CN111936312A - 用于生产多层层压体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产多层层压体的层压方法,优选地涉及一种用于生产光伏(PV)模块的层压方法,并且涉及一种PV模块层压体。

Description

用于生产多层层压体的方法
技术领域
本发明涉及一种用于生产多层层压体的层压方法,优选地涉及一种用于生产光伏(PV)模块的层压方法,并且涉及一种PV模块层压体。
背景技术
在各种材料的刚性或柔性基板上层压聚合物层是公知的技术,并应用于许多技术领域。用于聚合物层的聚合物材料可以根据包括多层层压体的制品的最终应用而变化。例如,乙烯乙酸乙烯酯(EVA)和其他基于热塑性塑料的聚合物是层压方法中常规使用的层材料。
通常,层与基板的层压可以例如通过以下步骤进行:1)所谓的流延挤出,其中在流延挤出步骤期间,在预制的基板上生产至少一部分层;或者2)通常通过在层压机设备中在真空下在热和压力下将预制基板和预制层整合在一起。
例如,层压是也用于生产公知的光伏模块,也称为太阳能电池模块的步骤之一。光伏(PV)模块由光产生电,并且在本领域中公知的各种应用中使用。光伏模块的类型可以变化。模块通常具有多层结构,即,具有不同功能的几个不同的层元件。光伏模块的层元件可以在层材料和层结构方面变化。最终的光伏模块可以是刚性的或柔性的。
刚性光伏模块可以例如包含如玻璃元件的刚性保护性前层元件、前封装层元件、光伏元件、后封装层元件、可以是刚性的或柔性的保护性背层元件(也称为背板层元件),和任选的例如铝制框架。
在柔性模块中,所有上述元件都是柔性的,由此保护性前层元件可以是例如由聚氟乙烯(PVF)或聚偏氟乙烯(PVDF)聚合物制成的氟化层,背板层元件通常是聚合物层元件(LE)。
以上示例的层元件可以是单层或多层元件。
所有所述术语在本领域中具有公知的含义。
柔性和刚性PV模块中的现有封装层通常由乙烯乙酸乙烯酯(EVA)制成。
而且,在一个元件的各层之间或在不同的层元件之间可以有一个或多个粘合剂层。
在生产PV模块期间,PV模块的两个或更多个预制元件(其可以是单层或多层元件)通常在层压机设备中被层压在一起。这种层压方法通常包括加热系统的步骤(该加热步骤通常包括从系统中抽出空气),以及在热和真空下对系统加压以使层压发生在功能不同的层元件之间的步骤。在PV多层元件的情况下,该多层元件如背板多层元件可以在层压至其他功能元件(如后封装元件)之前完全或部分地预制。
层压制品(例如PV模块)的某些最终应用给层压方法带来了严格的限制。例如,在对PV模块的层元件进行层压方法的情况下,始终建议仅在封装层达到高于其熔融温度的温度时以及在足以使其适当熔融的时间后才开始施加压力。这是非常重要的,因为否则在未充分熔融或非常接近其熔融温度的聚合物上施加压力将对光伏元件的易碎单元施加较大的应力,从而导致其破裂。
在使用常规层压机设备的层压方法中,对于制品制造商(例如光伏模块制造商)而言,一个非常重要且关键的参数是层压循环时间。层压循环时间对生产能力的扩大和对如PV模块的多层层压体的生产可变成本的降低有显著影响。因此,人们一直在努力沿着如PV模块的层压制品的生产价值链开发各种措施,最终可能缩短层压步骤中的循环时间。
为了提供所需的最终应用性能和足够的最终使用寿命,另一个关键参数是最终的多层层压体,如PV模块的质量。
用于聚合物层元件的许多常规聚合物材料在压制步骤中需要如1000毫巴的高压以使适当的层压发生,或者需要高的层压温度以提供可以在压力下层压至基板的聚合物熔体。在如玻璃的刚性基板上层压聚合物层元件以生产如玻璃-玻璃PV模块的多层层压体的过程中,通常在层压机中产生高压(如~800至1000毫巴)。高压常常使玻璃弯曲,导致在获得的层压体中造成所谓的边缘变薄(edge pinching)。这意味着层压体的厚度,特别是层压体中聚合物层的厚度大幅变化,并且通常在例如矩形层压体(如PV模块)的拐角处最薄,此处压力来自两侧。此外,当在常规压力下层压之后使层压体冷却时,通常在层压体的聚合物层中发现气泡或分层点,例如在PV模块的封装层中围绕靠近所述层压体边缘的互连器处发现气泡或分层点。所述分层可以在湿热暴露(85℃/85%相对湿度)期间进一步进行。聚合物层元件的厚度变化、气泡和/或分层与层压体的质量有关,并且可能在最终用途应用中对层压体的性能以及最终用途应用的寿命产生不利影响。
Bemis Associates的WO2010124189中描述了一种封装层,其基于乙烯与丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚单体的三元共聚物与耐热共聚物(乙烯与甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚单体)的共混物。该共混物还可包括载体聚合物,该载体聚合物是硅烷改性(共聚或接枝)的乙烯聚合物。形成的层可以通过照射交联。在第18和19页的实验部分中也描述了一种层压方法,其中层压是在约1个大气压(1013毫巴)的压力下进行的。
Borealis的EP2144301中公开了相对于层压具有硅烷和任选的丙烯酸酯共聚单体的交联乙烯共聚物而言降低层压温度的可能性。在第7页上,已经指出了层压过程的温度、压力和总层压时间。根据EP文件,层压期间的压力低于2巴,优选低于1巴(1000毫巴)。
在进一步发展的层压行业,例如发展的PV模块行业中,始终需要开发用于生产如光伏模块的多层层压体的其他层压方法解决方案,以满足如PV模块的多层层压体的生产商所要求的质量和性能要求。
附图说明
图1展示了基于多层层压体的两个相对边缘处的厚度变化来计算平均厚度变化的测量点。图1示出了在一个实施方案中包括第一和第二基板元件之间的聚合物层元件(LE)的多层层压体的两个相对边缘的横截面。箭头示出了三个不同的测量点,以沿着所述多层层压体的两个相对边缘测量厚度,以如“测定方法”描述的定义层压体的平均厚度变化。
图2示出了本发明的优选的多层层压体的层元件(分离的),即光伏(PV)模块,其包括保护性前层元件(1)、前封装层元件(2)、光伏元件(3)、后封装层元件(4)和保护性背层元件(5)。
发明描述
因此,本发明涉及一种用于生产多层层压体的方法,多层层压体包括至少一个基板元件和至少一个聚合物层元件(LE),
其中聚合物层元件(LE)包括聚合物组合物,聚合物组合物包括:
-(a)聚合物;
并且其中所述方法包括以下步骤:
(i)组装步骤,其中以多层组件的形式布置至少一个基板元件和至少一个聚合物层元件(LE);
(ii)加热步骤,其中任选地在腔室中在抽真空条件下加热所述多层组件;
(iii)压力积累步骤,其中所述多层组件上的压力在一个或多个步骤中逐渐增加;
(iv)压力保持步骤,其中在加热条件下保持所述多层组件上的压力以使组件的层压发生;和
(v)回收步骤,其中冷却并去除所得的所述多层层压体以备后用;
-其中在压力保持步骤(iv)期间的压力保持在790毫巴或更低。
用于生产如上、如下或权利要求中定义的多层层压体的本发明的方法在本文中也简称为“层压方法”。
该层压方法的多层层压体中的包括包含如上、如下或权利要求中定义的聚合物(a)的聚合物组合物的至少一个聚合物层元件(LE),在本文中简称为“聚合物层元件(LE)”、“聚合物层元件”、“聚合物层(LE)”、“聚合物层”、“聚合物层(LE)”或“层元件(LE)”。
包含如上、如下或权利要求中定义的聚合物(a)的聚合物组合物在本文中也简称为“本发明的聚合物组合物”或“聚合物组合物”。
如上、以下或权利要求书中定义的及优选实施方案中的聚合物(a)在本文中也简称为“聚合物(a)”。
层压方法中的包括如上、如下或权利要求书中定义的至少一个基板元件和至少一个聚合物层元件(LE)的多层层压体在本文中也简称为“层压体”。
压力积累步骤(iii)和压力保持步骤(iv)中给出的压力在本文中是指多层组件上经受的压力,该压力可以在层压方法中被监测和控制,并根据需要调节。
因此,本发明的层压方法涉及通过在热和压力下,任选在真空中在层压机设备中将预制基板和预制层整合的前文提到的层压。
基板元件在本文中是指预制的层元件,其可以是单层元件或多层元件。取决于所需的最终应用,基板元件可以是聚合物或非聚合物的以及柔性或刚性的元件。非聚合物和刚性的基板元件的实例是例如玻璃层元件。聚合物基板元件包括聚合物层。如果聚合物基板元件是多层元件,则该多层元件可以是刚性的或柔性的,并且可以由聚合物层或聚合物层和如玻璃层元件的非聚合物层组成。
“至少一个”在本文中是指“一个或多个”。
“刚性”在本文中是指该元件是硬的并且不能以柔性元件的方式弯曲,并且如果弯曲,则通常刚性元件的完整性通常容易破裂而导致永久性断裂,这与柔性元件的情况不一致。技术人员可以容易地区分刚性和柔性层元件。
聚合物层元件(LE)在本文中是指预制的层元件,其是聚合物单层元件或多层元件的聚合物层。在这种单层元件的情况下,单层元件包括本发明的聚合物组合物,优选由其组成。在这种多层元件的情况下,则其中至少一个聚合物层元件(LE)包括本发明的聚合物组合物,优选由其组成。此外,在聚合物多层元件的情况下,聚合物多层元件的至少一个外层,优选一个或两个外层,包括作为层材料的主要组分的聚合物材料。
出人意料地发现,可以在层压方法中的压力积累步骤(iii)和压力保持步骤(iv)期间使用要求保护的压力将包含如上、如下或权利要求中定义的聚合物组合物的聚合物层层压在基板元件上,该压力明显低于常规使用的压力,并且较低的压力导致层压体具有沿层压体的聚合物层元件(LE)的边缘的厚度变化出乎意料地较小,同时保持了最终层压体的有利粘合力。
在本文中,所述较小的厚度变化表示为平均厚度变化(%),其是指从图1所示的测量点及使用在“测定方法”下给定的公式定义和计算出的多层层压体的两个相对边缘的厚度变化的平均值。平均厚度变化可以从例如矩形多层层压体的任何两个相对边缘计算。
此外,可以优选地减少或甚至防止在层压方法期间聚合物材料在玻璃边缘外的不期望的流出。
