TW201831324A - 包含層元件的物品 - Google Patents

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瑪提那 珊后爾哲
史提凡 赫史托姆
法蘭西斯 寇斯塔
博恩特 亞可 蘇爾丹
史蒂芬 約瑟夫森
克勞森 克里斯汀娜 阿庫茲
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Abstract

一種包含層元件(LE)之物品,該層元件具有至少兩個層,第一層及第二層。

Description

包含層元件的物品
本發明關於包含層元件之物品,該層元件具有至少兩個層。物品較佳為包含本發明之層元件之薄膜或光伏打(PV)模組,較佳為光伏打(PV)模組。本發明亦關於用於製造物品之層元件之方法。
在某些最終用途應用中,例如其中溫度可在廣泛範圍內變化且物品可能暴露於陽光之室外最終用途,聚合物品在例如機械特性、長期熱穩定性(尤其在高溫下)、障壁特性及UV穩定性方面具有特殊要求。
舉例而言,光伏打(PV)模組,亦稱為太陽能電池模組,由光產生電且用於各種應用中,例如室外應用,如此項技術中已知。光伏打模組之類型可不同。模組典型地具有多層結構,亦即具有不同功能之若干個不同層元件。光伏打模組之層元件可相對於層材料及層結構而變化。最終光伏打模組可為剛性或可撓性的。
上述例示性層元件可為單層或多層元件。典型地,根據層元件之功能性之順序組裝PV模組之層元件,且接著層合在一起以形成整合式PV模組。此外,元件之層之間或不同層元件之間可存在黏著劑層。
按既定順序,光伏打(PV)模組可例如含有保護性前部層元件,其可為可撓性或剛性的(諸如玻璃層元件);前部封裝層元件;光伏打元件;背部封裝層元件;保護背部層元件,其亦稱為背部薄片層元件且其可為剛 性或可撓性的;及視情況選用之例如鋁框架。
因此,PV模組之一部分或所有層元件,例如前部及背部封裝層元件且通常背部薄片層,典型地具有聚合材料,如基於乙烯乙酸乙烯酯(EVA)之材料。
在物品,如具有多層元件之PV模組之情況下,不同層材料之相容性可引起可使最終物品之特性劣化之問題。所選擇之層材料之特性亦可能不足以滿足層元件在最終物品之最終用途中所需之整體性質。
因此,持續需要解決用於苛刻最終用途(如光伏打模組應用)之層元件之問題,以滿足工業上可適用的物品之具有挑戰性的要求。
圖1為本發明之典型PV模組之示意圖,其包含保護性前部層元件(1)、前部封裝層元件(2)、光伏打元件(3)及本發明之層元件(LE)((4)/(5)),其充當背部封裝層元件(4)及保護性背部層元件(5)。
圖2為PID測試設置之示意性說明。
因此,本發明關於包含層元件(LE)之物品,該層元件具有至少兩個層,亦即第一層及第二層,其中- 第一層包含(a)乙烯之共聚物,其選自(a1)具有含有矽烷基團之單元的乙烯之共聚物;或(a2)具有一或多個選自丙烯酸(C1-C6)烷基酯或(C1-C6)烷基丙烯酸(C1-C6)烷基酯共聚單體之極性共聚單體的乙烯之共聚物,該共聚物(a2)具有含有矽 烷基團之單元且該共聚物(a2)與該共聚物(a1)不同;及- 第二層包含(b)丙烯之聚合物(PP),且其中層元件(LE)之第一層及第二層彼此黏著接觸。
如上文、下文或申請專利範圍中所定義,定義「乙烯之共聚物(a)」及「丙烯之聚合物(PP)(b)」亦在本文中分別簡稱為「聚合物(a)或共聚物(a)」以及「PP聚合物」、「PP聚合物(b)」或「聚合物(b)」。
如上文、下文或申請專利範圍中所定義,定義「(a1)具有含有矽烷基團之單元的乙烯之共聚物」在本文中亦簡稱為「乙烯之共聚物(a1)」、「共聚物(a1)」或「聚合物(a1)」。如上文、下文或申請專利範圍中所定義,定義「(a2)具有一或多個選自丙烯酸(C1-C6)烷基酯或(C1-C6)烷基丙烯酸(C1-C6)烷基酯共聚單體之極性共聚單體的乙烯之共聚物,該共聚物(a2)具有含有矽烷基團之單元且該共聚物(a2)與該共聚物(a1)不同」在本文中亦簡稱為「乙烯之共聚物(a2)」、「共聚物(a2)」或「聚合物(a2)」。
如眾所周知,「共聚單體」指可共聚合之共聚單體單元。因此,層元件(LE)為至少包含第一層及第二層之多層元件。
意外的是,所主張之本發明之層元件(LE)之特定兩個層提供層元件(LE)之更高的及不變的黏著以及簡單的材料操作,以用於製造包含該層元件(LE)之物品。此外,所主張之層元件(LE)提供用於不同最終應用之極有利的多功能層元件。多功能性在本文中指示第一層之特性與第二層之特性之組合,該性質組合提供層元件(LE)用於苛刻最終應用(如室外應用)之意外有利的整體體效能。在製造層元件(LE)及其最終物品時,第一層及第二層之組合尤其較佳提供一或多種或所有以下特性:有利的反射性及絕緣特性、增加之障壁特性(例如水障壁特性)及抗濕漏性、增加之機械特性(如高硬度 及機械穩定性(表示為例如HDT))、抗水解性、尺寸穩定性、UV及熱穩定性及/或極有利的收縮性。
根據本發明之一個具體實例,物品為多層膜,其包含該至少兩個層之層元件(LE),較佳由其組成。本文中應理解,該兩個層之間可存在黏著劑層以用於進一步增強黏著。黏著劑層具有此項技術中之熟知含義,且本文中不指除該至少兩個層以外的額外層。最佳地,該兩個層之層元件在該兩個層之間不含任何黏著劑層,亦即該至少兩個層之接觸表面不具有任何其他黏著劑層。因此,該至少兩個層更佳彼此直接黏著接觸。
根據本發明之另一具體實例,物品為包含兩個或更多個層元件之多層總成,其中至少一個層元件為本發明之層元件。
本發明之層元件極宜例如作為用於光伏打(PV)模組之多功能層元件,其中其可充當例如背部封裝元件及背部薄片元件。此外,較佳地本發明之層元件(LE)提高針對電位誘導之降級(PID)之抗性,或甚至可防止光伏打模組之電位誘導之降級(PID)。
因此,根據本發明之另一具體實例,本發明之物品為光伏打(PV)模組,其包含光伏打元件及一或多個其他層元件,其中至少一個層元件為具有該至少兩個層之層元件。物品最佳為光伏打(PV)模組。
本發明亦提供用於製造物品之層元件(LE)之方法,其包含以下步驟- 藉由擠壓或層壓使第一層及第二層黏著在一起。
術語「擠壓」具有用於形成聚合層結構(如聚合物薄膜)之聚合物領域中之熟知含義。在聚合物擠壓過程中,經由模具供應熔融聚合物材料 且經固化以典型地形成層狀結構,如薄膜。可例如藉由共擠壓過程產生多個層結構,此意謂經由同一個模具同時擠壓兩種或更多種、相同或不同聚合物材料。不同擠壓過程及擠壓設備充分描述於文獻中。
類似地,術語「層壓」具有聚合物領域中熟知之含義。在層壓過程中,典型地使用熱及壓力在習知層壓設備中將兩個或更多個預製層(例如兩個聚合層)黏著在一起。層壓過程及設備充分描述於文獻中。亦如熟習此項技術者已知,加熱溫度典型地與待黏著在一起之兩個層中的至少一者之主要聚合物組分之軟化點相同或高於該軟化點。
聚合物(a)、聚合物(b)、其層元件(LE)及物品以及其他細節、較佳具體實例範圍及其特性描述於下文及申請專利範圍中,該等較佳具體實例、範圍及特性可呈任何組合形式且以任何順序組合。
此外,本發明亦提供以下之用途:保護性背部層元件,其包含丙烯之聚合物作為主要聚合組分;以及前部封裝層元件及背部封裝層元件,該兩種封裝層元件包含(a)乙烯之共聚物作為主要聚合組分,較佳由其組成,該乙烯之共聚物選自(a1)具有含有矽烷基團之單元的乙烯之共聚物;或(a2)具有一或多個選自丙烯酸(C1-C6)烷基酯或(C1-C6)烷基丙烯酸(C1-C6)烷基酯共聚單體之極性共聚單體的乙烯之共聚物,該共聚物(a2)具有含有矽烷基團之單元且該共聚物(a2)與該共聚物(a1)不同;以用於提高針對電位誘導之降級(PID)之抗性或甚至防止光伏打(PV)模組之電位誘導之降級(PID),其以既定順序包含保護性前部層元件、該前部封裝層元件、光伏打元件、該背部封裝層元件及該保護性背部層元件。較佳地,保護背部層元件中之丙烯之聚合物為如上文、下文或申請專利範圍中所定義之本發明之(b)丙烯之聚合物(PP)。較佳地,前部封裝層元件及後部封裝層元件中之聚合物 (a)如上文、下文或申請專利範圍中所定義。更佳地,聚合物(a)為(a2)具有一或多個選自丙烯酸(C1-C6)烷基酯或(C1-C6)烷基丙烯酸(C1-C6)烷基酯共聚單體之極性共聚單體的乙烯之共聚物,該共聚物(a2)具有含有矽烷基團之單元,如上文、下文或申請專利範圍中所定義。不受任何理論約束,聚合物(a2)之極性進一步改良針對PID之抗性。最佳地,保護性背部層元件中之丙烯之聚合物為(b)本發明之丙烯之聚合物(PP),且前部封裝層元件及後部封裝層元件中之聚合物(a),其較佳為乙烯之共聚物(a2),如上文、下文或申請專利範圍中所定義。
第一及第二層之聚合物組成物
層元件(LE)之第一層:
第一層包含有包含聚合物(a)之聚合物組成物,較佳由其組成。包含聚合物(a)之聚合物組成物在本文中亦簡稱為「PE聚合物組成物」、「PE組成物」或「第一層之組成物」。含有矽烷基團之單元可以聚合物(a)之共聚單體或以化學方式接枝至聚合物(a)之化合物形式存在。本文中,「含有矽烷基團之共聚單體」在上文、下文或申請專利範圍中意謂含矽烷基團之單元以共聚單體形式存在。
因此,在含有矽烷基團之單元併入聚合物(a)作為共聚單體之情況下,含有矽烷基團之單元在聚合物(a)之聚合過程期間與乙烯單體共聚合為共聚單體。在含有矽烷基團之單元藉由接枝併入聚合物之情況下,含有矽烷基團之單元在聚合物(a)之聚合之後與聚合物(a)以化學方式反應(亦稱為接枝)。化學反應,亦即接枝,典型地使用諸如過氧化物之自由基形成劑來進行。此類化學反應可在本發明之層壓方法之前或期間發生。一般而言,含有矽烷基團之單元之共聚合及接枝至乙烯為熟知的技術且良好記錄在聚合物領域中且在熟習此項技術者之技能內。
亦熟知,由於同時交聯反應,在接枝具體實例中使用過氧化物可降低乙烯聚合物之熔體流動速率(MFR)。因此,接枝具體實例可限制作為起始聚合物之聚合物(a)之MFR的選擇,該MFR之選擇可對最終用途應用處之聚合物的品質具有不利影響。此外,在接枝過程期間由過氧化物形成之副產物可對最終用途應用處之PE聚合物組成物的使用具有不利影響。
將含有矽烷基團之共聚單體共聚合至聚合物主鏈中與將單元接枝相比提供單元之更均勻併入。此外,與接枝相比,共聚合不需要在產生聚合物之後添加過氧化物。
因此,較佳地,含有矽烷基團之單元較佳以共聚單體形式存在於聚合物(a)中。亦即,在聚合物(a1)之情況下,在聚合物(a1)之聚合過程期間,含有矽烷基團之單元以共聚單體形式與乙烯單體一起共聚合。且在聚合物(a2)之情況下,在聚合物(a2)之聚合過程期間,含有矽烷基團之單元以共聚單體形式與極性共聚單體及乙烯單體一起共聚合。
因此,聚合物(a2)含有兩種不同共聚單體,如上文、下文或申請專利範圍中所定義之含有矽烷基團之共聚單體及極性共聚單體。含有矽烷基團之單元,或較佳為乙烯之共聚物(a1)之含有矽烷基團之共聚單體或乙烯之共聚物(a2)之含有矽烷基團之共聚單體較佳為由式(I)表示之可水解不飽和化合物:R1SiR2 qY3-q (I)
其中R1為烯系不飽和烴基、烴氧基或(甲基)丙烯醯氧基烴基,各R2獨立地為脂族飽和烴基,可相同或不同之Y為可水解有機基團,及q為0、1或2; 其他適合的含有矽烷基團之共聚單體為例如γ-(甲基)丙烯基-丙氧基三甲氧基矽烷、γ(甲基)丙烯醯氧基三乙氧基矽烷及乙烯基三乙醯氧基矽烷或其中兩者或更多者之組合。
式(I)化合物之一個適合的子組為不飽和矽烷化合物,或較佳為式(II)之共聚單體
CH2=CHSi(OA)3 (II)
其中各A獨立地為具有1-8個碳原子,適合地具有1-4個碳原子之烴基。
本發明之含有矽烷基團之單元,或較佳為含有矽烷基團之共聚單體,較佳為式(II)化合物,其為乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基雙甲氧基乙氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷,更佳為乙烯基三甲氧基矽烷或乙烯基三乙氧基矽烷。
當根據如下文「確定方法」中所描述之「共聚單體含量」來測定時,存在於聚合物(a)中,較佳以共聚單體形式存在之含有矽烷基團之單元之量(mol%)較佳為0.01至2.0mol%,較佳為0.01至1.00mol%,宜為0.05至0.80mol%,宜為0.10至0.60mol%,宜為0.10至0.50mol%。
