CN105713144A - 包含双(烯基酰胺)化合物的用于封装薄膜的共交联剂体系 - Google Patents

包含双(烯基酰胺)化合物的用于封装薄膜的共交联剂体系 Download PDF

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Abstract

本发明涉及包含双(烯基酰胺)化合物的用于封装薄膜的共交联剂体系。本发明涉及第一组合物(A)，其包含(i)至少一种选自异氰脲酸三烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯的化合物(I)，其中化合物(I)优选是异氰脲酸三烯丙酯，和(ii)至少一种双(烯基酰胺)化合物。此外，本发明还涉及第二组合物(B)，其包含第一组合物(A)和至少一种聚烯烃共聚物。最后，本发明涉及组合物(B)用于制造用于封装电子器件，尤其是太阳能电池的薄膜的用途。

Description

包含双(烯基酰胺)化合物的用于封装薄膜的共交联剂体系
技术领域
本发明涉及第一组合物(A)，其包含(i)至少一种选自异氰脲酸三烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯的化合物(I)，其中化合物(I)优选是异氰脲酸三烯丙酯，和(ii)至少一种双(烯基酰胺)化合物。此外，本发明还涉及第二组合物(B)，其包含第一组合物(A)和至少一种聚烯烃共聚物。最后，本发明涉及组合物(B)用于制造用于封装电子器件，尤其是太阳能电池的薄膜的用途。
发明背景
光伏模块（光伏 = “PV”）通常由焊接到保护薄膜的两个子层中的对称布置的硅电池子层构成。这种保护薄膜本身又通过其背面上的“背板”和其正面上的“前板”稳定化。背板和前板可以是合适的塑料薄膜，也可以由玻璃构成。封装材料的功能基本是保护PV模块免受气候影响和机械负荷，因此各种封装材料的机械稳定性是重要的性质。此外，良好的封装材料具有快速固化速度、高的凝胶含量、高透射、小的温度诱发和热诱发变色的倾向和高粘附（即小的UV诱发的脱层倾向）。
现有技术（例如WO 2008/036708 A2）中为此目的描述的封装材料通常基于例如硅酮树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、离子交联聚合物、聚烯烃薄膜或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（“EVA”）之类的材料。
用于制造此类封装薄膜的方法是本领域技术人员熟悉的（EP 1 164 167 A1）。在这些方法中，交联剂与聚烯烃共聚物（和可能的其它添加剂）一起在例如挤出机中均匀混合，然后挤出成为薄膜。EP 1 164 167 A1中描述的方法涉及基于EVA的封装薄膜，但也可用于由其它材料，例如上文提到的那些材料制成的薄膜。
硅电池的封装通常在真空层压炉中进行（EP 2 457 728 A1)。为此，准备PV模块的层结构并首先在层压炉（由被膜隔开的两个室构成）中缓慢加热。这使聚烯烃共聚物（例如EVA）软化。同时将该炉抽真空以除去层之间的空气。这一步骤最关键并花费4至6分钟。随后，经由第二室破坏真空，并通过施加压力将该模块的层互相焊接。同时继续加热直至交联温度，由此然后在该最终步骤中发生该薄膜的交联。
在制造用于太阳能模块的封装薄膜中的标准做法正是使用EVA。但是，EVA也具有比例如聚烯烃薄膜更低的比体积电阻（spezifischer elektrischer Durchgangswiderstand）ρ。这导致使用EVA薄膜作为封装材料的吸引力较低，因为尤其需要具有高的比体积电阻ρ的封装材料。
这是因为在PV模块的情况下，所谓的“PID”效应（PID = 电势诱导衰减）目前是主要品质问题。术语“PID”被理解为是指在PV模块内由所谓的“漏泄电流”造成的电压相关的性能衰减。
除太阳能电池的结构外，破坏性漏泄电流的成因是各个PV模块相对于地电位的电压水平 – 在大多数未接地PV系统的情况下，PV模块受到正或负电压。PID通常在相对于地电位的负电压下发生并经由高的系统电压、高温和高空气湿度加速。因此，钠离子从PV模块的盖板玻璃迁移到太阳能电池的界面处并在此造成破坏（“分流”），这可造成性能损失或甚至造成PV模块的完全损失。
通过提高封装薄膜的比体积电阻ρ，可以明显降低发生PID效应的风险。
比体积电阻ρ或电阻率（“体积电阻率”，在下文也缩写为“VR”）是依赖于温度的材料常数。其用于计算均质电导体的电阻。根据本发明借助ASTM-D257测定比体积电阻。
材料的比体积电阻ρ越高，光伏模块越不容易发生PID效应。提高封装薄膜的比体积电阻ρ的显著有利作用因此是提高PV模块的寿命和效率。
现有技术在CN 103525321 A中论述了与用于PV模块的封装薄膜相关的PID效应的问题。这一文献描述了用于封装太阳能电池的基于EVA的薄膜，其包含异氰脲酸三烯丙酯（“TAIC”）和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（“TMPTMA”）作为共交联剂，以及优选包含用于疏水化的聚烯烃离子交联聚合物和聚硅氧烷作为附加添加剂。这种薄膜具有降低的PID效应。但是，其缺点在于聚烯烃离子交联聚合物相对昂贵。聚硅氧烷还对粘附性质具有不利作用。此外，实施例没有给出关于用何种浓度可实现何种改进的具体信息。
JP 2007-281135 A也描述了来自TAIC和TMPTMA的交联剂组合。TMPTMA在此使交联反应加速并因此带来提高的生产率。
