包括将聚合物发泡的方法来形成。在发泡之前，将该聚合物加热至一个温度来熔化该聚合物。例如，将该聚合物加热至其熔化温度。在一个实施方案中，将该聚合物加热至一个温度而不降解该聚合物。例如，将该聚合物加热至不大于约250℃的温度。在一个示例性实施方案中，该聚合物是聚α烯烃，这是由于与多种聚合物如聚丙烯以及聚丙烯/EPDM的共混物相比它的相对低的熔化温度。在一个实施方案中，可以使用一个滚筒卸载机将该聚合物熔化。在一个具体实施方案中，一旦该聚合物被熔化，即使是在起泡之前，该聚合物也具有至一个基体上的粘附特性。
通过任何合理的手段将该聚合物发泡。可以将该熔化的聚合物泵送、计量、并且与既定量的任何有用的发泡剂进行混合。例如，通过将该加热过的聚合物与任何有用的发泡剂或一种惰性气体进行混合而将聚合物发泡。示例性的发泡剂包括例如：偶氮二酰胺(ADC)、1，1′-偶氮二甲酰胺(AIBN)、氧代双苯磺酰肼(OBSH)、甲缩醛等等。示例性的惰性气体包括例如：空气、氮气(N2)、二氧化碳(CO2)、氯二氟甲烷(HCFC)以及类似物。在一个实施方案中，将该气体注入并混合在该熔融材料中。在一个实施方案中，该聚合物可以通过使用如SEVAFOAM
(从Seva可得到)或FOAMIX
和ULTRAFOAM MIX
(从Nordson可得到)的设备来进行发泡。典型地，将该聚合物发泡为使得它具有约1至约10(如约2至约7)的膨胀比。
在一个实施方案中，将该聚合物施用在该框架的沟槽内来在该沟槽与该基体之间形成一种密封。在一个实施方案中，可以通过任何合理的手段例如手动地或通过电子或机器人手动来施用该泡沫聚合物。在一个实施方案中，可以通过注射或挤出来施用该泡沫聚合物。可以采取多种措施来确保所有的泡沫聚合物被收容在以上所述的外围沟槽内。这接着给出了一种器件，其中该泡沫聚合物平齐于并且实质性地填充了该沟槽。此外，该密封件并未“突出”该基体，这在插入该基体时是既美观又实用的。在一个具体实施方案中，该泡沫聚合物是基本均匀的，即，该聚合物的厚度改变不超过约10％。在一个实施方案中，该泡沫聚合物可以成珠状。在一个实施方案中，该泡沫聚合物是经由一个机器人机构来施用的。
此外，将该基体插入该泡沫聚合物内。将该基体在该泡沫聚合物固化这一点之前插入该泡沫聚合物之内。固化可以通过任何合理的手段发生，如湿气固化、热固化或类似手段。典型地，固化的时间段取决于所选择的聚合物以及该聚合物的可压缩性。例如，将该基体插入泡沫聚合物中是在将泡沫聚合物插入框架的沟槽中的1秒至约10分钟以内。在一个实施方案中，将该基体插入泡沫聚合物中是在将泡沫聚合物插入框架的沟槽中小于约10分钟时，例如小于约5分钟，如小于约2分钟。此外，在将基体插入泡沫聚合物中时，该泡沫聚合物进行压缩从而避免该材料的溢流。在一个示例性实施方案中，该泡沫聚合物具有的打开时间(open-time)为约1分钟至约10分钟，如大于约2分钟、大于约5分钟、或甚至大于约10分钟。该材料的打开时间被定义为未插入面板时该材料要固化/凝固所需的时间。时刻零是恰在将该材料施用到沟槽中之后。一旦超出该打开时间，则难以正确地插入面板并且将得到较小的粘附性。
另一个所希望的特征是凝固时间(time-to-set)，即该材料需要来实现足够完整性或者换言之是一旦插入面板之后要凝固的时间。在一个示例性实施方案，对于该泡沫聚合物的凝固时间是小于或等于约1min，如小于或等于约30秒、并且甚至小于或等于约15秒。该凝固时间使得该过程与目前基于硅氧烷的过程相比得到加速。相比之下，目前的常规的基于硅氧烷的过程可能要花费约30分钟至高达几天的时间段来凝固。