在一個較佳具體實例A1中,聚合物(a)為乙烯與含有矽烷基團之共聚單體(a1)之共聚物。在此具體實例A1中,聚合物(a1)不含有(亦即無)如關於聚合物(a2)所定義之極性共聚單體。較佳地,含有矽烷基團之共聚單體為存在於聚合物(a1)中之唯一共聚單體。因此,共聚物(a1)較佳藉由使用自由基誘發劑,在存在含有矽烷基團之共聚單體之情況下,在高壓聚合過程中共聚合乙烯單體來製備。
在該一個較佳具體實例(A1)中,聚合物(a1)較佳為乙烯與根據式(I)之含有矽烷基團之共聚單體的共聚物,更佳為乙烯與根據式(II)之含有矽烷基團之共聚單體的共聚物,更佳為乙烯與選自以下之根據式(II) 之含有矽烷基團的共聚單體之共聚物:乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基雙甲氧基乙氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷或乙烯基三甲氧基矽烷共聚單體,如上文或申請專利範圍所定義。最佳聚合物(a1)為乙烯與以下之共聚物:乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基雙甲氧基乙氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷或乙烯基三甲氧基矽烷共聚單體,較佳為乙烯與乙烯基三甲氧基矽烷或乙烯基三乙氧基矽烷共聚單體之共聚物,更佳為乙烯與乙烯基三甲氧基矽烷之共聚物。
在另一較佳具體實例A2中,聚合物(a)為乙烯與一或多個選自丙烯酸(C1-C6)烷基酯或(C1-C6)烷基丙烯酸(C1-C6)烷基酯共聚單體之極性共聚單體之聚合物(a2),該共聚物(a2)具有含有矽烷基團之單元。較佳地,含有矽烷基團之單元以共聚單體形式存在,如上文、下文或申請專利範圍中所定義。在此具體實例(A2)中,聚合物(a2)因此較佳為乙烯與一或多個,較佳一個選自丙烯酸(C1-C6)烷基酯或(C1-C6)烷基丙烯酸(C1-C6)烷基酯之極性共聚單體之共聚物;及含有矽烷基團之共聚單體之共聚物。
較佳地,乙烯之聚合物(a2)之極性共聚單體選自丙烯酸(C1-C6)烷基酯共聚單體中之一者,較佳選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯共聚單體。更佳地,聚合物(a2)為乙烯與選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯共聚單體之極性共聚單體之共聚物,且具有含有矽烷基團之單元,其中含有矽烷基團之單元以如上文、下文或申請專利範圍中所描述之共聚單體形式存在。亦即,聚合物(a2)最佳為乙烯與選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯共聚單體之極性共聚單體、及含有矽烷基團之共聚單體的共聚物。
當根據如下文在「測定方法」中所描述之「共聚單體含量」量測時,聚合物(a2)中極性共聚單體之含量較佳為0.5至30.0mol%、2.5至20.0mol%,較佳為4.5至18mol%,較佳為5.0至18.0mol%,較佳為6.0至18.0mol%,較佳為6.0至16.5mol%,更佳為6.8至15.0mol%,更佳為7.0至13.5 mol%。
在該另一較佳具體實例(A2)中,聚合物(a2)為如上文、下文或申請專利範圍中所定義之乙烯與極性共聚單體及與根據式(I)之含有矽烷基團的共聚單體,更佳與根據式(II)之含有矽烷基團之共聚單體,更佳與根據式(II)的選自以下之含有矽烷基團之共聚單體的共聚物:乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基雙甲氧基乙氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷或乙烯基三甲氧基矽烷共聚單體,如上文或申請專利範圍中所定義。較佳地,聚合物(a2)為乙烯與丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯共聚單體及與乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基雙甲氧基乙氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷或乙烯基三甲氧基矽烷共聚單體,較佳與乙烯基三甲氧基矽烷或乙烯基三乙氧基矽烷共聚單體之共聚物。更佳地,聚合物(a2)為乙烯與丙烯酸甲酯共聚單體及與乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基雙甲氧基乙氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷或乙烯基三甲氧基矽烷共聚單體,較佳與乙烯基三甲氧基矽烷或乙烯基三乙氧基矽烷共聚單體,更佳與乙烯基三甲氧基矽烷之共聚物。
因此,聚合物(a2)最佳為乙烯與丙烯酸甲酯共聚單體以及如上文、下文或申請專利範圍中所定義之含有矽烷基團之共聚單體之共聚物,較佳為乙烯與丙烯酸甲酯共聚單體及與乙烯基三甲氧基矽烷或乙烯基三乙氧基矽烷共聚單體之共聚物,較佳為乙烯與丙烯酸甲酯共聚單體及與乙烯基三甲氧基矽烷共聚單體之共聚物。
不受任何理論約束,舉例而言,丙烯酸甲酯(MA)為唯一的無法經受酯熱解反應之丙烯酸酯,因為不具有此反應路徑。因此,具有MA共聚單體之聚合物(a2)在高溫下不形成任何有害游離酸(丙烯酸)降解產物,由此乙烯及丙烯酸甲酯共聚單體之聚合物(a2)有助於其最終物品之良好品質及生命週期。此並非例如EVA之乙酸乙烯酯單元之情況,因為EVA在高溫下形 式有害的乙酸降解產物。此外,如丙烯酸乙酯(EA)或丙烯酸丁酯(BA)之其他丙烯酸酯可經受酯熱解反應,且若降解,則將形成揮發性烯烴副產物。
與先前技術相比,聚合物PE組成物,其包含聚合物(a)且存在於第一層中,使得能夠(若需要)降低聚合物(a1)或(a2)之MFR,且因此在製造第一層及本發明之層元件(LE)期間提供更高的抗流動性。因此,較佳MFR可進一步有助於(若需要)層元件(LE)及包含層元件(LE)之物品(如PV模組)之品質。
第一層之PE組成物,較佳聚合物(a)之熔體流動速率MFR2較佳小於20g/10min,較佳小於15g/10min,較佳為0.1至13g/10min,較佳為0.2至10g/10min,較佳為0.3至8g/10min,更佳為0.4至6g/10min(根據ISO 1133在190℃及2.16kg負載下)。
當根據如下文在「測定方法」中所描述之「流變性:動態剪切量測(掃頻量測)」量測時,第一層之組成物,較佳聚合物(a)之剪切稀化指數SHI0.05/300較佳為30.0至100.0,較佳為40.0至80.0。較佳SHI範圍進一步有助於第一層之PE聚合物之有利流變性。
因此,較佳MFR範圍及較佳PE聚合物組成物(其包含聚合物(a)且存在於第一層中)之SHI範圍之組合進一步有助於第一層及本發明之層元件(LE)之品質。因此,較佳MFR可進一步有助於(若需要)層元件(LE)及包含層元件(LE)之物品(如PV模組)之品質。
當根據如「測定方法」中所描述之ASTM D3418量測時,PE組成物,較佳為聚合物(a),較佳具有120℃或更低,較佳110℃或更低,更佳100℃或更低且最佳95℃或更低之熔融溫度。當如下文在「測定方法」中所描述量測時,較佳PE組成物,更佳聚合物(a)之熔融溫度為70℃或更高,更佳為75℃或更高,甚至更佳為78℃或更高。較佳熔融溫度有利於例如層壓過程, 因為可縮短熔融/軟化步驟之時間。
典型地,且較佳第一層之PE組成物,較佳乙烯聚合物(a)之密度高於860kg/m3。根據ISO 1872-2,如下文在「測定方法」中所描述,較佳密度不高於970kg/m3,且較佳為920至960kg/m3
較佳聚合物(a)為乙烯與乙烯基三甲氧基矽烷共聚單體之共聚物(a1)或乙烯與丙烯酸甲酯共聚單體及與乙烯基三甲氧基矽烷共聚單體之共聚物(a2)。最佳聚合物(a)為乙烯與丙烯酸甲酯共聚單體及與乙烯基三甲氧基矽烷共聚單體之共聚物(a2)。PE組成物之聚合物(a)可為例如可商購的或可根據或類似於化學文獻中所描述之已知聚合方法來製備。
在較佳具體實例中,聚合物(a),亦即聚合物(a1)或(a2),藉由在高壓(HP)過程中,在存在一或多種誘發劑的情況下使用自由基聚合以使乙烯與如上文所定義之含有矽烷基團之共聚單體(=以共聚單體形式存在之含有矽烷基團之單元)適合地聚合來製備,且在聚合物(a2)之情況下,亦與極性共聚單體聚合,且視情況使用鏈轉移劑(CTA)以控制聚合物之MFR。HP反應器可為例如熟知管狀或高壓釜反應器或其混合物,宜為管狀反應器。高壓(HP)聚合及視所需最終應用而針對進一步定製聚合物之其他特性來調節加工條件為熟知的且描述於文獻中,且熟習此項技術者可易於使用。適合的聚合溫度範圍為至多400℃,宜為80至350℃,且壓力為70MPa,宜為100至400MPa,宜為100至350MPa。高壓聚合通常在100至400MPa之壓力及80至350℃之溫度下進行。此類方法為熟知的且充分記錄於文獻中,且稍後將在下文中進一步描述。
共聚單體之併入可以熟知方式進行且在熟習此項技術者之技能內,該併入當存在時包括將呈共聚單體形式之含有矽烷基團之單元較佳形成為乙烯單體且控制共聚單體饋入以獲得該(該等)共聚單體之所需最終含量。藉 由高壓自由基聚合來產生乙烯(共)聚合物之其他細節可見於即Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,第6卷(1986),第383-410頁以及Encyclopedia of Materials:Science and Technology,2001 Elsevier Science Ltd.:「Polyethylene:High-pressure」,R.Klimesch,D.Littmann及F.-O.Mahling第7181-7184頁中。
此類HP聚合產生所謂的低密度乙烯聚合物(LDPE),本文中稱為聚合物(a1)或聚合物(a2)。術語LDPE具有聚合物領域中之熟知含義且描述HP中產生的聚乙烯之性質(亦即典型特徵,諸如不同分支架構)以區分LDPE與在烯烴聚合催化劑(亦稱為配位催化劑)存在下產生之PE。儘管術語LDPE為低密度聚乙烯之縮寫,但該術語應理解為不限制密度範圍,而是涵蓋具有低、中等及較高密度之LDPE類HP聚乙烯。
下文中,「基於本發明之PE聚合物組成物之(總)量(100wt%)」的量意謂第一層之PE組成物中之組分的量總計為100wt%。
在層元件(LE)之第一層之本發明之PE組成物之一個具體實例中適合地包含除填充劑、顏料、碳黑或阻燃劑以外之添加劑,該等術語具有先前技術中之熟知含義。則以PE組成物之量(100wt%)計,PE組成物包含,較佳由以下組成:- 90至99.9999wt%聚合物(a);及- 0.0001至10wt%添加劑,較佳為0.0001及5.0wt%,如0.0001及2.5wt%添加劑。
視情況選用之添加劑為例如適用於所需最終應用之習知添加劑且在熟習此項技術者之技能內,較佳至少包括(但不限於)抗氧化劑、UV光穩定劑及/或UV光吸收劑,且亦可包含金屬去活化劑、澄清劑、增亮劑、除酸劑以及增滑劑等。各添加劑可以例如習知量使用,PE組成物(C)中添加劑之總量較佳如上文所定義。此類添加劑通常為可商購的且描述於例如Hans Zweifel 之「Plastic Additives Handbook」,第5版,2001中。
在層元件(LE)之第一層之本發明之PE組成物另一具體實例中除如上文所定義之適合的添加劑以外,亦包含填充劑、顏料、碳黑或阻燃劑中之一或多者。則以PE組成物之總量(100wt%)計,第一層之組成物包含,較佳由以下組成:- 30至90wt%,宜40至70wt%聚合物(a);- 0.0001至10wt%添加劑,較佳0.0001及5.0wt%,如0.0001及2.5wt%添加劑;及- 至多70wt%,宜至多30wt%,較佳至多5wt%的填充劑、顏料、碳黑或阻燃劑中之一或多者。
視情況選用之填充劑、顏料、碳黑或阻燃劑典型地為習知及可商購的。適合的視情況選用之填充劑及顏料如本文中在第一層之情形中關於填充劑、顏料所定義。視情況選用之碳黑可為任何適用於第一層之習知產品。視情況選用之阻燃劑可如下文關於第二層或在申請專利範圍中所定義,或為例如氫氧化鎂、聚磷酸銨等。