因此,利用本发明的层压方法,可以减少或甚至防止在现有技术中多层层压体中发生的不期望的边缘变薄。
此外,当使用如上、如下或权利要求中所定义的要求保护的压力,将聚合物层元件(LE)任选地与其他层元件层压在至少一个基板元件上,优选在第一基板元件和第二基板元件之间,例如在两个玻璃基板元件之间,以生产玻璃-玻璃层压体,如优选玻璃-玻璃光伏(PV)模块,其中本发明的聚合物层元件为例如封装层元件时,则可以实现具有较小内部应力的最终多层层压体。
此外,在层压后并在暴露于85℃的温度和85%的相对湿度(RH)下的湿热625h后进行目视检查时,可以显著减少或甚至防止最终层压体中分层区域的传统缺陷。
此外,在层压后并在暴露于85℃的温度和85%的相对湿度(RH)下的湿热625h后进行目视检查时,可以显著减少或甚至防止最终层压体中气泡形成的传统缺陷。
结果,改善了所得的多层层压体的质量,即就聚合物层元件的均匀度(较少的变薄)而言,优选较小的内部应力和/或优选较小的分层和气泡形成,这些改进有助于层压体在其最终使用环境下的性能和使用寿命。
优选地,如果需要,当使用例如常规层压设备时,与现有技术的层压方法相比,本发明的层压方法还能够使层压循环时间更短。
自然地,在本发明的层压方法中,可以生产包括多于一个基板元件和多于一个聚合物层元件(LE)的层压体。此外,层压体可以包括其他层元件,其与所述基板元件和聚合物层元件(LE)相同或不同,并且可以是聚合物的或非聚合物的。
术语“聚合物的”在本文中是指包括至少50重量%,优选至少80重量%的聚合物(a)或聚合物(a)与其他任选的聚合物的混合物的聚合物层元件(LE)。更优选地,聚合物层元件(LE)的聚合物组合物,最优选地聚合物层元件(LE)包括作为主要聚合物组分的聚合物(a),优选地由作为聚合物组分的聚合物(a)组成。即在该最优选的实施方案中,聚合物(a)是如下文更详细的描述中所定义的唯一的聚合物组分。
在一个优选实施方案中,所述至少一个基板元件与所述至少一个聚合物层元件(LE)相邻。
术语“相邻”在本文中是指所述基板元件和包括聚合物组合物的聚合物层彼此面对。在一些实施方案中,在基板和聚合物层元件(LE)之间可以存在粘合剂层。这样的粘合剂层具有改善两个元件之间的粘合力的功能,并且具有层压领域中公知的含义。优选地,在基板和聚合物层元件(LE)之间没有粘合剂层,即,基板元件和聚合物层元件(LE)彼此直接接触。
在一个优选的实施方案中,多层层压体包括第一基板元件、至少一个聚合物层元件(LE)和第二基板元件。
本发明进一步提供了一种用于生产本发明的多层层压体的方法。
在一个优选的实施方案中,本发明的层压方法生产了一种制品,优选为多层层压体,更优选地为光伏(PV)模块,多层层压体在所述至少一个基板和第二基板元件之间包括一个或多个聚合物层元件(LE)和任选的其他层元件。因此,该方法优选地是如上、如下或权利要求中所限定的用于生产光伏(PV)模块层压体的方法,该层压体以给定顺序包括保护性前层元件、前封装层元件、光伏元件、后封装层元件和保护性背层元件;其中前封装层元件或后封装层元件中的至少一个,或者前封装层元件和后封装层元件两者包括聚合物组合物,该聚合物组合物包括:
-(a)聚合物;
且其中该方法包括以下步骤:
(i)组装步骤,其中将保护性前层元件、前封装层元件、光伏元件、后封装层元件和保护性背层元件以给定顺序布置成光伏模块组件的形式;
(ii)加热步骤,其中任选地在腔室中在抽真空条件下加热所述光伏模块组件;
(iii)压力积累步骤,其中多层组件上的压力在一个或多个步骤中逐渐增加;
(iv)压力保持步骤,其中在加热条件下保持多层组件上的压力以使组件的层压发生;和
(v)回收步骤,其中冷却并去除所得的所述多层层压体以备后用;
-其中在压力保持步骤(iv)期间的压力保持在790毫巴或更低。
本发明进一步提供了一种通过本发明的方法可获得的,优选生产的制品,优选多层层压体,优选光伏(PV)模块。更优选地,本发明进一步提供了一种本发明方法制得的制品,优选多层层压体,优选光伏(PV)模块。
层压方法的以下优选实施方案、性能和子组,包括用于制备多层层压体,优选PV模块的方法;聚合物层元件(LE)、聚合物(a)和其中的含硅烷基团的单元(b)以及PV模块层压体可独立概括,使得它们可以以任何顺序或组合使用,以进一步定义本发明的适当实施方案。
多层层压体的至少一个聚合物层的聚合物组合物和聚合物(a)
层压方法中的聚合物层的聚合物组合物优选地包括
-为热塑性聚合物的聚合物(a)。
术语“热塑性聚合物”具有聚合物领域中公知的含义。热塑性聚合物在本文中定义为在加热和冷却时改变性质的一类聚合物。热塑性聚合物在加热时会变软,并可以成型成不同的形状;当加热后冷却时,热塑性聚合物固化至成型形状。
常规的聚合物层材料在层压方法中可能需要交联。在这种情况下,需要高的层压压力来抑制从过氧化物反应而形成的气态副产物引起的气泡形成(L.-E.Perret-Aebi等,INSIGHTS ON EVA LAMINATION PROCESS:WHERE DO THE BUBBLES COME FROM?,第25届欧洲光伏太阳能会议暨展览会/第5届世界光伏能量转换大会,2010年9月6日至10日,Valencia,Spain)。
本发明的层压方法非常适用于在层压方法期间不需要使用过氧化物进行交联的聚合物材料。在该方法的一个实施方案中,在层压方法期间,聚合物组合物的聚合物(a),优选聚合物(a)优选不使用过氧化物进行交联。结果,本发明的方法能够减少或避免由过氧化物的气态副产物形成气泡。
因此,优选地,聚合物(a)是非过氧化物交联的。优选地,聚合物(a)是在层压方法期间不使用过氧化物进行交联的热塑性聚合物。此外,如果需要,当使用例如常规层压设备时,与现有技术的层压方法相比,本发明的层压方法的该实施方案还有助于使层压循环时间更短。
在另一个优选的实施方案中,聚合物组合物的聚合物(a)是聚乙烯聚合物。优选具有一种或多种共聚单体的聚乙烯共聚物。
公知的“共聚单体”是指可共聚的共聚单体单元。
优选地,如果存在,则聚合物(a)的共聚单体不同于乙酸乙烯酯共聚单体。优选地,聚合物层不具有(不包括)乙烯与乙酸乙烯酯共聚单体的共聚物。
优选地,如果存在,则聚合物(a)的共聚单体不同于甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚单体。优选地,聚合物层不具有(即不包括)乙烯与丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚单体的共聚物。
层压方法中的聚合物层的聚合物组合物包括
-选自以下的聚合物(a):
(a1)乙烯聚合物,其包含任选的除了聚合物(a2)的极性共聚单体以外的一种或多种共聚单体,并且带有含官能团的单元;
(a2)乙烯聚合物,其包含选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯或(C1-C6)-烷基丙烯酸(C1-C6)-烷基酯的一种或多种极性共聚单体,并且带有任选的除了所述极性共聚单体以外的含官能团的单元;或
(a3)乙烯聚合物,其包含选自(C1-C10)-α-烯烃共聚单体的一种或多种α-烯烃共聚单体;并且带有任选的含官能团的单元;和
-含硅烷基团的单元(b)。
聚合物(a1)的含官能团的单元不是所述任选的共聚单体。
因此,在该优选的实施方案中,含硅烷基团的单元(b)总是与聚合物(a)及其优选实施方案结合。
如上、如下或权利要求书中定义的带有含硅烷基团的共聚单体的乙烯聚合物的定义(a1)在本文中也简称为“乙烯的聚合物(a1)”或“聚合物(a1)”。
如上、如下或权利要求书中定义的乙烯与选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯或(C1-C6)-烷基丙烯酸(C1-C6)-烷基酯共聚单体的一种或多种极性共聚单体的共聚物的定义(a2),该共聚物(a2)带有含硅烷基团的单元且该共聚物(a2)不同于乙烯共聚物(a1),在本文中也简称为“乙烯共聚物(a2)”、“共聚物(a2)”或“聚合物(a2)”。
如上、如下或权利要求书中定义的乙烯与一种或多种(C1-C10)-α-烯烃共聚单体的共聚物的定义(a3),其不同于乙烯聚合物(a1)和乙烯聚合物(a2),在本文中也简称为“聚合物(a3)”。
含硅烷基团的单元(b)和聚合物(a)可以作为单独的组分,即作为共混物(组合物)存在于本发明的聚合物层的聚合物组合物中,或含硅烷基团的单元(b)可以作为聚合物(a)的共聚单体或作为以化学方式接枝到聚合物(a)上的化合物存在。通常,将含硅烷基团的单元共聚和接枝到乙烯上是聚合物领域中公知的技术且有大量文献证明的,且在技术人员的能力范围内。
在共混物的情况下,含硅烷基团的单元(b)组分(化合物)可以至少部分与聚合物(a)发生化学反应,例如,接枝到聚合物(a)主链上,任选地使用例如自由基形成剂,如过氧化物。通常,这种化学反应将在本发明的层压方法之前或期间进行。
优选地,当将预制的聚合物层元件引入本发明的层压方法的组装步骤(i)中时,含硅烷基团的单元(b)存在(键合)于聚合物(a)的主链中。
更优选地,聚合物(a)带有含官能团的单元,其中所述含官能团的单元是所述含硅烷基团的单元(b)。在该实施方案中,含硅烷基团的单元(b)可以共聚或接枝到聚合物(a)上。含硅烷基团的单元(b)作为任选的和优选的含官能团的单元优选以共聚单体单元形式或接枝化合物形式存在于所述聚合物(a)中。
因此,在将含硅烷基团的单元(b)作为共聚单体结合到聚合物(a)中的情况下,在聚合物(a)的聚合过程中,含硅烷基团的单元(b)作为共聚单体与乙烯单体共聚。如果通过接枝将含硅烷基团的单元(b)结合到聚合物中,则将含硅烷基团的单元在聚合物(a)的聚合反应后与聚合物(a)发生化学反应(也称为接枝)。化学反应,即接枝,通常使用自由基形成剂例如过氧化物进行。这种化学反应可以在本发明的层压方法之前或期间发生。通常,将含硅烷基团的单元共聚和接枝到乙烯上是聚合物领域中公知的技术且有大量文献证明的,且在技术人员的能力范围内。