JP 2012-067174 A和JP 2012-087260 A描述了基于EVA和基于聚烯烃的用于太阳能电池的封装薄膜，其除TAIC外还包含例如乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、己-1,6-二醇二甲基丙烯酸酯作为交联剂。这些共交联剂一开始稍微减慢交联反应并因此提高加工时间窗口。
JP 2009-135200 A同样描述了包含TAIC和各种多官能醇的(甲基)丙烯酸酯衍生物的交联剂，其中在这种情况中描述了基于EVA的封装的改进的耐热性以及较小的脱层倾向。
JP 2007-281135 A和JP 2007-305634 A描述了用于制造用于太阳能电池的多层共挤EVA封装薄膜的来自TAIC和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（“TMPTA”）的交联剂组合。
例如JP 2013-138094 A、JPH11-20094、JPH11-20095、JPH11-20096、JPH11-20097、JPH11-20098、JPH11-21541、CN 102391568 A、CN 102504715 A、CN 102863918 A、CN 102911612 A、CN 103045105 A、CN 103755876 A、CN 103804774 A、US 2011/0160383 A1、WO 2014/129573 A1描述了用于太阳能电池封装薄膜的类似的交联剂组合。
因此需要尤其用于制造太阳能电池封装薄膜的新型共交联剂体系，其导致与根据现有技术交联的薄膜相比明显提高的体积电阻，以由此在光伏模块中使用时导致PID风险降低。
发明内容
本发明要解决的问题因此是提供可用于制造具有尽可能高比体积电阻ρ的薄膜并因此特别适用于封装电子器件例如太阳能电池的新型组合物。这些组合物应另外可用于既有方法中并且不应明显提高薄膜的成本。特别地，其不应具有在现有技术的共交联剂体系，在此特别是在CN 103525321 A中提到的组合物的那些中所观察到的缺点。
现在已经令人惊讶地发现，借助特定组合物可以获得符合这些要求的用于太阳能电池的封装薄膜。在此发现的组合物在相对少的使用量的情况下明显提高体积电阻，而不会不利地影响其它薄膜性质。该薄膜具有优异的可加工性、高透明度和优异的UV和热老化性质。
本发明的共交联剂体系可惊人地用于制造具有高比体积电阻的用于封装电子器件例如太阳能电池的薄膜。
相应地，本发明的共交联剂体系是组合物(A)，其包含(i)至少一种选自异氰脲酸三烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯的化合物(I)；其中化合物(I)更优选是异氰脲酸三烯丙酯；和
(ii) 至少一种化合物(II)，其中化合物(II)一般而言由下列结构式定义：
其中
A1、A2各自彼此独立地选自
具有3至18个碳原子和至少一个末端双键的非支化或支化的烯基、化学结构(III)的基团
其中
R1 = 氢或甲基；
A3是具有1至12个碳原子的非支化或支化的亚烷基；
B选自-NR2-、化学结构-(CH2)p-NR3-(CH2)q-和化学结构(IV)
其中R2、R3各自彼此独立地选自氢、具有1至20个碳原子的烷基、具有3至18个碳原子和至少一个末端双键的非支化或支化的烯基、化学结构(V)的基团
其中
R4 = 氢或甲基；
A4是具有1至12个碳原子的非支化或支化的亚烷基；
且其中n、p、q各自彼此独立地为1至5的整数；
且其中组合物(A)包含的至少一种化合物(II)以基于组合物(A)包含的所有化合物(I)的总重量计至少1重量%的含量存在。
在一个优选实施方案中，组合物(A)包含的至少一种化合物(II)以基于组合物(A)包含的所有化合物(I)的总重量计至少1重量%至50重量%，优选1.7重量%至25重量%，更优选2.1重量%至11.1重量%，再更优选2.2重量%至6.4重量%，再更优选3.1重量%至6.4重量%，最优选4.4重量%至5.3重量%的含量存在。
在一个优选实施方案中，在组合物(A)中，
A1、A2各自彼此独立地选自烯丙基、甲基烯丙基、化学结构(III)的基团
其中
R1 = 氢或甲基；
A3是具有1至6个碳原子的非支化或支化的亚烷基；
B选自–NR2-、-CH2-NH-CH2-和化学结构(IV)
其中R2选自氢、具有1至20个碳原子的烷基、烯丙基、甲基烯丙基、化学结构(V)的基团
其中
R4 = 氢或甲基；
A4是具有1至6个碳原子的非支化或支化的亚烷基；
且其中n是1至3的整数。
最优选地，在组合物(A)中，化合物(II)选自化学结构(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)、(X)
其中R5选自
氢、具有1至20个碳原子的烷基、烯丙基、甲基烯丙基；
且其中Q1、Q2、Q3、Q4、Q5各自彼此独立地为氢或甲基。
最优选地，在组合物(A)中，化合物(II)选自三烯丙基缩二脲、N-丙基二烯丙基缩二脲（N-Propyl-diallylbiuret）、亚氨基二(N-烯丙基乙酰胺)。
化学结构(II)的化合物在本发明中也被称作“双(烯基酰胺)化合物”。
措辞“组合物(A)包含的至少一种化合物(II)以基于组合物(A)包含的所有化合物(I)的总重量计至少1重量%的含量存在”是指至少一种符合通用结构式(II)的化合物以基于组合物(A)包含的所有化合物(I)的总重量计至少1重量%的量存在于组合物(A)中。
