TW201903113A - 用於密封劑膜之具有磷酸三烯丙酯的非極性乙烯類組合物 - Google Patents

用於密封劑膜之具有磷酸三烯丙酯的非極性乙烯類組合物 Download PDF

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Abstract

一種密封劑膜由包括以下各者之組合物製得：（A）具有0.850 g/cc至0.890 g/cc之密度的非極性乙烯類聚合物；（B）有機過氧化物；（C）矽烷偶合劑；及（D）包括磷酸三烯丙酯之輔劑。

Description

用於密封劑膜之具有磷酸三烯丙酯的非極性乙烯類組合物
本發明係關於用於密封劑膜的非極性乙烯類聚合物組合物。在一個態樣中，本發明係關於具有高體積電阻率的非極性乙烯類聚合物組合物，而在另一態樣中，本發明係關於包括非極性乙烯類聚合物組合物的密封劑膜及包含其之電子裝置。
全球對替代能源之需求已導致過去十年間太陽能板及光伏（PV）模組製造大量增加。將太陽能轉化為電能之太陽能電池（亦稱為PV電池）極其易碎且必須由耐久密封劑膜包圍。密封劑膜之兩種主要功能為（1）將太陽能電池黏結至玻璃蓋板及背板及（2）保護PV模組免遭環境應力（例如，濕氣、溫度、衝擊、振動、電隔離等）。
為了用作密封劑膜，膜必須展示（a）良好層壓效能，（b）與玻璃、PV電池及背板之較強黏著性，（c）良好電絕緣（低漏電流、高體積電阻率），（d）良好光學透明度，（e）低水蒸氣滲透性及濕氣吸收，（f）良好抗蠕變性，（g）UV曝光穩定性，及（h）良好耐候性。當前密封劑膜主要由乙烯乙酸乙烯酯（EVA）製成，此係由於EVA展示（a）-（h）之良好平衡。EVA為乙烯/不飽和羧酸酯共聚物類型，其中不飽和羧酸酯共聚單體為羧酸乙烯酯。由於EVA如此容易用以形成密封劑膜，因此已開發眾多添加劑封裝以增強（a）-（h）中之一或多者。
非乙烯/不飽和羧酸酯共聚物之非極性聚烯烴（諸如乙烯類彈性體）已用以製造密封劑膜，但需要有機過氧化物及偶合劑、通常矽烷偶合劑以便充分黏著至玻璃。交聯助劑典型地用於基於非極性聚烯烴之密封劑膜以便獲得充足玻璃黏著性。然而，許多習知交聯劑存在問題，因為其降低密封劑膜之體積電阻率。因此，此項技術認識到需要向密封劑膜提供充足玻璃黏著性且改良體積電阻率之交聯助劑。
本發明提供一種密封劑膜。密封劑膜包括一種組合物，所述組合物包括（A）具有0.850 g/cc至0.890 g/cc之密度的非極性乙烯類聚合物；（B）有機過氧化物；（C）矽烷偶合劑；及（D）包括磷酸三烯丙酯之輔劑。
在另一實施例中，本發明提供一種電子裝置模組。所述電子裝置模組包括電子裝置及至少一種由交聯聚合組合物構成之膜，所述交聯聚合組合物為包括以下各者之組合物之反應產物：（A）具有0.850 g/cc至0.890 g/cc之密度的非極性乙烯類聚合物；（B）有機過氧化物；（C）矽烷偶合劑；及（D）包括磷酸三烯丙酯之輔劑。
對元素週期表的任何參考為如由CRC Press, Inc., 1990-1991所出版元素週期表。參考此表中之元素族群為編號族群之新符號。
出於美國專利實務之目的，任何所參考之專利、專利申請案或公開案之內容均以全文引用之方式併入（或其等效US版本如此以引用之方式併入），尤其在此項技術中之定義（在與本發明中特定提供之任何定義無不一致的程度上）及常識之揭示方面。
本文所揭示之數值範圍包含來自較低值及較高值之所有值，且包含較低值及較高值。對於含有確切值之範圍（例如，1或2或3至5或6或7），包含任何兩個確切值之間的任何子範圍（例如，1至2；2至6；5至7；3至7；5至6等）。
除非相反陳述、自上下文暗示或在本領域中慣用，否則所有份數及百分比均按重量計，且截至本發明之申請日為止，所有測試方法均為現行的。