在一个实施方案中，也可以通过任何手段将该泡沫聚合物放置在该基体的外围边缘上。然后将该框架放置在该基体上。在一个实施方案中，不使用额外的加热。在另一个实施方案中，可以进行该框架和/或泡沫的进一步加热用来软化该泡沫，例如，假如该泡沫太快变硬或者该框架的组装需要太多时间的话。在一个实施方案中，可以进行该组件的外部冷却来例如加速这个组装过程。在另一个实施方案中，不使用该组件的外部冷却。值得注意地，该泡沫密封剂的施用是有效的。有利地，施用该泡沫聚合物并不要求任何的需要去除、擦拭、或清洁任何过剩的密封剂。相比之下，常规的聚合物如硅氧烷粘合剂典型地要求在将面板插入沟槽中之后进行清洁。如之前陈述的，该泡沫聚合物是可压缩的、基本均匀的、并且不具有任何过剩密封剂的溢流。
在一个示例性实施方案中，该泡沫聚合物对水蒸气是基本上不可渗透的。例如，该泡沫聚合物有利地具有的水蒸气渗透性为小于或等于约5g/m2/24h，例如小于约4g/m2/24h、或者小于约3g/m2/24h。在一个示例性实施方案中，该泡沫聚合物具有的水蒸气渗透性根据ASTM E 9663 T标准是小于或等于约0.5g/m2/24h、或者甚至小于或等于约0.25g/m2/24h；意味着它们对于水是特别不可透过的。
此外，该泡沫聚合物具有到该带框器件的基体上的实质性粘附性。该泡沫聚合物优选展现出小于50％的粘附失效、小于20％的粘附失效、或者甚至没有粘附失效。在一个具体实施方案中，该泡沫聚合物展现了实质性的粘附性而无需对该泡沫聚合物所接触的一种材料的表面进行预处理。重要的是该聚合物被选择为使得它本质上是不可透过的但也非常好地粘在它与之接触的材料上，从而防止在该密封件与待密封的材料之间的界面处创造扩散通路，从而避免了该密封件的任何分层。在一个实施方案中，关于对光电框架应用所要求的粘附性，该泡沫聚合物满足了或者超过了预期。在一个具体实施方案中，该泡沫聚合物基本上自粘附到基体和框架上。
此外，该泡沫聚合物具有足够的灵活性来允许由于热循环以及两种不同材料(例如，该基体和框架)的温度膨胀系数的任何差别所造成的膨胀/收缩。
在一个具体实施方案中，该泡沫聚合物可以用于需要多种特性如水蒸气不透过性、粘附性、和/或机械强度的任何合适的情况。在一个示例性实施方案中，该发泡的聚α烯烃可以用于希望这些特性的多种情况。例如，该泡沫聚合物可以用于带框器件而且还用于任何密封件应用中。可以发现用在了多种行业中，如在汽车业、电子、建筑、室内装饰业中等等。特别地，该泡沫聚合物用于衬垫。
实例
实例1
以下实例描述了一种代表性组成以及对凝固时间和打开时间的测量。在表1中可见这些组成以及值。
表1组成与值：
| 组成1(wt％) | 组成2(wt％) | |
| Vestoplast 206 | 40.3 | 60.4 |
| Vestoplast 508 | 59.4 | 39.3 |
| Irganos 1076 | 0.2 | 0.2 |
| Irgafos 168 | 0.05 | 0.05 |
| Tinuvin 326 | 0.05 | 0.05 |
| 凝固时间 | ＜30s | ＜15s |
| 160℃下的打开时间 | 3.5min | 2min |
在下面描述了测试方法及术语：
“凝固时间”是该材料在插入器件后要具有足够的尺寸稳定性使得该器件可以通过该框架被支起而器件不滑动所需要的时间。
用于“打开时间”测试方法的条件包括提供一个长纸片。这个长纸片是例如通过将三至四张A4纸粘在一起而提供的。将一个50μm金属刻度器或涂覆用的下拉式刀片放置在该纸片的一端。
将300g的聚合物或聚合物混合物在氮气下加热至160℃。约60到90分钟之后，将大约一半的熔融材料倒在该口径测定器的正前面并且将该口径测定器沿该纸片向下拖动来产生一个50μm厚的膜。一旦到达该纸片的末端，就开始计时。在指定的时刻将多张2.5x2.5cm的纸(相同类型)压紧在该膜上：15、30、45秒，以及1、1.5、2、2.5、3、3.5、4.5、5、6、7、8、9、10和15分钟。在另外5分钟后，用镊子将这些小纸片去除。打开时间被定义为最长的时刻，此时：
