CN104797653A - 树脂组合物以及由其形成的成型体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种树脂组合物以及将由上述树脂组合物形成的片成型而成的成型体,该树脂组合物是将具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]及数均分子量300~5000的烃类聚合物[4]配合而成的树脂组合物,且相对于100重量份的所述具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3],所述数均分子量300~5000的烃类聚合物[4]的配合量为1~50重量份。该嵌段共聚物氢化物[3]包含以源自芳香族乙烯基化合物的重复单元为主要成分的至少2个聚合物嵌段[A]、和以源自链状共轭二烯化合物的重复单元为主要成分的至少1个聚合物嵌段[B],其全部不饱和键的90%以上发生了氢化。根据本发明,可提供树脂组合物,其特别适用于低吸湿性、非水解性、耐候性、透明性及防止真空层压时电池破裂的柔软性得到改善的太阳能电池元件密封材料、以及透明性、耐光性、低温下的破裂玻璃的飞散防止性及低温下的粘接性优异的夹层玻璃用粘接剂。

Description

树脂组合物以及由其形成的成型体
技术领域
本发明涉及一种树脂组合物,其为低吸湿性、非水解性,具有优异的耐候性及透明性,与玻璃、金属具有强固的粘接性。更具体而言,本发明涉及作为下述材料而有用的树脂组合物:具有在真空层压时不会导致结晶系太阳能电池单元发生破裂的柔软性的、用于密封太阳能电池组件中的太阳能电池元件的密封用材料;透明性、玻璃破裂时的飞散防止性、操作的容易性、保存稳定性等优异,特别是在更低温度下与玻璃的粘接性、耐热性及耐光性的平衡优异的夹层玻璃用粘接剂。
背景技术
近年来,太阳能电池作为清洁能源而备受瞩目,已开发并提出了具有各种形态的太阳能电池组件。其中,使用单晶或多晶型的结晶性硅系元件的太阳能电池组件、或者使用薄膜无定形硅系元件的太阳能电池组件等成为主流。作为这样的使用硅系元件的太阳能电池组件的构成,代表性的为如图1所示的,从太阳光入射面侧具有由玻璃基板等构成的透明前面基板1、太阳能电池元件2、密封太阳能电池元件的密封材料3、与太阳能电池元件连接的极耳线4和背面保护片5的太阳能电池组件。
以往,作为密封太阳能电池元件的密封材料3,由于透明性及耐光性优异,因而广泛使用的是将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(以下的记载中,简称为“EVA”)使用有机过氧化物等交联剂进行交联固化而成的密封材料(EVA密封材料)。
然而,EVA由于含有源自乙酸乙烯酯的结构单元,因此具有因从外部透过的湿气、水的存在而经时地水解因而容易产生乙酸的性质。而且,存在这样的乙酸与电池内部的配线、电极接触而促进腐蚀的发生的隐患。
因此,为了防止因水分向太阳能电池内部浸透而造成绝缘性降低、产生配线、电极的腐蚀等不良情况,进而提高太阳能电池的耐久性,采用了在背面保护片进行作为阻隔层的无机氧化物的蒸镀层的多层化的方法(例如专利文献1)、背面保护片使用透湿度低的环状烯烃类树脂片的方法(例如专利文献2~3)等对策。
然而,即使通过上述方法使湿气、水的浸透降低,也难以完全消除湿气、水的浸透。因此,为了防止绝缘性降低和腐蚀、从而使耐久性显著提高,要求吸湿性及透湿性低、不会因水解而产生酸的密封材料。
作为解决密封材料因水解而产生酸的问题,已提出了下述方法:代替EVA而使用利用乙烯-α-烯烃共聚物及交联剂的密封用树脂组合物的方法(专利文献4~5);使用丙烯类聚合物及特定的丙烯类共聚物(专利文献6)的方法等。就这样的使用乙烯-α-烯烃共聚物、丙烯类聚合物及特定的丙烯类共聚物等的方法而言,可以认为,所使用的树脂的吸湿性及透湿性低,而且因产生酸而造成的影响也被降低。
然而,这些方法由于使用的树脂的耐热性与柔软性的平衡差,在非交联时不会显示出良好的耐热性,所以难以省略交联工序而制造具有理想的物性的太阳能电池元件密封片。
另一方面,在专利文献7中,提出了一种嵌段共聚物氢化物,其是在将下述嵌段共聚物的全部不饱和键的90%以上氢化而得到的嵌段共聚物氢化物中导入烷氧基甲硅烷基而得到的,所述嵌段共聚物包含至少2个以源自芳香族乙烯基化合物的重复单元为主要成分的聚合物嵌段[A]和至少1个以源自链状共轭二烯化合物的重复单元为主要成分的聚合物嵌段[B],其中,在将聚合物嵌段[A]在嵌段共聚物整体中所占的重量分率设为wA、将聚合物嵌段[B]在嵌段共聚物整体中所占的重量分率设为wB时,wA与wB之比(wA:wB)为20:80~60:40。另外,在该文献中记载了,该文献所记载的嵌段共聚物氢化物具有低吸湿性、非水解性、耐候性、透明性及柔软性,且即使长时间暴露于高温高湿环境,也能够保持与玻璃强固的粘接力,无需实施特别的隔水处理即能够密封太阳能电池元件。
但是,以往,作为夹层玻璃的中间层最常使用的是聚乙烯醇缩丁醛类树脂,但是存在如下问题:由于聚乙烯醇缩丁醛类树脂的软化温度较低,所以在贴合后玻璃板会因热而错位,产生气泡,由于吸湿性高,所以如果在高湿度气氛中长时间放置,则会从周边部开始逐渐发生白色化并且确认到与玻璃的粘接力的降低,另外,作为贴合玻璃之前的状态,为了控制与玻璃的粘接力需要严格的含水率管理(例如非专利文献1)。
为了解决上述聚乙烯醇缩丁醛类树脂的问题,提出了使在乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中配合有机过氧化物而得到的热固性树脂夹在玻璃板之间进行一体化,并使热固性树脂层热固化而成的夹层玻璃(例如专利文献8);由酸改性皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物贴合而成的夹层玻璃(例如专利文献9)等。然而,就乙烯-乙酸乙烯酯共聚物而言,由于耐冲击性、耐击穿性仍存在不足,提出了使用下述热固性树脂而得到夹层玻璃的方案,所述热固性树脂是在由芳香族乙烯基化合物的聚合物形成的两端嵌段和由共轭二烯类聚合物形成的中间嵌段所构成的三元嵌段共聚物中配合有机过氧化物及硅烷偶联剂而得到的树脂(专利文献10等)。然而,配合了有机过氧化物的热固性树脂的长期保存稳定性差,根据在贴合玻璃前的热交联性树脂的保存条件,存在在贴合玻璃时得不到充分的粘接力的问题。
另外,在专利文献11中公开了在由芳香族烯烃聚合物嵌段和二烯聚合物嵌段形成的嵌段共聚物氢化物中配合脂肪族烃树脂等来赋予粘结性的技术。但是,对于向玻璃等赋予粘接性,并没有记载。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-91610号公报
专利文献2:日本特开2000-106450号公报
专利文献3:日本特开2001-44481号公报
专利文献4:日本特开平6-299125号公报
专利文献5:日本特开2000-91611号公报
专利文献6:国际公开WO2008/015984号(US2010/0000600A1)
专利文献7:国际公开WO2012/043708号
专利文献8:日本特开昭57-196747号公报
专利文献9:日本特开平4-198046号公报
专利文献10:日本特开平9-030847号公报
专利文献11:国际公开WO1994/021694号(US5352744)
非专利文献
非专利文献1:藤崎靖之、日化协月报、35(10)、28(1982)
发明内容
发明要解决的问题
作为密封太阳能电池元件的方法,通常采用将片状的密封材料真空层压于结晶系太阳能电池单元的方法。就层压时的密封温度而言,在使用EVA密封材料的情况下,一般优选适用150℃以下,但为了提高生产效率,优选密封温度低者。
本发明者们尝试了将专利文献7所提出的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物用于太阳能电池元件密封材料。结果确认到,为了确保在120℃的耐热性、并使太阳能电池单元不易发生破裂,需要将密封温度设在160℃以上。
另外,对于作为夹层玻璃的粘接材料而通用的聚乙烯醇缩丁醛类树脂的情况而言,粘接温度一般为120~140℃左右,在将具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物用于夹层玻璃的粘接的情况下,希望为该程度的粘接温度。
于是,本发明者们想要将专利文献4所提出的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物用于夹层玻璃的贴合用的粘接材料,其结果,确认到需要将贴合温度设在150℃以上。
因此,本发明者们进行了更为深入的研究,结果发现了以下2点,进而完成了本发明。
(1)在专利文献7所提出的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物中配合特定量的具有特定分子量的烃类聚合物而得到的树脂组合物,其透明性优异,而且通过使用由该树脂组合物形成的片,能够保持耐热性,并且即使在更低温度下进行密封,也能够防止结晶系太阳能电池单元的破裂。
(2)特别是在作为上述烃类聚合物而配合碘值为特定量以下的烯烃和/或共轭二烯聚合物(共聚物)氢化物时,所得到的树脂组合物的透明性优异,通过使用由其形成的片,能够保持耐热性,并且即使在更低温度下也能够将玻璃粘接,还能够保持优异的耐光性,因此成为作为夹层玻璃用粘接剂合适的片。
解决问题的方法
于是,根据本发明,可提供下述(1)~(3)的树脂组合物及(4)、(5)的成型体。
(1)一种树脂组合物,其是将具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]及数均分子量300~5000的烃类聚合物[4]配合而成的树脂组合物,且相对于100重量份的所述具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3],所述数均分子量300~5000的烃类聚合物[4]的配合量为1~50重量份,所述具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]是在嵌段共聚物氢化物[2]中导入烷氧基甲硅烷基而成的,所述嵌段共聚物氢化物[2]是将嵌段共聚物[1]的全部不饱和键的90%以上氢化而成的,所述嵌段共聚物[1]包含以源自芳香族乙烯基化合物的重复单元为主要成分的至少2个聚合物嵌段[A]、和以源自链状共轭二烯化合物的重复单元为主要成分的至少1个聚合物嵌段[B],在将全部聚合物嵌段[A]在嵌段共聚物整体中所占的重量分率设为wA、将全部聚合物嵌段[B]在嵌段共聚物整体中所占的重量分率设为wB时,wA与wB之比(wA:wB)为30:70~65:35。
(2)根据(1)所述的树脂组合物,其中,上述烃类聚合物[4]为选自聚异丁烯、聚丁烯、聚-4-甲基戊烯、聚-1-辛烯、乙烯-α-烯烃共聚物及它们的氢化物、脂肪族系烃树脂及其氢化物、脂环族烃树脂及其氢化物、以及聚异戊二烯及其氢化物中的至少一种。
(3)根据(1)所述的树脂组合物,其中,上述烃类聚合物[4]为烯烃和/或共轭二烯的聚合物(共聚物)氢化物,其碘值为2.0以下。
(4)一种成型体,其是将上述(1)所述的树脂组合物成型而成的。
(5)根据(4)所述的成型体,其为片状物。
发明的效果
本发明的树脂组合物具有优异的透明性、耐热性、耐光性、低吸湿性及低透湿性,通过使该组合物加热熔融并与玻璃、金属粘接,能够得到具有强固的粘接力的成型体。
另外,由本发明的树脂组合物形成的片状的成型体为如下的片:在作为太阳能电池元件的密封材料使用的情况下,能够防止真空层压时结晶系太阳能电池单元的破裂,即使长时间暴露于高温高湿环境后也能够保持与玻璃、金属的强固的粘接力,无需实施特别的隔水处理即能够将太阳能电池元件密封。另外,就该片而言,由于即使不使用有机过氧化物等交联剂进行交联固化也具有充分的耐热性,因此在太阳能电池的制造工序中可省略加热交联工序。