在較佳具體實例中,第一層之組成物包含,較佳由以下組成:- 90至99.9999wt%聚合物(a);- 0.0001至10wt%添加劑及視情況選用之0至20wt%的填充劑或顏料中之一或多者;較佳0.0001至2.5wt%添加劑及視情況選用之0至15wt%顏料。
在較佳具體實例中,PE組成物由作為唯一聚合組分之聚合物(a)組成。本文中「聚合組分」不包括視情況選用之添加劑或填充劑、顏料、碳黑或阻燃劑之任何載體聚合物,例如視情況存在於層元件(LE)之第一層之組成物中之添加劑之母料或分別地,填充劑、顏料、碳黑或阻燃劑中使用之載體聚合物,。基於層元件(LE)之第一層之組成物量(100wt%),針對 各別添加劑或分別地,顏料或填充劑之量計算此類視情況選用之載體聚合物。
較佳地,層元件(LE)之第一層由包含如上文、下文或申請專利範圍中所定義之聚合物(a)之PE組成物組成。
較佳,最佳不使用過氧化物交聯層元件(LE)之第一層,較佳第一層之組成物,更佳聚合物(a)。然而,若需要,視最終應用而定,在本發明之層壓過程之前或期間,層元件(LE)之第一層之組成物可使用矽烷醇縮合催化劑(SCC)經由含有矽烷基團之單元交聯,該催化劑較佳選自錫、鋅、鐵、鉛或鈷之羧酸鹽或芳族有機磺酸之群。此類SCC為例如可商購的。
應理解,如上文所定義之SCC為習知供應以用於交聯目的之SCC。
可視情況存在於層元件(LE)之第一層之組成物中的矽烷醇縮合催化劑(SCC)更佳選自金屬之羧酸鹽之群C,該等金屬諸如錫、鋅、鐵、鉛及鈷;攜帶可水解成布忍斯特酸(Brönsted acid)之基團的鈦化合物(較佳如Borealis之WO 2011/160964中所描述,包括於本文中作為參考);有機鹼;無機酸;及有機酸;宜選自金屬羧酸鹽,該等金屬諸如錫、鋅、鐵、鉛及鈷,選自攜帶可水解成如上文所定義之布忍斯特酸的基團之鈦化合物或選自有機酸,宜選自二月桂酸二丁錫(DBTL)、二月桂酸二辛錫(DOTL),尤其DOTL;攜帶可水解成如上文所定義之布忍斯特酸的基團之鈦化合物;或芳族有機磺酸,該芳族有機磺酸宜為包含以下結構元素之有機磺酸:Ar(SO3H)x (III)
其中Ar為芳基,其可經取代或未經取代且若經取代,則宜經至少一個烴基至50個碳原子取代,且x至少為1;或式(III)之磺酸酸之前驅體,包括其酸酐或式(III)之磺酸,其已提供有可水解保護基,例如可藉由水解移除之乙醯基。此類有機磺酸描述於例如EP736065、或替代地,EP1309631及EP1309632 中。
在較佳具體實例中,層元件(LE)之第一層之組成物中不存在選自錫有機催化劑或芳族有機磺酸酸之SCC群之矽烷縮合催化劑(SCC)。在另一較佳具體實例中,層元件(LE)之第一層之組成物中不存在過氧化物或如上文所定義之矽烷縮合催化劑(SCC)。如已提及,在第一層之較佳PE組成物情況下,可避免層元件(LE)之第一層之交聯,其有助於實現層元件(LE)之良好品質。
若存在,則視情況選用之交聯劑(SCC)之量較佳為0至0.1mol/kg,如0.00001至0.1mol/kg、較佳為0.0001至0.01mol/kg,更佳為0.0002至0.005mol/kg,更佳為0.0005至0.005mol/kg乙烯聚合物(a)。如上所述,較佳層元件(LE)中不存在交聯劑(SCC)。
層元件(LE)之第二層
層元件(LE)之第二層包含聚合物組成物,其包含PP聚合物(b)。
包含PP聚合物(b)之聚合物組成物在本文中亦可稱為「PP組成物」、「PP聚合物組成物」或「第二層之組成物」。
第二層之丙烯之聚合物(PP)(b)亦可為兩種或更多種不同第頁聚合物之混合物。
PP聚合物可為丙烯之均聚物或共聚物。
較佳地,PP聚合物為丙烯之至少一種共聚物。更佳地,PP聚合物選自丙烯之異相共聚物(iPP),其包含,較佳由以下組成:聚丙烯基質組分,及彈性丙烯共聚物組分,其分散於該聚丙烯基質中;或丙烯之兩種或更多種,例如兩種不同的此類異相共聚物(iPP)。
「丙烯之異相共聚物(iPP)」在本文中亦稱為「PP共聚物」。
此外,該PP共聚物可包含一或多種不同的PP共聚物組分,較佳由其組成。
在一個較佳具體實例中,作為丙烯之至少一種聚合物(PP)(b)之PP共聚物選自丙烯之異相共聚物(iPP),其包含丙烯之異相共聚物(A),其包含,較佳由以下組成:- 聚丙烯基質組分(a1),及- 分散於該聚丙烯基質(a1)中之彈性丙烯共聚物組分(a2);且其中當如本說明書在測定方法中所描述量測時,丙烯之異相共聚物(A)具有至少145℃之熔融溫度(Tm)(DSC),及至少90℃之維卡軟化溫度(Vicat softening temperature;VicatA)(根據ASTM D 1525,方法A,50℃/h,10N)。
PP聚合物(b)較佳包含至少一種丙烯之異相共聚物(iPP),其較佳由丙烯之異相共聚物(A)組成。
丙烯之異相共聚物(A)在本文中亦稱為「PP共聚物(A)」。PP共聚物較佳為PP共聚物(A)。PP組成物較佳包含一種或兩種或更多種不同的PP共聚物(A)。在一個具體實例中,PP組成物包含兩種或更多種PP共聚物(A)。在另一具體實例中,PP組成物包含一種PP共聚物(A)。
「聚丙烯基質組分(a1)」在本文中亦稱為「基質成分(a1)」。「彈性丙烯共聚物組分(a2)」在本文中亦稱為「彈性組分(a2)」。
通常,「丙烯之異相共聚物」(如本文中結合PP共聚物或較佳PP共聚物(A)所使用)為一種丙烯共聚物,其包含丙烯均聚物或丙烯無規共 聚物基質成分(1),及丙烯與乙烯及/或C4-C8α烯烴共聚單體中之一或多者之彈性共聚物組分(2),其中彈性(非晶形)共聚物組分(2)(精細)分散於該丙烯均聚物或無規共聚物基質聚合物(1)中。
作為基質成分(1)之丙烯無規共聚物較佳為丙烯與乙烯及/或C4-C8α烯烴共聚單體中之一或多者之共聚物。
PP共聚物(或較佳PP共聚物(A))之XCS部分在本文中視為彈性組分(或較佳彈性組分(a2)),因為基質組分中之XCS部分的量習知地顯著較低。舉例而言,在基質組分(或較佳基質組分(a1))為丙烯之均聚物的情況下,則丙烯之異相共聚物的二甲苯冷可溶性(XCS)部分(非晶形部分)之量(wt%)在此申請案中亦理解為PP共聚物(或較佳PP共聚物(A))中所存在之彈性丙烯共聚物組分的量。
較佳地,PP共聚物,較佳PP共聚物(A)之聚丙烯基質組分為丙烯之均聚物。
當如本說明書在測定方法中所描述量測時,丙烯之共聚物,較佳PP共聚物之總共聚單體含量較佳為0.5至20wt%,較佳為1.0至20wt%,較佳共聚單體選自乙烯及/或C4-C8α烯烴共聚單體,更佳選自乙烯。
PP共聚物最佳為PP共聚物(A)。
當如本說明書在測定方法中所描述量測時,PP共聚物(A)之熔融溫度Tm較佳為158℃至170℃,較佳為160℃至170℃。
PP共聚物(A)之維卡軟化溫度(Vicat A)較佳為至少100℃,較佳為100℃至165℃,較佳為110℃至165℃,較佳為110℃至160℃。
較佳地,PP共聚物(A)之聚丙烯基質(a1)為丙烯之均聚物。
甚至更佳地,丙烯之異相共聚物(A)具有呈任何順序之一或 多個,較佳所有以下其他特性:- 當根據ISO 1133(在230℃及2.16kg負載下)量測時,MFR2為0.2至20g/10min,較佳為0.2至15.0g/10min,較佳為0.5至15g/10min,- 當如本說明書在測定方法中所描述量測時,二甲苯冷可溶性(XCS)部分之量為3至40wt%,較佳為5至37wt%,- 當如本說明書在測定方法中所描述量測時,共聚單體含量為0.5至20wt%,較佳為1.0至20wt%,較佳共聚單體選自乙烯及/或C4-C8α烯烴共聚單體,更佳選自乙烯,- 當根據ISO178如本說明書在測定方法中所描述量測時,拉伸模數為至少700MPa,較佳為750至2500MPa,較佳為750至2000MPa,及/或- 當如本說明書在測定方法中所描述量測時,密度為900至910kg/m3
本發明之第二層之組成物較佳包含,較佳由以下組成:(i)超過25wt%,較佳30至98.8wt%,較佳30至98.5wt% PP聚合物(b),(ii)0.2至5wt%,較佳0.5至5wt%添加劑,(iii)0至60wt%,較佳0至50wt%一或多種選自填充劑(iiia)、顏料(iiib)及阻燃劑(iiic)之物質,其與添加劑(ii)不同,(iv)0至50wt%其他聚合物組分,其與PP聚合物(b)不同,以PP組成物之總量(100wt%)計。
「以本發明之PP組成物之總量(100wt%)計」意謂第二層之PP組成物中組分之量總計為100wt%。
因此,在本文中,填充劑(iiia)、顏料(iiib)及阻燃劑(iiic)不應理解為或定義為添加劑(ii)。
較佳地,PP組成物較佳包含組分(iii)或(iv)中之至少一者 或兩者。
若存在,則視情況選用之填充劑(iiia)較佳為無機填充劑。如熟習此項技術者熟知,填充劑(iii)之粒度及/或縱橫比可變化。較佳地,填充劑(iii)選自矽灰石、滑石或玻璃纖維中之一或多者。此類填充劑產品為具有不同粒度及/或縱橫比之市售產品,且可由熟習此項技術者視所需最終物品及最終應用而進行選擇。填充劑(iiia)可為例如習知的及可商購的。以PP組成物之總量(100wt%)計,若存在,則填充劑(iiia)之量較佳為1至30wt%,較佳為2至25wt%。
若存在,則視情況選用之顏料(iiib)較佳為白色顏料。白色顏料較佳為TiO2。此類顏料為熟知且例如可以市售TiO2顏料獲得,本文中亦稱為TiO2。針對顏料之量計算任何載體介質,例如載體聚合物。以PP組成物之總量(100wt%)計,若存在,則顏料之量較佳為2至45wt%,較佳為5至45wt%,較佳為10至45wt%。
若存在,則視情況選用之阻燃劑(iiic)可為例如任何市售阻燃劑產品,較佳為包含無機磷光體之阻燃劑。以本發明之PP組成物之量(100wt%)計,若存在,則阻燃劑(iiic)之量較佳為1至20wt%,較佳為2至15wt%,更佳為3至12wt%。
在一個具體實例中,PP組成物包含至少為填充劑(iiib)。
視情況選用之其他聚合物組分(iv)可為除PP聚合物以外的任何聚合物,較佳為基於聚烯烴之聚合物。其他聚合物組分(iv)之典型實例為塑性體(iva)或功能化聚合物(ivb)中之一者或兩者,其皆具有熟知含義。
若存在,則視情況選用之塑性體(iva)較佳為具有至少一種C3至C10 α-烯烴之乙烯之共聚物。若存在,則塑性體(iva)較佳具有一種或所有,較佳所有以下特性: - 密度為860至915kg/m3,較佳為860至910kg/m3,- MFR2為0.1至50,較佳為0.2至40g/10min(190℃,2.16kg),及/或- α-烯烴共聚單體為辛烯。
若存在,則視情況選用之塑性體(iva)較佳使用茂金屬催化劑產生,該術語具有先前技術中之熟知含義。適合的塑性體(iva)為可商購,例如由Borealis供應的商標QUEOTM下的塑性體產品或由ExxonMobil供應之EngageTM、由LG供應之Lucene或由Mitsui供應之Tafmer。若存在,則視情況選用之塑性體(v)之量低於PP聚合物(b)之量。
若存在,則視情況選用之功能化聚合物(ivb)為例如藉由接枝而功能化之聚合物。舉例而言,諸如順丁烯二酸酐(MAH)之極性官能基可接枝至聚烯烴以形成其功能聚合物(ivb)。PP聚合物(b)與視情況選用之功能化聚合物(ivb)不同。如上文、下文或申請專利範圍中所定義之本發明之PP聚合物(b)不具有移植之功能單元。亦即,術語本發明之PP聚合物(b)不包括經官能基接枝之PP聚合物。以本發明之PP組成物之量(100wt%)計,若存在,則視情況選用之功能化聚合物(ivb)之量較佳為3至30wt%,較佳為3至20wt%,較佳為3至18wt%,更佳為4至15wt%。若存在,則視情況選用之功能化聚合物(ivb)之量小於PP聚合物(b)之量。
在一個具體實例中,PP組成物包含組分(iii)或(iv)中之至少一者,宜包含組分(iii)及組分(iv)兩者,宜包含組分(iiia)、組分(iva)或組分(ivb)中之至少一者、更多者或全部。在一個具體實例中,PP組成物至少包含組分(iiib)及組分(iva)。
PP聚合物(b)之量等於或高於視情況選用之塑性體(iva)或視情況選用之功能化聚合物(ivb)之量。