除非相反陳述，否則所有測試方法目前截至本發明之申請日。
「摻合物」、「聚合物摻合物」及類似術語意謂兩種或兩種以上聚合物之組合物。此類摻合物可混溶或不可混溶。此類摻合物可為相分離的或可為未相分離的。此類摻合物可含有或不含有一或多個域組態，如由透射電子光譜法、光散射、x射線散射及用以量測及/或鑑別域組態之任何其他方法所確定。摻合物並非層壓物，但層壓物之一或多個層可含有摻合物。
如本文所用，「組合物」包含構成所述組合物之材料混合物以及由所述組合物之材料形成的反應產物及分解產物。
術語「包括」、「包含」、「具有」及其衍生詞並不意欲排除任何額外組分、步驟或程序之存在，無論其是否具體地揭示。為避免任何疑問，除非相反陳述，否則經由使用術語「包括」所主張的所有組合物均可包含任何額外添加劑、佐劑或化合物，無論聚合或以其他方式。相比之下，術語「基本上由…組成」自任何隨後列舉範圍中排除任何其他組分、步驟或程序，對於可操作性而言並非必需的彼等組分、步驟或程序除外。術語「由……組成（consisting of）」不包括未特別列出之任何組分、步驟或程序。除非另外陳述，否則術語「或（or）」係指個別地以及以任何組合形式列出之成員。使用單數包含使用複數，且反之亦然。
使用移動模具流變儀來測試交聯或固化。移動模具流變儀（MDR）裝載有5公克各樣品。使MDR運作25分鐘，且經既定時間間隔提供樣品之時間對扭矩曲線。MDR在130℃及150℃下運作。130℃表示最大膜製造溫度。150℃表示模組層壓溫度。在25分鐘測試時間間隔期間由MDR施加之最大扭矩（MH）以dNm為單位報導。MH通常對應於在25分鐘施加之扭矩。扭矩達至MH的X%所花費之時間（tx ）以分鐘為單位報導。tx 為理解各樹脂之固化動力學的標準化量度。達至MH的90%之時間（T90 ）以分鐘為單位報導。
密度係根據ASTM D792量測。結果以公克（g）/立方公分（g/cc或g/cm3 ）為單位記錄。
「直接接觸」係指其中第一層緊鄰第二層定位且第一層與第二層之間不存在介入層或不存在介入結構的層組態。
「乙烯類聚合物」為含有大於50重量%聚合乙烯單體（以可聚合單體之總量計）且視情況可含有至少一種共聚單體之聚合物。乙烯類聚合物包含乙烯均聚物及乙烯共聚物（意謂衍生自乙烯及一種或多種共聚單體之單元）。術語「乙烯類聚合物」及「聚乙烯」可互換使用。乙烯類聚合物（聚乙烯）之非限制性實例包含低密度聚乙烯（LDPE）及線性聚乙烯。線性聚乙烯之非限制性實例包含線性低密度聚乙烯（LLDPE）、超低密度聚乙烯（ULDPE）、極低密度聚乙烯（VLDPE）、多組分乙烯類共聚物（EPE）、乙烯/α-烯烴多嵌段共聚物（亦稱為烯烴嵌段共聚物（OBC））、單點催化線性低密度聚乙烯（m-LLDPE）、實質上線性或線性塑性體/彈性體、中密度聚乙烯（MDPE）及高密度聚乙烯（HDPE）。一般而言，聚乙烯可在氣相流體化床反應器、液相淤漿方法反應器或液相溶液方法反應器中使用非均相催化劑系統（諸如齊格勒-納塔催化劑（Ziegler - Natta catalyst））、均相催化劑系統生成，所述均相催化劑系統包括第4族過渡金屬及配位體結構（諸如茂金屬、非茂金屬金屬中心、雜芳基、雜價芳氧基醚、膦亞胺及其他）。非均質及/或均質催化劑之組合亦可在單反應器或雙反應器配置中使用。
玻璃黏著強度（1"至2"之最大玻璃黏著強度及平均玻璃黏著強度）藉由180°剝離測試量測。切穿層壓樣品（例如，比較實例及發明實例配方）中之每一者之背板及膜層以將各層壓樣品分成三個1吋寬條帶試樣，條帶仍黏著至玻璃層。180°剝離測試在英斯特朗（Instron）TM 5565上在受控環境條件下執行。測試初始玻璃黏著性且以牛頓/公分報導結果。測試三個樣品以獲得每一樣品之平均玻璃黏著強度。