此外,本发明的树脂组合物中,上述烃类聚合物[4]为烯烃和/或共轭二烯的聚合物(共聚物)氢化物且碘值为2.0以下的组合物、以及由该组合物形成的片状的成型体,其透明性、玻璃破裂时的飞散防止性、操作的容易性、保存稳定性等优异,特别是具有在更低温度下与玻璃的粘接性、耐热性及耐光性的平衡,因此,能够提供耐久性优异的夹层玻璃。另外,这样的树脂组合物在与玻璃贴合前不需要进行水分含量的调整等特别的处理,长时间在常温常湿的环境中保管后也能够直接使用,保管、操作容易。
附图说明
图1是示出结晶硅系太阳能电池组件的概要的概略剖视图。
符号说明
1···透明前面基板
2···太阳能电池元件
3···密封材料
4···极耳线
5···背面保护片
发明的具体实施方式
本发明的树脂组合物的特征在于,其是将具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]及数均分子量300~5000的烃类聚合物[4]配合而成的树脂组合物,且相对于100重量份的所述具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3],所述数均分子量300~5000的烃类聚合物[4]的配合量为1~50重量份,所述嵌段共聚物氢化物[3]是在嵌段共聚物氢化物[2]中导入烷氧基甲硅烷基而成的,所述嵌段共聚物氢化物[2]是将嵌段共聚物[1]的全部不饱和键的90%以上氢化而成的,所述嵌段共聚物[1]包含以源自芳香族乙烯基化合物的重复单元为主要成分的至少2个聚合物嵌段[A]、和以源自链状共轭二烯化合物的重复单元为主要成分的至少1个聚合物嵌段[B],在将全部聚合物嵌段[A]在嵌段共聚物整体中所占的重量分率设为wA、将全部聚合物嵌段[B]在嵌段共聚物整体中所占的重量分率设为wB时,wA与wB之比(wA:wB)为30:70~65:35。
1.嵌段共聚物[1]
本发明中使用的嵌段共聚物[1]含有至少2个聚合物嵌段[A]和至少1个聚合物嵌段[B],且在将全部聚合物嵌段[A]在嵌段共聚物整体中所占的重量分率设为wA、将全部聚合物嵌段[B]在嵌段共聚物整体中所占的重量分率设为wB时,wA与wB之比(wA:wB)为30:70~65:45。
(1-1)聚合物嵌段[A]
聚合物嵌段[A]以源自芳香族乙烯基化合物的结构单元为主要成分。上述源自芳香族乙烯基化合物的重复单元的含量相对于聚合物嵌段[A]整体,通常为90重量%以上,优选为95重量%以上,更优选为99重量%以上。如果聚合物嵌段[A]中的源自芳香族乙烯基化合物的重复单元的含量过少,则本发明的树脂组合物及由其形成的成型体的耐热性有可能会降低。
另外,作为聚合物嵌段[A]中的源自芳香族乙烯基化合物的重复单元以外的成分,可以列举源自链状共轭二烯的重复单元和/或源自其他的烯属不饱和化合物的重复单元。它们的含量相对于聚合物嵌段[A]整体,通常为10重量%以下,优选为5重量%以下,更优选为1重量%以下。
多个聚合物嵌段[A]只要满足上述的范围,则相互既可以相同也可以不同。
(1-2)聚合物嵌段[B]
聚合物嵌段[B]以源自链状共轭二烯化合物的重复单元为主要成分。上述源自链状共轭二烯化合物的重复单元的含量相对于聚合物嵌段[B]整体,通常为90重量%以上,优选为95重量%以上,更优选为99重量%以上。如果源自链状共轭二烯化合物的重复单元在上述范围,则本发明的树脂组合物及由其形成的成型体的柔软性优异。特别是与将该片状的成型体用于太阳能电池元件密封时的密封性的平衡优异,另外,用于夹层玻璃时的耐冲击性和低温下的粘接性的平衡优异。
另外,作为聚合物嵌段[B]中的源自链状共轭二烯化合物的重复单元以外的成分,可以列举源自芳香族乙烯基化合物的重复单元和/或源自其他的烯属不饱和化合物的重复单元。它们的含量相对于聚合物嵌段[B]整体通常为10重量%以下,优选为5重量%以下,更优选为1重量%以下。如果聚合物嵌段[B]中的源自芳香族乙烯基化合物的重复单元和/或源自其他的烯属不饱和化合物的重复单元的含量过多,则本发明的树脂组合物及由其形成的成型体的柔软性降低,基于该片状的成型体的太阳能电池元件的密封性有可能会降低,另外,用于夹层玻璃时的耐冲击性有可能会降低。
在嵌段共聚物[1]具有多个聚合物嵌段[B]的情况下,多个聚合物嵌段[B]只要满足上述的范围,则相互既可以相同也可以不同。
作为用于嵌段共聚物[1]的芳香族乙烯基化合物,可以列举:苯乙烯;α-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2,4-二异丙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、5-叔丁基-2-甲基苯乙烯等具有烷基作为取代基的苯乙烯类;4-氯苯乙烯、2-氟苯乙烯、2,4-二氯苯乙烯等具有卤原子作为取代基的苯乙烯类;3-甲氧基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、3,5-二甲氧基苯乙烯、4-叔丁氧基苯乙烯等具有烷氧基作为取代基的苯乙烯类等。这些之中,从吸湿性的方面出发,优选不含极性基团的苯乙烯或具有烷基作为取代基的苯乙烯类,从工业上获取的容易性的观点出发,特别优选苯乙烯。
作为链状共轭二烯类化合物,从吸湿性的观点出发,优选1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯等不含极性基团的化合物,从聚合控制性优异的方面出发,特别优选1,3-丁二烯、异戊二烯。
作为其他的烯属不饱和化合物,可以列举链状烯属不饱和化合物、环状烯属不饱和化合物。这些烯属不饱和化合物也可以具有下述基团作为取代基:腈基、烷氧基羰基、羧基、酸酐基或卤代基。其中,从吸湿性的观点出发,优选乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-二十碳烯、4-甲基-1-戊烯、4,6-二甲基-1-庚烯等链状烯烃、乙烯基环己烷等环状烯烃等不具有极性基团的化合物,更优选链状烯烃,特别优选乙烯、丙烯。
(1-3)嵌段共聚物[1]
嵌段共聚物[1]中的聚合物嵌段[A]的数量通常为4个以下,优选为3个以下,更优选为2个,聚合物嵌段[B]的数量通常为3个以下,优选为2个以下,更优选为1个。
在存在多个聚合物嵌段[A]时,将聚合物嵌段[A]中具有最大的重均分子量的聚合物嵌段和具有最小的重均分子量的聚合物嵌段的重均分子量分别设为Mw(A1)及Mw(A2)时,上述Mw(A1)与Mw(A2)之比[Mw(A1)/Mw(A2)]优选为2.0以下,更优选为1.5以下,更加优选为1.2以下。
另外,将聚合物嵌段[B]中具有最大的重均分子量的聚合物嵌段的重均分子量和具有最小的重均分子量的聚合物嵌段[B]的重均分子量分别设为Mw(B1)及Mw(B2)时,上述Mw(B1)与Mw(B2)之比Mw(B1)/Mw(B2)优选为2.0以下,更优选为1.5以下,更加优选为1.2以下。
上述嵌段共聚物[1]的嵌段的形态既可以为链状型嵌段也可以为放射型嵌段,为链状型嵌段的共聚物机械强度优异,故优选。作为链状型嵌段,可以列举[A]-[B]-[A]型的三嵌段共聚物、[A]-[B]-[A]-[B]型的四嵌段共聚物、[A]-[B]-[A]-[B]-[A]型、[B]-[A]-[B]-[A]-[B]型等五嵌段共聚物等。它们之中,特别优选[A]-[B]-[A]型的三嵌段共聚物。
将嵌段共聚物[1]中的、全部聚合物嵌段[A]在嵌段共聚物整体中所占的重量分率设为wA、将全部聚合物嵌段[B]在嵌段共聚物整体中所占的重量分率设为wB时,wA与wB之比(wA:wB)通常为30:70~65:35,优选为40:60~60:40,更优选为45:55~55:45。
wA与wB之比如果在该范围,则可以得到适度的耐热性和柔软性,特别是作为太阳能电池元件密封材料使用的情况下,密封性优异,另外作为夹层玻璃的粘接材料使用的情况下,夹层玻璃的耐热冲击性、飞散防止性优异。
嵌段共聚物[1]的分子量,以通过将四氢呋喃(以下称为“THF”)作为溶剂的凝胶渗透色谱(以下称为GPC”)测定的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)计,通常为35,000~200,000,优选为40,000~150,000,更优选为45,000~100,000。另外,嵌段共聚物[1]的分子量分布(Mw/Mn)优选为3以下,更优选为2以下,特别优选为1.5以下。
作为嵌段共聚物[1]的制造方法,例如在制造具有3个聚合物嵌段的嵌段共聚物的情况下,有如下方法:包括通过活性阴离子聚合等的方法使作为形成聚合物嵌段[A]的单体成分的含有芳香族乙烯基化合物的单体(a1)聚合的第一工序,使作为形成聚合物嵌段[B]的单体成分的含有链状共轭二烯类化合物的单体(b1)聚合的第二工序,以及使作为形成聚合物嵌段[A]的单体成分的含有芳香族乙烯基化合物的单体(a2)(其中,单体(a1)和单体(a2)可以相同也可以不同)聚合的第三工序的方法;包括使作为形成聚合物嵌段[A]的单体成分的含有芳香族乙烯基化合物的单体(a1)聚合的第一工序,使作为形成聚合物嵌段[B]的单体成分的含有链状共轭二烯类化合物的单体(b1)聚合的第二工序,以及利用偶联剂使聚合物嵌段[B]的末端彼此偶联的方法等。这里,单体(a1)、单体(a2)、单体(b1)分别可以为单体混合物(a1)、单体混合物(a2)、单体混合物(b1)(以下相同)。
另外,例如在制作具有5个聚合物嵌段的嵌段共聚物的情况下,有如下方法:包括使作为形成聚合物嵌段[A]的单体成分的含有芳香族乙烯基化合物作为主要成分的单体(a1)聚合的第一工序,使作为形成聚合物嵌段[B]的单体成分的含有链状共轭二烯类化合物作为主要成分的单体(b1)聚合的第二工序,使作为形成聚合物嵌段[A]的单体成分的含有芳香族乙烯基化合物作为主要成分的单体(a2)(其中,单体(a1)和单体(a2)可以相同也可以不同)聚合的第三工序,使作为形成聚合物嵌段[B]的单体成分的含有链状共轭二烯类化合物作为主要成分的单体(b2)(其中,单体(b1)和单体(b2)可以相同也可以不同)聚合的第四工序,以及使作为形成聚合物嵌段[A]的单体成分的含有芳香族乙烯基化合物作为主要成分的单体(a3)(其中,单体(a3)和单体(a1及a2)可以相同也可以不同)聚合的第五工序的方法;包括使作为形成聚合物嵌段[A]的单体成分的含有芳香族乙烯基化合物作为主要成分的单体(a1)聚合的第一工序,使作为形成聚合物嵌段[B]的单体成分的含有链状共轭二烯类化合物作为主要成分的单体(b1)聚合的第二工序,以及利用4官能性的偶联剂使聚合物嵌段[B]的末端彼此偶联,得到4个聚合物嵌段[A]和4个聚合物嵌段[B]以放射型结合而成的1个聚合物嵌段[B],从而形成作为聚合物整体而具有5个聚合物嵌段的嵌段共聚物的方法等。这里,单体(a3)、单体(b2)可以分别为单体混合物(a3)、单体混合物(b2)。
2.嵌段共聚物氢化物[2]
本发明中使用的嵌段共聚物氢化物[2]是将上述的嵌段共聚物[1]的主链及侧链的碳-碳不饱和键以及芳环的碳-碳不饱和键进行氢化而得到的。其氢化率通常为90%以上,优选为97%以上,更优选为99%以上。氢化率越高,则本发明的树脂组合物及由其形成的成型体的透明性、耐候性、耐热性越良好。嵌段共聚物氢化物[2]的氢化率能够从嵌段共聚物氢化物[2]的1H-NMR测定数据求出。
不饱和键的氢化反应的方法没有特别限定,按照公知的方法进行即可。作为氢化反应的方法,优选能够提高氢化率、聚合物断链反应少的氢化方法。例如可以列举国际公开WO2011/096389号公报、国际公开WO2012/043708号公报等中记载的方法。
嵌段共聚物氢化物[2]可以在从包含嵌段共聚物氢化物[2]的反应溶液中除去氢化催化剂和/或聚合催化剂之后,从所得到的溶液中回收。回收的嵌段共聚物氢化物[2]例如可以制成颗粒形状而供于之后的烷氧基甲硅烷基的导入反应。