-对于其至少75％的总表面，从该聚合物膜上不能去除一张小纸片，或者
-如果被去除，那么被去皮面积的至少75％在该纸内显示出粘附失效。
实例2
说明了一种示例性的交联试验以及方法。在表2中可见其组成以及值。
表2组成与值
| 组成2(wt％) | 组成3(wt％) | |
| Vestoplast 206 | 60.4 | 60.2 |
| Vestoplast 508 | 39.3 | 39.2 |
| Irganos 1076 | 0.2 | 0.2 |
| Irgafos 168 | 0.05 | 0.05 |
| Tinuvin 326 | 0.05 | 0.05 |
| Dabco T-12N | none | 0.3 |
| 交联时间 | ＞＞2个月 | 7天 |
使用一台Paar Phys ica UDS200流变仪研究了该聚合物以及聚合物混合物的流变性行为。使用1Hz变形模式以及一种平行板构型在氮气中在1mm厚的样品上进行了测量。将在23℃下的初始法向力设定在大约0.25-0.5N。以大约10℃/min的加热速率在约30℃与200℃之间对样品进行分析。将这些样品从预成型的片材上模切掉。
允许模切的样品在23℃/50％RH下交联并且监测140℃-200℃之间的随时间而变的储存模量。在这些温度下，所有微晶被熔化并且因此所有在储存模量上的增加都与由于该交联过程产生的刚度增加直接相关。
该“交联时间”是储存模量上的增加持平的时间。
实例3
90°剥离粘附试验的例子如下：
表3组成与值
这些90°剥离试验是使用Hounsfield拉伸设备进行的。在测量之前将准备的样品在23℃以及约50％相对湿度(RH)下储存两星期。
铝和PV测试棒均具有以下尺寸：50x150mm。在组装之前用丙酮以及异丙醇与水的一个50/50v/v％溶液清洁测试棒。使用一个标准的热熔体喷枪将这些组成施加到测试条上，其方式为使得遍布约100mm保证粘附性。宽度为约15mm。厚度为约0.8mm。为了防止在剩下50mm上的粘附性，将一个不粘的玻璃布施加在该测试棒的末端之一的一个50x50mm的表面积上。
以50mm/min并且在约23℃以及约50％RH下进行这些试验。对每个样品在三个试样上进行测量。
实例4
拔拉特性的例子如下：
表4 组成与值
| 组成5(wt％) | |
| Vestoplast 206 | 50.4 |
| Vestoplast 508 | 48.5 |
| Irganos 1076 | 0.2 |
| Irgafos 168 | 0.05 |
| Tinuvin 326 | 0.05 |
| Dabco T-12N | 0.3 |
| 3-氨基丙基三甲氧基硅烷 | 0.5 |
| 最大拔拉力(N/cm) | 79.8±5.1 |
| 材料量(mg/cm) | 162.5 |
| 测试棒插入之前的泡沫密度(kg/m3) | 380 |
这些拔拉试验是使用Hounsfield拉伸设备进行的。在测量之前将准备的样品在约23℃以及约50％RH下储存两星期。
这些PV试验棒具有以下尺寸：25x75mm。使用一个PV铝框架来将这些测试棒插入一个沟槽(6x8mm)之中。在组装之前用丙酮以及异丙醇与水的一个50/50v/v％溶液清洁测试棒和沟槽。使用来自Nordson的UltraFoam Mix以及附接至一个机器人的分散喷枪来施加泡沫。对每个测试棒的沟槽施加5cm的泡沫珠粒。将这些测试棒手动插入7mm的深度(距沟槽底部1mm)。
以12.5mm/min并且在约23℃以及约50％RH下进行这些试验。对每个样品在三个试样上进行测量。