本發明之PP組成物包含添加劑(ii)。本文中,術語添加劑 (ii)不包括視情況選用之填充劑(iiia)、視情況選用之顏料(iiib)及視情況選用之阻燃劑(iiic)。此類添加劑(ii)較佳為習知及可商購的,包括(但不限於)UV穩定劑、抗氧化劑、成核劑、澄清劑、光亮劑、除酸劑以及助滑劑、加工助劑等。此類添加劑通常為可商購的且描述於例如Hans Zweifel之「Plastic Additives Handbook」,第5版,2001中。
各添加劑(ii)可以例如習知量使用。用於層元件(LE)之第二層之適合的添加劑(ii)及其量可由熟習此項技術者視所需物品及其最終用途而選擇。
較佳地,至少自(iia)包含受阻胺化合物之UV穩定劑及(iib)包含二烷基胺化合物之抗氧化劑選擇添加劑(ii)。更佳地,至少自(iia)包含受阻胺化合物之UV穩定劑及(iib)包含二烷基胺化合物之抗氧化劑選擇添加劑(ii),且其中添加劑(ii)不含酚單元。本文中,表述「添加劑(ii)不含酚單元」意謂PP組成物中之任何包括UV穩定劑(iia)及抗氧化劑(iib)之添加劑化合物皆不具有酚單元。較佳地,組成物不包含任何具有酚單元之組分,如添加劑(ii)。
基於本發明之PP組成物之量(100%),針對各組分(ii)、(iiia)、(iiib)或(iiic)之量計算添加劑(ii)、視情況選用之填充劑(iiia)、視情況選用之顏料(iiib)及視情況選用之阻燃劑(iiic)之任何視情況選用之載體聚合物(例如組分(ii)、(iiia)、(iiib)或分別地,(iiic)之母料以及載體聚合物)。
當根據ISO 1133(在230℃及2.16kg負載下)如下文在測定方法中所定義量測時,本發明之PP組成物之MFR2較佳為1.0至25.0g/10min,較佳為2.0至20g/10min,較佳為3至15g/10min。聚合物組成物之MFR2更佳為3至10g/10min。
當如下文在測定方法中所定義量測時,本發明之PP組成物較佳具有5%至40%,較佳5%至37%之量的二甲苯冷可溶性(XCS)含量。
當如下文在測定方法中所定義量測時,本發明之PP組成物之維卡軟化溫度(Vicat A)較佳為100℃至165,更佳為110℃至160℃。PP組成物之Vicat A更佳為120℃至160℃。
如下文在測定方法中所定義,當由200μm單層鑄膜樣品沿加工方向(MD)量測時,本發明之PP組成物之拉伸模數較佳為至少800MPa,較佳為800至3000MPa,較佳為850至2700MPa。PP組成物之該拉伸模數較佳為850至2300MPa。
如下文在測定方法中所定義,當由200μm單層鑄膜樣品沿加工方向(MD)量測時,本發明之PP組成物之拉伸強度較佳為20至40MPa,較佳為23至37MPa,較佳為25至33MPa。
PP聚合物可為市售級或可例如藉由習知聚合過程及加工條件,使用例如文獻中已知的習知催化劑系統產生。
關於PP共聚物,亦即丙烯之異相共聚物(iPP),包括該等條件及催化劑系統之一個可行的聚合過程大體上描述於下文中,且本質上亦適用於PP組成物之較佳丙烯之異相共聚物(A)。顯而易見,以下描述亦可適用於聚丙烯之均聚物或無規共聚物,由此該等聚合物可例如在視情況選用之預聚合反應器,接著第一反應器(較佳環管反應器)且隨後第二反應器(較佳第一氣相反應器)中,較佳使用如下所述之條件聚合。
PP共聚物之聚丙烯基質組分可為丙烯之單模或多模無規共聚物或均聚物,其皆具有熟知含義。本文中,丙烯之多模無規共聚物或均聚物意謂其具有至少兩種聚合物部分,其例如在以下特性中之一者或兩者方面不同:1)重量平均分子量或2)MFR。在丙烯之無規共聚物作為基質組分之情況下, 相對於3)共聚單體含量,共聚物亦可為多模的,視情況與上述差異1)及2)中之任一者或兩者組合。
PP共聚物之基質組分可為丙烯之均聚物或無規共聚物。較佳地,PP共聚物之基質組分為丙烯之均聚物。
因此,較佳地,存在於PP共聚物中之如上文所定義之所有共聚單體皆來源於彈性丙烯共聚物組分。
較佳地,PP共聚物由基質組分及彈性組分組成。PP共聚物可視情況包含預聚物部分,如聚合物領域中熟知。在此情況下,針對基質組分之量計算預聚物之量。
如上所述,iPP共聚物可為市售級或可例如藉由習知聚合過程產生。
關於丙烯之異相共聚物之聚合,PP共聚物之個別組分(基質及彈性組分)可分開產生且藉由在混合器或擠壓機中以機械方式混合而摻合。然而,較佳地,包含基質組分及彈性組分之PP共聚物在使用連續組態之反應器且在不同反應條件下操作之連續過程中產生。因此,在特定反應器中產生之各部分可具有其自身分子量分佈、MFR及/或共聚單體含量分佈。
本發明之PP共聚物較佳在連續聚合過程中產生,亦即在此項技術中已知的多階段過程中,其中至少在一個漿料反應器中,較佳至少在漿料反應器中且視情況地,及較佳在後續氣相反應器中產生基質組分,且接著至少在一個,亦即一個或兩個氣相反應器(gpr)中,較佳在一個gpr中產生彈性組分。
因此,較佳地,PP共聚物產生於包含以下步驟之連續聚合過程中:(a)在催化劑存在下,在第一反應器(R1)中聚合丙烯及視情況選用之 至少一種乙烯及/或C4至C12 α-烯烴,較佳丙烯作為唯一單體,(b)將經聚合之第一聚丙烯,較佳丙烯均聚物部分之反應混合物與催化劑一起轉移至第二反應器(R2)中,(c)在第二反應器(R2)中且在該第一聚丙烯聚合物、丙烯及視情況選用之至少一種乙烯及/或C4至C12 α-烯烴(較佳丙烯作為唯一單體)存在下聚合,從而獲得第二聚丙烯部分,較佳該第二聚丙烯部分為第二丙烯均聚物,由此該第一聚丙烯部分及該第二聚丙烯部分形成PP共聚物之基質組分,(d)將步驟(c)之經聚合之基質組分之反應混合物轉移至第三反應器(R3)中,(e)在第三反應器(R3)中且在步驟(c)中獲得之基質組分、丙烯及至少一種乙烯及/或C4至C12 α-烯烴存在下聚合,從而獲得PP共聚物之彈性組分,其中彈性丙烯共聚物組分分散於於該基質組分中。
視情況地,可在兩個反應器中產生PP共聚物之彈性組分,從而在以上步驟(e)之後,該過程進一步包含以下步驟:(f)轉移步驟(e)之PP產物,其中在第三反應器(R3)中聚合之第一彈性丙烯共聚物部分分散於第四反應器(R4)中之該基質組分中,及(g)在第四反應器(R4)中且在步驟(e)中獲得之混合物、丙烯及至少一種乙烯及/或C4至C12 α-烯烴存在下聚合,從而獲得第二彈性丙烯共聚物部分,由此步驟(e)之第一彈性丙烯共聚物部分及步驟(g)之第二彈性丙烯共聚物部分皆分散於步驟(c)之基質組分中且共同形成PP共聚物。
較佳地,單體在第二反應器(R2)與第三反應器(R3)之間閃蒸排出(flash out)。
術語「連續聚合過程」指示PP共聚物在至少兩個(如三個)串聯連接之反應器中產生。因此,本發明之方法至少包含第一反應器(R1)及第 二反應器(R2),更佳第一反應器(R1)、第二反應器(R2)、第三反應器(R3)及視情況選用之第四反應器(R4)。術語「聚合反應器」應指示主要聚合步驟中之一者。因此,在方法由四個聚合反應器組成之情況下,此定義不排除整體方法包含例如預聚合反應器中之預聚合步驟之選擇方案。術語「由......組成」僅為考慮主要聚合反應器之封閉調配物。任何預聚物部分計數入第一聚丙烯部分之量中。
第一反應器(R1)較佳為漿料反應器(SR),且可為在主體或漿料中操作之任何連續或簡單攪拌批料貯槽反應器或環管反應器。主體意謂在包含至少60%(w/w)單體之反應介質中之聚合。根據本發明,漿料反應器(SR)較佳為(主體)環管反應器(LR)。
第二反應器(R2)、第三反應器(R3)及視情況選用之第四反應器(R4)較佳為氣相反應器(GPR)。此類氣相反應器(GPR)可為任何機械混合或流化床反應器。較佳地,氣相反應器(GPR)包含氣體速度為至少0.2m/sec之機械攪拌流化床反應器。因此,應理解,氣相反應器為較佳具有機械攪拌器之流體化床型反應器。
因此,在較佳具體實例中,第一反應器(R1)為漿料反應器(SR),如環管反應器(LR),而第二反應器(R2)、第三反應器(R3)及視情況選用之第四反應器(R4)為氣相反應器(GPR)。因此,對於本發明之方法,使用至少三個,即漿料反應器(SR)(如環管反應器(LR))、串聯連接之第一氣相反應器(GPR-1)、第二氣相反應器(GPR-2)及視情況選用之第三氣相反應器(GPR-3)。在預聚合步驟之情況下,預聚合反應器位於漿料反應器(SR)之前。
較佳多階段過程為「環-氣相」-方法,諸如由例如專利文獻(諸如EP 0 887 379、WO 92/12182、WO 2004/000899、WO 2004/111095、WO 99/24478、WO 99/24479或WO 00/68315)中描述之Borealis A/S,Denmark(稱為BORSTAR®技術)研發。
另一適合的漿料-氣相過程為LyondellBasell之Spheripol®過程。
較佳地,在用於製造如上文所定義之PP共聚物的本發明之方法中,步驟(a)之第一反應器(R1),亦即漿料反應器(SR)(如環管反應器(LR))之條件可如下:- 溫度在50℃至110℃之範圍內,較佳在60℃與100℃之間,更佳在68與95℃之間,- 壓力在20巴至80巴範圍內,較佳在40巴至70巴之間,- 可添加氫以用於以本身已知之方式控制莫耳質量。
接著,將來自步驟(a)之反應混合物轉移至第二反應器(R2),亦即氣相反應器(GPR-1),亦即轉移至步驟(c),從而步驟(c)中之條件較佳如下:- 溫度在50℃至130℃範圍內,較佳在60℃與100℃之間,- 壓力在5巴至50巴範圍內,較佳在15巴與35巴之間,- 可添加氫以用於以本身已知之方式控制莫耳質量。
第二氣相反應器(GPR-2)及視情況存在之第三氣相反應器(GPR-3)中之條件類似於第二反應器(R2)(=第一氣相反應器(GPR-1))。
三個反應器區域中之滯留時間可不同。
在用於製備PP共聚物之基質組分之過程的一個具體實例中,主體反應器(例如環管)中之滯留時間在0.1至2.5小時範圍內,例如0.15至1.5小時,且氣相反應器中之滯留時間將通常為0.2至6.0小時,如0.5至4.0小時。
若需要,聚合可以已知方式在超臨界條件下在第一反應器 (R1)中(亦即,在漿料反應器(SR)中,如在環管反應器(LR)中)及/或以縮合模式在氣相反應器(GPR)中實現。
較佳地,方法亦包含如詳細描述於下文中之具有催化劑系統之預聚合,其包含齊格勒-納塔預催化劑(Ziegler-Natta procatalyst)、外部供體及及視情況選用之輔催化劑。
在較佳具體實例中,預聚合以在液體丙烯(亦即液相主要包含丙烯,具有少量其他反應物及及視情況選用之溶解其中之惰性組分)中之主體漿料聚合形式進行。
預聚合反應典型地在10℃至60℃,較佳15℃至50℃且更佳20℃至45℃之溫度下進行。
預聚合反應器中之壓力不重要,但必須足夠高以維持反應混合物呈液相。因此,壓力可為20至100巴,例如30至70巴。
催化劑組分較佳皆引入預聚合步驟中。然而,當固體催化劑組分(i)及共催化劑(ii)可單獨饋入時,可能僅一部分共催化劑引入預聚合階段中且其餘部分引入後續聚合階段中。此外,在此類情況下,需要將如此多的共催化劑引入預聚合階段中,使得其中獲得足夠的聚合反應。
亦有可能將其他組分添加至預聚合階段中。因此,如此項技術中已知,氫可添加至預聚合階段中以控制預聚物之分子量。此外,抗靜電添加劑可用於防止粒子彼此黏著或防止粒子黏著至反應器壁。
對預聚合條件及反應參數之精確控制在熟習此項技術者之技能內。
在自最後一個聚合階段移除PP共聚物之後,其較佳經歷方法步驟以自聚合物移除殘餘烴。此類方法在此項技術中熟知且可包括減壓步驟、沖洗步驟、剝離步驟、萃取步驟等。不同步驟之組合亦為可能的。在移除殘餘烴 之後,PP共聚物較佳與如此項技術中熟知之添加劑混合。此類添加劑在上文中描述於本發明之PP組成物中。如此項技術中已知,隨後將聚合物粒子擠壓成集結粒。較佳地,共旋轉雙螺桿擠壓機用於擠壓步驟。此類擠壓機例如由Coperion(Werner & Pfleiderer)及Japan Steel Works製造。
本發明之PP共聚物較佳藉由使用任何適合的齊格勒-納塔(Ziegler-Natta)型聚合產生。典型的適合的齊格勒-納塔型催化劑為立體特異性的,包含Mg、Ti及Cl作為必需組分之固體高產率齊格勒-納塔催化劑組分。除固體催化劑以外,共催化劑以及外部供體典型地用於聚合過程中。催化劑之組分可負載於顆粒載體上,諸如無機氧化物,如二氧化矽或氧化鋁,或通常鎂鹵化物可形成固體載體。亦有可能催化劑組分不負載於外部載體上,但催化劑藉由乳液-固化法或藉由沉澱法製備。或者,本發明之PP共聚物可使用如下文所描述之經改質之催化劑系統產生。