所得到的嵌段共聚物氢化物[2]的分子量,以通过以THF为溶剂的GPC测定的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)计,通常为35,000~200,000,优选为40,000~150,000,更优选为45,000~100,000。另外,优选使嵌段共聚物氢化物[2]的分子量分布(Mw/Mn)为3以下,更优选为2以下,特别优选为1.5以下。如果将Mw及Mw/Mn设在上述范围,则由本发明的树脂组合物形成的成型体的机械强度、耐热性提高。
3.具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]
本发明中使用的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]是在上述嵌段共聚物氢化物[2]中导入烷氧基甲硅烷基而成的物质。烷氧基甲硅烷基既可以直接键合于上述嵌段共聚物氢化物[2],也可以经由亚烷基等2价的有机基团键合。
烷氧基甲硅烷基的导入方法没有特别限定,优选使上述的嵌段共聚物氢化物[2]与烯属不饱和硅烷化合物在过氧化物的存在下反应的方法。
相对于嵌段共聚物氢化物[2]100重量份,烷氧基甲硅烷基的导入量通常为0.1~10重量份,优选为0.2~5重量份,更优选为0.3~3重量份。如果烷氧基甲硅烷基的导入量过多,则存在下述隐患:因微量的水分等而分解了的烷氧基甲硅烷基彼此的交联度变高,与玻璃、金属的粘接性降低。另一方面,如果烷氧基甲硅烷基的导入量过少,则存在无法充分表现出与玻璃、金属的粘接性的隐患。烷氧基甲硅烷基的导入可通过测定所得到的嵌段共聚物氢化物[3]的IR光谱来确认。烷氧基甲硅烷基的导入量可以由所得到的嵌段共聚物氢化物[3]的1H-NMR测定数据求得。
作为烯属不饱和硅烷化合物,只要是与上述的嵌段共聚物氢化物[2]进行接枝聚合、从而在嵌段共聚物氢化物[2]中导入烷氧基甲硅烷基的化合物,就没有特别限定。适合使用例如:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等乙烯基三烷氧基硅烷;烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷等烯丙基三烷氧基硅烷;二甲氧基甲基乙烯基硅烷、二乙氧基甲基乙烯基硅烷等二烷氧基烷基乙烯基硅烷;对苯乙烯基三甲氧基硅烷、对苯乙烯基三乙氧基硅烷等对苯乙烯基三烷氧基硅烷;3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等(甲基)丙烯酰氧基烷基三烷氧基硅烷等。
这些烯属不饱和硅烷化合物既可以分别单独使用,也可以组合2种以上使用。烯属不饱和硅烷化合物的使用量相对于嵌段共聚物氢化物[2]100重量份,通常为0.1~10重量份,优选为0.2~5重量份,更优选为0.3~3重量份。
作为过氧化物,优选使用1分钟半衰期温度为170~190℃的过氧化物。适合使用例如:过氧化叔丁基异丙苯、过氧化二异丙苯、二叔己基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、二叔丁基过氧化物等。
这些过氧化物既可以分别单独使用,也可以组合2种以上使用。过氧化物的使用量相对于嵌段共聚物氢化物[2]100重量份,通常为0.05~2重量份,优选为0.1~1重量份,更优选为0.2~0.5重量。
使上述的嵌段共聚物氢化物[2]与烯属不饱和硅烷化合物在过氧化物的存在下反应的方法没有特别限定。例如通过将包含嵌段共聚物氢化物[2]、烯属不饱和硅烷化合物及过氧化物的混合物用双螺杆混炼机以所期望的温度混炼所期望的时间,可以在上述嵌段共聚物氢化物[2]中导入烷氧基甲硅烷基。
用双螺杆混炼机进行混炼时的温度通常为180~220℃,优选为185~210℃,更优选为190~200℃。另外,加热混炼时间通常为0.1~10分钟,优选为0.2~5分钟,更优选为0.3~2分钟左右。使温度、滞留时间为上述范围,并连续地进行混炼、挤出即可。
就上述具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]的分子量而言,由于所导入的烷氧基甲硅烷基的量少,所以相对于作为原料使用的嵌段共聚物氢化物[2]的分子量没有实质上的变化。然而,由于使嵌段共聚物氢化物[2]在过氧化物的存在下与烯属不饱和硅烷化合物反应,所以聚合物的交联反应、切断反应也同时发生,存在导致分子量分布(Mw/Mn)变大的情况。
所得到的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]的分子量分布(Mw/Mn)通常为3.5以下,优选为2.5以下,特别优选为2.0以下。当Mw及Mw/Mn在该范围时,由本发明的树脂组合物形成的成型体的良好的机械强度、抗拉伸长率得以保持。
如上所述得到的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]改善了与玻璃、金属等的粘接性。另外,在将使用该具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]得到的树脂组合物、以及由该树脂组合物形成的片状的成型体用于太阳能电池用密封材料时,表面的与玻璃基板、铜配线、焊料等的粘接性提高。因此,即使在太阳能电池的可靠性评价中通常进行的85℃、85%RH的高温高湿环境中暴露1000小时后,也能够保持充分的粘接力,优选作为太阳能电池用密封材料适用。
4.烃类聚合物[4]
本发明中使用的烃类聚合物[4]为数均分子量300~5,000的烃类聚合物[4],不会大幅损害配合到具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]中而得到的树脂组合物的耐热性,能够提高熔融时的流动性。
作为烃类聚合物[4]的具体例,可以列举选自聚异丁烯、聚丁烯、聚-4-甲基戊烯、聚-1-辛烯、乙烯-α-烯烃共聚物及它们的氢化物、脂肪族系烃树脂及其氢化物、脂环族烃树脂及其氢化物、以及聚异戊二烯及其氢化物中的至少一种。另外,烃类聚合物[4]也可以具有烷氧基甲硅烷基、酯基、羟基、酰胺基、氨基、酸酐基等极性基团。这些之中,特别是在可以得到透明性优异的树脂组合物的方面,优选聚异丁烯、聚丁烯、聚异丁烯氢化物、聚异戊二烯氢化物。
烃类聚合物[4]的分子量,以通过将THF作为溶剂的GPC测定的聚苯乙烯换算的数均分子量(Mn)计,通常为300~5,000,优选为400~4,000,更优选为500~3,000。如果数均分子量在该范围,则能够抑制熔融成型时的气泡发生,还能够实现与玻璃的低温粘接。
在使用本发明的树脂组合物作为夹层玻璃用粘接剂的情况下,如果使用为烯烃和/或共轭二烯的聚合物(共聚物)氢化物、且碘值为2.0以下的聚合物作为烃类聚合物[4],则不会大幅损害配合到具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]中而得到的树脂组合物的耐热性,能够提高低温下与玻璃的粘接性。
作为烯烃和/或共轭二烯的聚合物(共聚物)氢化物的具体例,可以列举异丁烯、1-丁烯、4-甲基戊烯、1-辛烯、丁二烯、异戊二烯等的均聚物或共聚物的氢化物。这些之中,特别是在可以得到透明性、耐光性优异的树脂组合物的方面,优选异丁烯的均聚物或者共聚物的氢化物。
烯烃和/或共轭二烯的聚合物(共聚物)氢化物的碘值优选为2.0以下,更优选为0.1以下,更加优选为0.5以下。碘值换算为与烯烃和/或共轭二烯的聚合物(共聚物)氢化物100g反应的碘的量(g数)来表示。在碘值超过2.0时,会导致配合其而得到的树脂组合物的耐光性降低,故而不优选。
这里,碘值是将作为试样的烯烃和/或共轭二烯的聚合物(共聚物)氢化物制成浓度10%的环己烷溶液、利用使用一氯化碘的韦氏(Wijs)法测定而得到的值。
烯烃和/或共轭二烯的聚合物(共聚物)氢化物的分子量,以通过将THF作为溶剂的GPC测定的聚苯乙烯换算的数均分子量(Mn)计,通常为500~5,000,优选为800~4,000,更优选为1,000~3,000。在Mn低于500时,将本发明的树脂组合物熔融成型时容易产生气泡,故而不优选。另外,在Mn超过5,000时,会导致使与玻璃的粘接温度降低的效果变差,故而不优选。
5.树脂组合物
本发明的树脂组合物是相对于具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]100重量份,配合烃类聚合物[4]通常1~50重量份、优选2~40重量份、更优选4~30重量份而得到的。在烃类聚合物[4]的配合量超过50重量份时,树脂组合物及由其形成的成型体的耐热性有可能会降低。另一方面,在烃类聚合物[4]的配合量低于1重量份时,树脂组合物的流动性不会提高,在使用由该树脂组合物形成的片状的成型体来密封结晶系太阳能电池单元时,无法获得电池的破裂防止的效果,另外,可能导致使与玻璃的粘接温度降低的效果降低。
作为在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]中配合烃类聚合物[4]的方法,可以列举例如:将给定量的烃类聚合物[4]溶解在适当的溶剂中,将该溶液添加到上述嵌段共聚物氢化物[2]的溶液后,除去溶剂而回收包含配合剂的嵌段共聚物氢化物[2],并使其与烯属不饱和硅烷化合物在过氧化物的存在下反应的方法;用双螺杆混炼机、辊、布拉本德挤出机(Brabender)、挤出机等使嵌段共聚物氢化物[2]成为熔融状态,向其中添加给定量的烃类聚合物[4]并进行混炼后,使所得到的组合物与烯属不饱和硅烷化合物在过氧化物的存在下反应的方法;用双螺杆混炼机、辊、布拉本德挤出机、挤出机等将具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]制成熔融状态,在其中添加给定量的烃类聚合物[4]并进行混炼的方法;在将嵌段共聚物氢化物[2]与烯属不饱和硅烷化合物在过氧化物的存在下混炼而使其反应时,同时添加烃类聚合物[4]并进行混炼的方法等。
6.其他配合剂
在本发明的树脂组合物中,也可以将用于提高耐光性、耐热性等的光稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、润滑剂、无机填料等单独或者并用2种以上添加。
(光稳定剂)
作为光稳定剂,优选受阻胺系光稳定剂,可以列举在结构中具有3,5-二叔丁基-4-羟基苯基、2,2,6,6-四甲基哌啶基、或1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基等的化合物。
作为具体例,优选耐候性优异的N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-N-甲基哌啶基)-N,N’-二甲酰基-亚烷基二胺类、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-N,N’-二甲酰基亚烷基二胺类、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-N,N’-双亚烷基脂肪酸酰胺类、聚[{6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}],优选N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-N,N’-二甲酰基亚烷基二胺类、N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,6-己二胺与2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的聚合物、N-丁基-1-丁烷胺及N-丁基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶胺的反应产物等。