以上披露的主题应被认为是解说性的、而非限制性的，并且所附权利要求是旨在覆盖落在本发明的真正范围内的所有此类变体、改进以及其他实施方案。因此，在法律所允许的最大程度上，本发明的范围应由对以下权利要求和它们的等效物可容许的最宽解释来确定，并且不应受以上的详细的说明的约束或限制。
Claims (54)
1.一种带框器件，包括
一个基体，该基体具有一个第一长度、一个第一宽度、以及一个外围边缘；
一个框架，该框架具有一个第二长度、一个第二宽度、以及沿着该框架的第二长度和第二宽度延伸的一个沟槽，其中该沟槽与该基体的外围边缘是基本上接合的；以及
一个密封件，该密封件被布置在该框架的沟槽内，其中该密封件从该基体到该框架相接触地延伸，该密封件包括一种泡沫聚合物。
2.如权利要求1所述的器件，其中该带框器件是一种光伏电池。
3.如权利要求1至2中任一项所述的器件，其中该密封件对水蒸气是基本上不可透过的。
4.如权利要求3所述的器件，其中该密封件具有5g/m2/24h或更小的水蒸气透过性。
5.如权利要求1至4中任一项所述的器件，其中该泡沫聚合物是选自下组，该组的组成为：聚α烯烃类、聚氨酯类、改性的硅氧烷聚合物类、热塑性弹性体类、聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯二烯烃单体(EPDM)橡胶与聚丙烯的共混物类、NBR、乙酸乙烯酯(EVA)、以及丁基橡胶。
6.如权利要求5所述的器件，其中该泡沫聚合物是聚α烯烃。
7.如权利要求6所述的器件，其中该聚α烯烃是乙烯、丙烯、和1-丁烯的一种三聚物。
8.如权利要求6所述的器件，其中该聚α烯烃是丙烯和1-丁烯的一种共聚物。
9.如权利要求6所述的器件，其中该聚α烯烃是硅烷接枝的。
10.如权利要求6所述的器件，其中该聚α烯烃是马来酸酐接枝的。
11.如权利要求5所述的器件，其中该泡沫聚合物是聚氨酯。
12.如权利要求1至11中任一项所述的器件，其中该泡沫聚合物包括：颜料、填充剂、催化剂、增塑剂、杀虫剂、阻燃剂、抗氧化剂、表面活性剂、助黏附剂或它们的组合。
13.如权利要求1至12中任一项所述的器件，其中该外围密封件通过挤出或注射该泡沫聚合物而被布置在该沟槽内。
14.如权利要求1至13中任一项所述的器件，其中该框架是一种金属、聚合物或复合材料。
15.一种光电器件，包括：
一个基体，该基体具有一个第一长度、一个第一宽度、以及一个外围边缘；
一个框架，该框架具有一个第二长度、一个第二宽度、以及沿着该框架的第二长度和第二宽度延伸的一个沟槽，其中该沟槽与该基体的外围边缘是基本上接合的；以及
一个密封件，该密封件被布置在该框架的沟槽内，其中该密封件从该基体到该框架相接触地延伸，该密封件包括一种发泡的聚α烯烃。
16.如权利要求15所述的器件，其中该聚α烯烃是乙烯、丙烯、和1-丁烯的一种三聚物。
17.如权利要求15至16中任一项所述的器件，其中该聚α烯烃是丙烯和1-丁烯的一种共聚物。
18.如权利要求15至17中任一项所述的器件，其中该聚α烯烃是硅烷接枝的。
19.如权利要求15至17中任一项所述的器件，其中该聚α烯烃是马来酸酐接枝的。
20.如权利要求15至19中任一项所述的器件，其中该密封件对水蒸气是基本上不可透过的。
21.如权利要求20所述的器件，其中该密封件具有5g/m2/24h或更小的水蒸气透过性。
22.一种制造带框器件的方法，该方法包括：
加热一种聚合物；
将该聚合物发泡以提供一种泡沫聚合物；
将该泡沫聚合物施用于一个框架的沟槽内；并且
将一个基体插入该框架的沟槽内来在该沟槽与该基体之间形成一种密封。
23.如权利要求22所述的方法，其中，将该聚合物加热至该聚合物的熔点。