更佳地,式(I)之乙烯基化合物用於催化劑之改質:CH2=CH-CHR1R2 (IV)
其中R1及R2共同形成5或6員飽和、不飽和或芳環,視情況含有取代基或獨立地表示包含1至4個碳原子之烷基,從而在R1及R2形成芳環之情況下,-CHR1R2部分之氫原子不存在。
更佳地,乙烯基化合物(IV)選自:乙烯基環烷,較佳乙烯基環己烷(VCH)、乙烯基環戊烷、3-甲基-1-丁烯聚合物及乙烯基-2-甲基環己烷聚合物。最佳地,乙烯基化合物(IV)為乙烯基環己烷(VCH)聚合物。固體催化劑通常亦包含電子供體(內部電子供體)及視情況選用之鋁。適合的內部電子供體尤其為羧酸或二羧酸之酯(如鄰苯二甲酸酯、順丁烯二酸酯、苯甲酸酯、檸康酸酯及丁二酸酯)、1,3-二醚或含有氧或氮之矽化合物。此外,可使用供體之混合物。共催化劑典型地包含鋁烷基化合物。鋁烷基化合物較佳為三 烷基鋁,諸如三甲基鋁、三乙基鋁、三異丁基鋁或三正辛基鋁。然而,其亦可為烷基鋁鹵化物,諸如二乙基鋁氯化物、二甲基鋁氯化物及乙基鋁倍半氯化物。用於聚合之適合的外部電子供體在此項技術中熟知且包括醚、酮、胺、醇、酚、膦及矽烷。矽烷型外部供體典型地為有機矽烷化合物,其含有Si-OCOR、Si-OR,或Si-NR2鍵,具有矽作為中心原子,且R為此項技術中已知的具有1-20個碳原子之烷基、烯基、芳基、芳基烷基或環烷基。適合的催化劑及催化劑中之化合物之實例展示於尤其WO 87/07620、WO 92/21705、WO 93/11165、WO 93/11166、WO 93/19100、WO 97/36939、WO 98/12234、WO 99/33842、WO 03/000756、WO 03/000757、WO 03/000754、WO 03/000755、WO 2004/029112、EP 2610271、WO 2012/007430、WO 92/19659、WO 92/19653、WO 92/19658、US 4382019、US 4435550、US 4465782、US 4473660、US 4560671、US 5539067、US5618771、EP45975、EP45976、EP45977、WO 95/32994、US 4107414、US 4186107、US 4226963、US 4347160、US 4472524、US 4522930、US 4530912、US 4532313、US 4657882、US 4581342、US 4657882中。
接著以已知方式將所獲得之PP共聚物與添加劑(ii)及視情況選用之組分(iii)及(IV)中之一或多者混配在一起。混配可在習知擠壓機(例如上文所描述)中實現,且將所獲得之熔融混合物製造成物品,或較佳地,在用於最終應用之前粒化。部分或所有添加劑或視情況選用之組分可在混配步驟期間添加。
本發明之層元件(LE)
因此,層元件(LE)之至少一個層可包含填充劑、顏料、碳黑或阻燃劑中之一或多者,如上文或申請專利範圍中所定義,較佳層元件(LE)之至少一個層包含填充劑、顏料、碳黑或阻燃劑中之一或多者,更佳層元件 (LE)之至少兩個層,較佳至少第二層包含顏料或填充劑,較佳包含顏料,如上文或申請專利範圍中所定義。
層元件(LE)之第一層及第二層彼此黏著接觸。亦即,彼此面對之第一層之表面及第二層之表面黏著接觸。
黏著接觸在本文中定義為第一層及第二層之黏著表面彼此直接接觸,或替代地,第一層及第二層之黏著表面之間存在黏著劑層。在黏著劑層之情況下,該層可基於具有黏著增強作用之功能化聚合物。該功能化聚合物為例如藉由接枝而功能化之聚合物。舉例而言,諸如順丁烯二酸酐(MAH)之極性官能基可接枝至聚烯烴以形成其功能聚合物。功能化聚合物(如黏著劑)在黏著劑領域中熟知且可由熟習此項技術者選擇。
如已提及,層元件(LE)可含有超過該至少第一層及第二層。其他層可位於與黏著至第二層之側面(表面)之第一層之側面(表面)相對的側面上,或位於與黏著至相對的第一層之側面(表面)之第二層之側面(表面)相對的側面上,或位於第一層及第二層之該等相對側面上。
本發明亦提供用於製造層元件(LE)之方法,其中該方法包含以下步驟- 藉由擠壓或層壓使層元件(LE)之第一及第二層黏著在一起,及- 回收所形成之層元件(LE)。
在一個具體實例中,藉由擠壓,較佳藉由共擠壓製造層元件(LE)之第一層及第二層。
在本文中,術語「擠壓」」意謂可在單獨步驟中或在同一個擠壓步驟中擠壓層元件(LE)之至少兩個層,如此項技術中熟知。用於製造層元件(LE)之至少兩個層之「擠壓」過程之一個及較佳具體實例為共擠壓過程。在本文中,術語「共擠壓」意謂可在同一個擠壓步驟中共擠壓層元件(LE)之 至少兩個層,如此項技術中熟知。在本文中,術語「共擠壓」意謂除該至少兩個層以外,亦可使用一或多個擠壓頭同時形成層元件(LE)之所有或一部分其他層(若存在)。
可例如使用吹塑膜或鑄膜擠壓過程進行擠壓及較佳共擠壓步驟。兩個過程皆具有熟知含義且充分描述於所屬領域之文獻中。
此外,可在任何習知薄膜擠壓機,較佳在習知鑄膜擠壓機,例如在單螺桿擠壓機或雙螺桿擠壓機中實現擠壓步驟且較佳共擠壓步驟。擠壓機設備,如鑄膜擠壓機設備,充分描述於文獻中且可商購。
擠壓條件取決於所選擇的層材料且可由熟習此項技術者選擇。
藉由鑄膜擠壓,較佳藉由鑄膜共擠壓進行較佳層元件(LE)之擠壓,較佳共擠壓。
在擠壓具體實例中,在第一及第二層之黏著側之間的黏著劑層之情況下,典型地在第一及第二層之擠壓步驟期間擠壓或共擠壓黏著劑層。
可在第一層或第二層之側面上,或在第一及第二層之側面上擠壓(如共擠壓)層元件(LE)之一部分或所有該(該等)視情況選用之其他層,與第一層及第二層黏著接觸之側面相對。可在第一層及第二層之擠壓步驟期間,較佳在共擠壓期間進行該(該等)視情況選用之其他層之擠壓。或者或另外,在第一層及第二層之擠壓,較佳共擠壓步驟之後,一部分或所有該(該等)視情況選用之其他層可層壓至第一層及第二層中之一者或兩者之該相對側。
在替代性具體實例中,藉由將至少第一層及第二層層壓至黏著接觸來製造層元件(LE)。使用此項技術中熟知的習知層壓設備,在習知層壓過程中進行層壓。在典型層壓過程中,單獨形成之本發明之層元件(LE)之第一層及第二層經配置以形成層元件(LE)組件;接著,該層元件(LE)組件 典型地在真空條件下,在層壓室中經歷加熱步驟;隨後,該層元件(LE)組件在用於進行組件之層壓之加熱條件下經歷擠壓步驟以在層元件(LE)組件上產生及保持壓力;且接著,層元件(LE)經歷回收步驟以冷卻及移出所獲得之層元件(LE)。
類似地,在替代性層壓具體實例中,除至少第一層及第二層以外,層元件(LE)可在與第一層及第二層中之一者或兩者之黏著側面相對的側面上包含其他層。在此情況下,可在第一或第二層之側面上,或在第一及第二層之側面上層壓及/或擠壓層元件(LE)之一部分或所有該(該等)視情況選用之其他層,與第一層及第二層黏著接觸之側面相對。可在第一及第二層之層壓步驟之前進行視情況選用之其他層之擠壓。可在第一及第二層之層壓步驟之前的步驟中、在第一層及第二層之層壓步驟期間或在第一層及第二層之層壓步驟之後進行視情況選用之其他層之層壓。
在替代性具體實例中,其中藉由層壓製造層元件(LE)之第一及第二層,接著使用已知的技術在第一層之表面上或在第二層之表面上施用黏著劑層,該表面面向第一及第二層中之另一者之表面。
若需要,可進一步經處理所形成之層元件(LE)例如以改良層元件(LE)之黏著或調節層元件(LE)之外表面。舉例而言,第一層及第二層之外側(與「黏著」側相對),或在藉由層壓製造層元件(LE)之情況下,則以及第一及第二層之「黏著」側,可使用熟習此項技術者熟知的習知技術及設備進行表面處理。
用於製造本發明之層元件之最佳方法為該擠壓方法,較佳該共擠壓方法。更佳地,用於製造層元件(LE)之擠壓方法為鑄膜擠壓,更佳為鑄膜共擠壓方法。
因此,用於製造本發明之層元件(LE)之較佳方法為擠壓方 法,較佳為共擠壓方法,其包含以下步驟:- 在單獨的混合裝置中混合,較佳在單獨的擠壓機中熔融混合第一層之PE組成物及分別地,第二層之PP組成物;- 經由模具施用,較佳同時施用第一層之組成物及分別地,第二層之組成物之熔融混合物,以形成至少具有第一層及第二層之層元件(LE),其中該第一層及第二層彼此黏著接觸;- 回收所獲得之層元件(LE)。
如所熟知,施用聚合物組成物或其組分之熔融混合物以形成層。本文中,熔融混合意謂在所得混合物之至少主要聚合物組分之熔融或軟化點以上進行混合,且例如(但不限於)在比聚合物組分之熔融或軟化點高至少10-15℃之溫度下進行。可在擠壓機,如薄膜擠壓機,例如在鑄膜擠壓機中進行混合步驟。熔融混合步驟可包含在經配置以與層元件生產線之擠壓機連接且位於其之前的單獨的混合器(例如捏合機)中進行之單獨的混合步驟。在前述單獨的混合器中進行之混合可藉由在具有或不具有組分之外部加熱(用外部來源加熱)之情況下混合。
在以上較佳過程中,擠壓過程較佳為鑄膜擠壓,較佳為鑄膜共擠壓過程。
在層元件(LE)之第一層及第二層之間的黏著劑層之情況下,則較佳在擠壓期間,較佳在共擠壓過程期間施用黏著劑層,如熟習擠壓領域技術者熟知及在其技能內。
較佳地,在彼此面對之第一及第二層之表面之間不存在任何黏著劑層之情況小,在鑄膜擠壓過程中,較佳在鑄膜共擠壓過程中製造層元件(LE)。
該用於形成本發明之層元件(LE)之擠壓過程亦可在擠壓之後 包含其他步驟,例如另一個處理步驟或層壓步驟,較佳在如上文所描述之擠壓步驟之後。較佳地,本發明之層元件(LE)之該第一層包含至少70wt%,較佳至少80wt%,較佳至少90wt%,較佳90至100wt%之本發明之PE組成物,較佳由其組成。
亦較佳地,層元件之第二層包含至少35,較佳至少50wt%,較佳至少60wt%,較佳至少60至100wt%,較佳至少70至100wt%之本發明之PP組成物。
層元件(LE)之第一層之厚度可視所需PV模組而變化,如熟習此項技術者顯而易見。僅作為實例,該第一層之厚度可典型地為至多2mm,較佳至多1mm,典型地為0.3至0.6mm。當然,厚度取決於所需最終應用且可由熟習此項技術者選擇。
層元件(LE)之第二層之厚度可視所需PV模組而變化,如熟習此項技術者顯而易見。僅作為實例,該第二層之厚度可典型地為至多700μm,如25至700μm,宜50至700μm,宜90至700μm,宜100至500μm,諸如100至400μm。當然,厚度取決於所需最終應用且可由熟習此項技術者選擇。
本發明之物品
包含層元件(LE)之物品可為任何其中第一及/或較佳地第二層之特性為例如合乎需要或可實行之物品。
層元件(LE)可為物品之一部分或形成物品,例如薄膜。
作為此類物品之非限制性實例,可提及擠製品或模製品或其組合。舉例而言,模製品可用於封裝(包括盒子、外殼、容器、瓶子等)、用於家庭應用、用於媒劑零件、用於建築及用於任何類型之電子裝置。擠製品可為例如用於任何目的之不同類型之薄膜,例如塑膠袋或封裝,例如包裝機、收縮膜等;任何類型之電子裝置;管道等,其包含層元件(LE)。模製品及擠製品 之組合為例如包含擠壓標記(其包含層元件(LE))之模製容器或瓶子。
在一個具體實例中,物品為多層膜,其包含具有該至少兩個層之層元件(LE),較佳由其組成。在此具體實例中,物品之層元件較佳為用於各種最終應用(例如但不限於封裝應用)之薄膜。在本發明中,術語「薄膜」亦涵蓋例如用於熱成形之較厚片結構。
在第二具體實例中,物品為包含兩個或更多個層元件之組件,其中至少一個層元件為具有該至少兩個層之層元件(LE)。組件中之其他層元件可與層元件(LE)不同或相同。第二具體實例為本發明之較佳具體實例。較佳第二具體實例之組件較佳為光伏打(PV)模組,其包含光伏打元件及一或多個其他層元件,其中至少一個層元件為本發明之具有該至少兩個層之層元件(LE)。
較佳本發明之光伏打(PV)模組以既定順序包含保護性前部層元件(較佳為玻璃層元件)、前部封裝層元件、光伏打元件及具有該至少兩個層之層元件(LE)。
在此較佳具體實例中,層元件(LE)為多功能性,亦即本發明之層元件(LE)發揮背部封裝層元件及保護性背部層元件之功能。更佳地,第一層發揮封裝層元件之功能,且層元件(LE)之第二層發揮保護性背部層元件(其在本文中亦稱為背部薄片層元件)之功能。