在使用受阻胺系耐光稳定剂时,其配合量相对于具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]100重量份,分别通常为0.001~2重量份,优选为0.002~1重量份,更优选为0.005~0.5重量份。在受阻胺系耐光稳定剂的量低于上述范围时,存在树脂组合物及由其形成的成型体的耐光性不充分的情况,高于上述范围时,在树脂组合物的熔融成型加工时,挤出机的T型模或冷却辊的污染容易变得严重,故而不优选。
(紫外线吸收剂)
作为紫外线吸收剂,可配合二苯甲酮系紫外线吸收剂、水杨酸系紫外线吸收剂、苯并三唑系紫外线吸收剂等。
作为具体例,可以列举:2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸三水合物、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、4-十二烷氧基-2-羟基二苯甲酮、4-苄氧基-2-羟基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮系紫外线吸收剂;水杨酸苯酯、4-叔丁基苯基-2-羟基苯甲酸酯、2-羟基苯甲酸苯酯、2,4-二叔丁基苯基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、十六烷基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯等水杨酸系紫外线吸收剂;2-(2-羟基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯-2H-苯并三唑、2-(3,5-二叔丁基-2-羟基苯基)-5-氯-2H-苯并三唑、2-(3,5-二叔丁基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、5-氯-2-(3,5-二叔丁基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3,5-二叔戊基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-4-辛基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基-6-(3,4,5,6-四氢邻苯二甲酰亚胺基甲基)苯酚、2,2’-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-[(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]]等苯并三唑系紫外线吸收剂等。
在使用紫外线吸收剂时,其配合量相对于具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]100重量份,通常为0.01~2重量份,优选为0.02~1.5重量份,更优选为0.04~1.0重量份。在紫外线吸收剂的量低于上述范围时,存在树脂组合物及由其形成的成型体的耐光性不充分的情况,即使超过上述范围过量地添加,也确认不到进一步的改善。
(抗氧化剂)
在本发明中,通过在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]中除了配合上述受阻胺系耐光稳定剂及紫外线吸收剂以外还配合抗氧化剂,也能够进一步提高热稳定性。作为使用的抗氧化剂,可以列举磷系抗氧化剂、酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂等,优选着色更少的磷系抗氧化剂。
作为磷系抗氧化剂,可列举:亚磷酸三苯酯、亚磷酸二苯基异癸基酯、亚磷酸苯基二异癸基酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(二壬基苯基)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、10-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物等单亚磷酸酯类化合物;4,4’-丁叉双(3-甲基-6-叔丁基苯基-二(十三烷基)亚磷酸酯)、4,4’-异丙叉双(苯基-二烷基(C12~C15)亚磷酸酯)等二亚磷酸酯类化合物;6-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙氧基]-2,4,8,10-四叔丁基二苯并[d,f][1.3.2]二氧杂磷杂环庚烯、6-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙氧基]-2,4,8,10-四叔丁基二苯并[d,f][1.3.2]二氧杂磷杂环庚烯等化合物。
作为酚系抗氧化剂,可列举:季戊四醇·四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,2-硫代二亚乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、3,9-双{2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基}-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一碳烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯等化合物。
作为硫系抗氧化剂,可列举:二月桂基-3,3’-硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基3,3’-硫代二丙酸酯、二硬脂基-3,3’-硫代二丙酸酯、月桂基硬脂基-3,3’-硫代二丙酸酯、季戊四醇-四(β-月桂基-硫代丙酸酯)、3,9-双(2-十二烷基硫代乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一碳烷等等化合物。
在使用抗氧化剂时,其配合量相对于具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]100重量份,分别通常为0.01~2重量份,优选为0.05~1.5重量份,更优选为0.1~1重量份。如果抗氧化剂的量在该范围,则耐热稳定性、透明性及粘接性的平衡优异。
作为在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]中配合烃类聚合物[4]而成的树脂组合物中,均匀地分散上述配合剂的方法,可以列举例如:将在适当的溶剂中溶解配合剂而得到的溶液添加到作为具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]的前体的嵌段共聚物氢化物[2]的溶液中之后,除去溶剂而回收包含配合剂的嵌段共聚物氢化物[2],并使其与烯属不饱和硅烷化合物在过氧化物的存在下反应之后,配合烃类聚合物[4]的方法;用双螺杆混炼机、辊、布拉本德挤出机、挤出机等使在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]中配合烃类聚合物[4]而成的树脂组合物成为熔融状态,并向其中添加配合剂而进行混炼的方法;在将嵌段共聚物氢化物[2]与烯属不饱和硅烷化合物在过氧化物的存在下进行混炼而使其反应时,同时添加烃类聚合物[4]及上述配合剂而进行混炼的方法等。
本发明的树脂组合物由于相对于具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]配合有烃类聚合物[4],所以熔融时的流动性得以提高,在使用由该树脂组合物形成的片密封结晶系太阳能电池单元时,具有能够防止在真空层压工序中的电池破裂的效果,在贴合玻璃时,具有使与玻璃的粘接温度降低的效果。
本发明的树脂组合物具有优异的透明性、耐热性、耐光性、低吸湿性及低透湿性,通过使其加热熔融而与玻璃、金属粘接,发挥出强固的粘接力。另外,本发明的树脂组合物具有低吸湿性、非水解性、耐候性,并且即使在长时间暴露于高温高湿环境后,也可保持与玻璃、金属的强固的粘接力,且具有耐热性和低温密封性。
因此,本发明的树脂组合物可用于太阳能电池元件的密封材料、玻璃板的贴合材料(夹层玻璃用粘接剂)、玻璃板与金属板的贴合材料、金属板的贴合材料、高频电路基板用的陶瓷基板、树脂基板与没有经过粗糙化处理的铜箔的贴合材料、与纸的贴合材料、电子部件或电子元件的密封材料、密封IC元件的厚纸的中间层材料、EL显示器或EL发光元件的密封材料、液晶显示器的密封材料、陶瓷用粘合剂、玻璃光纤的鞘材、无纺布、高频连接器等。这些之中,特别适合用于太阳能电池元件密封材料、玻璃板的贴合材料(夹层玻璃用粘接剂)。
7.成型体
本发明的成型体是将本发明的树脂组合物成型而得到的。
作为成型法,没有特别限定,可采用公知的方法。可以列举例如:注射成型法、注射压缩成型法、压缩成型法、挤出成型法、吹塑(blow)成型法、注射吹塑成型法、吹胀(inflation)成型法、T型模挤出成型法、压延成型法、涂布法、真空成型法、发泡成型法、热层压成型法、挤出层压成型法、共挤出成型法、多层挤出成型法、对模成型法、SMC成型法、电线包覆成型法、切削成型法等。
成型体的形状没有特别限定,可以列举:块、板、片、膜、涂膜、粒体、粉体、赋形体、与其他材料的粘接体、与其他材料的叠层体、溶液、分散体、乳液等。
另外,成型体也可以是由与其他树脂、橡胶、无机物、玻璃、金属、纸、布等其他材料共同形成的多成分形成的成型体。
这些之中,作为本发明的成型体,如后所述,在作为太阳能电池元件的密封材料、玻璃板的贴合材料(夹层玻璃用粘接剂)等使用的情况下,优选片状的成型体(片)。
作为片的制造方法,没有特别限定,可以列举公知的熔融挤出成型法(熔融流延成型法(cast film extrusion)、挤出片成型法、吹胀成型法等)、压缩成型法、压延成型法、溶液流延法(solution casting)等。
本发明涉及的夹层玻璃粘接用的树脂组合物[5]不需要配合用于赋予热交联性的有机过氧化物,因此熔融成型温度的选择范围宽。片的成型温度可以根据成型方法适当选择,在例如采用熔融挤出成型法的情况下,树脂温度通常为130~250℃,优选为140~230℃,更优选为150~210℃的范围。在树脂温度过低时,流动性变差,成型片容易产生橘皮表面(ゆず肌)、分模线等不良,并且存在片的挤出速度无法提高、工业生产率不良的倾向。在树脂温度过高时,所得到的片对玻璃的粘接性不良,或产生凝胶状物而得不到良好外观的片,或片的贮存稳定性降低,容易产生将片在常温常湿环境中长时间贮存后密封性、对玻璃、金属的粘接性降低等不良情况,故而不优选。
本发明的片既可以为由树脂组合物[5]形成的单层的片,另外,也可以是在由其他透明树脂形成的片的单面或两面叠层有由树脂组合物[5]形成的层的多层片。
成型多层片的方法可以列举:2种3层共挤出成型法;在由透明树脂形成的片的单面或两面热压合、或利用粘接剂叠层由树脂组合物[5]形成的片的方法等。
对于多层片的情况而言,由树脂组合物[5]形成的层的厚度通常为0.001mm以上,优选为0.005mm以上,更优选为0.01mm以上。如果由树脂组合物[5]形成的层的厚度在该范围,则可以得到足够的密封性、粘接性。
单层片或者多层片的形状既可以为平面状,也可以是实施压花加工而成的形状等。为了防止片彼此的粘连,也可以在该片的单面重叠脱模膜进行保管。经过压花加工而得到的片在真空层压时、利用高压釜的加压层压时的脱气性良好,在夹层玻璃中不易残留气泡,从这方面而言优选。
本发明的片优选被用作使用了以玻璃为透明前面基板的结晶系太阳能电池单元的太阳能电池的密封材料、以及夹层玻璃用粘接剂。