24.如权利要求22至23中任一项所述的方法，其中通过将该加热过的聚合物与一种发泡剂或一种惰性气体进行混合来将该聚合物发泡。
25.如权利要求24所述的方法，其中该惰性气体是空气、氮气(N2)、二氧化碳(CO2)、氯二氟甲烷(HCFC)、或它们的一种组合。
26.如权利要求24所述的方法，其中该发泡剂是偶氮二酰胺(ADC)、1，1′-偶氮双甲酰胺(AIBN)、氧代双苯磺酰肼(OBSH)、甲缩醛、或它们的一种组合。
27.如权利要求22至26中任一项所述的方法，其中，通过挤出或注射该泡沫聚合物来施用该聚合物。
28.如权利要求22至27中任一项所述的方法，其中，在施用该泡沫聚合物的约1秒至约10分钟之内将该基体插入该沟槽之中。
29.如权利要求22至28中任一项所述的方法，其中该密封件对水蒸气是基本上不可透过的。
30.如权利要求29所述的方法，其中该密封件具有5g/m2/24h或更小的水蒸气透过性。
31.如权利要求22至30中任一项所述的方法，进一步包括固化该泡沫聚合物。
32.如权利要求22至31中任一项所述的方法，其中该聚合物是选自下组，该组的组成为：聚α烯烃类、聚氨酯类、改性的硅氧烷聚合物类、热塑性弹性体类、聚乙烯、聚丙烯、乙烯丙烯二烯烃单体(EPDM)橡胶与聚丙烯的共混物类、NBR、EVA、以及丁基橡胶。
33.如权利要求32所述的方法，其中该聚合物是聚α烯烃。
34.如权利要求33所述的方法，其中该聚α烯烃是乙烯、丙烯、和1-丁烯的一种三聚物。
35.如权利要求33所述的方法，其中该聚α烯烃是丙烯和1-丁烯的一种共聚物。
36.如权利要求33所述的方法，其中该聚α烯烃是硅烷接枝的。
37.如权利要求33所述的方法，其中该聚α烯烃是马来酸酐接枝的。
38.如权利要求32所述的方法，其中该聚合物是聚氨酯。
39.如权利要求22至38中任一项所述的方法，其中该聚合物包括：颜料、填充剂、催化剂、增塑剂、杀虫剂、阻燃剂、抗氧化剂、表面活性剂、助黏附剂或它们的组合。
40.包括一种聚α烯烃聚合物的一种密封件，其中该聚α烯烃聚合物是发泡的。
41.如权利要求40所述的密封件，其中该聚α烯烃包含按重量计约0.1％至约100％的含有4至10个碳原子的α烯烃。
42.如权利要求41所述的密封件，其中该聚α烯烃是乙烯、丙烯、和1-丁烯的一种三聚物。
43.如权利要求41所述的密封件，其中该聚α烯烃是丙烯和1-丁烯的一种共聚物。
44.如权利要求40至43中任一项所述的密封件，其中该聚α烯烃是硅烷接枝的。
45.如权利要求40至43中任一项所述的密封件，其中该聚α烯烃是马来酸酐接枝的。
46.如权利要求44所述的密封件，其中典型地使用的该硅烷的量值是基于该聚α烯烃的重量为高达约按重量计20％。
47.如权利要求40至46中任一项所述的密封件，其中该聚α烯烃具有约1至约10的膨胀比。
48.如权利要求40至47中任一项所述的密封件，其中该聚α烯烃具有基本上均匀的厚度。
49.如权利要求40至48中任一项所述的密封件，其中该聚α烯烃是基本上无定形的。
50.如权利要求49所述的密封件，其中该聚α烯烃具有的结晶度通过X射线衍射测定为不大于约45％。
51.如权利要求40至50中任一项所述的密封件，其中该聚α烯烃具有的起始熔体粘度在从约1000至约30,000mPa.s的范围内。
52.如权利要求51所述的密封件，其中该聚α烯烃具有的起始熔体粘度在从约2000至约20,000mPa.s的范围内。
53.如权利要求40至52中任一项所述的密封件，其中该聚α烯烃进一步包括多种添加剂。
54.如权利要求40至53中任一项所述的密封件，其中该聚α烯烃具有小于或等于约1分钟的凝固时间。
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