根據ASTM D7028量測玻璃轉化溫度（Tg）。
如本文所用，「互聚物」係指藉由使至少兩種不同類型之單體聚合而製備的聚合物。通用術語互聚物因此包含共聚物（用於指由兩種不同類型之單體製備的聚合物）及由多於兩種不同類型之單體製備的聚合物。
根據ASTM D1238在190℃，2.16 kg下量測熔融指數（MI）且以公克/10分鐘（g/10 min）為單位報導。
根據ASTM D3418量測熔點。
「非極性乙烯類聚合物」及類似術語係指不具有永久偶極的乙烯類聚合物，亦即聚合物不具有正端及負端，且不含雜原子及官能基。「官能基」及類似術語係指負責給予特定化合物其特徵反應之原子部分或基團。官能基之非限制性實例包含含雜原子部分、含氧部分（例如，醇、醛、酯、醚、酮及過氧化物基團）及含氮部分（例如，醯胺、胺、偶氮、醯亞胺、亞胺、硝酸酯、腈及亞硝酸酯基團）。如上文所定義，「雜原子」為除碳或氫以外的原子。
「光伏電池」、「PV電池」及類似術語意謂含有一或多種若干無機或有機類型中之任一種之光伏效應材料的結構，所述類型為此項技術中已知的且自先前技術之光伏模組教示已知。舉例而言，通常使用之光伏效應材料包含已知光伏效應材料中之一或多者，所述已知光伏效應材料包含但不限於結晶矽、多晶矽、非晶矽、(二)硒化銅銦鎵（CIGS）、硒化銅銦（CIS）、碲化鎘、砷化鎵、染料敏化材料及有機太陽能電池材料。如圖1中所示，PV電池典型地採用層壓結構且具有至少一個將入射光轉化為電流的光反應性表面。光伏電池為本領域中之從業者所熟知的且通常封裝至保護電池且允許其在各種應用環境（典型地為室外應用）中使用之光伏模組中。PV電池性質上可為可撓性或剛性的且包含光伏效應材料及在其製造中塗覆之任何保護塗層表面材料以及適當佈線及電子驅動電路。
「光伏模組」、「PV模組」及類似術語係指包含PV電池之結構。PV模組亦可包含蓋板、前密封劑膜、後密封劑膜及背板，PV電池包夾於前密封劑膜與後密封劑膜之間。
如本文所用，「聚合物」係指藉由使相同或不同類型之單體聚合而製備的聚合化合物。因此，通用術語聚合物涵蓋術語均聚物（用以指僅由一種類型之單體製備的聚合物，應理解痕量之雜質可併入聚合物結構中）及如先前所定義之術語互聚物。聚合物中及/或聚合物內可併入痕量之雜質，例如催化劑殘餘物。
根據陶氏（Dow）方法測試體積電阻率，所述方法係基於ASTM D257。量測使用吉時利（Keithley）6517 B靜電計組合吉時利8009測試夾具進行。吉時利型號8009測試腔位於強制空氣烘箱內且能夠在高溫（烘箱之最大溫度為80℃）下操作。漏電流直接自儀器讀取，且以下等式用以計算體積電阻率：其中ρ為體積電阻率（ohm.cm），V為施加電壓（伏），A為電極接觸面積（cm2 ），I為漏電流（安培），且t為樣品之平均厚度。為得到樣品之平均厚度，在測試之前量測各樣品之厚度，量測樣品之五個點以得到平均厚度。體積電阻率測試在1000伏下在60℃下進行。測試兩個壓縮模製膜以得到平均值。
在一實施例中，本發明提供一種包括組合物之密封劑膜，所述組合物包括：（A）具有0.850 g/cc至0.890 g/cc之密度的非極性乙烯類聚合物；（B）有機過氧化物；（C）矽烷偶合劑；及（D）包括磷酸三烯丙酯之輔劑。組合物
使用包括（A）具有0.850 g/cc至0.890 g/cc之密度的非極性乙烯類聚合物；（B）有機過氧化物；（C）矽烷偶合劑；及（D）包括磷酸三烯丙酯之輔劑的組合物來形成密封劑膜。
（A）非極性乙烯類聚合物
組合物包括非極性乙烯類聚合物。
在一實施例中，非極性乙烯類聚合物的密度為0.850 g/cc、或0.855 g/cc、或0.860 g/cc、或0.865 g/cc、或0.870 g/cc至0.875 g/cc、或0.880 g/cc、或0.885 g/cc、或0.890 g/cc、或0.900 g/cc。