这意味着，例如，在组合物(A)包含异氰脲酸三烯丙酯作为化合物(I)和三烯丙基缩二脲作为化合物(II)的本发明的实施方案中，三烯丙基缩二脲以基于异氰脲酸三烯丙酯重量计至少1重量%的含量存在。在一个还更优选的实施方案中，基于异氰脲酸三烯丙酯的重量计，三烯丙基缩二脲的含量为2.1重量%至25.0重量%，更优选3.1重量%至11.1重量%，最优选5.3重量%至6.4重量%。三烯丙基缩二脲是式(VI)的化合物，其中Q1 = Q2 = H且R5 = 烯丙基。
这还意味着，例如，在组合物(A)包含异氰脲酸三烯丙酯作为化合物(I)和N-丙基二烯丙基缩二脲作为化合物(II)的本发明的实施方案中，N-丙基二烯丙基缩二脲以基于异氰脲酸三烯丙酯重量计至少1.0重量%的含量存在。在一个还更优选的实施方案中，基于异氰脲酸三烯丙酯的重量计，N-丙基二烯丙基缩二脲的含量为1.1重量%至5重量%，更优选1.5重量%至3.0重量%，最优选1.7重量%。N-丙基二烯丙基缩二脲是式(VI)的化合物，其中Q1 = Q2 = H和R5 = 正丙基。
这还意味着，例如，在组合物(A)包含异氰脲酸三烯丙酯作为化合物(I)和亚氨基二(N-烯丙基乙酰胺)作为化合物(II)的本发明的实施方案中，亚氨基二(N-烯丙基乙酰胺)以基于异氰脲酸三烯丙酯重量计至少1.0重量%的含量存在。在一个还更优选的实施方案中，基于异氰脲酸三烯丙酯的重量计，亚氨基二(N-烯丙基乙酰胺)的含量为1.1重量%至10.0重量%，更优选2.2重量%-8重量%，最优选4.4重量%。亚氨基二(N-烯丙基乙酰胺)是式(VIII)的化合物。
这还意味着，例如，在组合物(A)包含氰脲酸三烯丙酯作为化合物(I)和三烯丙基缩二脲作为化合物(II)的本发明的实施方案中，三烯丙基缩二脲以基于氰脲酸三烯丙酯重量计至少1.0重量%的含量存在。在一个还更优选的实施方案中，基于氰脲酸三烯丙酯的重量计，三烯丙基缩二脲的含量为2.1重量%至25重量%，更优选3.1重量%至11.1重量%，最优选5.3重量%至6.4重量%。
基团“烯丙基”和“甲基烯丙基”各自具有下列化学结构：
在本发明中，“具有至少一个末端双键的非支化或支化的烯基”是具有至少一个末端双键的非支化或支化的一价烃基。
优选地，“具有3至18个碳原子和至少一个末端双键的非支化或支化的烷基”在本发明中具有化学结构
其中R'是具有x个碳原子的非支化或支化的亚烷基且R''独立地为氢或具有y个碳原子的非支化或支化的烷基，其中x和y是整数；
且其中当R'' = H时x为1至16（当x = 1时，R'是亚甲基）；且
其中在R'' = 非支化或支化的烷基的情况下x为1至15，且y在这种情况下为1至(16 - x)，其中x + y的总和这时绝不能超过数值16。
更特别地这时是R'' = H或甲基且R'是具有1至15个碳原子的非支化或支化的亚烷基。优选地，R'' = H或甲基且R'是具有1至10个碳原子的非支化的亚烷基。更优选地，R' = 亚甲基且R'' = H或甲基。
“亚烷基”在本发明中是饱和二价烃基。
具有1至6个碳原子的非支化或支化的亚烷基尤其选自亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚正丁基、亚正戊基、亚正己基。“亚正己基”等同于“六亚甲基”。
为确保该薄膜的均匀性和该薄膜的效力，组合物(A)包含的至少一种化合物(II)以基于组合物(A)包含的所有化合物(I)的总重量计至少1重量%的含量存在是重要的。这确保可由此获得的薄膜的比电阻恰好达到工业大规模应用所需的值并与现有技术交联剂体系相比实现足够的改进。其中任一化合物(II)都未以这样的足量存在的组合物无法有助于充分提高比电阻。
关于组合物(A)中的所有化学结构(II)的化合物的含量，其仅受关于组合物(A)包含的至少一种化合物(II)的含量的上述预先规定所限制。优选地，在组合物(A)中，组合物(A)包含的所有化学结构(II)的化合物的总重量为至少1重量%，尤其是1.1重量%至50重量%，优选2重量%至20.0重量%，更优选3重量%至10.0重量%，基于组合物(A)包含的所有化合物(I)的总重量计。
本共交联剂体系优选用于制造用于封装电子器件，例如PV模块中的太阳能电池的薄膜。
在此，这些共交联剂体系通常与聚烯烃共聚物一起使用。
本发明因此还涉及包含至少一种聚烯烃共聚物和本发明组合物(A)的组合物(B)。
根据本发明可用的聚烯烃共聚物是本领域技术人员已知的并例如描述在WO 2008/036708 A2和JP 2012-087260中。
更特别地，根据本发明，所用聚烯烃共聚物是乙烯/α-烯烃互聚物（Interpolymer），其中术语“互聚物”是指所涉及的聚烯烃共聚物已由至少两种不同的单体制备。因此，术语“互聚物”尤其包括由刚好两种单体单元形成的聚烯烃共聚物，以及三元共聚物（例如乙烯/丙烯/1-辛烯、乙烯/丙烯/丁烯、乙烯/丁烯/1-辛烯、乙烯/丁烯/苯乙烯）和四元共聚物。
根据本发明可用的聚烯烃共聚物尤其是优选除乙烯和α-烯烃外没有其它单体单元的乙烯/α-烯烃共聚物，其中“α-烯烃”在本发明中优选选自丙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十八烯、3-环己基-1-丙烯、乙烯基环己烷、丙烯酸、甲基丙烯酸、降冰片烯、苯乙烯、甲基苯乙烯、乙酸乙烯酯。
再更优选地，组合物(B)中的本发明的聚烯烃共聚物是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