當然,如上文在「本發明之層元件(LE)」中所述,可能存在其他連接至第一層之外表面之層以增強「封裝層元件」功能性。亦當然,可能存在其他連接至第二層之外表面之層以增強「保護性背部層元件」功能性。可藉由擠壓(例如共擠壓)或藉由層壓或藉由其組合將此類其他層以任何順序引入第一層及分別地,第二層。
在本發明之較佳光伏打(PV)模組中,與黏著至層元件 (LE)之第二層之側面相對的第一層之側面較佳與PV模組之光伏打元件黏著接觸。
此外,與黏著至層元件(LE)之第一層之側面相對的第二層之側面可與其他層或層元件黏著接觸,如PV模組之背部薄片層元件之技術中已知。
最終光伏打模組可為剛性或可撓性的。
此外,本發明之最終PV模組可例如配置為金屬(諸如鋁)框架。
所有該等術語具有在此項技術中熟知的含義。
除本發明之層元件(LE)以外的以上元件中之以上元件之材料為先前技術中熟知的,且可由熟習此項技術者視所需PV模組來選擇。
以上例示之除層元件(LE)以外的層元件可為單層或多層元件。此外,視所需最終應用而定,該等其他層元件或其部分層可以任何順序藉由擠壓(例如共擠壓)、層壓或擠壓及層壓之組合製造,如此項技術中熟知。
「光伏打元件」意謂元件具有光伏打活性。光伏打元件可為例如光伏打電池之元件,其具有此項技術中熟知的含義。基於矽之材料(例如結晶矽)為用於光伏打電池之材料的非限制性實例。如熟習此項技術者熟知,結晶矽材料可隨結晶度及晶體尺寸而變化。或者,光伏打元件可為一個表面(上面有具有光伏打活性之另一層或沉積物)上的基板層,例如玻璃層,其中在其一側上印刷具有光伏打活性之油墨材料,或一側沉積有具有光伏打活性之材料的基板層。舉例而言,在光伏打元件之熟知薄膜解決方案中,例如在基板(其典型地為玻璃基板)之一側上印刷具有光伏打活性之油墨。
光伏打元件最佳為光伏打電池之元件。
本文中,「光伏打電池」意謂如上文所闡述之光伏打電池之層 元件以及連接器。
上文關於「本發明之層元件(LE)」提供的詳細描述適用於物品中,較佳光伏打模組中之層元件(LE)。
因此,層元件(LE)之第一層之側面(表面)與第二層之側面(表面)之間可存在黏著劑層,其如上文在「本發明之層元件(LE)」中所描述彼此黏著接觸。
在PV模組之一些具體實例中,不同層元件之間及/或多層元件之各層之間亦可存在黏著劑層,如在此項技術中熟知。此類黏著劑層具有用於改良兩個元件之間的黏著之功能,且具有層壓領域中之熟知含義。黏著劑層與PV模組之其他功能性層元件不同,例如上文、下文或申請專利範圍中指定之層元件,如熟習此項技術者顯而易見。
較佳地,光伏打元件與前部封裝層元件之間不存在黏著劑層。或者,較佳光伏打層元件與層元件(LE)之間不存在黏著劑層。更佳地,光伏打元件與前部封裝層元件之間不存在黏著劑層,且光伏打層元件與層元件(LE)之間不存在黏著劑層。
如PV領域中熟知,上述元件以及本發明之物品(較佳層壓光伏打模組)中之任何其他元件之厚度可視所需最終用途應用(例如所需光伏打模組具體實例)而變化,且因此可由熟習PV領域技術者選擇。
僅作為非限制性實例,光伏打元件(例如單晶光伏打電池之元件)之厚度典型地在100至500微米之間。本發明之光伏打(PV)模組之層元件(LE)(其較佳發揮背部封裝層元件之功能)之第一層之厚度當然可視所需PV模組而變化,如熟習此項技術者顯而易見。僅作為實例,該第一層之厚度可典型地為至多2mm,較佳至多1mm,典型地為0.3至0.6mm。如上所述,當然,厚度取決於所需最終應用且可由熟習此項技術者選擇。
類似地,層元件(LE)之第二層之厚度以及視情況選用之其他層(該第二層較佳發揮保護性背部層元件(背部薄片元件)之功能或作為本發明之光伏打(PV)模組之此類保護性背部層元件之一部分)當然可視所需PV模組應用而變化,如熟習此項技術者顯而易見。僅作為實例,較佳PV模組之層元件(LE)之第二層之厚度可典型地為至多700μm,諸如25至700μm,宜為50至700μm,宜為90至700μm,宜為100至500μm,諸如100至400μm。當然,厚度取決於所需最終應用且可由熟習此項技術者選擇。
可如上文在「本發明之層元件(LE)」中所描述製造物品,較佳光伏打模組之層元件(LE)。除層元件(LE)以外的PV模組之單獨的其他元件可以光伏打領域中熟知的方式製造或可商購。層元件(LE)之製造揭示於層元件(LE)之說明中。
圖1為本發明之典型PV模組之示意圖,其包含保護性前部層元件(1)、前部封裝層元件(2)、光伏打元件(3)及本發明之層元件(LE)((4)+(5)之組合),其充當背部封裝層元件(4)及保護性背部層元件(5)。
本發明亦提供用於製造本發明之組件之方法,其中該方法包含以下步驟:- 將層元件(LE)及其他層元件組裝成組件;- 在高溫下層壓組件之元件以使元素黏著在一起;及- 回收所獲得之組件。
層元件可分開地提供至組裝步驟。或替代地,在提供至組裝步驟之前,一部分層元件或兩個層元件中之一部分層可已黏著在一起,亦即經整合。
用於製造組件之較佳過程為藉由以下步驟製造光伏打(PV)模 組之過程:- 將光伏打元件、層元件(LE)及視情況選用之其他層元件組裝成光伏打(PV)模組組件;- 在高溫下層壓光伏打(PV)模組組件之層元件以使元件黏著在一起;及- 回收所獲得之光伏打(PV)模組。
習知條件及習知設備為熟知的且描述於光伏打模組領域中,且可由熟習此項技術者選擇。
如上所述,在進行本發明之層壓過程之前,一部分層元件可呈整合形式,亦即可將兩個或更多個該等PV元件整合在一起,例如藉由層壓。
用於形成本發明之較佳光伏打(PV)模組之方法之較佳具體實例為層壓方法,其包含:- 用於配置本發明之光伏打元件及層元件(LE)以形成多層總成之組裝步驟,其中層元件(LE)之第一層經配置以與光伏打元件接觸,較佳組裝步驟以按既定順序配置前部保護層元件、前部封裝層元件、光伏打元件及本發明之層元件(LE),以形成多層總成,其中層元件(LE)之第一層經配置以與光伏打元件接觸;- 加熱步驟,其用於加熱所形成之PV模組組件,視情況且較佳地,在真空條件下在腔室中;- 加壓步驟,其用於在加熱條件下,在PV模組組件上產生及保持壓力,以用於進行組件之層壓;及- 回收步驟,其用於冷卻及移出所獲得之包含層元件(LE)之PV模組。
在層壓機設備中進行層壓過程,該層壓機設備可為例如任何習知層壓機,其適用於多層層壓,例如習知用於PV模組製造之層壓機。層壓機之選擇在熟習此項技術者之技能內。典型地,層壓機包含其中進行加熱、視情況 且較佳,抽真空、加壓及回收(包括冷卻)步驟之腔室。
測定方法
熔體流動速率:熔體流動速率(MFR)根據ISO 1133測定且以g/10min指示。MFR為聚合物之流動性,且因此可加工性之指示。熔體流動速率愈高,聚合物之黏度愈低。聚丙烯之MFR2在溫度230℃及2.16kg負載下量測。聚乙烯之MFR2在溫度190℃及2.16kg負載下量測。
密度:ISO 1183,在壓縮模製板上量測
共聚單體含量:
聚合物(a)中極性共聚單體之含量(wt%及mol%)及聚合物(a)中含有矽烷基團之單元(較佳為共聚單體)之含量(wt%及mol%):使用定量核磁共振(NMR)光譜法定量如在上文或下文之情形中所提供之聚合物組成物或聚合物之共聚單體含量。
使用在400.15MHz下操作的Bruker Advance III 400 NMR光譜儀記錄溶液狀態之定量1H NMR譜圖。所有光譜皆在100℃下使用氮氣(對於所有氣動裝置),使用標準寬帶倒轉5mm探頭記錄。將約200mg材料溶解於1,2-四氯乙烷-d 2 (TCE-d2)中,使用二-第三丁基羥基甲苯(BHT)(CAS 128-37-0)作為穩定劑。使用標準單脈衝激發,其利用30度脈衝,3s馳緩延遲且無樣品旋轉。使用2次虛擬掃描獲得每個光譜總計16個瞬態。每FID收集總計32k資料點,停留時間60μs,此對應於約20ppm之光譜窗。FID接著零填充至64k資料點且使用0.3Hz線拓寬應用指數窗口功能。選擇此設定主要針對解析定量信號之能力,該等信號當存在於相同聚合物中時由丙烯酸甲酯及乙烯基三甲基矽氧烷共聚合產生。
定量1H NMR譜圖使用定製光譜分析自動程式處理、整合及測定定量特性。所有化學位移皆以5.95ppm處之殘餘質子化溶劑信號為內部參 考。
當在多種共聚單體序列中存在併入丙烯酸乙烯酯(VA)、丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸丁酯(BA)以及乙烯基三甲基矽氧烷(VTMS)產生的特徵信號時,對其進行觀測(Randel189)。關於所有其他單體計算聚合物中存在的所有共聚單體含量。
使用4.84ppm處指派給*VA位置之信號整體,對每個共聚單體報導之核數目進行解釋,且校正BHT之OH質子重疊(存在時),定量丙烯酸乙烯酯(VA)併入:VA=(I*VA-(IArBHT)/2)/1
使用3.65ppm處指派給1MA位置之信號整體,對每個共聚單體報導之核數目進行解釋,定量丙烯酸甲酯(MA)併入:MA=I1MA/3
使用4.08ppm處指派給4BA位置之信號整體,對每個共聚單體報導之核數目進行解釋,定量丙烯酸丁酯(BA)併入:BA=I4BA/2
使用3.56ppm處指派給1VTMS位置之信號整體,對每個共聚單體報導之核數目進行解釋,定量乙烯基三甲基矽氧烷併入:VTMS=I1VTMS/9
觀測到額外使用BHT作為穩定劑產生之特徵信號。使用6.93ppm處指派給ArBHT位置之信號整體,對每個分子報導之核數目進行解釋,定量BHT含量:BHT=IArBHT/2
使用0.00-3.00ppm之間的整體脂族(整體)信號的積分,定量乙烯共聚單體含量。此積分可包括獨立乙酸乙烯酯併入之1VA(3)及αVA(2)位置、獨立丙烯酸甲酯併入之*MA及αMA位置、1BA(3)、2BA(2)、3BA(2)、 *BA(1)及αBA(2)位置、獨立乙烯基矽烷併入之*VTMS及αVTMS位置,及BHT之脂族位置以及聚乙烯序列之位置。基於主體積分及所觀測之共聚單體序列及BHT之補償來計算總乙烯共聚單體含量:E=(1/4)×[Ibulk-5×VA-3×MA-10×BA-3×VTMS-21×BHT]
應注意,主體信號中之α信號之一半表示乙烯且不表示共聚單體,且由於不可能補償兩個不具有相關分支位置之飽和鏈末端(S)而引入不顯著誤差。
如下計算聚合物中既定單體之總莫耳溶離份(M):fM=M/(E+VA+MA+BA+VTMS)
以標準方式自莫耳溶離份計算以莫耳百分比為單位的既定單體(M)之總共聚單體併入:M[mol%]=100×fM
以標準方式自莫耳溶離份及單體之分子量(MW)計算以重量百分比為單位的既定單體(M)之總共聚單體併入:M[wt%]=100×(fM×MW)/((fVA×86.09)+(fMA×86.09)+(fBA×128.17)+(fVTMS×148.23)+((1-fVA-fMA-fBA-fVTMS)×28.05))
randal189:J.Randall,Macromol.Sci.,Rev.Macromol.Chem.Phys.1989,C29,201。
若觀測到來自其他特異性化學物質之特徵信號,則可以與用於特異性描述化學物質類似之方式擴展定量及/或補償之邏輯。亦即,鑑別特徵信號、藉由整合一或多個特異性信號定量、按比例調整所報導核數目以及主體積分補償以及相關計算。儘管此方法對所討論之特異性化學物質具有特異性,但方法係基於聚合物之定量NMR光譜法之基本原理且因此可由熟習此項技術者按需要實施。
流變性:
動態剪切量測(掃頻量測)
如上下文中上文或下文所提供,遵照ISO標準6721-1及6721-10,藉由動態剪切量測表徵聚合物組成物或聚合物之熔化。在裝備有25mm平行板幾何結構之Anton Paar MCR501應力控制旋轉流變儀上進行量測。在壓迫模製板上,使用氮氣氛圍且將應力設定於線性黏彈性方案內來進行量測。在190℃下,施加0.01與600rad/s之間的頻率範圍且設定1.3mm間隙,進行振盪剪切測試。
在動態剪切實驗中,在正弦變化剪切應變或剪應力(分別為應變及應力控制模式)下使探針發生均勻形變。在控制應變實驗時,探針經歷可藉由以下表示之正弦應變:γ(t)=γ 0 sin(ωt) (1)
若施加之應變在線性黏彈性方案內,則可藉由以下提供所得正弦應力反應:σ(t)=σ0 sin(ωt+δ) (2)
其中
σ0γ 0分別為應力及應變振幅
ω為角頻率
δ為相移(施加之應變與應力反應之間的角度損失)