在一實施例中，非極性乙烯類聚合物的熔點為40℃、或45℃、或50℃、或55℃至60℃、或65℃、或70℃、或80℃、或90℃、或95℃、或100℃、或110℃、或120℃、或125℃。
在一實施例中，非極性乙烯類聚合物之玻璃轉化溫度（Tg）為-35℃、或-40℃、或-45℃、或-50℃至-80℃、或-85℃、或-90℃、或-95℃、或-100℃。
在一實施例中，非極性乙烯類聚合物的熔融指數（MI）自2 g/10 min、或5 g/10 min、或10 g/10 min、或12 g/10 min至30 g/10 min、或35 g/10 min、或40 g/10 min、或45 g/10 、或50 g/10 min。
在一實施例中，非極性乙烯類聚合物為乙烯/α-烯烴互聚物。乙烯/α-烯烴互聚物可為無規或嵌段互聚物。
α-烯烴為由包括以下各者的烴分子構成之烴分子：（i）僅一個烯系不飽和基，此不飽和基位於第一碳原子與第二碳原子之間；及（ii）至少3個碳原子、或3至20個碳原子、或在一些情況下4至10個碳原子、且在其他情況下4至8個碳原子。製備共聚物的適合α-烯烴之非限制性實例包含丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-十二碳烯及此等單體中之兩者或多於兩者的混合物。
適合乙烯/α-烯烴互聚物之非限制性實例包含乙烯/丙烯、乙烯/丁烯、乙烯/1-己烯、乙烯/1-辛烯、乙烯/丙烯/1-辛烯、乙烯/丙烯/丁烯及乙烯/丁烯/1-辛烯互聚物。在一實施例中，乙烯/α-烯烴互聚物為共聚物。適合乙烯/α-烯烴共聚物之非限制性實例包含乙烯/丙烯共聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/1-己烯共聚物及乙烯/1-辛烯共聚物。
在一實施例中，非極性乙烯類聚合物為乙烯/α-烯烴互聚物。乙烯/α-烯烴互聚物具有以下特性中之一者、一些或全部： （i）密度為0.850 g/cc、或0.855 g/cc、或0.860 g/cc、或0.865 g/cc、或0.870 g/cc至0.875 g/cc、或0.880 g/cc、或0.885 g/cc、或0.890 g/cc、或0.900 g/cc； （ii）熔融指數為2 g/10 min、或5 g/10 min、或10 g/10 min、或12 g/10 min至30 g/10 min、或35 g/10 min、或40 g/10 min、或45 g/10 min、或50 g/10 min；及/或 （iii）熔點(Tm)為40℃、或45℃、或50℃、或55℃至60℃、或65℃、或70℃、或80℃、或90℃、或95℃、或100℃、或110℃、或120℃、或125℃。
在一實施例中，乙烯/α-烯烴互聚物具有特性（i）至（iii）中之至少2者或全部3者。
在一實施例中，非極性乙烯類聚合物以組合物之總重量計以50重量百分比（重量%）、或80重量%、或95重量%至98.5重量%、或98.75重量%、或99.0重量%、或99.5重量%、或小於100重量%之量存在於組合物中。
亦可使用非極性乙烯類聚合物的摻合物，且非極性乙烯類聚合物可與一或多種其他聚合物摻合或稀釋至一定程度以至聚合物（i）可彼此混溶；（ii）其他聚合物對非極性乙烯類聚合物的所需特性具有極小（若存在）影響；且（iii）非極性乙烯類聚合物構成摻合物的70重量%、或75重量%、或80重量%、或85重量%、或90重量%至95重量%、或98重量%、或99重量%、或小於100重量%。