在使用本发明的片作为太阳能电池的密封材料、且使用结晶系硅晶片作为太阳能电池元件的情况下,由于硅晶片的厚度为0.15~0.2mm,所以太阳能电池元件密封材料的片的厚度通常为0.2~0.8mm,优选为0.3~0.7mm,更优选为0.4~0.6mm。如果片厚度在该范围,则填充不良少,而且光线透过率优异。如果片厚度小于0.2mm,则在太阳能电池组件制造时的加热层压工序中,容易引起结晶系太阳能电池单元的破损,如果大于0.8mm,则可能导致片的光线透过率降低,或太阳能电池元件密封材料的使用量变多、经济性降低。
本发明的片的透湿度小,吸湿性也低,因此不需要作为隔水层的背面保护片。为了进一步提高太阳能电池组件的耐久性,仅出于缓解机械冲击的目的而适用背面保护片即可。作为背面保护片,可使用电绝缘性、机械强度等优异、廉价的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂片。
另外,背面保护片也可以具有遮光性和/或光反射性。此时,背面保护片也可以采用含有紫外线吸收剂、氧化钛等遮光性颜料的片等。
在使用本发明的片作为夹层玻璃用粘接剂的情况下,使由树脂组合物[5]形成的片存在于玻璃板之间,贴合玻璃板与玻璃板即可。
为了制造使用本发明的片作为粘接剂的夹层玻璃,使由树脂组合物[5]形成的片存在于多个玻璃板之间,然后使用高压釜、能够减压的耐热包、真空压机、真空层压机等进行加热,使玻璃彼此粘接即可。
由树脂组合物[5]形成的片的厚度通常为0.03~5mm的范围。在片的厚度小于0.03mm时,容易产生玻璃板的贴合不均,另外,破裂的玻璃的飞散防止性、耐击穿性变低,故而不优选。在片厚度小于5mm时,片的光线透过率降低,或树脂组合物[5]的使用量变多而导致经济性降低,故而不优选。
使用的玻璃板的厚度没有特别限定,通常为0.5~10mm左右。也可以将厚度0.03~0.4mm左右的薄膜玻璃板隔着树脂组合物[5]制成夹层玻璃。树脂组合物[5]在-50℃左右~+100℃左右的宽范围的温度区间内保持柔软性和与玻璃的强固的粘接性,因此即使在将热膨胀系数不同的多片玻璃贴合时,也能够降低因急剧的温度变化造成的玻璃的破裂,另外,在通常的地球环境下,还具有玻璃破裂时的飞散防止的效果。
玻璃的种类没有特别限定,可以列举:蓝板玻璃、白板玻璃、铝硅酸盐玻璃、铝硼硅玻璃、铀玻璃、钾玻璃、硅酸玻璃、结晶化玻璃、锗玻璃、石英玻璃、钠玻璃、铅玻璃、硼硅酸钡玻璃、硼硅酸玻璃、表面涂敷有极薄的金属膜的热线反射玻璃、表面涂敷有极薄的金属氧化物膜的导电性玻璃等。
另外,为了提高附加价值,也可以对夹层玻璃赋予装饰性、对电磁波、放射线、红外线、热线等的屏蔽性、显示功能。例如,可使由树脂组合物[5]形成的多个片存在于2片玻璃板之间,并在该多个片之间夹入彩色的树脂膜、布、纤维、日本纸、彩色纸、彩色膜、木薄片、金属丝、金属箔、金属板、金属网、冲孔金属、色素、染料、颜料、多层薄膜、遮光元件、调光膜、碳纤维、丙烯酸树脂板、聚碳酸酯板、有机EL元件等。
所得到的夹层玻璃能够适合用于:装饰玻璃;图案性玻璃;建筑物的门玻璃、窗玻璃、房顶用玻璃;机动车用的挡风玻璃、侧窗玻璃、后窗玻璃、天窗用玻璃;电磁波屏蔽隔断用玻璃;高速路、铁路、直线电动机车等的隔音壁用玻璃;双面玻璃制透光型太阳能电池;有机EL照明设备等。
实施例
下面,对于本发明,列举实施例及比较例更具体地进行说明。本发明不限定于这些实施例。在以下的实施例及比较例中,份及%只要没有特别说明,均为重量基准。以下表示各种物性的测定法。
(1)重均分子量(Mw)及分子量分布(Mw/Mn)
嵌段共聚物[1]、嵌段共聚物氢化物[2]及烃类聚合物[4]的分子量作为通过GPC得到的标准聚苯乙烯换算值求得。GPC使用THF作为洗脱液,在38℃测定。作为测定装置,使用了东曹公司制HLC8020GPC。
(2)氢化率
嵌段共聚物氢化物[2]的主链、侧链及芳环的氢化率通过测定1H-NMR光谱而算出。
(3)片的总光线透过率
将具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]或在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]中配合烃类聚合物[4]而成的树脂组合物(以下,将这些总称为“树脂组合物A等”)的厚度400μm的挤出成型片夹于2片聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下简称为“PET”)制脱模膜,使用真空层压机(PVL0202S,日清纺精密机器公司制),在150℃进行10分钟加热加压处理,得到片,使用该片,按照JIS K 7375进行了测定。
(4)透湿度
将树脂组合物A等的厚度400μm的挤出成型片夹于2片PET制脱模膜,用真空层压机于150℃进行10分钟加热加压处理,得到片,使用该片,根据JIS Z0208的方法,在40℃、90%RH的环境条件下进行了测定。
(5)与玻璃基板的粘接性评价(剥离强度)
对于树脂组合物A等的厚度400μm的挤出片,在片端部设置非粘接部位,并与厚度2mm、宽度25mm、长度65mm的钠钙玻璃基板叠合,利用真空层压机于140~160℃的给定温度、在真空下加热脱气5分钟后,进行10分钟加热加压粘接,由此制成了剥离试验用试验片。将片表面以10mm宽度切入切痕,从片的非粘接部位以剥离速度50mm/分钟、以JIS K 6854-1为参考进行180°剥离试验,测定剥离强度。剥离强度测定的是真空层压后的初期的值、以及在85℃、85%RH的高温高湿环境中暴露170小时后的值。剥离强度越大,则与玻璃的粘接性越好。
(6)太阳能电池组件成型时的单元的破裂性评价
在透明基板(钠钙玻璃、200×200mm×厚度3mm)上载置树脂组合物A等的厚度400μm的挤出片,并在其上载置正反面连接有厚度200μm的极耳线的多晶硅太阳能电池单元(Advantech公司制、155×155mm×厚度200μm)。在该太阳能电池单元上,进一步依次载置树脂组合物A等的厚度400μm的挤出片、接着代替背面保护片而载置PET制脱模膜,得到叠层物。接着,将上述叠层物用真空层压机,在140~160℃之间以5℃间隔的给定温度,在真空下加热脱气5分钟后,加热加压10分钟进行密封,制作了太阳能电池组件。从得到的太阳能电池组件除去脱模膜,以目测观察,进行了太阳能电池单元的破裂的评价。观察5个太阳能电池单元,将任何一个单元均没有观察到裂纹的情况评价为○,观察到裂纹的情况时,对发生了裂纹的片数进行计数。
现行的EVA系的标准的真空层压温度为150℃,不允许在150℃时有破裂的发生。
(7)太阳能电池组件的耐热性评价
选择在上述的太阳能电池组件成型时的单元的破裂性评价项目中制作的在140℃、150℃、160℃密封的单元中没有内部裂纹的太阳能电池组件,在烘箱中将太阳能电池组件垂直地竖起配置,于120℃保持48小时后,观察了太阳能电池单元的位置偏移、裂纹、密封材料的变形等外观。将外观未观察到变化的情况评价为○(良好)。
(8)与夹层玻璃的玻璃板的粘接性评价(剥离强度)
对于由树脂组合物[5]形成的片,在片端部设置非粘接部位,与厚度2mm、宽度100mm、长度70mm的白板玻璃板叠合,使用真空层压机于120℃真空脱气5分钟,然后进行10分钟真空加压粘接,由此制成了剥离试验用试验片。将片表面以15mm宽度切入切痕,从片的非粘接部位以剥离速度50mm/分钟、根据JIS K 6854-2进行180度剥离试验,测定了剥离强度。
就粘接性而言,将剥离强度大于20N/cm的情况评价为○(良好),将10~20N/cm的情况评价为△,将小于10N/cm的情况评价为×(不良)。
(9)耐久性
使用为了进行玻璃板的粘接性评价而制作的试验片同样的剥离试验用试验片,在恒温恒湿槽中,在85℃、85%RH的环境中保持1000小时后,测定了剥离强度。
就耐久性而言,将剥离强度大于20N/cm的值的情况评价为○(良好),将剥离强度为10~20N/cm的情况评价为△,将剥离强度小于10N/cm的情况评价为×(不良)。
(10)夹层玻璃用粘接剂片的耐光性
使用由树脂组合物[5]形成的片,制成JIS K-6251所记载的哑铃状3号形试验片。使用氙灯耐候测试仪,以通过厚度3.2mm的白板玻璃对试验片进行光照的方式设置试验片,并设定为黑板温度83℃、辐射照度60W/m2、无水暴露,进行700小时的照射,测定了照射后相对于照射前的拉伸强度及伸长率的保持率。
将拉伸强度的保持率为初期值的80%以上、且伸长率的保持率为初期值的80%以上的情况,判断为耐光性良好。
(11)夹层玻璃的透光性
将由树脂组合物[5]形成的片夹在宽度50mm、长度50mm、厚度分别为3.2mm及1.0mm的2片白板玻璃之间,使用真空层压机于120℃真空脱气5分钟后,真空加压成型10分钟,制成夹层玻璃试验片,参照JIS K 7375的方法测定了总光线透过率。
对于透光性,将总光线透过率为90%以上的情况评价为○(良好),将小于90%的情况评价为×(不良)。
(12)夹层玻璃的耐热性
将由树脂组合物[5]形成的片夹在厚度3.2mm、宽度200mm、长度200mm的2片白板玻璃之间,将该叠层物用真空压制装置于130℃、减压下进行加热脱气,然后,加热加压10分钟进行粘接,制成夹层玻璃试验片。使用该夹层玻璃试验片,在烘箱中,使用支架仅保持一面的玻璃板,另一个玻璃板以不保持的方式垂直竖立,于100℃保存168小时后,目测观察夹层玻璃试验片,评价位置偏移、变色、气泡、剥离等外观。
对于耐热性,将外观上没有观察到异常的情况评价为○(良好),将观察到异常的情况评价为×(不良)。
(13)夹层玻璃的低温时的玻璃破裂时的飞散防止性
将由树脂组合物[5]形成的片夹于厚度2.0mm、宽度400mm、长度400mm的2片白板玻璃板之间,放入耐热袋中进行脱气后,用复合材料加热固化用高压釜,于130℃、压力0.8MPa加压粘接1小时,由此制成夹层玻璃试验片。使用该夹层玻璃试验片,在恒温恒湿槽中于-40℃保存3小时后,从恒温恒湿槽取出后,立刻使重量2kg的钢球从2m的高度落下到夹层玻璃面,目测观察了破裂的状况。
对于玻璃破裂时的飞散防止性,将钢球没有击穿夹层玻璃、破裂的玻璃未飞散的情况判断为○(良好),将破裂时的飞散防止性判断为良好。
[参考例1]
(具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a])
·嵌段共聚物[1-a]的合成
在内部充分进行了氮气置换的具备搅拌装置的反应器中加入脱水环己烷550份、脱水苯乙烯25.0份及二正丁基醚0.475份,在60℃一边搅拌一边加入正丁基锂(15%环己烷溶液)0.99份,以引发聚合。然后,一边搅拌一边在60℃反应60分钟,得到反应液A。采集反应液A的一部分利用气相色谱进行测定,结果,该时刻的聚合转化率为99.5%。
接着,在反应液A中加入脱水异戊二烯50.0份,保持该状态于60℃继续搅拌30分钟,得到反应液B。采集反应液B的一部分,利用气相色谱进行测定,结果,该时刻的聚合转化率为99%。
然后,进一步在反应液B中加入脱水苯乙烯25.0份,将全部内容物在60℃搅拌60分钟,得到反应液C。采集反应液C的一部分,利用气相色谱进行测定,结果,该时刻的聚合转化率大致为100%。
然后,在反应液C中加入异丙醇0.5份,使反应停止,得到反应液D。反应液D所含的嵌段共聚物的重均分子量(Mw)为48,400,分子量分布(Mw/Mn)为1.02。
·嵌段共聚物氢化物[2-a]的合成
接着,将上述反应液D(聚合物溶液)转移至具备搅拌装置的耐压反应器,添加作为氢化催化剂的硅藻土负载型镍催化剂(制品名“T-8400RL”、ClariantCatalysts公司制)3.0份及脱水环己烷100份进行混合。将反应器内部用氢气置换,然后一边搅拌溶液一边供给氢,以温度190℃、压力4.5MPa进行6小时氢化反应。氢化反应后的反应液E所含的嵌段共聚物氢化物的重均分子量(Mw)为48,900,分子量分布(Mw/Mn)为1.03。