t為時間
動態測試結果典型地藉助於若干不同流變功能表示,即剪應力儲存模數G',剪應力損失模數G",複合剪切模數G*,複合剪切黏度η*,動態剪切黏度η',複合剪切黏度之異相位分量η"及損耗正切tan δ,其可如下表示:
G*=G'+iG"[Pa] (5)
η*=η'-iη"[Pa.s] (6)
除上文所提及之流變函數之外,亦可測定其他流變參數,諸如所謂彈性指數EI(x)。彈性指數EI(x)為針對x kPa之損失模數G"的值測定的儲存模數G'之值,且可藉由等式(9)描述。
EI(x)=G' f或(G"=x kPa)[Pa] (9)
舉例而言,EI(5kPa)藉由針對G"等於5kPa之值測定的儲存模數G'之值測定。
剪切稀化指數(SHI0.05/300)定義為在頻率0.05rad/s及300rad/s下量測的兩種黏度之比率μ0.05300
參考文獻:
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PP聚合物(b)中之共聚單體含量量測值:
以在此項技術中熟知的方式,在經由定量13C核磁共振(NMR)光譜校準之基本分配之後,藉由定量傅里葉變換紅外光譜學 (quantitative Fourier transform infrared spectroscopy;FTIR)測定共聚單體含量。薄膜壓製成100-500微米之間的厚度,且以透射模式記錄光譜。
特定言之,使用在720-722及730-733cm-1處發現之定量帶之基礎校正峰面積來測定聚丙烯-共-乙烯共聚物之乙烯含量。特定言之,使用1377至1379cm-1處所見之定量帶之基線校正峰面積來測定聚丙烯共聚物之丁烯或己烯含量。基於參考膜厚度,獲得定量結果。
本文中,假設共聚單體含量遵循混合法則(方程式2):C b =w 1C 1+w 2C 2 (方程式2)
其中C為以wt%為單位之共聚單體含量,w為混合物中組分之重量分率,且下標b、1及2分別指總混合物、組分1及組分2。
如熟習此項技術者熟知,二元共聚物中以重量計之共聚單體含量可藉由使用以下方程式而轉化成以莫耳計之共聚單體含量
其中cm為共聚物中之共聚單體單元之莫耳分率,cw為共聚物中之共聚單體單元之重量分率,MWc為共聚單體(諸如乙烯)之分子量且MWm為主要單體(亦即,丙烯)之分子量。
熔融溫度(Tm)及熔解熱(Hf):藉由Mettler TA820差示掃描熱量測定法(DSC)在5mg至10mg樣品上量測。DSC根據ISO 3146/部分3/方法C2在熱/冷/熱循環中以10℃/min之掃描速率(加熱及冷卻)在+23℃至+210℃溫度範圍內執行。熔融溫度及融合熱(Hf)自第二加熱步驟測定。熔融溫度視為吸熱峰。
二甲苯冷可溶性(XCS):二甲苯冷可溶性部分之量根據ISO 16152測定。冷卻之後在25℃下保持溶解之聚合物之量提供為二甲苯可溶性聚合物之量。本文中,假設二甲苯可溶性聚合物之含量遵循混合法則(方程式 4):XS b =w 1XS 1+w 2XS 2 (方程式4)
其中XCS為以wt%為單位之二甲苯可溶性聚合物之含量,w為混合物中組分之重量分率,且下標b、1及2分別指總混合物、組分1及組分2。
維卡軟化溫度:
根據ASTM D 1525方法A(50℃/h,10N)量測。
拉伸模數;屈服拉伸應力及斷裂拉伸應變:
射出成形樣本:關於射出成形樣品樣本,如EN ISO 1873-2(狗骨形,4mm厚度)中所描述製備且根據ISO 527-2(交叉頭速度1mm/min;23℃)量測。
單層薄膜樣品:如下文在下文中指定之「薄膜製備」中所製備來製備且使用以下既定條件根據ISO 527-3量測。
單層薄膜製備:用配備有直徑為30mm之PP螺桿、200mm模具(模具間隙為0.5mm)之具有3個加熱區之Plastic Maschinenbau擠壓機製備200μm鑄造膜。使用250℃之熔融溫度及60℃之冷卻輥溫度。
薄膜樣品(200μm單層):在第一次測試之前,薄膜樣品必須在23℃/50% RH下儲存96小時時間。測試樣本應利用薄膜切割機切割,以使得邊緣平滑,無缺口且具有精確寬度。測試樣本之形式為15mm寬度且長度不小於150mm之條帶。延加工方向切割樣品。
測試條件薄膜拉伸測試:根據ISO 527-3使用以下測試條件設定進行測試:測試條件:23℃/50% RH
預負載:約0.2N
預負載之速度:2mm/min
E-模數之速度:1mm/min
測試速度:200mm/min
夾持距離:100mm
E-模數測試之開始:0.05%
E-模數測試之結束:0.25%
共擠壓薄膜及層壓物之層間黏著:
基於經改良之DIN 55329及ISO 6133之方法,用通用測試機器(Zwick Z1.0)測試共擠壓薄膜及層壓物之黏著劑黏結力。延加工方向自各樣品製備(切割)10個樣本(長度:約300mm/寬度:15mm)。使用刮刀在界面處人工分離各層。將經分離之層安裝在兩個氣動夾具之間且量測將各層拉開所需之力。廢棄所獲得之各樣本之第一量測值以消除手動分離程序之潛在影響。
測試參數:
夾持距離:100mm
預負載:0.2N
預負載速度:2mm/min
預量測行程:50mm
量測行程:100mm
測試速度:100mm/min
作為測試結果,提供分離共擠壓層及分別地,層壓層所需之平均力(10次量測,單位:N)。目視檢驗各樣本且在測試之後測定失敗類型。
實驗部分
用於生成層元件(LE)之第一層之PE組成物之共聚物(a)的聚合實施例:乙烯(a2)(本文中亦被稱作聚合物(a))與丙烯酸甲酯共聚單體及與乙烯基三甲氧基矽烷共聚單體之共聚物
聚合物(a)在商業高壓管式反應器中在壓力2500巴至3000巴及最大溫度250℃至300℃下使用常規過氧化物誘發劑來產生。乙烯單體、丙烯酸甲酯(methyl acrylate;MA)極性共聚單體及乙烯基三甲氧基矽烷(vinyl trimethoxy silane;VTMS)共聚單體(含一或多個矽烷基團之共聚單體)以習知方式添加至反應器系統。如熟習此項技術者所熟知,使用CTA調節MFR。在具有發明之最終聚合物(a)所要的特性平衡之資訊之後,熟習此項技術者可控制方法以獲得聚合物(a)。表1中提供乙烯基三甲氧基矽烷單元、VTMS(=含一或多個矽烷基團之單元)之量、MA及MFR2之量。如自反應器或自如下文所指示之層樣品獲得之聚合物(a)量測下表中之性質。
在上表1中,MA表示存在於聚合物中之丙烯酸甲酯共聚單體之含量,且分別地,VTMS含量表示存在於聚合物中的乙烯基三甲氧基矽烷共聚單體之含量。按習知量將聚合物(a)與習知抗氧化劑(CAS號32687-78-8)及UV穩定受阻胺化合物(CAS號71878-19-8、70624-18-9(在美國))混合以生成層元件(LE)之第一層的PE組成物
用於生成層元件(LE)之第二層之PP組成物之聚合物(b)(HECO A)的聚合實施例:
催化劑製備:
用於HECO A之催化劑製備:
首先,在大氣壓下,使0.1mol MgCl2×3 EtOH在惰性條件下懸 浮於反應器中之250ml癸烷中。將溶液冷卻至-15℃之溫度,且添加300ml冷TiCl4,同時將溫度維持在該等級下。接著,將漿料溫度緩慢增加至20℃。在此溫度下,將0.02mol鄰苯二甲酸二乙基己酯(diethylhexylphthalate;DOP)添加至漿料中。添加鄰苯二甲酸酯之後,在90分鐘期間使溫度升高至135℃,且允許漿液靜置60分鐘。接著,添加另外300ml TiCl4,且將溫度保持在135℃下達120分鐘。此後,自液體過濾催化劑,且在80℃下用300ml庚烷洗滌六次。接著,過濾固體催化劑組分且乾燥。催化劑及其製備概念大體描述於例如專利公開案EP 491 566、EP 591 224及EP 586 390中。接著,將三乙基鋁(triethylaluminium;TEAL)、作為供體(donor;Do)之二環戊基二甲氧基矽烷(dicyclopentyldimethoxysilane;DCPDMS)、如上生成之催化劑及乙烯基環己烷(vinylcyclohexane;VCH)添加至油(如礦物油,例如Technol 68(40℃下動黏度為62至74cSt))中,其量使得Al/Ti為3mol/mol至4mol/mol,Al/Do同樣為3mol/mol至4mol/mol且VCH/固體催化劑之重量比為1:1。將混合物加熱至60℃至65℃,且允許反應直至反應混合物中未反應乙烯基環已烷之含量小於1000ppm。最終油催化劑漿料中之催化劑濃度為10wt%至20wt%。
HECO A(聚合物(b))之聚合
所有中試規模聚合物均利用預聚合反應器、一個漿料環管反應器及兩個氣相反應器來製造。所有中試規模聚合物均利用預聚合反應器、一個漿料環管反應器及兩個氣相反應器來製造。
催化劑饋入
催化劑係藉由活塞泵連續饋入油漿料中以進行聚合。
共催化劑及施體
三乙基鋁(TEAL)用作共催化劑且二環戊基二甲氧基矽烷(供體D)用作外部供體。實際TEAL及供體饋料在表1中提供。
預聚合反應器
催化劑用丙烯沖洗至預聚合反應器中,其中亦饋入有TEAL及D-供體。預聚合反應器、CSTR在30℃及55巴壓力下操作。粒子在丙烯漿料中之滯留時間為約0.38h。
環管反應器
預聚合催化劑組分用於串聯連接的環管反應器及氣相反應器(GPR)中。表1中提供用於環管反應器之製程條件。
氣相反應器1
將聚合物漿料自環管饋入至氣相反應器(GPR1),作為直接饋入,無閃蒸。GPR操作溫度及壓力在表1中提供。
氣相反應器2
經由閃蒸罐將產品自GPR1轉移至GPR2,作為間接饋入。GPR操作溫度及壓力在表1中提供。
對照產物
環管與GPR之間的產量分成控制為接近50/50%。MFR(2.16kg/230℃)係藉由氫氣饋入控制。
HECO A之PP組成物(聚合物(b)之聚合物組成物)
將自GPR2獲得之聚合物粉末進一步熔融均質化且使用具有57mm直徑之螺桿及L/D 22之Coperion ZSK57共轉雙螺桿擠壓機加以粒化。螺桿速度為200rpm且機筒溫度為200℃至220℃。
對於HECO A,在熔融均質化步驟期間,添加以下添加劑:1000ppm ADK 25 STAB AO-60(由Adeka Corporation供應)、1000ppm ADK-STAB 2112 RG(由Adeka Corporation供應)及硬脂酸鈣500ppm(CEASIT-AV/T,由Baerlocher供應)。所得產物在本文中被稱作包括用於另 外實驗之另外組分的聚合物(b)之聚合物組成物。
層元件(LE)之第二層之PP組成物之其他組分
塑性體1:Engage 8150(供應商ExxonMobil)為基於乙烯之辛烯塑性體,其使用茂金屬催化劑、0.5g/10min之MFR2(190℃)及868kg/m3之密度在溶液聚合製程中生成。
黏著劑:430g/10min、密度為900kg/m3、MA含量為0.5wt%至1.0wt%的ExxonMobil之順丁烯二酸酐(MA)改質之聚丙烯,MFR2(230℃),供應商ExxonMobil。
TiO2為習知商業產品。
樣品之第二層之PP組成物之製備。
藉由使用400rpm之螺旋速度及90kg/h至100kg/h之輸送量將聚合物與其他組分在共轉雙螺桿擠出機(ZSK32,Coperion)上混合來製備組成物。熔融溫度範圍自190℃至220℃。該等組分及其量在下表3中提供。
LE1-LE4之層元件(LE)樣品之製備:
聚合物(a)之聚合物組成物用以生成層元件(LE)之第一層,且聚合物(b)之聚合物組成物用以生成層元件(LE)之第二層。LE1及LE2經如下共擠壓:在LE2之情況下,將第一層之聚合物(a)之聚合物組成物與塑性體2摻合(基於聚合物組成物(a)及塑性體2之組合量的15wt%)。
塑性體2:Queo 8230(供應商Borealis)為基於乙烯之辛烯塑性體,其使用茂金屬催化劑、30g/10min之MFR2(190℃)及882kg/m3之密度在溶液聚合製程中生成。
共擠層元件樣品LE1及LE2之製備:
在具有800mm之晶粒寬度的Reifenhäuser多層鑄膜線上製備2層鑄膜。擠出機裝備有60mm螺釘,其具有L/D為30。每一層之厚度是200μm, 從而導致400μm之膜厚度。在機器之空氣側上擠壓第一層之PE組成物,且在冷卻捲筒側上擠壓第二層之PP組成物(亦即,組成物(b)的薄膜之表面面向冷卻捲筒側)。在聚合物(a)之情況下,熔融溫度為210℃,且在聚合物(b)之情況下,熔融溫度為230℃。按40kg/h之輸送量使每一壓出機運行。