如果所用聚烯烃共聚物是乙烯/α-烯烃互聚物，那么其尤其具有基于该乙烯/α-烯烃互聚物总重量计15重量%至50重量%的α-烯烃含量。优选地，α-烯烃含量为20重量%至45重量%，更优选25重量%至40重量%，再更优选26重量%至34重量%，最优选28重量%至33重量%，各自基于该乙烯/α-烯烃互聚物的总重量计。
在该聚烯烃共聚物是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的优选实施方案中，该乙烯-乙酸乙烯酯共聚物尤其具有基于该乙烯-乙酸乙烯酯共聚物总重量计15重量%至50重量%的乙酸乙烯酯含量。优选地，乙酸乙烯酯含量这时为20重量%至45重量%，更优选25重量%至40重量%，再更优选26重量%至34重量%，最优选28重量%至33重量%，各自基于该乙烯-乙酸乙烯酯互聚物的总重量计。
在此通过ASTM D 5594:1998 [“借助傅立叶变换红外光谱法测定乙烯乙酸乙烯酯（EVA）共聚物的乙酸乙烯酯含量”]中描述的方法测定α-烯烃含量，在乙烯/乙酸乙烯酯共聚物的情况下尤其是乙酸乙烯酯含量。
在此，对组合物(B)所含的组合物(A)的含量没有特别限制。组合物(B)中的组合物(A)的含量尤其是0.05重量%至10重量%，优选0.1重量%至5重量%，更优选0.2重量%至3重量%，再更优选0.3重量%至1重量%，尤其优选0.5重量%，各自基于组合物(B)包含的所有聚烯烃共聚物的质量计。
根据本发明，组合物(B)适用于制造用于电子器件，例如太阳能电池的封装薄膜。为此，其在太阳能模块层压过程中进行交联反应。
为引发交联反应，通常使用引发剂，即可经由热、光、水分或电子束活化的自由基形成剂。
在本发明的一个优选实施方案中，组合物(B)因此还包含选自过氧化化合物、偶氮化合物、光引发剂的引发剂。该引发剂更优选选自过氧化化合物、偶氮化合物。在"Encyclopedia of Chemical Technology 1992, 第 3 版 , 第 17 卷 , 第 27-90 页"中描述了这些的实例。
过氧化化合物尤其是有机过氧化物，其又选自二烷基过氧化物、二过氧缩酮、过氧羧酸酯、过氧碳酸酯。
二烷基过氧化物尤其选自过氧化二枯基、过氧化二叔丁基、过氧化二叔己基、过氧化叔丁基枯基、过氧化异丙基枯基-叔丁基、过氧化叔己基枯基、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔戊基过氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)-己-3-炔、2,5-二甲基-2,5-二(叔戊基过氧基)-己-3-炔、α,α-二[(叔丁基过氧基)-异丙基]苯、过氧化二叔戊基、1,3,5-三[(叔丁基过氧基)异丙基]苯、1,3-二甲基-3-(叔丁基过氧基)丁醇、1,3-二甲基-3-(叔戊基过氧基)丁醇、异丙基枯基过氧化氢。
二过氧缩酮尤其选自1,1-二(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔戊基过氧基)环己烷、1,1-二(叔丁基过氧基)环己烷、4,4-二(叔戊基过氧基)戊酸正丁酯、3,3-二(叔丁基过氧基)丁酸乙酯、2,2-二(叔丁基过氧基)丁烷、3,6,6,9,9-五甲基-3-乙氧基羰基甲基-1,2,4,5-四氧杂环壬烷、2,2-二(叔戊基过氧基)丙烷、4,4-双(叔丁基过氧基)戊酸正丁酯。
过氧羧酸酯尤其选自过氧乙酸叔戊酯、过氧-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧苯甲酸叔戊酯、过氧乙酸叔丁酯、过氧苯甲酸叔丁酯、单过氧琥珀酸OO-叔丁酯、单过氧琥珀酸OO-叔戊酯。
过氧碳酸酯尤其选自过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧-异丙基碳酸叔丁酯、过氧-2-乙基己基碳酸叔戊酯、过氧苯甲酸叔戊酯。优选的过氧碳酸酯是过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯（“TBPEHC”）。
所述偶氮化合物优选选自2,2’-偶氮双(2-乙酰氧基丙烷)、1,1’-偶氮二(六氢苄腈)。
所述引发剂特别优选选自2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯、过氧-3,5,5-三甲基己酸叔丁酯、1,1-二(叔丁基过氧基)-3,5,5-三甲基环己烷、过氧-2-乙基己基碳酸叔戊酯；该引发剂最优选是过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯（“TBPEHC”）。
对基于所述聚烯烃共聚物质量计所用的过氧化化合物或偶氮化合物，优选过氧化化合物的质量没有特别限制。该过氧化化合物或偶氮化合物，优选过氧化化合物尤其以0.05重量%至10重量%，优选0.1重量%至5重量%，更优选0.5重量%至2重量%的量使用，各自基于组合物(B)包含的所有聚烯烃共聚物的质量计。
光引发剂尤其选自二苯甲酮、苯并蒽酮、苯偶姻、苯偶姻烷基醚、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、对苯氧基二氯苯乙酮、2-羟基环己基-苯基酮、2-羟基异丙基-苯基酮、1-苯基丙二酮-2-(乙氧基羰基)肟。
光引发剂尤其以0.05重量%至10重量%，优选0.1重量%至5重量%，更优选0.2重量%至3重量%，再更优选0.25重量%至1重量%的量使用，各自基于组合物(B)包含的所有聚烯烃共聚物的质量计。