氢化反应结束后,过滤反应液E以除去氢化催化剂。在所得到的溶液中添加溶解有作为酚系抗氧化剂的季戊四醇·四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](制品名“Irganox(注册商标)1010”、BASF JAPAN公司制)0.1份的二甲苯溶液1.0份,使其溶解。
接着,将上述溶液用金属纤维制过滤器(孔径0.4μm、Nichidai公司制)进行过滤以除去微小的固体成分之后,使用圆筒型浓缩干燥器(制品名“Kontro”、株式会社日立制作所制),于温度260℃、压力0.001MPa以下,从溶液中除去作为溶剂的环己烷、二甲苯及其他的挥发成分,从与浓缩干燥器直接连接的模头以熔融状态挤出为条股状,冷却后,用造粒机切割,得到嵌段共聚物的粒料A 96份。所得到的粒料A中的嵌段共聚物氢化物[2-a]的重均分子量(Mw)为48,200,分子量分布(Mw/Mn)为1.03。氢化率大致为100%。
·具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]的合成
相对于上述所得到的粒料A 100份,添加乙烯基三甲氧基硅烷2.0份及2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷(制品名“Perhexa(注册商标)25B”、日油公司制)0.2份。将该混合物使用双螺杆挤出机(制品名“TEM35B”、东芝机械公司制)以树脂温度200℃、滞留时间60~70秒进行混炼,挤出为条股状,自然冷却后,利用造粒机切割,得到具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]的粒料B 97份。
使所得到的粒料B 10份溶解在环己烷100份后,注入到脱水的甲醇400份中,使具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]凝固,过滤收集。将过滤物在25℃进行真空干燥,分离出具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]的碎屑9.5份。
测定该物质的FT-IR光谱,结果在与源自乙烯基三甲氧基硅烷的这些吸收带1075、808、766cm-1不同的位置,于1090cm-1观察到了源自Si-OCH3基的新的吸收带,以及于825、739cm-1观察到了源自Si-CH2基的新的吸收带。另外,测定1H-NMR光谱(氘代氯仿中),结果在3.6ppm观察到了基于甲氧基的质子的吸收带,由峰面积比确认到,相对于100份的嵌段共聚物氢化物[2-a],键合有乙烯基三甲氧基硅烷1.7份。
[参考例2]
(具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-b])
·嵌段共聚物氢化物[2-b]的合成
在聚合阶段,作为单体,依次将苯乙烯20.0份、正丁基锂(15%环己烷溶液)0.79份、异戊二烯60.0份及苯乙烯20.0份添加到反应体系中,进行聚合,除此以外,与合成例1同样操作,得到嵌段共聚物氢化物的粒料C 90份。所得到的嵌段共聚物氢化物[2-b]的重均分子量(Mw)为59,600,分子量分布(Mw/Mn)为1.03。氢化率大致为100%。
·具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-b]的合成
除了使用上述所得到的粒料C以外,与参考例1同样操作,得到具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-b]的粒料D 95份。
对具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-b]与参考例1同样地进行了分析。其结果,在FT-IR光谱中,在与源自乙烯基三甲氧基硅烷的这些吸收带1075、808、766cm-1不同的位置,于1090cm-1观察到了源自Si-OCH3基的新的吸收带,以及于825、739cm-1观察到了源自Si-CH2基的新的吸收带。另外,1H-NMR光谱中(氘代氯仿中),在3.6ppm观察到了基于甲氧基的质子的吸收带,由峰面积比确认到,相对于100份的嵌段共聚物氢化物[2-b],键合有乙烯基三甲氧基硅烷1.8份。
[实施例1]
(在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]中配合聚异丁烯[4-a]而成的树脂组合物)
在参考例1所得到的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]的粒料B 100重量份中,添加作为紫外线吸收剂的2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚(制品名“Tinuvin(注册商标)329”、BASFJAPAN公司制)0.4份,使用具备能够添加液状物的侧面送料器的双螺杆挤出机(制品名“TEM37BS”、东芝机械公司制),以树脂温度190℃挤出。另一方面,从侧面送料器连续地添加作为烃类聚合物[4]的聚异丁烯[4-a](制品名“Nisseki Polybutene HV-300”、数均分子量1,400、JX Nippon Oil&Energy公司制)、并使其相对于具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]100重量份达到10重量份的比例,挤出为条股状,自然冷却后,利用造粒机切割,得到在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]中配合聚异丁烯[4-a]而成的树脂组合物[5-aa]的粒料E 102份。
(挤出膜化)
将所得到的树脂组合物[5-aa]的粒料E,使用具有具备25mmφ的螺杆的挤出机的T型模式膜熔融挤出成型机(T型模宽度300mm)及具备梨纹图案的压花辊的片接取机(シート引取機),在熔融树脂温度190℃、T型模温度190℃、辊温度50℃的成型条件下,挤出并成型厚度400μm的片。所得到的挤出片[6-aa]卷绕成卷筒而加以回收。
使用所得到的挤出片[6-aa],进行(3)总光线透过率、(4)透湿度、(5)与玻璃基板的粘接性、(6)太阳能电池组件成型时的单元的破裂性及(7)太阳能电池组件的耐热性的评价。结果表示在表1中。
[实施例2]
(在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-b]中配合聚异丁烯[4-b]而成的树脂组合物)
将具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]替换成在参考例2中得到的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-b]100重量份,将作为烃类聚合物[4]的聚异丁烯[4-b](制品名“Nisseki Polybutene HV-100”、数均分子量980、JX NIPPON OIL&ENERGY公司制)变更为相对于具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-b]100重量份为5重量份的比例,除此以外,与实施例1同样操作,得到在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-b]中配合聚异丁烯[4-b]而成的树脂组合物[5-bb]的粒料F 98份。
(挤出膜化)
使用所得到的树脂组合物[5-bb]的粒料F,与实施例1同样操作,挤出并成型厚度400μm的片。所得到的挤出片[6-bb]卷绕成卷筒而加以回收。
使用所得到的挤出片[6-bb],进行(3)总光线透过率、(4)透湿度、(5)与玻璃基板的粘接性、(6)太阳能电池组件成型时的单元的破裂性及(7)太阳能电池组件的耐热性的评价。结果表示在表1中。
[比较例1]
(具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]的片)
除了未配合作为烃类聚合物[4]的聚异丁烯[4-a]以外,与实施例1同样操作,得到在参考例1中得到的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]中添加有作为紫外线吸收剂的2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚的树脂组合物[5-a]的粒料G 92份。
(挤出膜化)
使用所得到的树脂组合物[5-a]的粒料G,与实施例1同样操作,挤出并成型厚度400μm的片。所得到的挤出片[6-a]卷绕成卷筒而加以回收。
使用所得到的挤出片[6-a],进行(3)总光线透过率、(4)透湿度、(5)与玻璃基板的粘接性、(6)太阳能电池组件成型时的单元的破裂性及(7)太阳能电池组件的耐热性的评价。结果表示在表1中。
[比较例2]
(具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-b]的片)
除了未配合作为烃类聚合物[4]的聚异丁烯[4-b]以外,与实施例2同样操作,得到在参考例2中得到的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-b]中添加有作为紫外线吸收剂的2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚的树脂组合物[5-b]的粒料H 93份。
(挤出膜化)
使用所得到的树脂组合物[5-b]的粒料H,与实施例1同样操作,挤出并成型厚度400μm的片。所得到的挤出片[6-b]卷绕成卷筒而加以回收。
使用所得到的挤出片[6-b],进行(3)总光线透过率、(4)透湿度、(5)与玻璃基板的粘接性、(6)太阳能电池组件成型时的单元的破裂性及(7)太阳能电池组件的耐热性的评价。结果表示在表1中。
[表1]
[实施例3]
(利用在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]中配合聚异丁烯[4-a]而成的树脂组合物进行的玻璃贴合)
使用在实施例1中得到的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]中配合聚异丁烯[4-a]而成的树脂组合物[5-aa]的挤出片[6-aa],将2片玻璃板(钠钙玻璃、200×200mm×厚度3mm)以如下条件贴合。
在玻璃板上,叠合地载置2片挤出片[6-aa],在其上再载置1片玻璃板而制成叠层物。接着,将上述叠层物用真空层压机,于130℃的温度、在真空下进行5分钟加热脱气后,加热加压10分钟,制作了贴合玻璃。
观察所得到的贴合玻璃的外观,结果,没有确认到气泡等不良。
使用该贴合玻璃,在烘箱中,使用支架仅保持一面的玻璃板,另一个玻璃板以不保持的方式垂直竖立,于100或120℃的温度保存170小时后,观察贴合玻璃的外观,结果,没有观察到位置偏移、变色、气泡、剥离等异常。
[比较例3]
(利用具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]的玻璃贴合)
将比较例1中得到的在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]中添加紫外线吸收剂而成的树脂组合物[5-a]进行挤出成型,得到挤出片[6-a],使用该挤出片[6-a],在与实施例3同样的条件下贴合2片玻璃板。
观察所得到的贴合玻璃的外观,结果发现,气泡大量残留,外观不良,粘接性也不充分。
[实施例4]
(在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]中配合聚异丁烯[4-c]而成的树脂组合物)