还公知的是,在接枝实施方案中使用过氧化物会由于同时的交联反应而降低乙烯聚合物的熔体流动速率(MFR)。结果,接枝实施方案会限制作为起始聚合物的聚合物(a)的MFR的选择,该MFR的选择会对最终用途应用中的聚合物质量产生不利影响。此外,在接枝过程中从过氧化物形成的副产物可能在最终用途应用时对聚合物组合物的使用寿命产生不利影响。
因此,最优选地,含硅烷基团的单元(b)作为共聚单体存在于聚合物(a)中。即在聚合物(a1)的情况下,在聚合物(a1)的聚合过程中,含硅烷基团的单元(b)作为共聚单体与乙烯单体一起共聚。并且在聚合物(a2)的情况下,在聚合物(a2)的聚合过程中,含硅烷基团的单元(b)作为共聚单体与极性共聚单体和乙烯单体一起共聚。
“含硅烷基团的共聚单体”在本文如上、如下或权利要求中是指含硅烷基团的单元(b)作为共聚单体存在。
聚合物(a)中的含硅烷基团的单元(b),或优选含硅烷基团的共聚单体,优选为由式(I)表示的可水解的不饱和硅烷化合物:
R1SiR2qY3-q (I)
其中
R1是烯键式不饱和烃基、烃氧基或(甲基)丙烯酰氧基烃基基团,
每个R2独立地为脂族饱和烃基基团,
Y可以相同或不同,且为可水解的有机基团,并且
q是0、1或2。
其他适当的含硅烷基团的单元,优选共聚单体,是例如γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三乙酰氧基硅烷,或其两种或更多种的组合。
式(I)的硅烷化合物的一个适当的子组是不饱和硅烷化合物或优选地是式(II)的共聚单体
CH2=CHSi(OA)3 (II)
其中每个A独立地是具有1至8个碳原子,适当地1至4个碳原子的烃基基团。
当将含硅烷基团的单元(b)作为共聚单体,优选作为式(I),优选式(II)的共聚单体结合到最终聚合物(a)中时,则所述共聚单体中的不饱和基团(unsaturation),优选乙烯基官能团通过自由基聚合过程结合到聚合物中,从而所述共聚单体的两个C原子成为最终聚合物(a)的主链的一部分,如本领域技术人员公知的。而在接枝中,首先将聚合物(a)聚合成聚合物,然后通过接枝通常使用过氧化物将含硅烷基团的单元(b),优选作为式(I),优选式(II)的硅烷化合物结合到聚合物主链上,从而乙烯基不饱和基团中只有一个C原子连接到最终的聚合物主链上,如本领域技术人员所公知的。因此,与含硅烷基团的单元(b)通过接枝形成的支链相比,由含硅烷基团的单元(b)作为共聚单体的共聚得到的支链短一个碳原子,如对于聚合物领域的技术人员是明显的。这将意味着接枝的含硅烷基团的单元(b)从聚合物主链延伸得更远,并且比通过使含硅烷基团的单元(b)共聚到聚合物(a)的主链上获得的支链更易于进行交联反应。
此外,与单元的接枝相比,将含硅烷基团的单元作为共聚单体共聚到聚合物主链中的共聚反应提供了单元的更均匀结合。共聚的硅烷基团的分布取决于硅烷、乙烯和其他单体之间的反应率,而接枝过程则提供了其中硅烷基团不能以任何可控的分布结合的聚合物。换句话说,当将含硅烷基团的单元作为共聚单体结合到聚烯烃共聚物,优选聚乙烯共聚物的聚合物主链中时,则与接枝的含硅烷基团的单元的更不均匀的分布相比,形成的共聚物是均匀的“无规共聚物”,该术语具有公知含义。此外,与接枝相比,共聚不需要在生产聚合物后添加过氧化物。
本发明的含硅烷基团的单元(b),或优选地含硅烷基团的共聚单体,优选为式(II)的化合物,其为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基双甲氧基乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷,更优选地为乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷,更优选地为乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体。
聚合物(a)中存在的,优选作为共聚单体存在的含硅烷基团的单元(b)的量(mol%),在根据下文“测定方法”中所述的“共聚单体含量”测定时,优选为0.01至2.0mol%,优选为0.01至1.00mol%,适当地为0.05至0.80mol%,适当地为0.10至0.60mol%,适当地为0.10至0.50mol%。
在聚合物(a)的一个实施方案(A1)中,聚合物(a)是带有含硅烷基团的共聚单体的乙烯聚合物(a1)。在聚合物(a)的该实施方案(A1)中,聚合物(a1)不包含(即不具有)如对于聚合物(a2)所定义的极性共聚单体。优选地,含硅烷基团的共聚单体是存在于聚合物(a1)中的唯一的共聚单体。因此,聚合物(a1)优选通过使用自由基引发剂,在含硅烷基团的共聚单体的存在下,在高压聚合过程中使乙烯单体共聚而生产。优选地,含硅烷基团的共聚单体是存在于乙烯(a1)的聚合物中的唯一共聚单体。
在聚合物(a)的所述一个优选实施方案(A1)中,聚合物(a1)优选为乙烯与根据式(I)的含硅烷基团的共聚单体,更优选与根据式(II)的含硅烷基团的共聚单体,更优选与选自如上或权利要求中所定义的乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基双甲氧基乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体的根据式(II)的含硅烷基团的共聚单体的共聚物。最优选地,聚合物(a1)是乙烯与乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基双甲氧基乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体,优选与乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷共聚单体、最优选乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体的共聚物。
在聚合物(a)的另一个实施方案(A2)中,聚合物(a)是乙烯与一种或多种选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯或(C1-C6)-烷基丙烯酸(C1-C6)-烷基酯共聚单体的极性共聚单体的共聚物(a2),该共聚物(a2)带有含硅烷基团的单元。在聚合物(a)的该实施方案(A2)中,聚合物(a2)是乙烯与一种或多种,优选一种选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯或(C1-C6)-烷基丙烯酸(C1-C6)-烷基酯共聚单体的极性共聚单体及含硅烷基团的共聚单体的共聚物。优选地,乙烯聚合物(a2)的极性共聚单体选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯共聚单体中的一种,优选选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯共聚单体。更优选地,聚合物(a2)是乙烯与选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯共聚单体的极性共聚单体以及与含硅烷基团的共聚单体的共聚物。聚合物(a2)最优选为乙烯与选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯共聚单体的极性共聚单体以及与式(I)化合物的含硅烷基团的共聚单体的共聚物。优选地,在该实施方案中,极性共聚单体和优选的含硅烷基团的共聚单体是存在于乙烯的共聚物(a2)中的仅有的共聚单体。
在聚合物(a)的另一个实施方案(A3)中,聚合物(a)是聚合物(a3),其优选为乙烯与一种或多种,优选一种选自(C1-C8)-α-烯烃共聚单体的聚合物。
最优选地,聚合物(a)选自聚合物(a1)或(a2)。
聚合物(a2)中存在的极性共聚单体的含量,在根据下文“测定方法”中所述的“共聚单体含量”测量时,优选为0.5至30.0mol%,2.5至20.0mol%,优选为4.5至18mol%,优选为5.0至18.0mol%,优选为6.0至18.0mol%,优选为6.0至16.5mol%,更优选为6.8至15.0mol%,更优选为7.0至13.5mol%。
在聚合物(a)的所述另一个优选实施方案(A2)中,聚合物(a2)优选为乙烯与如上、如下或权利要求中定义的极性共聚单体,以及与根据式(I)的含硅烷基团的共聚单体,更优选与根据式(II)的含硅烷基团的共聚单体,更优选与选自如上或权利要求中所定义的乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基双甲氧基乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体的根据式(II)的含硅烷基团的共聚单体的共聚物。优选地,聚合物(a2)是乙烯与丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯共聚单体以及与乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基双甲氧基乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体、优选与乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷共聚单体的共聚物。更优选地,聚合物(a2)是乙烯与丙烯酸甲酯共聚单体以及与乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基双甲氧基乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体,优选与乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷共聚单体,更优选与乙烯基三甲氧基硅烷的共聚物。因此,聚合物(a2)最优选为乙烯与丙烯酸甲酯共聚单体以及如上、如下或权利要求书中所定义的含硅烷基团的共聚单体的共聚物,优选为乙烯与丙烯酸甲酯共聚单体以及与乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷共聚单体,优选与丙烯酸甲酯共聚单体以及与乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体的共聚物。