在本发明的另一个优选的实施方案中，组合物(B)还包含至少一种选自交联剂、硅烷偶联剂、抗氧化剂、老化稳定剂、金属氧化物、金属氢氧化物、白色颜料的附加化合物，其中特别优选使用硅烷偶联剂作为附加化合物。
术语“附加化合物”在本发明中意味着这种化合物不是异氰脲酸三烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯或化学结构(II)的化合物。
交联剂在此优选选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、多元醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。多元醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯尤其选自乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、己-1,6-二醇二(甲基)丙烯酸酯、壬-1,9-二醇二(甲基)丙烯酸酯、癸-1,10-二醇二(甲基)丙烯酸酯。
在此，对组合物(B)包含的交联剂的含量没有特别限制。组合物(B)中的交联剂的含量尤其是0.005重量%至5重量%，优选0.01重量%至3重量%，更优选0.05重量%至3重量%，再更优选0.1重量%至1.5重量%，各自基于组合物(B)包含的所有聚烯烃共聚物的质量计。
可根据本发明用在组合物(B)中的硅烷偶联剂包括所有具有不饱和烃基和可水解基团的硅烷（例如描述在EP 2 436 701 B1、US 5,266,627中）。
不饱和烃基尤其选自乙烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基、环己烯基、γ-(甲基)丙烯酰氧基烯丙基。
可水解基团尤其选自烃基氧基、烃基酰氧基、烃基氨基。该可水解基团优选选自甲氧基、乙氧基、甲酰氧基、乙酰氧基、丙酰氧基、烷基氨基、芳基氨基。
该硅烷偶联剂优选选自：乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三-(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-乙氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷。特别优选使用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（缩写为“KBM”）作为硅烷偶联剂。
在此，对组合物(B)包含的硅烷偶联剂的含量没有特别限制。组合物(B)包含的所有硅烷偶联剂的含量尤其是0.05重量%至5重量%，优选0.1重量%至2重量%，各自基于组合物(B)包含的所有聚烯烃共聚物的质量计。
抗氧化剂在本发明中优选选自酚类抗氧化剂、含磷抗氧化剂。
酚类抗氧化剂尤其选自4-甲氧基酚、2,6-二-叔丁基-4-甲基酚、叔丁基氢醌、β-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯、季戊四醇四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲酸十六烷基酯。
含磷抗氧化剂尤其选自亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、四(十三烷基)-1,1,3-三-(2-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丁烷二磷酸酯、四(2,4-二-叔丁基苯基)-4,4-联苯基二亚膦酸酯。
在此，对组合物(B)包含的抗氧化剂的含量没有特别限制。组合物(B)包含的所有抗氧化剂的含量尤其是0.01重量%至0.5重量%，优选0.05重量%至0.3重量%，各自基于组合物(B)包含的所有聚烯烃共聚物的质量计。
老化稳定剂在本发明中尤其选自“位阻胺光稳定剂”（= “HALS”）稳定剂和UV吸收剂。
HALS稳定剂在本发明中尤其是具有至少一个2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基的化合物，其中在哌啶基的1位上的氮原子带有H、烷基或烷氧基。
HALS稳定剂优选选自双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双-(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、具有CAS号82451-48-7的聚{(6-吗啉基-均-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]}、CAS号193098-40-7的聚合物、琥珀酸二甲酯和1-(2-羟基乙基)-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇的共聚物、具有CAS号106990-43-6的N,N',N'',N'''-四-{4,6-双[丁基(N-甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)氨基]三嗪-2-基}-4,7-二氮杂癸烷-1,10-二胺。
在此，对组合物(B)包含的HALS稳定剂的含量没有特别限制。组合物(B)包含的所有HALS稳定剂的含量尤其是0.01重量%至0.5重量%，优选0.05重量%至0.3重量%，各自基于组合物(B)包含的所有聚烯烃共聚物的质量计。