適合商業上可獲得的非極性乙烯類聚合物的非限制性實例包含來自陶氏化學（Dow Chemical）之ENGAGE樹脂、來自EMCC之EXACT樹脂及來自LG化學（LG Chemical）之LUCENE樹脂。
（B）有機過氧化物
組合物包含有機過氧化物。適合有機過氧化物之非限制性實例包含過氧化二異丙苯、過氧化月桂基、過氧化苯甲醯、過苯甲酸第三丁酯、過氧化二(第三丁基)、氫過氧化異丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基-過氧基)己炔-3、2,-5-二-甲基-2,5-二(第三丁基-過氧基)己烷、氫過氧化第三丁基、過碳酸異丙酯、α,α'-雙(第三丁基過氧基)二異丙基苯、單碳酸第三丁基過氧基-2-乙基己酯、1,1-雙(第三丁基過氧基)-3,5,5-三甲基環己烷、2,5-二甲基-2,5-二羥基過氧化物、第三丁基異丙苯基過氧化物、α,α'-雙(第三丁基過氧基)-對二異丙基苯及其類似物。
適合商業上可獲得的有機過氧化物之非限制性實例包含來自阿克蘇諾貝爾（AkzoNobel）之TRIGONOX(R)及來自阿科瑪（ARKEMA）之LUPEROX(R)。
在一實施例中，有機過氧化物以反應組合物之總重量計以0.1重量%、或0.5重量%、或0.75重量%至1.5重量%、或2重量%、或3重量%、或5重量%之量存在於反應組合物中。
（C）矽烷偶合劑
組合物包含矽烷偶合劑。在一實施例中，矽烷偶合劑含有至少一個烷氧基。適合矽烷偶合劑之非限制性實例包含γ-氯丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基-參-(β-甲氧基)矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-乙氧基-環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-巰基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷及3-(三甲氧基矽烷基)丙基甲基丙烯酸酯。
在一實施例中，矽烷偶合劑為乙烯基三甲氧基矽烷或3-(三甲氧基矽烷基)丙基甲基丙烯酸酯。
在一實施例中，矽烷偶合劑以反應組合物之總重量計以0.01重量%、或0.05重量%、或0.1重量%、或0.2重量%至0.3重量%、或0.5重量%、或1重量%、或2重量%之量存在。
（D）輔劑 組合物包括輔劑，所述輔劑包括磷酸三烯丙酯。磷酸三烯丙酯具有結構I：（結構I）
在一實施例中，輔劑以組合物之總重量計以0.01重量%、或0.05重量%、或0.1重量%、或0.15重量%、或0.2重量%至0.4重量%、或0.6重量%、或0.8重量%、或1.0重量%、或1.3重量%、或1.5重量%之量存在。
在一實施例中，輔劑單獨由磷酸三烯丙酯組成。在此類實施例中，磷酸三烯丙酯以組合物之總重量計以0.01 wt%、或0.05 wt%、或0.1 wt%、或0.15重量%、或0.2 wt%至0.4重量%、或0.6重量%、或0.8重量%、或1.0重量%、或1.3重量%、或1.5重量%之量存在。
在一實施例中，輔劑包括磷酸三烯丙酯與至少一種其他化合物之摻合物。可與磷酸三烯丙酯摻合之例示性化合物包含三聚氰酸三烯丙酯（TAC）及異氰尿酸三烯丙酯（TAIC）。在一實施例中，輔劑包括磷酸三烯丙酯與（i）TAC及（ii）TAIC中之至少一者的摻合物。在摻合物中，磷酸三烯丙酯構成摻合物之自大於0重量%、或1重量%、或20重量%、或50重量%至99重量%、或99.5重量%、或至小於100重量%。