不受任何理论的束缚,丙烯酸甲酯(MA)是唯一不能进行酯热解反应的丙烯酸酯,因为它不具有该反应路径。因此,具有MA共聚单体的聚合物(a2)在高温下不会在聚合物主链上形成任何有害的酸(丙烯酸)降解产物,从而乙烯和丙烯酸甲酯共聚单体的聚合物(a2)有助于其最终制品良好的质量和使用寿命。例如对于EVA的乙酸乙烯酯单元,事实并非如此,因为EVA在高温下会形成有害的乙酸降解产物。此外,其他丙烯酸酯,如丙烯酸乙酯(EA)或丙烯酸丁酯(BA)可以进行酯热解反应,如果降解,则可能形成挥发性烯烃副产物,并在聚合物主链上形成酸性基团。
如果需要,与现有技术相比,存在于层元件(LE)的至少一层中的聚合物(a)能够降低聚合物(a)的MFR,因此在本发明的优选层元件(LE)的生产过程中提供了更高的流动阻力。结果,如果需要,优选的MFR可以进一步有助于层元件(LE)以及包括层元件(LE)的制品的质量。
聚合物组合物,优选聚合物(a)的熔体流动速率MFR2优选小于20g/10min,优选小于15g/10min,优选为0.1至13g/10min,优选为0.2至10g/10min,优选为0.3至8g/10min,更优选为0.4至6g/10min(根据ISO 1133在190℃和2.16kg的负荷下)。
如果需要,聚合物组合物,优选聚合物(a)的优选MFR可以进一步有助于本发明的优选层元件(LE),制品,优选包括该优选层元件(LE)的制品的质量。此外,如果需要,本发明的聚合物(a)可以具有低MFR,例如比光伏(PV)模块领域中常规使用的MFR低,因为聚合物(a)具有与高度可行的粘合性能结合的有利的流动性和可加工性。
当根据“测定方法”中所述的ASTM D3418测量时,组合物,优选聚合物(a)的优选的熔融温度Tm为120℃或更低,优选110℃或更低,更优选100℃或更低,最优选95℃或更低。当如下文“测定方法”中所述测量时,组合物,更优选聚合物(a)的熔融温度优选为70℃以上,更优选75℃以上,甚至更优选78℃以上。优选的熔融温度例如对于本发明的优选的层元件(LE)的层压方法是有利的,因为可以减少熔融/软化步骤的时间。
通常且优选地,夹层元件的组合物优选聚合物(a)的密度高于860kg/m3。根据下文“测定方法”中所述的ISO 1872-2,密度优选不高于970kg/m3,并且优选为920至960kg/m3
优选的聚合物(a)是乙烯与乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体的聚合物(a1)或乙烯与丙烯酸甲酯共聚单体和乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体的共聚物(a2)。
更优选的聚合物(a)是聚合物(a2)。最优选的聚合物(a)是乙烯与丙烯酸甲酯共聚单体以及乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体的共聚物(a2)。
如果需要,在该实施方案中,其中聚合物层元件(LE)的聚合物(a),优选聚合物(a1)或聚合物(a2),优选包含如上、如下或权利要求中定义的含硅烷基团的单元(b)的聚合物组合物可以用硅烷缩合催化剂(SCC)交联,硅烷缩合催化剂(SCC)优选地选自如锡、锌、铁、铅和钴的金属的羧酸盐的C组;选自带有可水解成布朗斯台德酸(
Figure BDA0002709137140000131
acid)的基团的钛化合物(优选如Borealis的WO 2011160964中所述,作为参考包括在本文中);选自有机碱;选自无机酸;选自有机酸;适当地选自金属(例如锡、锌、铁、铅和钴)的羧酸盐,带有可水解成上述布朗斯台德酸的基团的钛化合物或有机酸,适当地选自二月桂酸二丁基锡(DBTL)、二月桂酸二辛基锡(DOTL),尤其是DOTL;带有可水解成上述布朗斯台德酸的基团的钛化合物;或芳族有机磺酸,其适当地是包含以下结构元素的有机磺酸:
Ar(SO3H)x (II)
其中Ar是可以被取代或未被取代的芳基基团,并且如果被取代,则适当地被具有至多50个碳原子的至少一个烃基基团取代,并且x为至少1;或式(II)的磺酸的前驱体,包括其酸酐或已经提供了可水解的保护基(例如,可以通过水解除去的乙酰基基团)的式(II)的磺酸。这类有机磺酸描述在例如EP736065中,或者可选地在EP1309631和EP1309632中。
如果存在,则硅烷醇缩合催化剂(SCC)的量通常为0.00001至0.1mol/kg聚合物组合物,优选0.0001至0.01mol/kg聚合物组合物,更优选为0.0005至0.005mol/kg聚合物组合物。SCC的选择及其可行量取决于最终应用,并且完全在技术人员的技能范围内。
在本发明方法的一个优选实施方案中,聚合物层的聚合物(a),优选聚合物组合物,在引入层压方法之前,在层压方法期间或在层压方法之后未使用硅烷醇缩合催化剂(SCC)或电子束照射进行交联,硅烷醇缩合催化剂(SCC)选自锡、锌、铁、铅或钴的羧酸盐或芳族有机磺酸的组,优选地选自上述优选的根据C组的SCC。
更优选地,与层压体的聚合物层直接接触的层元件也没有选自硅烷醇缩合催化剂(SCC)的交联剂,硅烷醇缩合催化剂(SCC)选自锡、锌、铁、铅或钴的羧酸盐或芳族有机磺酸的组,优选选自上述根据C组的优选SCC。
更优选地,本发明的聚合物层的聚合物(a),优选聚合物(a1)或聚合物(a2),优选聚合物组合物,在层压方法之前或期间,优选之前、期间或之后没有使用选自过氧化物或硅烷缩合催化剂(SCC)的交联剂进行交联,硅烷缩合催化剂(SCC)选自锡、锌、铁、铅或钴的羧酸盐或芳族有机磺酸的SCC组,优选选自如上或权利要求中定义的根据C组的SCC。
优选地,在引入层压方法之前或层压方法期间,或在最终应用中使用多层层压体之前或期间,不将多层层压体的聚合物层使用如上定义的交联剂交联。
与现有技术相比,包括聚合物(a)和含硅烷基团的单元(b),更优选聚合物(a1)或(a2)的聚合物组合物,因此能够降低聚合物(a),优选聚合物(a1)或(a2)的MFR,因此在压制步骤(iii)和/或(iv)回收步骤中具有更高的流动阻力。结果,如果需要,优选的MFR可以进一步有助于最终的多层层压体,例如优选的最终PV模块的质量,以及通过本发明的方法可获得的较短的层压循环时间。
在聚合物层中存在的包括聚合物(a)和含硅烷基团的单元(b),更优选聚合物(a1)或(a2)的聚合物组合物,优选的根据如下“测定方法”所述的“流变特性:动态剪切测量(扫频测量)”进行测量时的剪切稀化指数SHI0.05/300为30.0至100.0,优选为40.0至80.0。
优选的SHI范围进一步有助于层压方法,例如,本发明的光伏模块层压体的层压方法,由于这种优选的流变性能在PV电池元件上产生的应力较小。此外,如果需要,优选的流变性能有助于选择使用较低的熔体流动速率MFR。因此,优选的SHI进一步有助于最终的多层层压体,例如优选的最终PV模块的质量,并有助于本发明方法的较短的层压循环时间。
此外,聚合物组合物,优选聚合物(a),更优选聚合物(a1)或(a2)的优选SHI和优选低MFR的组合进一步有助于聚合物组合物的期望的高零剪切速率粘度,从而在层压期间进一步有助于减少或防止材料流出。并且在该优选实施方案中,所述聚合物(a),更优选聚合物(a1)或(a2)的熔体进一步有助于适当地润湿层压体内的各界面(层元件)。因此,聚合物组合物,优选聚合物(a),更优选聚合物(a1)或(a2)的优选SHI和优选MFR范围的组合进一步有助于最终多层层压体,例如优选的最终PV模块的质量,并缩短本发明方法的层压循环时间。
如已经提到的,使用本发明优选的聚合物组合物,可以避免在层压方法期间使用过氧化物或SCC催化剂使聚合物层元件(LE)交联,这有助于实现最终多层层压体的良好质量。另外,可以缩短层压循环时间而不会降低所形成的多层层压体的质量。例如,该方法的回收步骤(iv)可以很短,因为不需要费时去除通常在现有技术中过氧化物交联中形成的副产物。
如上所述,优选地,在本发明的层压方法之前或期间,优选在之前、期间或之后,不使聚合物层(LE)经受如上所定义的任何过氧化物交联剂或硅烷醇缩合催化剂(SCC)。
应当理解,如上所定义的过氧化物或SCC是常规用于交联目的而提供的。
例如使用上述交联剂交联的聚合物组合物具有典型的网络,即如本领域所公知的互聚物交联(桥)。交联度可以根据最终应用而变化。
优选地,聚合物层元件(LE)的聚合物(a)不是交联的EVA,优选聚合物(a)不是EVA。
因此,在一个实施方案中,本发明的聚合物层元件(LE)的聚合物组合物适当地包括除填料以外的添加剂(如阻燃剂(FR))。那么,基于聚合物组合物的总量(100重量%),聚合物组合物包括以下,优选由其组成,
-90至99.9999重量%的聚合物(a),
-0.01至1.00摩尔%的含硅烷基团的单元,和
-适当地0.0001至10重量%的添加剂。
任选的添加剂的总量适当地在0.0001至5.0重量%之间,例如0.0001至2.5重量%。