UV吸收剂尤其选自2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲酸2,4-二-叔丁基苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-4-羧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3,5-二-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、水杨酸对辛基苯酯、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]酚、2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸乙酯。
在此，对组合物(B)包含的UV吸收剂的含量没有特别限制。组合物(B)包含的所有UV吸收剂的含量尤其是0.01重量%至0.5重量%，优选0.05重量%至0.3重量%，各自基于组合物(B)包含的所有聚烯烃共聚物的质量计。
根据本发明，金属氧化物尤其选自碱金属氧化物、碱土金属氧化物、氧化锌，优选选自氧化镁、氧化锌。
在此，对组合物(B)包含的金属氧化物的含量没有特别限制。组合物(B)包含的所有金属氧化物的含量尤其是0.01重量%至10重量%，优选0.05重量%至3重量%，各自基于组合物(B)包含的所有聚烯烃共聚物的质量计。
根据本发明，金属氢氧化物尤其选自碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物，优选选自氢氧化镁、氢氧化钙。
在此，对组合物(B)包含的金属氢氧化物的含量没有特别限制。组合物(B)包含的所有金属氢氧化物的含量尤其是0.01重量%至10重量%，优选0.05重量%至3重量%，各自基于组合物(B)包含的所有聚烯烃共聚物的质量计。
白色颜料在本发明中尤其选自二氧化钛、氧化锌、硫化锌、硫酸钡、锌钡白。
在此，对组合物(B)包含的白色颜料的含量没有特别限制。组合物(B)包含的所有白色颜料的含量尤其是5重量%至25重量%，优选10重量%至20重量%，再更优选15重量%，各自基于组合物(B)包含的所有聚烯烃共聚物的质量计。
在本发明的另一方面中，聚合物组合物(B)用于制造用于封装电子器件，尤其是太阳能电池的薄膜。
在此，首先通过混合组合物(A)和各种添加剂和聚烯烃共聚物来制备组合物(B)。这尤其通过在混合器中将添加剂以液体形式（即纯形式或作为溶剂中的溶液）添加到组合物(B)中进行。此后搅拌如此之久或使该混合物保持运动，直至该液体完全被聚合物粒料吸收。然后通过施加真空再除去可能所用的溶剂。
在第二步骤中，借助挤出机挤出该聚合物制剂以产生薄膜。在此，组合物(B)经由螺旋式进料机连续计量加入到该挤出机中，其中该聚合物熔融并通过捏合该混合物而使添加剂均匀分布在聚合物基质中。在挤出机的末端，使熔体经过宽隙缝式喷嘴（Breitschlitzdüse）压出。在喷嘴之后，借助辊机（Walzwerk）牵拉该薄膜，冷却并卷绕。
或者，也可以将添加剂或添加剂混合物经由装料管（Einfüllstutzen）或经由侧进料口直接计量加入到薄膜挤出机中。
下列实施例旨在进一步例示本发明，而不应将其限制于这些实施例。
具体实施方式
所用缩写
γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷 = KBM；
过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯 = TBPEHC；
异氰脲酸三烯丙酯 = TAIC；
氰脲酸三烯丙酯 = TAC。
所用化学品
下文使用的异氰脲酸三烯丙酯是来自Evonik Industries AG的“TAICROS ®”。
下文使用的氰脲酸三烯丙酯是来自Evonik Industries AG的“TAC”。
下文使用的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷是来自Evonik Industries AG的“Dynasylan Memo ®”。
下文使用的EVA是来自Arkema的具有28.3重量%乙酸乙烯酯含量的“EVATANE 28-40®”。
下文使用的过氧-2-乙基己基碳酸叔丁酯（= “TBPEHC”）获自United Initiators公司。
二烯丙基正丙基异氰脲酸酯（Diallyl-N-propyl-isocyanurat）（CAS: 5320-25-2）获自ABCR GmbH。
亚氨基二乙酸二乙酯（CAS: 6290-05-7）获自ABCR GmbH。
烯丙胺（CAS: 107-11-9）获自ABCR GmbH。
1. 合成
1.1 三烯丙基缩二脲
如下通过异氰脲酸三烯丙酯在含水碱性介质中的开环获得三烯丙基缩二脲：
在带有翼式搅拌器的3升双夹套反应器中预先放置830克（20.8摩尔）40% NaOH溶液和1330克（73.8摩尔）水并加热到95℃。在加入800克（3.2摩尔）异氰脲酸三烯丙酯后，该胶体溶液在95℃下剧烈搅拌4小时。有机相用蒸馏水反复洗涤，然后在真空中干燥。产生677.2克（3.03摩尔）三烯丙基缩二脲，纯度为97.4%（通过气相色谱法测定）。
1.2N-丙基二烯丙基缩二脲
如下通过二烯丙基正丙基异氰脲酸酯在含水碱性介质中的开环获得N-丙基二烯丙基缩二脲：
1.0克（4.0毫摩尔）二烯丙基正丙基异氰脲酸酯在1.5克水和1.0克40% NaOH中在95℃下剧烈搅拌15小时。以96%收率获得产物。通过用蒸馏水反复洗涤，实现提纯。