舉例而言，在其中輔劑包括磷酸三烯丙酯與（i）TAC及（ii）TAIC中之至少一者之摻合物的實施例中，磷酸三烯丙酯以摻合物之重量計構成大於0重量%、或0.01重量%、或0.05重量%、或0.1重量%、或0.15重量%、或0.2重量%、或0.4重量%、或0.6重量%、或0.8重量%、或1重量%、或1.3重量%、或1.5重量%、或5重量%、或10重量%、或15重量%、或20重量%、或50重量%至99重量%、或99.5重量%、或小於100重量%，且（i）TAC及（ii）TAIC中之所述至少一者以摻合物之總重量計構成大於0重量%、或0.5重量%、或1重量%至50重量%、或80重量%、或99重量%。
（E）視情況選用之添加劑
在一實施例中，組合物包含一或多種視情況選用之添加劑。適合添加劑之非限制性實例包含抗氧化劑、抗阻斷劑、穩定劑、著色劑、紫外（UV）吸收劑或穩定劑、阻燃劑、增容劑、填充劑及加工助劑。
視情況選用之添加劑以組合物之總重量計以大於零、或0.01重量%、或0.1重量%至1重量%、或2重量%、或3重量%之量存在。密封劑膜
組合物形成為密封劑膜。諸如任何以上實施例或兩個或多於兩個實施例之組合中描述的組合物之組合物用以形成密封劑膜。
在一實施例中，組合物形成整個密封劑膜。
可以任何次序或同時將（A）非極性乙烯類聚合物、（B）有機過氧化物、（C）矽烷偶合劑、（D）輔劑及任何視情況選用之添加劑添加至彼此且與彼此複合。在一實施例中，將有機過氧化物、矽烷偶合劑、助劑及任何視情況選用之添加劑預混，且將預混物在混配之前或期間添加至非極性乙烯類聚合物。在一實施例中，將非極性乙烯類聚合物的乾燥顆粒浸泡於預混物中且隨後混配浸泡之顆粒。
適合混配設備之非限制性實例包含密閉分批混合器（例如，BANBURY及BOLLING密閉混合器）及連續單或雙螺桿混合器（例如，FARREL連續混合器、BRABENDER單螺桿混合器、WERNER及PFLEIDERER雙螺桿混合器及BUSS捏合連續擠壓機）。所用混合器之類型及混合器之操作條件可影響組合物之特性，諸如黏度、體積電阻率及擠壓表面光滑度。
在一實施例中，期望避免或限制交聯直至層壓。有機過氧化物之過早交聯及/或過早分解可能會導致密封劑膜之玻璃黏著性降低。換言之，密封劑膜仍具反應性直至層壓，此時交聯完成且密封劑膜之密封劑膜組合物變為包括非極性乙烯類聚合物、矽烷偶合劑及助劑與極少（若存在）殘餘有機過氧化物的反應產物。組合物之混配溫度因此低於有機過氧化物之分解溫度。在一實施例中，組合物之混配溫度為80℃、或90℃至100℃、或110℃、或120℃。
密封劑膜 1 ：在一實施例中，密封劑膜由包括以下各者之組合物構成：（A）具有0.850 g/cc至0.890 g/cc之密度的非極性乙烯類聚合物；（B）有機過氧化物；（C）矽烷偶合劑；及（D）包括磷酸三烯丙酯之輔劑。
密封劑膜 2 ：在一實施例中，密封劑膜由包括以下各者之組合物構成：（A）以組合物之總重量計50重量%、或80重量%、或95重量%至98.5重量%、或98.75重量%、或99重量%、或99.5重量%、或小於100重量%之具有0.850 g/cc至0.890 g/cc之密度的非極性乙烯類聚合物；（B）以組合物之總重量計0.1重量%、或0.5重量%、或0.75重量%至1.5重量%、或2重量%、或3重量%、或5重量%之有機過氧化物；（C）以組合物之總重量計0.01重量%、或0.05重量%、或0.1重量%、或0.2重量%至0.3重量%、或0.5重量%、或1重量%、或2重量%之矽烷偶合劑；（D）以組合物之總重量計0.01重量%、或0.1重量%、或0.2重量%至1.0重量%、或1.3重量%、或1.5重量%之輔劑。應理解，組分（A）、（B）、（C）及（D）及任何視情況選用之添加劑的彙總量得到組合物的100重量%。