經層壓層元件樣本LE3及LE4之製備:
使用PEnergy L036LAB真空層壓機製備LE3及LE4。樣品結構由下至上為20×30cm玻璃元件(結構化太陽能玻璃,3.2mm厚,鐵氟龍離型薄膜覆蓋前玻璃),聚合物(a)之聚合物組成物之第一層按與玻璃元件相同的尺寸切割,第二層之聚合物(b)之聚合物組成物按與前保護性玻璃元件相同的尺寸切割。使用4分鐘抽空時間、接著為2或10分鐘按壓時間並在800mbar之上部腔室壓力下的層壓循環程式在145℃下進一步真空層壓樣品。以技術人員已知之方式使用相同設備及層厚度預製第一及第二層。
在所有LE1至LE4樣品中,第一層之層厚度為200μm,且第二層之層厚度為200μm。
用於不同層壓物之電位誘導之降級(PID)抗性之調查的1電池模組之製備:
使用PEnergy L036LAB真空層壓機製備由具有連接器/囊封物/聚合背板之玻璃/囊封物/室組成之30×30cm層壓物。對於具有基於聚合物(a) 之囊封物(具有玻璃及聚合背板)的層壓物,其中背板之聚合物如下所指示,使用4分鐘抽空時間、接著為6分鐘按壓時間並在800mbar之上部腔室壓力下的層壓程式在145℃下發生真空層壓。對於具有玻璃及聚合背板之含有基於EVA之囊封物的層壓物,其中背板之聚合物如下所指示,使用5分鐘抽空時間、接著為10分鐘按壓時間並在800mbar之上部腔室壓力下的層壓程式在150℃下發生真空層壓。將具有3.2mm之厚度的相同類型之結構化太陽能玻璃(Ducat)用於所有電池。使用之電池為P型單聲道結晶矽石電池,具有三個匯流條且具有156×156×0.2mm之尺寸並具有17.80%之電池效率。電池由ITS供應,其零件編號為ITS2-02-60MS3B200C-1780B。焊絲之組成為Sn:Pb:Ag(62:36:2)。
對電位誘導之降級之抗性的量測(PID):
量測係遵循在IEC TS 62804-1:2015「用於電位誘導之降級之偵測的光伏(PV)模組-測試方法-部分1:結晶矽」中描述的應力方法(b)之所描述原理。模組之完全玻璃表面覆蓋有鋁箔,且在測試期間,電池經歷相對於Al箔之1000V負電位,見圖3。
圖3展示PID測試設置之示意性說明。在85℃及85%之相對濕度下在環境腔室中進行PID達96小時。藉由在PID前及後執行外部量子效率(EQE)來研究PID之影響。
外部量子效率(EQE)量測:
使用Bentham PVE300 PV特性化系統,用自300nm至1100nm之單色光(具有5nm間隔)量測光譜回應。照明區域為1.5*3mm。在量測期間按照明區域在Si電池與手指之間的此方式置放1電池模組,從而防止來自手指之反射影響結果。在每一模組之中間進行一共三個光譜回應量測。Bentham軟體自動將光譜回應轉換至外部量子效率,且關於EQE之報告值為600nm至800nm之間的平均值,在該情況下,EQE到達最大。
用於PID評估之聚合樣品
本發明之LE5:
將聚合物(a)按習知量與習知抗氧化劑(CAS號32687-78-8)及UV穩定受阻胺化合物(CAS號71878-19-8、70624-18-9(在美國))混合以生成在以下鑄膜擠壓步驟中使用的本發明之PE組成物(如上針對第一層所描述)。鑄膜係在具有800mm之晶粒寬度的Reifenhäuser鑄膜線上製備。壓出機裝備有60mm螺釘,其具有之L/D比率為30。以40kg/h之輸送量使壓出機運轉,且熔融溫度為210℃。薄膜之厚度為500μm。在PID測試中,將生成之層用作前及後囊封物,如在表5中提供。
本發明之BS:
如上生成具有300μm之厚度的本發明之PP組成物(如上針對第二層所描述)。在PID測試中,將生成之層用作背板,如在表5中提供。
對照EVA 1:
商業「抗PID」,基於EVA之囊封物,杭州第一F406P(由Hangzhou First Applied Material有限公司供應),具有550μm之厚度。
在PID測試中,將生成之層用作前及後囊封物,如在表5中提供。
對照EVA 2:
商業基於EVA之囊封物,SOLAR EVA RC02B(由Mitsui Chemicals Tocello,Inc.供應),具有550μm之厚度。在PID測試中,將生成之層用作前及後囊封物,如在表5中提供。
對照BS1:
325μm背板由三個不同層組成。自電池測,由164μm厚EVA層與4.2wt%之醋酸乙烯酯含量、135μm厚聚酯層及26μm厚聚(偏二氟乙烯)層組成。在PID測試中,將生成之層用作背板,如在表5中提供。
對照BS2:
333μm厚背板由五個不同層組成。自電池側,在空氣側上由88μm厚EVA層與14.2wt%之醋酸乙烯酯含量、36μm厚另外的具有9.5wt%之醋酸乙烯酯含量的EVA層、160μm厚聚酯層、具有9.5wt%之醋酸乙烯酯含量的32μm EVA層及最後17μm聚(四氟乙烯)層組成。在PID測試中,將生成之層用作背板,如在表5中提供。

Claims (19)

  1. 一種包含層元件(LE)之物品,該層元件具有至少兩個層,第一層及第二層,其中該第一層包含(a)乙烯之共聚物,其選自(a1)具有含有矽烷基團之單元的乙烯之共聚物;或(a2)具有一或多個選自丙烯酸(C 1-C 6)烷基酯或(C 1-C 6)烷基丙烯酸(C 1-C 6)烷基酯共聚單體之極性共聚單體的乙烯之共聚物,該共聚物(a2)具有含有矽烷基團之單元且該共聚物(a2)與該共聚物(a1)不同;及該第二層包含(b)丙烯之聚合物(PP),且其中該層元件(LE)之第一層及第二層彼此黏著接觸。
  2. 如申請專利範圍第1項之物品,其中該乙烯之共聚物(a)選自(a1)乙烯與含有矽烷基團之共聚單體之共聚物;或(a2)乙烯與選自丙烯酸(C 1-C 6)烷基酯共聚單體之一或多個極性共聚單體、及含有矽烷基團之共聚單體之共聚物。
  3. 如前述申請專利範圍中任一項之物品,其中該極性共聚單體以0.5至30.0mol%之量存在於該乙烯之共聚物(a2)中,較佳該極性共聚單體選自丙烯酸(C 1-C 6)烷基酯共聚單體,更佳選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯共聚單體。
  4. 如前述申請專利範圍中任一項之物品,其中根據前述申請專利範圍中任一項,其中該含有矽烷基團之單元,或較佳為該乙烯之共聚物(a1)之含有矽烷基團之共聚單體或該乙烯之共聚物(a2)之含有矽烷基團之共聚單體,為由式(I)表示之可水解不飽和矽烷化合物:R 1SiR 2 qY 3-q (I) 其中R 1為烯系不飽和烴基、烴氧基或(甲基)丙烯醯氧基烴基,各R 2獨立地為脂族飽和烴基,可相同或不同之Y為可水解有機基團,及q為0、1或2;較佳地,該乙烯之共聚物(a1)或該乙烯之共聚物(a2)中含有矽烷基團之單元之量,或較佳為含有矽烷基團之共聚單體之量為0.01至2.0mol%;較佳地,該乙烯之共聚物(a1)及該乙烯之共聚物(a2)藉由在高壓聚合方法中使用自由基誘發劑來聚合而製備。
  5. 如前述申請專利範圍中任一項之物品,其中該丙烯之聚合物(PP)(b)為丙烯之均聚物或共聚物,該丙烯之聚合物(PP)(b)宜至少為丙烯之共聚物;較佳地,其中該丙烯之聚合物(PP)(b)為丙烯之異相共聚物(iPP),其包含丙烯之異相共聚物(A),其包含:聚丙烯基質組分(a1),及分散於該聚丙烯基質(a1)中之彈性丙烯共聚物組分(a2);且其中當如本說明書在測定方法中所描述量測時,該丙烯之異相共聚物(A)具有至少145℃之熔融溫度(Tm)(DSC),及至少90℃之維卡軟化溫度(Vicat softening temperature;VicatA)(根據ASTM D 1525,方法A,50℃/h,10N)。
  6. 如前述申請專利範圍中任一項之物品,其中丙烯之異相共聚物(A)以任何順序具有一或多種,較佳所有以下其他特性:當根據ISO 1133(在230℃及2.16kg負載下)量測時,MFR 2為0.2至20g/10min,較佳為0.2至15.0g/10min,較佳為0.5至15g/10min; 當如本說明書在測定方法中所描述量測時,二甲苯冷可溶性(XCS)部分之量為3至40wt%,較佳為5至37wt%,當如本說明書在測定方法中所描述量測時,共聚單體含量為0.5至20wt%,較佳為1.0至20wt%,較佳該(該等)共聚單體選自乙烯及/或C 4-C 8 α烯烴共聚單體,更佳選自乙烯,當如本說明書在測定方法中所描述,根據ISO178量測時,拉伸模數為至少700MPa,較佳為750至2500MPa,及/或當如本說明書在測定方法中所描述量測時,密度為900至910kg/m 3
  7. 如前述申請專利範圍中任一項之物品,其中該層元件(LE)之第一層包含超過50wt%之該乙烯之共聚物(a)。
  8. 如前述申請專利範圍中任一項之物品,其中層元件(LE)之第二層包含超過25wt%,較佳30至99.8wt%之丙烯之聚合物(PP)(b)。
  9. 如前述申請專利範圍中任一項之物品,其中該層元件(LE)中之至少一個層包含填充劑、顏料、碳黑或阻燃劑,較佳該至少兩個層中之一者,較佳至少該層元件(LE)之該第二層包含顏料或填充劑。
  10. 如前述申請專利範圍中任一項之物品,其中該層元件(LE)之第一層及第二層之黏著表面彼此直接接觸,或該第一層及該第二層之黏著表面之間存在黏著劑層,較佳其中該層元件(LE)之第一層及第二層之黏著表面彼此直接接觸。
  11. 如前述申請專利範圍第1項至第10項中任一項之物品,其為包含該至少兩個層之層元件(LE)之多層膜。
  12. 如前述申請專利範圍第1項至第11項中任一項之物品,其為包含兩個或更多個層元件之組件,其中至少一個層元件為該至少兩個層之層元件(LE)。
  13. 如前述申請專利範圍第1項至第12項中任一項之物品,其為包含光伏打元件及一或多個其他層元件之光伏打(PV)模組,其中至少一個層元件為該至少兩個層之層元件(LE)。
  14. 如申請專利範圍第13項之光伏打(PV)模組,其以既定順序包含保護性前部層元件、前部封裝層元件、光伏打元件及如前述申請專利範圍第1項至第10項中任一項所定義之該至少兩個層之層元件(LE)。
  15. 如申請專利範圍第13項或第14項之光伏打(PV)模組,其中與黏著至該層元件(LE)之第二層之側面相對的該第一層之側面(=表面)與該PV模組之光伏打元件黏著接觸。
  16. 一種用於製造如前述申請專利範圍中任一項之物品中之層元件(LE)之方法,其包含以下步驟藉由擠壓或層壓使該層元件(LE)之第一及第二層黏著在一起,及回收所形成之層元件(LE)。
  17. 一種用於製造如前述申請專利範圍第13項至第15項中任一項之光伏打(PV)模組之方法,其藉由將該光伏打元件、該層元件(LE)及視情況選用之其他層元件組裝成光伏打(PV)模組組件;在高溫下層壓該光伏打(PV)模組組件之層元件以使該等元件黏著在一起;及回收所獲得之光伏打(PV)模組。
  18. 一種包含丙烯之聚合物作為主要聚合組分之保護性背部層元件;以及前部封裝層元件及背部封裝層元件之用途,該等封裝層元件皆包含(a)乙烯之共聚物作為主要聚合組分,較佳由該乙烯之共聚物組成,該乙烯之共聚物選自 (a1)具有含有矽烷基團之單元的乙烯之共聚物;或(a2)具有一或多個選自丙烯酸(C 1-C 6)烷基酯或(C 1-C 6)烷基丙烯酸(C 1-C 6)烷基酯共聚單體之極性共聚單體的乙烯之共聚物,該共聚物(a2)具有含有矽烷基團之單元且該共聚物(a2)與該共聚物(a1)不同;以提高光伏打(PV)模組對電位誘導之降級(PID)之抗性或甚至防止電位誘導之降級(PID),該光伏打(PV)模組以既定順序包含保護性前部層元件、該前部封裝層元件、光伏打元件、該背部封裝層元件及該保護性背部層元件。
  19. 如申請專利範圍第18項之用途,其中該保護性背部層元件之丙烯之聚合物以及該等前部封裝層元件及後部封裝層元件之聚合物(a)如前述申請專利範圍第1項至第9項中任一項所定義,較佳其中該聚合物(a)為(a2)具有一或多個選自丙烯酸(C 1-C 6)烷基酯或(C 1-C 6)烷基丙烯酸(C 1-C 6)烷基酯共聚單體之極性共聚單體的乙烯之共聚物,該共聚物(a2)具有含有矽烷基團之單元,其如前述申請專利範圍第1項至第9項中任一項所定義。
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