任选的添加剂例如是,适用于所需最终应用并且在技术人员的技能范围内的常规添加剂,包括但不限于,优选至少为抗氧化剂和紫外线稳定剂,并且还可以包括金属钝化剂、成核剂、澄清剂、增白剂、除酸剂以及增滑剂或滑石粉等。每种添加剂可以,例如以常规量使用,存在于聚合物组合物中的添加剂的总量优选如上所述。这样的添加剂通常是可商购的并且例如在Hans Zweifel的“Plastic Additives Handbook”,第5版,2001中描述的。
在另一个实施方案中,本发明的聚合物层元件(LE)的聚合物组合物除了包含如上所定义的适当的添加剂之外,还包含如颜料的填料、具有阻燃量的FR或炭黑。那么,基于聚合物层元件(LE)的总量(100重量%),本发明的聚合物组合物包括以下,优选由以下组成:
-90至99.9999重量%,适当地为40至70重量%的聚合物(a),
-0.01至1.00mol%的含硅烷基团的单元(b),和
-至多70重量%,适当地为30至60重量%的添加剂和填料。
作为非限制性实施例,任选的填料包括阻燃剂,例如氢氧化镁、聚磷酸铵等。
在优选的实施方案中,聚合物组合物包括以下,优选由以下组成:
-30至90重量%,适当地为40至70重量%的聚合物(a),
-0.01至1.00mol%的含硅烷基团的单元(b),和
-0.0001至10重量%的添加剂和任选的填料,优选为0.0001至10重量%的添加剂。
在一个优选的实施方案中,聚合物层元件(LE)的聚合物组合物由作为唯一聚合物组分的聚合物(a)组成。“聚合物组分”在本文中排除了任选存在于聚合物层的聚合物组合物中的任选的添加剂或填料产品的任何载体聚合物,例如添加剂或填料的母料与载体聚合物一起。这样的任选的载体聚合物基于聚合物层的聚合物组合物的量(100%)计算为相应的添加剂或填料的量。
优选的是,聚合物层元件(LE)的至少一层由本发明的聚合物组合物组成。
聚合物层元件(LE)的聚合物组合物的聚合物(a)可以例如是可商购获得,或者可以根据或类似于化学文献中描述的已知聚合方法制备。
在一个优选的实施方案中,聚合物(a),优选聚合物(a1)或(a2)是通过聚合乙烯适当地与上述的含硅烷基团的共聚单体(=含硅烷基团的单元(b))以及任选的一种或多种其他共聚单体,在高压(HP)工艺中在一种或多种引发剂的存在下,使用自由基聚合生产的,并任选地使用链转移剂(CTA),以控制聚合物的MFR。HP反应器可以是例如公知的管式或高压釜反应器或其结合,适当地是管式反应器。高压(HP)聚合和根据公知的所需的最终应用调节工艺条件以进一步调整聚合物的其他性能是公知的且在文献中已有描述,并且可以由本领域技术人员容易地使用。适当的聚合温度范围最高达400℃,适当地为80至350℃,压力为70MPa,适当地为100至400MPa,适当地为100至350MPa。高压聚合通常在100至400MPa的压力和80至350℃的温度下进行。这样的过程是公知的,且有文献证明,并且将在下文中进一步描述。
如果存在,共聚单体以及任选地和优选地作为适当的一种或多种共聚单体的含硅烷基团的单元(b)的掺入和共聚单体进料的控制以获得所述共聚单体以及任选的和优选的作为共聚单体的含硅烷基团的单元(b)的所需的最终含量,可以以公知的方式进行并且在本领域技术人员的能力范围内。
通过高压自由基聚合生产乙烯(共)聚合物的更多细节可以在例如以下文献中找到:Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,第6卷(1986),第383-410页和Encyclopedia of Materials:Science and Technology,2001年,Elsevier ScienceLtd.:“Polyethylene:High-pressure”,R.Klimesch,D.Littmann和F.-O.
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第7181-7184页。
这种HP聚合导致所谓的乙烯的低密度聚合物(LDPE),本文具有如上或权利要求书中定义的任选的(极性)共聚单体,以及任选的和优选的含硅烷基团的共聚单体作为含硅烷基团的单元(b)。术语LDPE具有聚合物领域中公知的含义,它描述了HP中生产的聚乙烯的性质,即典型的特征,例如不同的支化结构,以区分LDPE和在烯烃聚合催化剂(也被称为配位催化剂)存在下生产的PE。尽管术语LDPE是低密度聚乙烯的缩写,但该术语不应理解为限制密度范围,而是涵盖具有低、中和较高密度的类似于LDPE的HP聚乙烯。
本发明的层压方法
基板元件和聚合物层元件(LE)通常在其组装成多层组件形式之前分别进行预制。预制的基板元件和预制的聚合物层元件(LE)可以使用常规方法来生产。通常,聚合物层元件(LE)通过流延挤出(例如在聚合物单层元件的情况下)或通过共挤出(例如在聚合物多层元件的情况下)生产。共挤出可以通过流延挤出或通过吹塑薄膜挤出来进行,这两者都是在薄膜生产领域中公知的方法并且在技术人员的技能范围内。
多层层压体的预制基板元件和预制聚合物层元件(LE)以及任何附加元件的厚度可以根据所需的最终应用而变化,并且可以由本领域技术人员进行相应选择。以下工艺条件适用于生产多层层压体的方法以及本发明的用于生产光伏模块的优选方法。
层压方法在层压机设备中进行,该层压机设备可以是例如适用于层压多层层压体的任何常规层压机。层压机的选择在技术人员的能力范围内。通常,层压机包括腔室,在其中进行加热、任选的和优选的抽真空/压制和回收(包括冷却)步骤(ii)至(v)。
如在层压方法和设备领域中公知的,层压方法通常设有用于监视和控制在多层组件上经受的压力的装置。因此,典型地,层压机提供用于设定在压力积累步骤(iii)和压力保持步骤(iv)期间期望在多层组件上经受的压力分布的装置。
因此,在压力保持步骤(iv)中使用的压力被保持在790毫巴以下。优选地,压力保持步骤(iv)优选地保持在0至790毫巴,0至700毫巴,优选0至650毫巴,优选0至600毫巴,优选0至550毫巴,优选0至550毫巴,优选0至500毫巴,优选0至450毫巴的压力下。在本发明的另一个优选实施方案中,压力保持步骤(iv)中的压力保持在0至440毫巴,优选50至420毫巴,更优选190至410毫巴的范围内。上述优选定义意味着在压力保持步骤(iv)结束时,可以在回收步骤(v)之前将压力降低至0毫巴。
本发明的另一个优选实施例规定,压力保持步骤(iv)中的压力是变化的,这意味着可以施加在上述给定范围内的两个或更多个不同的压力。例如,优选在进行回收步骤(v)之前,施加500毫巴的压力持续10至15分钟,然后在0毫巴的压力下继续加热1至5分钟。
优选地,当至少一个聚合物层元件(LE)达到比所述聚合物层元件(LE)的聚合物(a),优选聚合物(a1)或(a2)的熔融温度高3至10℃的温度时,开始压力积累步骤(iii)。
优选地,当至少一个聚合物层元件(LE)达到至少85℃,适当地达到85至150℃,适当地达到85至148℃的温度时开始压力积累步骤(iii)。
加热步骤(ii)的持续时间优选为0.5至7分钟,优选为1至6分钟,适当为1.5至5分钟。加热步骤(ii)可以是并且通常是逐步进行的。
压力积累步骤(iii)的持续时间优选为0.01至10分钟,优选为0.01至5分钟,优选为0.01至3分钟。压力积累步骤(iii)可以一步完成,也可以分多个步骤完成。
压力保持步骤(iv)的持续时间优选为0.5至20分钟,优选为0.7至15分钟。
优选地,压力积累步骤(iii)和压力保持步骤(iv)的持续时间之和优选为0.5至20分钟,优选为0.5至18分钟,优选为0.5至15分钟。
加热步骤(ii)、压力积累步骤(iii)和压力保持步骤(iv)的持续时间之和优选小于25分钟,优选为2至22分钟,优选为5至22分钟。
本发明的层压方法可用于生产PV模块、建筑元件、用于建筑物或车辆的安全玻璃等。
本发明的方法优选地用于制造包括第一基板元件、一个或多个聚合物层元件(LE)和第二基板元件的多层层压体。
本发明的用于生产光伏模块的层压方法
根据本发明的层压方法优选地用于制造作为光伏(PV)模块的多层层压体,光伏(PV)模块以给定的顺序包括保护性前层元件(优选地是前玻璃层元件)、前封装层元件、光伏元件、后封装层元件和保护性背层元件;
其中
-前封装层元件、后封装层元件或保护性背层元件中的任意一个或多个,适当地前封装层元件或后封装层元件之一或两者,优选前封装层元件和后封装层元件两者,是聚合物层元件(LE);
-保护性前层元件是所述第一基板元件;和
-保护性背层元件是所述第二基板元件。
至少一个聚合物层可以是单层或多层元件。在前封装层元件和/或后封装层元件为聚合物层(LE)的情况下,则所述封装层元件优选为所述聚合物单层元件。如果前封装层元件和后封装层元件均由聚合物材料制成,则前封装层元件和后封装层元件中的聚合物材料可以相同或不同,例如相同。
多层层压体的第一基板,优选PV模块的保护性前层元件,优选地是玻璃层元件,其可以是任何适当的玻璃层材料,例如在所需最终应用中(例如PV模块领域)常规使用的玻璃层类型。
保护性背层元件也被称为“背板层元件”。这两个术语都在本文中下面使用。
背板层元件可以是聚合物或非聚合物的以及柔性或刚性的层元件。聚合物背板层元件可以是单层或多层元件,并且包括至少一个聚合物层。刚性背板层元件可以是单层或多层元件,并且包括至少一个刚性层。玻璃层是刚性背板元件的一个实例。
背板层元件也可以代表本发明方法的基板元件或聚合物层元件(LE)。背板层元件优选是可以是刚性或柔性的基板元件。背板层元件最优选是聚合物背板层元件。
“光伏元件”是指该元件具有光伏活性。光伏元件可以是例如,光伏电池的元件,其在本领域中具有公知的含义。硅基材料,例如晶体硅是用于光伏电池的材料的非限制性实例。如技术人员所公知的,晶体硅材料可以在结晶度和晶体尺寸方面变化。可选地,光伏元件可以是基板层,在基板层的一个表面上施加具有光伏活性的另一层或沉积物,基板层例如为玻璃层,其中在其一侧上印刷具有光伏活性的油墨材料,或者基板层,在其一侧上沉积具有光伏活性的材料。例如,在公知的光电元件的薄膜解决方案中,例如具有光伏活性的油墨被印刷在基板的一侧,该基板通常是玻璃基板。