将作为烃类聚合物[4]的聚异丁烯[4-c](制品名“Nisseki PolybuteneHV-1900”、数均分子量2900、JX NIPPON OIL&ENERGY公司制)变更为相对于具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]100重量份为40重量份的比例,除此以外,与实施例1同样操作,得到在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3-a]中配合聚异丁烯[4-c]而成的树脂组合物[5-ac]的粒料129份。
(挤出膜化)
使用所得到的树脂组合物[5-ac]的粒料,与实施例1同样操作,挤出并成型厚度400μm的片。所得到的挤出片[6-ac]卷绕成卷筒而加以回收。
使用所得到的挤出片[6-ac],在与实施例3同样的条件下,贴合2片玻璃板。
观察所得到的贴合玻璃的外观,结果,没有确认到气泡等不良。使用该贴合玻璃,进行与实施例3同样的加热试验的结果,没有观察到位置偏移、变色、气泡、剥离等异常。
从以上实施例1~4及比较例1~3的结果可知以下结论。
相比于使用由具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]形成的片的情况(比较例1及比较例2),使用由在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]中配合烃类聚合物[4]而成的树脂组合物形成的片的情况下(实施例1及2),即使在相同温度下密封多晶硅太阳能电池单元,也不易发生单元破裂,能够在更低温进行密封。
另外,就密封了多晶硅太阳能电池单元的太阳能电池组件的耐热性而言,在120℃的温度下配合了烃类聚合物[4]的情况也不受影响。
相比于使用由具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]形成的片的情况(比较例3),使用由在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]中配合烃类聚合物[4]而成的树脂组合物形成的片的情况下(实施例3及4),能够在更低温进行玻璃的贴合。
另外,贴合的玻璃还保持着温度120℃时的耐热性。
[参考例3]
(具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-1)
·嵌段共聚物氢化物[2]-1的合成
接着,在聚合阶段,将正丁基锂(15%环己烷溶液)的使用量由0.99份变更为0.86份,将氢化反应阶段中的氢化催化剂,代替硅藻土负载型镍催化剂(制品名“T-8400RL”、Clariant Catalysts公司制)3.0份而变更为硅藻土负载型镍催化剂(日挥触媒化成公司制、制品名“E22U”、镍负载量60%)4.0份,除此以外,与参考例1同样操作,进行了聚合反应及在其之后的氢化反应。所得到的嵌段共聚物氢化物[2]-1的重均分子量(Mw)为51,600,分子量分布(Mw/Mn)为1.06。
氢化反应结束后,将反应溶液过滤,除去氢化催化剂,然后,添加溶解有作为酚系抗氧化剂的季戊四醇·四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](制品名“IRGANOX(注册商标)1010”、BASF公司制)0.1份的二甲苯溶液2.0份,使其溶解。
接着,将上述溶液用ZetaPlus(注册商标)过滤器30H(孔径0.5~1μm、CUNO公司制)过滤,再用其他的金属纤维制过滤器(孔径0.4μm、Nichidai公司制)依次过滤以除去微小的固体成分之后,使用圆筒型浓缩干燥器(株式会社日立制作所制),在温度260℃、压力0.001MPa以下,从溶液中除去作为溶剂的环己烷、二甲苯及其他的挥发成分,从与浓缩干燥器直接连接的模头以熔融状态挤出为条股状,冷却后,用造粒机切割,制成嵌段共聚物氢化物[2]-1的粒料93份。
所得到的嵌段共聚物氢化物[2]-1的重均分子量(Mw)为51,100,分子量分布(Mw/Mn)为1.10,氢化率大致为100%,wA:wB=50:50。
·具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-1的合成)
相对于所得到的嵌段共聚物氢化物[2]-1的粒料100份,添加乙烯基三甲氧基硅烷2.0份及2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷(制品名“Perhexa(注册商标)25B”、日油公司制)0.2份。将该混合物使用双螺杆挤出机,以树脂温度200℃、滞留时间60~70秒进行混炼,挤出为条股状,自然冷却后,利用造粒机切割,得到具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-1的粒料95份。
将所得到的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-1的粒料10份溶解在环己烷100份中后,注入到脱水的甲醇400份中,使具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-1凝固,过滤收集后,在25℃进行真空干燥,分离出具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-1的碎屑9.0份。
该物质的FT-IR光谱中,在与源自乙烯基三甲氧基硅烷的这些吸收带1075、808、766cm-1不同的位置,于1090cm-1观察到了源自Si-OCH3基的新的吸收带,以及于825、739cm-1观察到了源自Si-CH2基的新的吸收带。
另外,在1H-NMR光谱中(氘代氯仿中),在3.6ppm观察到了基于甲氧基的质子的吸收带,由峰面积比确认到,相对于100份的嵌段共聚物氢化物[2]-1,键合有乙烯基三甲氧基硅烷1.8份。
[参考例4]
(具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-2)
·嵌段共聚物氢化物[2]-2的合成
在聚合阶段,将苯乙烯20.0份、正丁基锂(15%环己烷溶液)0.84份、异戊二烯60.0份及苯乙烯20.0份依次添加到反应体系中进行聚合,除此以外,与参考例3同样操作,得到嵌段共聚物氢化物[2]-2的粒料92份。
所得到的嵌段共聚物氢化物[2]-2的重均分子量(Mw)为52,000,分子量分布(Mw/Mn)为1.12,氢化率大致为100%,wA:wB=40:60。
·具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-2的合成
与参考例3同样操作,在嵌段共聚物氢化物[2]-2的粒料100份中添加乙烯基三甲氧基硅烷2.0份及2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷0.2份,与参考例3同样操作,得到具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-2的粒料94份。
将所得到的粒料与参考例3同样地进行分析,结果确认到,相对于100份嵌段共聚物氢化物[2]-2,键合有乙烯基三甲氧基硅烷1.8份。
[参考例5]
(具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-3)
·嵌段共聚物氢化物[2]-3的合成
在聚合阶段,将苯乙烯10.0份、正丁基锂(15%环己烷溶液)0.80份、异戊二烯80.0份及苯乙烯10.0份依次添加到反应体系中进行聚合,除此以外,与参考例3同样操作,得到嵌段共聚物氢化物[2]-3的粒料89份。
所得到的嵌段共聚物氢化物[2]-3的重均分子量(Mw)为53,100,分子量分布(Mw/Mn)为1.11,氢化率大致为100%,wA:wB=20:80。
·具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-3的合成
与参考例3同样操作,在嵌段共聚物氢化物[2]-3的粒料100份中添加乙烯基三甲氧基硅烷2.0份及2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷0.2份,与参考例3同样操作,得到具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-3的粒料85份。
将所得到的粒料与参考例3同样地进行分析,结果确认到,相对于100份的嵌段共聚物氢化物[2]-3,键合有乙烯基三甲氧基硅烷1.8份。
[参考例6]
(异戊二烯聚合物氢化物[4]-3)
在充分进行了氮气置换的具备搅拌装置的反应器中,加入脱水环己烷400份、脱水异戊二烯25.0份、二正丁基醚7.5份,在60℃一边搅拌一边加入正丁基锂的15%环己烷溶液20.0份,以引发聚合。进而在60℃搅拌30分钟。
接着,将脱水异戊二烯75.0份分3次每隔30分钟加入,然后搅拌60分钟。在该时刻,聚合转化率大致为100%。
在此加入异丙醇3.0份,停止反应。
所得到的聚异戊二烯的数均分子量(Mn)为1,900,分子量分布(Mw/Mn)为1.04。
接着,将上述聚合物溶液转移至具备搅拌装置的耐压反应器,添加作为氢化催化剂的硅藻土负载型镍催化剂(制品名“E22U”、镍负载量60%、日挥触媒化成公司制)1.5份及脱水环己烷50份进行混合。将反应器内部用氢气置换,然后一边搅拌溶液一边供给氢,以温度160℃、压力4.5MPa进行4小时氢化反应。
氢化反应后的异戊二烯聚合物氢化物[4]-3的数均分子量(Mn)为1,900,分子量分布(Mw/Mn)为1.04。
氢化反应结束后,将反应溶液过滤而除去氢化催化剂后,添加溶解有作为酚系抗氧化剂的季戊四醇·四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](制品名“IRGANOX(注册商标)1010”、BASF公司制)0.1份的二甲苯溶液2.0份进行溶解。
接着,将上述溶液用ZetaPlus(注册商标)过滤器30H(孔径0.5~1μm、CUNO公司制)过滤,除去微小的固体成分。将该滤液在减压下加热到50℃,使环己烷200份蒸馏除去,进行了浓缩。在该浓缩后的溶液中加入异丙醇500份,使氢化聚异戊二烯成为粘稠的液状体而将其分离。将上清液除去后,在120℃、减压下保持24小时,除去挥发成分,得到氢化聚异戊二烯76份。
所得到的异戊二烯聚合物氢化物[4]-3的数均分子量(Mn)为2,000,分子量分布(Mw/Mn)为1.03,碘值为0.2。
[参考例7]
(异戊二烯聚合物氢化物[4]-4)
除了在参考例6中,将氢化反应的时间设为2.5小时以外,与参考例6同样操作,得到氢化聚异戊二烯70份。
所得到的异戊二烯聚合物氢化物[4]-4的数均分子量(Mn)为2,100,分子量分布(Mw/Mn)为1.04,碘值为1.3。
[参考例8]
(异戊二烯聚合物氢化物[4]-5)
除了在参考例6中,将氢化催化剂的使用量设为1.0份以外,与参考例6同样操作,得到67份异戊二烯聚合物氢化物[4]-5。
所得到的异戊二烯聚合物氢化物[4]-5的数均分子量(Mn)为2,100,分子量分布(Mw/Mn)为1.04,碘值为2.5。
[实施例5]
(在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-1中配合异丁烯聚合物氢化物[4]-1而成的树脂组合物[5]-1的制备)