密封劑膜 3 ：在一實施例中，密封劑膜由包括以下各者之組合物構成：（A）以組合物之總重量計95重量%至99重量%之具有0.850 g/cc至0.890 g/cc之密度的非極性乙烯類聚合物；（B）以組合物之總重量計0.75重量%至1.5重量%之有機過氧化物；（C）以組合物之總重量計0.1重量%至0.3重量%之矽烷偶合劑；（D）以組合物之總重量計0.2重量%至1.3重量%之輔劑。應理解，組分（A）、（B）、（C）及（D）及任何視情況選用之添加劑的彙總量得到組合物的100重量%。
在一實施例中，密封劑膜係根據密封劑膜 1 、密封劑膜 2 ，或密封劑膜 3 ，在60℃下其體積電阻率大於或等於2.0×1015 歐姆.公分、或2.1×1015 歐姆.公分、或2.2×1015 歐姆.公分、或2.5×1015 歐姆.公分、或3.0×1015 歐姆.公分、或4.0×1015 歐姆.公分、或5.0×1015 歐姆.公分、或6.0×1015 歐姆.公分、或7.0×1015 歐姆.公分、或8.0×1015 歐姆.公分、或9.0×1015 歐姆.公分至9.5×1015 歐姆.公分、或1.0×1016 歐姆.公分、或1.2×1016 歐姆.公分、或1.4×1016 歐姆.公分、或1.5×1016 歐姆.公分。
在一實施例中，密封劑膜係根據密封劑膜 1 、密封劑膜 2 ，或密封劑膜 3 ，在60℃下其體積電阻率為大於或等於2.1×1015 歐姆.公分至1.0×1016 歐姆.公分。
在一實施例中，密封劑膜之厚度為0.25 mm、或0.275 mm、或0.3 mm、或0.325 mm、或0.35 mm、或0.375 mm、或0.4 mm至0.425 mm、或0.45 mm、或0.475 mm、或0.5 mm、或0.525 mm、或0.55 mm。
在一實施例中，密封劑膜為一個層，其中單層由本發明組合物構成。在一實施例中，密封劑膜具有兩個或多於兩個層，其中至少一個層由本發明組合物構成。電子裝置
本發明之組合物用以構建電子裝置模組，及尤其用於構建電子裝置模組之密封劑膜。密封劑膜用作電子裝置之一或多個「皮膚」，亦即塗覆至電子裝置之一或兩個面表面，例如作為前密封劑膜或後密封劑膜，或作為前密封劑膜及後密封劑膜兩者，例如其中電子裝置完全密封於材料內。
在一實施例中，電子裝置模組包括（i）至少一個電子裝置，典型地多個以線性或平面圖案排列之此類裝置；（ii）至少一個蓋板；及（iii）至少一個至少部分由本發明組合物構成之密封劑膜。密封劑膜處於蓋板與電子裝置之間，且密封劑膜呈現對電子裝置及蓋板兩者之良好黏著性。
在一實施例中，電子裝置模組包括（i）至少一個電子裝置，典型地多個以線性或平面圖案排列之此類裝置；（ii）前蓋板；（iii）前密封劑膜；（iv）後密封劑膜；及（v）背板，（iii）前密封劑膜及（iv）後密封劑膜中之至少一者至少部分由本發明組合物構成。電子裝置包夾於前密封劑膜與後密封劑膜之間，蓋板及背板包圍前密封劑膜/電子裝置/後密封劑膜單元。
在一實施例中，蓋板為玻璃、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚酯或含氟樹脂。在另一實施例中，蓋板為玻璃。
在一實施例中，背板為由玻璃、金屬或聚合樹脂構成之單層或多層膜。背板為由玻璃或聚合樹脂構成之膜。在另一實施例中，背板為由氟聚合物層及聚對苯二甲酸伸乙酯層構成之多層膜。
在一實施例中，電子裝置為太陽能電池或光伏（PV）電池。
在一實施例中，電子裝置模組為PV模組。