光伏元件最优选是光伏电池的元件。“光伏电池”在本文中是指光伏电池的层元件以及连接器。
如PV模块领域中已知的,PV模块也可以包括其他层元件。而且,任何附加层元件可以是单层或多层元件。
在一些实施例中,如本领域所公知的,在不同层的层元件之间和/或多层元件的层之间可以存在粘合剂层。这种粘合剂层具有改善两个元件之间的粘合力的功能,并且在层压领域中具有公知的含义。粘合剂层不同于PV模块的其他功能层元件,例如,如上、如下或权利要求中所指定的那些,这对于本领域技术人员是明显的。
光伏模块的所有上述元件均具有公知的含义。除了本发明的聚合物层元件(LE)以外,还可以以光伏领域公知的方式生产或可商购保护性前层元件(优选为前玻璃层元件)、前封装层元件、光伏元件、后封装层元件和背板层元件。
本发明的聚合物层元件(LE)的聚合物组合物以及任何上述元件,可以商购获得或按照以上在“多层层压体的至少一个聚合物层中的聚合物(a)和含硅烷基团的单元(b)”下的定义生产。
如在PV领域中公知的,本发明的层压光伏模块的上述元件以及任何附加元件的厚度可以根据期望的光伏模块实施方案而变化,并且可以由PV领域的技术人员相应地选择。
仅作为非限制性实例,前和后封装单层或多层元件的厚度通常最大为2mm,优选最大为1mm,通常为0.3至0.6mm。
仅作为非限制性实例,刚性保护性前层元件(例如玻璃层)的厚度通常最大为10mm,优选最大为8mm,优选为2至4mm。仅作为非限制性实例,柔性保护性前层元件(例如聚合物(多层)元件)的厚度通常最大为700μm,例如90至700μm,适当地为100至500μm,例如100至400μm。
仅作为非限制性实例,柔性保护性后(背板)层元件的厚度(例如聚合物(多层)元件)通常最大为700μm,例如90至700μm,合适地为100至500μm,例如100至400μm。柔性保护性(背板)层元件通常是聚合物单层或多层元件。
仅作为非限制性实例,刚性保护性后(背板)层元件(例如玻璃层)的厚度通常最大为10mm,优选最大为8mm,优选最大为4mm,优选为2至4mm。
仅作为非限制性实例,光伏元件(例如单晶光伏电池的元件)的厚度通常在100至500μm之间。
还应理解的是,在将组装步骤(i)的元件引入所述步骤(i)之前,将所述元件的一部分整合为一体,即优选地可以通过层压将两个或更多个所述PV元件整合在一起。
因此,该方法优选地是如上、如下或权利要求中限定的用于生产光伏(PV)模块的方法,该光伏(PV)模块以给定顺序包括保护性前层元件、前封装层元件、光伏元件、后封装层元件和保护性背层元件;其中前封装层元件或后封装层元件中的至少一个,或前封装层元件和后封装层元件两者,包括聚合物组合物,该聚合物组合物包括:
-(a)聚合物,其中所述聚合物(a)任选地带有含官能团的单元;和
-(b)含硅烷基团的单元;
并且其中所述方法包括以下步骤:
(i)组装步骤,其中将保护性前层元件、前封装层元件、光伏元件、后封装层元件和保护性背层元件以给定顺序布置成光伏模块组件的形式;
(ii)加热步骤,其中任选地且优选地在腔室中在抽真空条件下加热光伏模块组件;
(iii)压力积累步骤,其中多层组件上的压力在一个或多个步骤中逐渐增加;
(iv)压力保持步骤,其中在加热条件下保持所述多层组件上的压力以使组件的层压发生;和
(v)回收步骤,其中冷却并去除所得的多层层压体以备后用;
-其中在压力保持步骤(iv)期间的压力保持在790毫巴或更低。
如上文在“本发明的层压方法”下定义的上述优选条件和持续时间自然也适用于PV模块层压体的层压方法。
本发明进一步提供了一种可通过本发明的方法可获得的,优选生产的多层层压体,优选为光伏(PV)模块。
本发明进一步提供了一种可通过本发明的方法可获得的,优选生产的多层层压体,优选为光伏(PV)模块,其中所述多层层压体的平均厚度变化为60%以下,优选为0至50%,优选为0至40%,优选为0至38%,其中,平均厚度变化(%)是指如在“测定方法”下定义和计算的多层层压体的两个相对边缘的厚度变化的平均值。
本发明进一步提供了一种光伏(PV)模块,其以给定的顺序包括保护性前层元件、前封装层元件、光伏元件、后封装层元件和保护性背层元件;
-其中前封装层元件、后封装层元件或保护性背层元件中的任意一个或多个,适当地前封装层元件或后封装层元件之一或两者,优选前封装层元件和后封装层元件两者,是所述聚合物层元件(LE);包括聚合物组合物,该聚合物组合物包括
-(a)如上或权利要求中定义的聚合物;
其中光伏(PV)模块的平均厚度变化为60%或更小,优选0至50%,优选0至40%,优选0至38%,其中平均厚度变化(%)是指如“测定方法”中所述计算的PV模块的两个相对边缘的厚度变化的平均值。
测定方法
除非说明书或实验部分中另有说明,否则以下方法用于确定本文或实验部分中规定的聚合物组合物、极性聚合物和/或其任何样品制剂的性能。
熔体流动速率
熔体流动速率(MFR)根据ISO 1133测定,并以g/10min表示。MFR指示聚合物的流动性,并因此指示其可加工性。熔体流动速率越高,聚合物的粘度越低。聚乙烯的MFR在190℃下确定。MFR可以在不同的负荷例如2.16kg(MFR2)或5kg(MFR5)下测定。
密度
低密度聚乙烯(LDPE):根据ISO 1183-2测量聚合物的密度。根据ISO 1872-2表3Q(压缩成型)进行样品制备。
共聚单体含量:
聚合物中存在的极性共聚单体的含量(重量%和mol%)和聚合物组合物中(优选聚合物中)存在的含硅烷基团的单元(优选共聚单体)的含量(重量%和mol%):
定量核磁共振(NMR)光谱用于定量在本文中上文或下文给出的聚合物组合物或聚合物的共聚单体含量。
使用在400.15MHz下的操作Bruker Advance III 400NMR光谱仪以溶液状态记录定量1H NMR光谱。使用标准宽带倒置5mm探头在100℃下且对于所有气动装置使用氮气记录所有光谱。使用二叔丁基羟基甲苯(BHT)(CAS 128-37-0)作为稳定剂,将大约200mg的材料溶于1,2-四氯乙烷-d2(TCE-d2)。使用30度脉冲,3s的弛豫延迟和无样品旋转的标准单脉冲激励。使用2次虚拟扫描,每个光谱总共采集了16个瞬态信号。每个FID总共收集了32k个数据点,停留时间为60μs,这对应于大约20ppm的光谱窗口。然后将FID零填充到64k数据点,并使用0.3Hz线展宽来应用指数窗函数。选择该设置主要是为了当丙烯酸甲酯和乙烯基三甲基硅氧烷存在于同一聚合物中时,能够解析由它们共聚产生的定量信号。
使用定制光谱分析自动化程序对定量1H NMR光谱进行处理、积分并确定定量性质。所有化学位移均以5.95ppm处残留的质子化溶剂信号为内部参考。
当存在时,可以观察到由于各种共聚单体序列中引入的乙酸乙烯酯(VA)、丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸丁酯(BA)和乙烯基三甲基硅氧烷(VTMS)产生的特征信号(Randell89)。相对于聚合物中存在的所有其他单体计算所有共聚单体含量。
使用归属给*VA位点的4.84ppm处的信号积分,考虑到每个共聚单体报告的核数目,并校正存在的来自BHT的OH质子的重叠,对乙酸乙烯酯(VA)掺入进行定量:
VA=(I*VA–(IArBHT)/2)/1
使用归属给1MA位点的在3.65ppm处的信号的积分,考虑到每个共聚单体报告的核数目来定量丙烯酸甲酯(MA)的掺入:
MA=I1MA/3
使用归属给4BA位点的在4.08ppm处的信号积分,考虑到每个共聚单体报告的核数目,对丙烯酸丁酯(BA)的掺入进行定量:
BA=I4BA/2
使用归属给1VTMS位点的在3.56ppm处的信号积分,考虑到每个共聚单体报告的核数目,对乙烯基三甲基硅氧烷的掺入进行定量:
VTMS=I1VTMS/9
观察到由于额外使用BHT作为稳定剂而产生的特征信号。使用归属给ArBHT位点的在6.93ppm处的信号积分,考虑到每个分子报告的核数目,对BHT含量进行定量:
BHT=IArBHT/2
乙烯共聚单体的含量通过0.00至3.00ppm之间的本体脂族(本体)信号积分进行定量。此积分可能包括来自孤立的乙酸乙烯酯掺入的1VA(3)和αVA(2)位点、来自孤立的丙烯酸甲酯掺入的*MA和αMA位点、来自孤立的丙烯酸丁酯掺入的1BA(3)、2BA(2)、3BA(2)、*BA(1)和αBA(2)位点、来自孤立的乙烯基硅烷掺入的*VTMS和αVTMS位点和来自BHT的脂族位点以及来自聚乙烯序列的位点。基于本体积分,并补偿观察到的共聚单体序列和BHT来计算总乙烯共聚单体含量:
E=(1/4)*[I本体-5*VA-3*MA-10*BA-3*VTMS-21*BHT]
应当指出,本体信号中的一半α信号代表乙烯而不是共聚单体,并且由于不能补偿没有相关分支位点的两个饱和链端(S)而引入了可忽略的误差。
聚合物中给定单体(M)的总摩尔分数计算如下:
fM=M/(E+VA+MA+BA+VTMS)
以标准方式由摩尔分数计算以摩尔百分比计的给定单体(M)的总共聚单体掺入量:
M[mol%]=100*fM
以标准方式由单体的摩尔分数和分子量(MW)计算以重量百分比计的给定单体(M)的总共聚单体掺入量:
M[重量%]=100*(fM*MW)/((fVA*86.09)+(fMA*86.09)+(fBA*128.17)+(fVTMS*148.23)+((1-fVA-fMA-fBA-fVTMS)*28.05))