1.3 亚氨基二(N-烯丙基乙酰胺)：
在压力反应器中预先放置2克（10.6毫摩尔）亚氨基二乙酸二乙酯（CAS: 6290-05-7）和3克（52毫摩尔）烯丙胺（CAS: 107-11-9），然后在90-100℃下加热2-3小时。随后，分馏除去释放的乙醇和过量的烯丙胺，随后将除去的烯丙胺重新送回反应溶液。将反应混合物再次加热2-3小时并将该程序重复3次直至完全转化（通过HPLC测定完全转化）。在真空中除去乙醇和烯丙胺的残留物。
2. 实施例制剂的制备
2.1 对比例 V1
将2.5克（10.0毫摩尔）异氰脲酸三烯丙酯与0.5克KBM和4.0克TBPEHC均匀混合。将该混合物均匀分布在493克EVA上，然后将由此获得的添加剂混合物在转鼓式混合器（Taumelmischer）中充分混合2至4小时。
实施例 1
将2.48克（9.95毫摩尔）TAIC与0.05克（0.23毫摩尔）三烯丙基缩二脲（摩尔质量：223.27 g/mol）、0.5克KBM和4.0克TBPEHC一起均匀混合。将该混合物均匀分布在493克EVA上，然后将由此获得的添加剂混合物在转鼓式混合器中充分混合2至4小时。
实施例 2
将2.42克（9.73毫摩尔）TAIC与0.076克（0.34毫摩尔）三烯丙基缩二脲、0.5克KBM和4.0克TBPEHC一起均匀混合。将该混合物均匀分布在493克EVA上，然后将由此获得的添加剂混合物在转鼓式混合器中充分混合2至4小时。
实施例 3
将2.38克（9.53毫摩尔）TAIC与0.125克（0.56毫摩尔）三烯丙基缩二脲、0.5克KBM和4.0克TBPEHC一起均匀混合。将该混合物均匀分布在493克EVA上，然后将由此获得的添加剂混合物在转鼓式混合器中充分混合2至4小时。
实施例 4
将2.35克（9.43毫摩尔）TAIC与0.150克（0.67毫摩尔）三烯丙基缩二脲、0.5克KBM和4.0克TBPEHC一起均匀混合。将该混合物均匀分布在493克EVA上，然后将由此获得的添加剂混合物在转鼓式混合器中充分混合2至4小时。
实施例 5
将2.25克（9.03毫摩尔）TAIC与0.250克（1.12毫摩尔）三烯丙基缩二脲、0.5克KBM和4.0克TBPEHC一起均匀混合。将该混合物均匀分布在493克EVA上，然后将由此获得的添加剂混合物在转鼓式混合器中充分混合2至4小时。
实施例 6
将2.00克（8.02毫摩尔）TAIC与0.500克（2.24毫摩尔）三烯丙基缩二脲、0.5克KBM和4.0克TBPEHC一起均匀混合。将该混合物均匀分布在493克EVA上，然后将由此获得的添加剂混合物在转鼓式混合器中充分混合2至4小时。
实施例 7
将2.45克（9.83毫摩尔）TAIC与0.04克（0.19毫摩尔）N-丙基二烯丙基缩二脲（摩尔质量：225.27 g/mol）、0.5克KBM和4.0克TBPEHC一起均匀混合。将该混合物均匀分布在493克EVA上，然后将由此获得的添加剂混合物在转鼓式混合器中充分混合2至4小时。
实施例 8
将2.47克（9.93毫摩尔）TAIC与0.025克（0.12毫摩尔）亚氨基二(N-烯丙基乙酰胺)（摩尔质量：211.25 g/mol）、0.5克KBM和4.0克TBPEHC一起均匀混合。将该混合物均匀分布在493克EVA上，然后将由此获得的添加剂混合物在转鼓式混合器中充分混合2至4小时。
实施例 9
将2.45克（9.83毫摩尔）TAIC与0.052克（0.25毫摩尔）亚氨基二(N-烯丙基乙酰胺)、0.5克KBM和4.0克TBPEHC一起均匀混合。将该混合物均匀分布在493克EVA上，然后将由此获得的添加剂混合物在转鼓式混合器中充分混合2至4小时。
实施例 10
将2.40克（9.63毫摩尔）TAIC与0.106克（0.50毫摩尔）亚氨基二(N-烯丙基乙酰胺)、0.5克KBM和4.0克TBPEHC一起均匀混合。将该混合物均匀分布在493克EVA上，然后将由此获得的添加剂混合物在转鼓式混合器中充分混合2至4小时。
对比例 V2
将2.5克（10毫摩尔）氰脲酸三烯丙酯（= “TAC”）与0.5克KBM和4.0克TBPEHC均匀混合。将该混合物均匀分布在493克EVA上，然后将由此获得的添加剂混合物在转鼓式混合器中充分混合2至4小时。
实施例 11
将2.43克（9.73毫摩尔）TAC与0.075克（0.34毫摩尔）三烯丙基缩二脲、0.5克KBM和4.0克TBPEHC一起均匀混合。将该混合物均匀分布在493克EVA上，然后将由此获得的添加剂混合物在转鼓式混合器中充分混合2至4小时。
实施例 12
将2.38克（9.53毫摩尔）TAC与0.125克（0.56毫摩尔）三烯丙基缩二脲、0.5克KBM和4.0克TBPEHC一起均匀混合。将该混合物均匀分布在493克EVA上，然后将由此获得的添加剂混合物在转鼓式混合器中充分混合2至4小时。
实施例 13
将2.25克（9.03毫摩尔）TAC与0.25克（1.11毫摩尔）三烯丙基缩二脲、0.5克KBM和4.0克TBPEHC一起均匀混合。将该混合物均匀分布在493克EVA上，然后将由此获得的添加剂混合物在转鼓式混合器中充分混合2至4小时。
3. 薄膜挤出
为了制造EVA薄膜，将已如实施例V1、V2和1-13中所述制造的经调理的EVA粒料按体积计量加入到双螺杆实验室挤出机（Collin）中。经由具有可调节的间隙宽度的宽隙缝式喷嘴（10 cm）喷出EVA熔体，该薄膜连续地在辊机上继续冷却到20℃，然后卷绕。下面列出挤出机设置：
用于EVA薄膜制造的挤出参数
4. 薄膜层压