在参考例3中得到的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-1的粒料100份中添加作为紫外线吸收剂的2-(3,5-二异丙苯基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑(Tinuvin(注册商标)234、BASF JAPAN公司制)0.4份,均匀地混合后,使用具备能够添加液状物的侧面送料器的双螺杆挤出机(制品名“TEM37BS”、东芝机械公司制),以树脂温度190℃挤出。
另一方面,从侧面送料器连续地添加异丁烯聚合物氢化物[4]-1(制品名“Parleam(注册商标)24”、碘值:0.5、日油公司制)(数均分子量:2,200)、并使其相对于100份的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-1达到20份的比例,挤出为条股状,自然冷却后,利用造粒机切割,得到在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-1中配合异丁烯聚合物氢化物[4]-1而成的树脂组合物[5]-1的粒料113份。
(挤出膜化)
将所得到的树脂组合物[5]-1的粒料,使用具有具备40mmφ的螺杆的挤出机的T型模式膜成型机(T型模宽度600mm)及具备梨纹图案的压花辊的片接取机,在熔融树脂温度190℃、T型模温度190℃、辊温度50℃的成型条件下,挤出并成型厚度400μm、宽度450mm的片[6]-1。所得到的片被转印了压花形状,卷绕成卷筒而加以回收。
对于所得到的挤出片[6]-1,进行上述(8)与玻璃板的粘接性、(9)耐久性、(10)耐光性、(11)透光性、(12)耐热性、(13)破裂时的飞散防止性的评价。
将这些评价结果汇总表示在下述表3中。
[实施例6]
(树脂组合物[5]-3的制作)
在实施例5中,代替异丁烯聚合物氢化物[4]-1,将参考例6中制备的异戊二烯聚合物氢化物[4]-3以相对于100份的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-1为20份的比例配合,除此以外,与实施例5同样操作,得到树脂组合物[5]-3的粒料111份。
(挤出膜化)
除了使用所得到的树脂组合物[5]-3的粒料以外,与实施例5同样操作,挤出并成型了厚度400μm、宽度450mm的片[6]-3。
对于所得到的挤出片[6]-3,与实施例5同样操作,进行上述(8)与玻璃板的粘接性、(9)耐久性、(10)耐光性、(11)透光性、(12)耐热性、(13)破裂时的飞散防止性的评价。
将这些评价结果汇总表示在下述表3中。
[实施例7]
(树脂组合物[5]-4的制作)
在实施例5中,代替异丁烯聚合物氢化物[4]-1,将参考例7中制作的异戊二烯聚合物氢化物[4]-4以相对于100份的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-1为20份的比例配合,除此以外,与实施例5同样操作,得到树脂组合物[5]-4的粒料108份。
(挤出膜化)
除了在实施例5中使用了所得到的树脂组合物[5]-4的粒料以外,与实施例5同样操作,挤出并成型了厚度400μm、宽度450mm的片[6]-4。
对于所得到的挤出片[6]-4,与实施例5同样操作,进行上述(8)与玻璃板的粘接性、(9)耐久性、(10)耐光性、(11)透光性、(12)耐热性、(13)破裂时的飞散防止性的评价。
将这些评价结果汇总表示在下述表3中。
[比较例4]
(树脂组合物[5]-6的制作)
除了在实施例5中未配合异丁烯聚合物氢化物[4]-1、以及将双螺杆挤出机中的树脂温度设为210℃以外,与实施例5同样操作,得到树脂组合物[5]-6的粒料95份。
(挤出膜化)
使用所得到的树脂组合物[5]-6的粒料,设为熔融树脂温度210℃、T型模温度210℃、辊温度65℃,除此以外,与实施例5同样操作,挤出并成型了厚度400μm、宽度450mm的片[6]-6。
对于所得到的挤出片[6]-6,与实施例5同样操作,进行上述(8)与玻璃板的粘接性、(9)耐久性、(10)耐光性、(11)透光性、(12)耐热性、(13)破裂时的飞散防止性的评价。
将这些评价结果汇总表示在下述表3中。
[实施例8]
(树脂组合物[5]-7的制作)
在实施例5中,代替具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-1,使用了参考例4中得到的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-2的粒料,并将与实施例5中使用的相同的异丁烯聚合物氢化物[4]-1以相对于100份的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-2为10份的比例配合,除此以外,与实施例5同样操作,得到树脂组合物[5]-7的粒料103份。
(挤出膜化)
使用所得到的树脂组合物[5]-7的粒料,与实施例5同样操作,挤出并成型了厚度400μm、宽度450mm的片[6]-7。
对于所得到的挤出片[6]-7,与实施例5同样操作,进行上述(8)与玻璃板的粘接性、(9)耐久性、(10)耐光性、(11)透光性、(12)耐热性、(13)破裂时的飞散防止性的评价。
将这些评价结果汇总表示在下述表3中。
[实施例9]
(树脂组合物[5]-2的制作)
在实施例5中,代替异丁烯聚合物氢化物[4]-1,将未氢化的异丁烯聚合物[4]-2(制品名“Nisseki Polybutene HV-300”、JX NIPPON OIL&ENERGY公司制)(碘值:17.7、数均分子量:1,400)以相对于100份的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-1为15份的比例配合,除此以外,与实施例5同样操作,得到树脂组合物[5]-2的粒料108份。
(挤出膜化)
除了使用所得到的树脂组合物[5]-2的粒料以外,与实施例5同样操作,挤出并成型了厚度400μm、宽度450mm的片[6]-2。
对于所得到的挤出片[6]-2,与实施例5同样操作,进行上述(8)与玻璃板的粘接性、(9)耐久性、(10)耐光性、(11)透光性、(12)耐热性、(13)破裂时的飞散防止性的评价。
将这些评价结果汇总表示在下述表3中。
[实施例10]
(树脂组合物[5]-5的制作)
在实施例5中,代替异丁烯聚合物氢化物[4]-1,将参考例8中制作的异戊二烯聚合物氢化物[4]-5以相对于100份的具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]-1为20份的比例配合,除此以外,与实施例5同样操作,得到树脂组合物[5]-5的粒料112份。
(挤出膜化)
除了使用所得到的树脂组合物[5]-5的粒料以外,与实施例5同样操作,挤出并成型了厚度400μm、宽度450mm的片[6]-5。
对于所得到的挤出片[6]-5,与实施例5同样操作,进行上述(8)与玻璃板的粘接性、(9)耐久性、(10)耐光性、(11)透光性、(12)耐热性、(13)破裂时的飞散防止性的评价。
将这些评价结果汇总表示在下述表3中。
[比较例5]
(树脂组合物[5]-8的制作)
除了在实施例5中未配合异丁烯聚合物氢化物[4]-1、以及将双螺杆挤出机中的树脂温度设为200℃以外,与实施例5同样操作,得到树脂组合物[5]-8的粒料93份。
(挤出膜化)
使用所得到的树脂组合物[5]-8的粒料,设为熔融树脂温度200℃、T型模温度200℃、辊温度60℃,除此以外,与实施例5同样操作,挤出并成型了厚度400μm、宽度450mm的片[6]-8。
对于所得到的挤出片[6]-8,与实施例5同样操作,进行上述(8)与玻璃板的粘接性、(9)耐久性、(10)耐光性、(11)透光性、(12)耐热性、(13)破裂时的飞散防止性的评价。
将这些评价结果汇总表示在下述表3中。
[比较例6]
(树脂组合物[5]-9的制作)
除了在实施例5中未配合异丁烯聚合物氢化物[4]-1、以及将双螺杆挤出机中的树脂温度设为190℃以外,与实施例5同样操作,得到树脂组合物[5]-9的粒料82份。
(挤出膜化)
使用所得到的树脂组合物[5]-9的粒料,设为熔融树脂温度190℃、T型模温度190℃、辊温度30℃,除此以外,与实施例5同样操作,挤出并成型了厚度400μm、宽度450mm的片[6]-9。对于片,叠合抗粘连用的PET膜,卷绕成卷筒而加以回收。
对于所得到的挤出片[6]-9,与实施例5同样操作,进行上述(8)与玻璃板的粘接性、(9)耐久性、(10)耐光性、(11)透光性、(12)耐热性、(13)破裂时的飞散防止性的评价。
将这些评价结果汇总表示在下述表3中。
需要说明的是,在下述表2中汇总表示实施例5~10、比较例4~6中使用的导入了烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]、烃类聚合物[4]的种类和使用量。
[表2]
[表3]
由表3可知以下结论。
在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]中配合烃类聚合物[4]的情况下(实施例5~10),能够保持透明性、耐久性、耐热性、低温时的玻璃破裂时的飞散防止性,能够降低与玻璃的粘接温度。
此外,在使用碘值的值为2.0以下的烯烃和/或共轭二烯的聚合物(共聚物)氢化物作为烃类聚合物[4]的情况下(实施例5~8),能够得到除了上述特性以外耐光性也优异的夹层玻璃。
另一方面,在具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]中未配合烃类聚合物[4]的情况下(比较例4、5),在120℃下,无法与玻璃充分粘接,耐久性、低温时的玻璃破裂时的飞散防止性差。
为了得到120℃下与玻璃的充分的粘接力,将以源自芳香族乙烯基化合物的重复单元为主要成分的聚合物嵌段[A]的比例减少的情况下(比较例6),其耐热性降低。
工业实用性
本发明的树脂组合物及由其形成的成型体在太阳能电池元件的密封、玻璃的贴合中有用。

Claims (5)

1.一种树脂组合物,其是将具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]及数均分子量300~5000的烃类聚合物[4]配合而成的树脂组合物,且相对于100重量份的所述具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3],所述数均分子量300~5000的烃类聚合物[4]的配合量为1~50重量份,
所述具有烷氧基甲硅烷基的嵌段共聚物氢化物[3]是在嵌段共聚物氢化物[2]中导入烷氧基甲硅烷基而成的,所述嵌段共聚物氢化物[2]是将嵌段共聚物[1]的全部不饱和键的90%以上氢化而成的,
所述嵌段共聚物[1]包含以源自芳香族乙烯基化合物的重复单元为主要成分的至少2个聚合物嵌段[A]、和以源自链状共轭二烯化合物的重复单元为主要成分的至少1个聚合物嵌段[B],在将全部聚合物嵌段[A]在嵌段共聚物整体中所占的重量分率设为wA、将全部聚合物嵌段[B]在嵌段共聚物整体中所占的重量分率设为wB时,wA与wB之比(wA:wB)为30:70~65:35。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述烃类聚合物[4]为选自下组中的至少一种:聚异丁烯、聚丁烯、聚-4-甲基戊烯、聚-1-辛烯、乙烯-α-烯烃共聚物及它们的氢化物、脂肪族系烃树脂及其氢化物、脂环族烃树脂及其氢化物、以及聚异戊二烯及其氢化物。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述烃类聚合物[4]为烯烃和/或共轭二烯的聚合物(共聚物)氢化物,其碘值为2.0以下。
4.一种成型体,其是将权利要求1所述的树脂组合物成型而成的。
5.根据权利要求4所述的成型体,其为片状物。
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