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如果观察到来自其他特定化学物质的特征信号,则可以以与用于具体描述的化学物质类似的方式扩展量化和/或补偿的逻辑。即,特征信号的识别,通过一个或多个特定信号的积分进行量化,对报告的核数目进行缩放,并在本体积分和相关计算中进行补偿。尽管此过程特定于所讨论的特定化学物质,但是该方法基于聚合物的定量NMR光谱法的基本原理,因此可以由本领域技术人员根据需要实施。
粘合力测试:
首先层压由玻璃(300×30mm)、2个实施例中给出的密封剂层和背板(由Coveme提供的Coveme dymat PYE SPV背板)组成的层压体。在玻璃和第一封装膜之间,在其中一端插入一小片特氟隆,这将产生一小部分未粘附到玻璃上的封装膜和背板。该部分将用作拉伸测试设备的锚定点。
然后沿着层压体切割层压体以形成13mm宽的条,切口穿过背板和封装膜一直向下到玻璃表面。
将层压体安装在拉伸测试设备中,并将拉伸测试设备的夹具连接到条带的端部。
相对于层压体的牵拉角为90°,牵拉速度为50mm/min。
拉力为在从离条带25mm开始的50mm剥离过程中测量的平均值。
50mm的平均力除以条带的宽度(13mm),并表示为粘合强度(N/cm)。
流变性能:
动态剪切测量(扫频测量)
通过动态剪切测量在文中上文或下文中给出的聚合物组合物或聚合物的熔体的表征符合ISO标准6721-1和6721-10。在装配有25mm平行板几何体的Anton Paar MCR501应力控制旋转流变仪上进行测量。使用氮气气氛并在线性粘弹性范围内设定应变,在压缩成型板上进行测量。振荡剪切测试在190℃下进行,施加的频率范围为0.01至600rad/s,间隙设定为1.3mm。
在动态剪切实验中,探针在正弦变化的剪切应变或剪切应力(分别为应变和应力控制模式)下经受均匀变形。在受控应变实验中,探针受到正弦应变,其可以表示为:
γ(t)=γ0 sin(ωt) (1)
如果施加的应变在线性粘弹性范围内,则可通过以下公式给出所得正弦应力响应
σ(t)=σ0sin(ωt+δ) (2)
其中
σ0和γ0分别为应力和应变幅度,
ω为角频率,
δ为相移(施加的应变和应力响应之间的损耗角),
t为时间。
动态测试结果通常通过几种不同的流变函数表示,即剪切储能模量G’、剪切损耗模量G”、复数剪切模量G*、复数剪切粘度η*、动态剪切粘度η’、复数剪切粘度η”的异相分量以及损耗角正切tanδ,其可以表示为:
Figure BDA0002709137140000241
Figure BDA0002709137140000242
G*=G′+iG″[Pa] (5)
η*=η′-iη″[Pa.s] (6)
Figure BDA0002709137140000243
Figure BDA0002709137140000244
除了上述流变函数外,还可以确定其他流变参数,例如所谓的弹性指数EI(x)。弹性指数EI(x)是针对x kPa的损耗模量G”的值确定的储能模量G’的值,并且可以由等式(9)来描述。
EI(x)=对于(G″=x kPa)的G′[Pa] (9)
例如,EI(5kPa)是由对于等于5kPa的G”的值而确定的储能模量G’的值定义的。
剪切稀化指数(SHI0.05/300)定义为在0.05rad/s和300rad/s的频率下测量的两种粘度之比,即μ0.05300
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熔融温度、结晶温度(Tcr)和结晶度
所用聚合物的熔融温度Tm根据ASTM D3418测量。使用Mettler TA820差示扫描量热仪(DSC)在3±0.5mg样品上测量Tm和Tcr。在-10至200℃之间的10℃/min冷却和加热扫描过程中,获得结晶和熔融曲线。熔融和结晶温度作为吸热封和放热峰的峰值。结晶度是通过与相同聚合物类型的完全结晶的聚合物,例如聚乙烯,290J/g的熔融热进行比较来计算的。
平均厚度变化计算:尽可能靠近玻璃边缘(距玻璃边缘约2至3mm)测量层压体厚度。通过比较从如图1所示的两个相对边缘侧的横截面测量的,在测试层压体拐角处与测试层压体中部处的聚合物层元件的厚度(即从测试层压体的厚度中去除第一和第二基板元件(玻璃)的厚度)来计算变化。
Figure BDA0002709137140000252
平均厚度变化(%)是从测量点并使用上述公式计算出的多层层压体的两个相对边缘的厚度变化的平均值。平均厚度变化可以从例如矩形多层层压体的任意两个相对的边缘计算。
实验部分
实施例的制备(乙烯与丙烯酸甲酯共聚单体和乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体的共聚物)
本发明的层元件的聚合物(a)发明实施例1至发明实施例2的聚合:
使用常规的过氧化物引发剂在商业高压管式反应器中在2500至3000巴的压力和250至300℃的最高温度下生产本发明的聚合物(a)。以常规方式将乙烯单体、丙烯酸甲酯(MA)极性共聚单体和乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)共聚单体(含硅烷基团的共聚单体(b))加入反应器系统中。如技术人员所公知的,CTA被用来调节MFR。在获得本发明的最终聚合物(a)所需的性能平衡的信息之后,技术人员可以控制获得本发明的聚合物(a)的方法。
表1中给出了乙烯基三甲氧基硅烷单元VTMS(=含硅烷基团的单元)的量、MA的量和MFR2
下表中的性能是由从反应器中获得的聚合物(a)或如下所示的层样品测得的。
表1:发明实施例的产品性能
Figure BDA0002709137140000261
在上表1中,MA表示聚合物中存在的丙烯酸甲酯共聚单体的含量,VTMS含量表示聚合物中存在的乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体的含量。
层压实施例
测试多层层压体
测试层压体的结构是第一基板元件(=保护性前层元件)/聚合物层元件(=前封装层元件)/附加层元件(=光伏电池元件)/附加聚合物层元件(=后封装层元件)/第二基板元件(=保护性背层元件)。
材料、层压机和方法
发明实施例1的测试聚合物在下表中给出的不同条件下层压的所有测试多层层压体中均用作聚合物层元件。两个聚合物层元件的初始厚度为0.45mm。
第一和第二基板元件:厚度为3.0毫米的非结构化太阳能玻璃(250*180厘米)。
附加层元件:P型单晶硅156*156mm(光伏(PV)电池元件)。PV电池元件的厚度为0.2mm。
层压机:PEnergy实验室层压机L036LAB。
测试层压体元件的层压方法
通过按给定顺序组装保护性前层元件(玻璃)作为所述第一基板元件,前封装层元件作为所述聚合物层元件(发明实施例1的聚合物),光伏电池元件作为所述附加层元件,后封装层元件作为所述附加聚合物层元件(发明实施例1的聚合物)和保护性背层元件(玻璃)作为所述第二基板元件以生产本发明优选实施方案的测试光伏(PV)模块样品来制备测试层压体。所有元件都具有相同的宽度和长度尺寸。
每个测试层压体在表2所给出的不同条件下进行层压。对比测试层压体使用发明实施例1的相同测试聚合物作为聚合物层元件进行层压,但压力高于本发明测试层压体(150℃,抽真空360秒,在800毫巴下保持840秒)。
层压期间不使用框架或压胶边缘。
表2:测试层压体的层压设置和条件:(145℃,抽真空360s,在不同压力下保持840s)
测试层压体 压力[毫巴]
对比测试层压体1 800
发明测试层压体1 400
发明测试层压体2 200
Figure BDA0002709137140000271
沿测试层压体的聚合物层元件的边缘横截面的厚度变化(表示为平均厚度变化)
平均厚度变化计算:厚度变化计算:尽可能靠近玻璃边缘(距玻璃边缘约2至3mm)测量层压体厚度。通过比较从如图1所示的两个相对边缘侧的横截面测量的,在测试层压体拐角处与测试层压体中部处的聚合物层元件的厚度(即从测试层压体的厚度中去除第一和第二基板元件(玻璃)的厚度)来计算变化。
根据以下等式,变化表示聚合物层元件的拐角相对于中部的厚度减小。
Figure BDA0002709137140000281
平均厚度变化率(%)是从测量点并使用上述公式计算出的多层层压体的两个相对边缘的厚度变化的平均值。平均厚度变化可以从例如矩形多层层压体的任意两个相对的边缘计算。
表3:在本发明测试层压体1和2以及对比试验层压体1的两个相对边缘的横截面的拐角和中间点处测得的厚度变化(%)及其平均厚度变化(%)
Figure BDA0002709137140000282
顶部*=互连器位于其中的测试层压体一侧的边缘。
底部**=与顶部边缘相对的一侧的边缘。
从表3中可以看出,在对比测试层压体1中在层压方法中压力保持步骤(iv)中使用的高压对表示为厚度变化的模块厚度具有显著影响。从发明测试层压体1和2可以看出,压力越小,层压体的厚度变化就越小。由于300μm互连器在层压体中占据了空间,层压体的上拐角稍厚。
层压后测试层压体的气泡形成和分层
常规地,例如在本发明的多层层压体的光伏(PV)模块实施方案中,层压的多层层压体如PV模块的例如互连器周围发生气泡形成和分层的问题。
在层压方法之后以及在85℃的温度和85%的相对湿度(RH)的湿热暴露625h之后,目视检查对比和发明测试层压体。
层压并冷却至环境温度后,目视检查表明,对比测试层压体1明显具有小气泡和分层,而本发明测试层压体2和3没有缺陷。
在经历625h的湿热暴露并冷却至环境温度后,对比测试层压体1在层压体的互连器周围显示出严重的分层,而本发明测试层压体1仅显示了轻微的分层并且没有气泡,且本发明测试层压体2则没有显示分层且没有气泡。
所有结果总结在表4中。
表4:层压后和625h湿热暴露后的模块的目视外观。
Figure BDA0002709137140000291

Claims (17)

1.一种用于生产多层层压体的方法,所述多层层压体包括至少一个基板元件和至少一个聚合物层元件(LE),