在特氟隆离型膜之间在150℃（机器设置）下进行EVA薄膜的层压，其中在整个层压过程中保持相应温度恒定。一步脱气步骤的时间为100秒。随后，以0.7 kg/cm²的压力（Anpressdruck）压样品。在层压机中的停留时间为20分钟。
5. 比电阻ρ的测定
为了测定厚度400至500微米的交联的EVA薄膜的电阻，首先将尺寸为大约8 × 8 cm的样品在室温（22.5℃）和50%的相对空气湿度下储存7天以确保EVA薄膜内的恒定湿度水平。
用公司Keithley的欧姆计（6517B）和同样来自Keithley的相应测试单元（“电阻率测试装置8009”）进行电阻测量。根据ASTM D-257，对样品施以500 V的电压60秒，在该时间之后测量电流。然后可以由已知参数计算电阻（VR）。
6. 实施例制剂的电阻测量结果
6.1 对比例 V1 、本发明的实施例 1 至 10
下表1指出用根据对比例V1获得的EVA粒料和根据本发明的实施例1至10获得的EVA粒料制成的薄膜测得的VR值。共交联剂体系在此包含TAIC和表1中分别给出的交联添加剂，并以同样在表1中给出的量。
表1：
6.2 对比例 V2 、本发明的实施例 11 至 13
下表2指出用根据对比例V2获得的EVA粒料和根据本发明的实施例11至13获得的EVA粒料制成的薄膜测得的VR值。各自的共交联剂体系在此以表2中给出的量包含TAC和三烯丙基缩二脲。
表2：
表1和2中所示的结果表明，用本发明的共交联剂体系，即组合物(A)可以获得具有高比电阻的薄膜。因此，用本发明的共交联剂体系制成的薄膜的所有VR值都高于用现有技术的交联剂TAIC或TAC获得的薄膜的值。

Claims (14)

1.组合物(A)，其包含
(i) 至少一种选自异氰脲酸三烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯的化合物(I)；和
(ii) 至少一种一般而言由下列结构式定义的化合物(II)：
其中
A1、A2各自彼此独立地选自
具有3至18个碳原子和至少一个末端双键的非支化或支化的烯基、化学结构(III)的基团
其中
R1 = 氢或甲基；
A3是具有1至12个碳原子的非支化或支化的亚烷基；
B选自-NR2-、化学结构-(CH2)p-NR3-(CH2)q-和化学结构(IV)
其中R2、R3各自彼此独立地选自氢、具有1至20个碳原子的烷基、具有3至18个碳原子和至少一个末端双键的非支化或支化的烯基、化学结构(V)的基团
其中
R4 = 氢或甲基；
A4是具有1至12个碳原子的非支化或支化的亚烷基；
且其中n、p、q各自彼此独立地为1至5的整数；
且其中组合物(A)包含的至少一种化合物(II)以基于组合物(A)包含的所有化合物(I)的总重量计至少1重量%的含量存在。
2.根据权利要求1的组合物(A)，其中化合物(I)是异氰脲酸三烯丙酯。
3.根据权利要求1或2的组合物(A)，其中A1、A2各自彼此独立地选自烯丙基、甲基烯丙基、化学结构(III)的基团
其中
R1 = 氢或甲基；
A3是具有1至6个碳原子的非支化或支化的亚烷基；
B选自–NR2-、-CH2-NH-CH2-和化学结构(IV)
其中R2选自氢、具有1至20个碳原子的烷基、烯丙基、甲基烯丙基、化学结构(V)的基团
其中
R4 = 氢或甲基；
A4是具有1至6个碳原子的非支化或支化的亚烷基；
且其中n是1至3的整数。
4.根据权利要求3的组合物(A)，其中化合物(II)选自化学结构(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)、(X)
其中R5选自
氢、具有1至20个碳原子的烷基、烯丙基、甲基烯丙基；
且其中Q1、Q2、Q3、Q4、Q5各自彼此独立地为氢或甲基。
5.根据权利要求1至4任一项的组合物(A)，其中组合物(A)包含的所有化合物(II)的总重量是1重量%至50重量%，基于组合物(A)包含的所有化合物(I)的总重量计。
6.组合物(B)，其包含至少一种聚烯烃共聚物和根据权利要求1至5任一项的组合物(A)。
7.根据权利要求6的组合物(B)，其中所述聚烯烃共聚物是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
8.根据权利要求7的组合物(B)，其中所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物具有根据ASTM D 5594:1998测得的基于所述乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的总重量计15重量%至50重量%的乙酸乙烯酯含量。
9.根据权利要求6至8任一项的组合物(B)，其中组合物(A)的含量是0.05重量%至10重量%，基于组合物(B)包含的所有聚烯烃共聚物的质量计。
10.根据权利要求6至9任一项的组合物(B)，其另外包含至少一种选自过氧化化合物、偶氮化合物、光引发剂的引发剂。
11.根据权利要求10的组合物(B)，其中所述引发剂是过氧化化合物。
12.根据权利要求6至11任一项的组合物(B)，其另外包含至少一种选自交联剂、硅烷偶联剂、抗氧化剂、老化稳定剂、金属氧化物、金属氢氧化物、白色颜料的附加化合物。
13.根据权利要求12的组合物(B)，其中所述附加化合物是硅烷偶联剂。
14.根据权利要求6至13任一项的组合物(B)用于制造用于封装电子器件的薄膜的用途。
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