其中所述聚合物层元件(LE)包括聚合物组合物,所述聚合物组合物包括:
-(a)聚合物;
并且,其中所述方法包括以下步骤:
(i)组装步骤,其中以多层组件的形式布置所述至少一个基板元件和所述至少一个聚合物层元件(LE);
(ii)加热步骤,其中任选地在腔室中在抽真空条件下加热所述多层组件;
(iii)压力积累步骤,其中所述多层组件上的压力在一个或多个步骤中逐渐增加;
(iv)压力保持步骤,其中在所述步骤(ii)结束时达到的加热条件下保持所述多层组件上的压力;和
(v)回收步骤,其中冷却并去除所得的所述多层层压体以备后用;
-其中在所述压力保持步骤(iv)中的压力保持在790毫巴或更低。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述压力保持步骤(iv)中的压力保持在700毫巴或更低,优选为0至650毫巴,更优选为0至600毫巴,甚至更优选为0至440毫巴,还更优选地为50至420毫巴,且最优选为190至410毫巴。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述压力保持步骤(iv)的持续时间优选为0.5至20分钟。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中当所述至少一个聚合物层元件(LE)达到比所述聚合物层元件(LE)的所述聚合物(a)的熔融温度高至少3至10℃的温度时,开始所述压力积累步骤(iii),优选地其中当所述至少一个聚合物层元件(LE)达到比所述聚合物层元件(LE)的乙烯聚合物(a)的熔融温度高3至10℃的温度时,开始所述压力积累步骤(iii)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述聚合物(a)为乙烯聚合物,优选地带有任选的含官能团的单元;和
-(b)含硅烷基团的单元。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述层压方法中所述聚合物层中的所述聚合物组合物包括
-选自以下的乙烯聚合物(a):
(a1)乙烯聚合物,其包含任选的除了聚合物(a2)的极性共聚单体以外的一种或多种共聚单体,并且带有含官能团的单元;
(a2)乙烯聚合物,其包含选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯或(C1-C6)-烷基丙烯酸(C1-C6)-烷基酯的一种或多种极性共聚单体,并且带有任选的除了所述极性共聚单体以外的含官能团的单元;或
(a3)乙烯聚合物,其包含选自(C1-C10)-α-烯烃共聚单体的一种或多种α-烯烃共聚单体;并且带有任选的含官能团的单元;和
-含硅烷基团的单元(b)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述聚合物组合物包括
-选自以下的聚合物(a)
(a1)乙烯聚合物,其包含任选的除了聚合物(a2)的极性共聚单体以外的一种或多种共聚单体,并且带有除了所述任选的共聚单体以外的含官能团的单元;或
(a2)乙烯聚合物,其包含选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯或(C1-C6)-烷基丙烯酸(C1-C6)-烷基酯共聚单体的一种或多种极性共聚单体,并且带有任选的除了所述极性共聚单体以外含官能团的单元;和
-含硅烷基团的单元(b)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述聚合物组合物更包括
-选自以下的聚合物(a)
(a1)乙烯聚合物,其包含任选的除了聚合物(a2)的极性共聚单体以外的一种或多种共聚单体,并且带有除了所述任选的共聚单体以外的含官能团的单元;
(a2)乙烯聚合物,其包含选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯或(C1-C6)-烷基丙烯酸(C1-C6)-烷基酯共聚单体的一种或多种极性共聚单体,并且带有任选的除了所述极性共聚单体以外的含官能团的单元;和
-含硅烷基团的单元(b);
更优选地,其中所述聚合物组合物包括
-聚合物(a),其为所述乙烯聚合物(a1),其带有作为所述含官能团的单元的含硅烷基团的单元(b),优选所述聚合物(a1)不包含,即不带有聚合物(a2)的极性共聚单体或α-烯烃共聚单体;或者
所述聚合物组合物包括
-聚合物(a),其为所述乙烯聚合物(a2),其包含选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯或(C1-C6)-烷基丙烯酸(C1-C6)-烷基酯的一种或多种极性共聚单体,优选一种丙烯酸(C1-C6)-烷基酯,并且带有除了所述极性共聚单体以外的含官能团的单元;和
-含硅烷基团的单元(b);更优选地
-包含选自丙烯酸(C1-C6)-烷基酯或(C1-C6)-烷基丙烯酸(C1-C6)-烷基酯共聚单体的一种或多种极性共聚单体的乙烯聚合物(a2),更优选地包含一种丙烯酸(C1-C4)-烷基酯的乙烯聚合物(a2),更优选地包含丙烯酸甲酯共聚单体的乙烯聚合物(a2),其带有作为含官能团的单元的含硅烷基团的单元(b)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述含硅烷基团的单元(b)为式(I)表示的可水解不饱和硅烷化合物:
R1SiR2qY3-q (I)
其中
R1是烯键式不饱和烃基、烃氧基或(甲基)丙烯酰氧基烃基基团,
每个R2独立地为脂族饱和烃基基团,
Y能够相同或不同,且为可水解的有机基团,并且
q是0、1或2,当通过定量1H NMR光谱法测定时,存在于层中,优选存在于聚合物(a)中的含硅烷基团的单元(b)的量为0.01至1.00mol%;优选将式(I)的化合物作为所述任选的含官能团的单元共聚或接枝到所述聚合物(a)上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述聚合物(a)是乙烯与乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体的共聚物(a1)或乙烯与丙烯酸甲酯共聚单体及乙烯基三甲氧基硅烷共聚单体的共聚物(a2)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中在所述层压方法之前或期间,在所述聚合物组合物的所述聚合物(a)中没有引入过氧化物交联剂,优选没有引入选自过氧化物或硅烷缩合催化剂(SCC)的交联剂,所述硅烷缩合催化剂(SCC)选自锡、锌、铁、铅或钴的羧酸盐类或芳族有机磺酸类的SCC组,优选地其中在所述层压方法之前或期间,优选之前、期间或之后,所述聚合物层中的所述聚合物组合物的所述聚合物(a)没有使用过氧化物交联剂,优选为选自过氧化物或选自锡、锌、铁、铅或钴的羧酸盐类或芳族有机磺酸类的SCC族的硅烷缩合催化剂(SCC)的交联剂进行交联。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述乙烯共聚物(a)具有一种、多种或所有下列性能
-熔体流动速率MFR2小于20g/10min,优选小于15g/10min,优选为从0.1至15g/10min(根据ISO 1133在190℃及2.16kg负荷下),
-当根据ISO 3146测量时,熔融温度Tm为100℃或更低,优选为70℃或更高,优选为75℃或更高,更优选为78至100℃,和/或
-当通过动态剪切测量(扫频测量)测定时,剪切稀化指数SHI0.05/300为30.0至100.0,优选为40.0至80.0。
13.根据前述权利要求中任一项所述的用于生产多层层压体的方法,其中所述多层层压体包括第一基板元件、一个或多个聚合物层元件(LE)和第二基板元件。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述多层层压体为光伏模块,所述光伏模块按给定顺序包括保护性前层元件(1)、前封装层元件(2)、光伏元件(3)、后封装层元件(4)和保护性背层元件(5),
-其中所述前封装层元件(2)、所述后封装层元件(4)或所述保护性背层元件(5)中的任意一个或多个,适当地所述前封装层元件(2)或所述后封装层元件(4)之一或两者,优选所述前封装层元件(2)和所述后封装层元件(4)两者,是所述聚合物层元件(LE);
-所述保护性前层元件(1)是第一基板元件;和
-所述保护性背层元件(5)是第二基板元件。
15.一种多层层压体,优选为光伏(PV)模块,其是通过前述权利要求中任一项所述的方法可获得的,优选生产的。
16.根据权利要求15所述的多层层压体,优选为光伏(PV)模块,其中所述多层层压体的平均厚度变化为60%或更小,其中所述平均厚度变化(%)是指如说明书中“测定方法”下的描述所计算的所述多层层压体的两个相对边缘的厚度变化的平均值。
17.一种光伏(PV)模块,其是根据权利要求1至14中任一项所述的方法可获得的,优选生产的,其中所述光伏(PV)模块按给定顺序包括保护性前层元件、前封装层元件、光伏元件、后封装层元件和保护性背层元件;
-其中所述前封装层元件、所述后封装层元件或所述保护性背层元件中的任意一个或多个,适当地所述前封装层元件或所述后封装层元件之一或两者,优选所述前封装层元件和所述后封装层元件两者,是所述聚合物层元件(LE);
所述聚合物层元件(LE)包括聚合物组合物,所述聚合物组合物包括
-(a)如前述权利要求5至12中任一项定义的聚合物;和
其中所述光伏(PV)模块的平均厚度变化为60%或更小,其中所述平均厚度变化(%)是指如说明书中“测定方法”下的描述所计算的所述光伏(PV)模块的两个相对边缘的厚度变化的平均值。
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