圖1說明例示性PV模組。剛性PV模組10包括由前密封劑膜12a及後密封劑膜12b環繞或密封之光伏電池11（PV電池11）。玻璃蓋板13覆蓋前密封劑膜12a安置在PV電池11上之部分的前表面。背板14（例如，第二玻璃蓋板或聚合基板）支撐後密封劑膜12b安置在PV電池11之後表面上的部分之後表面。若背板14所相對之PV電池表面對日光不具反應性，則其無需為透明的。在此實施例中，密封劑膜12a及12b完全密封PV電池11。在圖1中所示之實施例中，前密封劑膜12a直接接觸玻璃蓋板13，且後密封劑膜12b直接接觸背板14。PV電池11包夾於前密封劑膜12a與後密封劑膜12b之間，從而使得前密封劑膜12a及後密封劑膜12b與PV電池11直接接觸。前密封劑膜12a及後密封劑膜12b亦與彼此在不存在PV電池11之位置直接接觸。
本發明之密封劑膜可為前密封劑膜、後密封劑膜，或前密封劑膜及後密封劑膜兩者。在一實施例中，本發明之密封劑膜為前密封劑膜。在另一實施例中，密封劑膜為前密封劑膜及後密封劑膜兩者。
在一實施例中，藉由一或多種層壓技術將包括本發明之組合物的密封劑膜塗覆至電子裝置。經由層壓，使蓋板與密封劑膜之第一面表面直接接觸，且使電子裝置與密封劑膜之第二面表面直接接觸。使蓋板與前密封劑膜之第一面表面直接接觸，使背板與後密封劑膜之第二面表面直接接觸，且使電子裝置固定於前密封劑膜之第二面表面與後密封劑膜之第一面表面之間且與其直接接觸。
在一實施例中，層壓溫度足以使有機過氧化物活化且使組合物交聯，亦即包括非極性乙烯類聚合物、有機過氧化物、矽烷偶合劑及助劑的組合物仍具反應性直至層壓，此時發生交聯。在交聯期間，矽烷偶合劑藉助於矽烷鍵聯在非極性乙烯類聚合物之分子鏈中的兩者或多於兩者之間形成化學鍵。「矽烷鍵聯」具有結構-Si-O-Si-。各矽烷鍵聯可連接非極性乙烯類聚合物的兩個或多於兩個、或三個或多於三個分子鏈。矽烷偶合劑亦與蓋板之表面相互作用以增加密封劑膜與蓋板之間的黏著性。在層壓之後，組合物為非極性乙烯類聚合物、有機過氧化物、矽烷偶合劑及助劑的反應產物。
在一實施例中，用於製造電子裝置之層壓溫度為130℃、或135℃、或140℃、或145℃至150℃、或155℃、或160℃。在一實施例中，層壓時間為8分鐘、或10分鐘、或12分鐘、或15分鐘至18分鐘、或20分鐘、或22分鐘、或25分鐘。
在一實施例中，本發明之電子裝置包含由以下組合物構成之密封劑膜，所述組合物為以下各者之反應產物：（A）非極性乙烯類聚合物；（B）有機過氧化物；（C）矽烷偶合劑；及（D）包括磷酸三烯丙酯中輔劑，密封劑膜之初始玻璃黏著性大於120 N/cm、或130 N/cm、或140 N/cm、或150 N/cm、或160 N/cm、或170 N/cm至180 N/cm、或190 N/cm、或195 N/cm、或200 N/cm。
在一實施例中，本發明之電子裝置包含根據具有以下特性中之一者、一些或全部之密封劑膜 1 、密封劑膜 2 或密封劑膜 3 之密封劑膜： （i）初始玻璃黏著性大於120 N/cm、或130 N/cm、或140 N/cm、或150 N/cm、或160 N/cm、或170 N/cm至180 N/cm、或190 N/cm、或195 N/cm、或200 N/cm；及/或 （ii）在60℃下體積電阻率大於或等於2.0×1015 歐姆.公分、或2.1×1015 歐姆.公分、或2.2×1015 歐姆.公分、或2.5×1015 歐姆.公分、或3.0×1015 歐姆.公分、或4.0×1015 歐姆.公分、或5.0×1015 歐姆.公分、或6.0×1015 歐姆.公分、或7.0×1015 歐姆.公分、或8.0×1015 歐姆.公分、或9.0×1015 歐姆.公分至9.5×1015 歐姆.公分、或1.0×1016 歐姆.公分、或1.2×1016 歐姆.公分、或1.4×1016 歐姆.公分、或1.5×1016 歐姆.公分。
在一實施例中，本發明之電子裝置包含根據具有特性（i）及（ii）兩者之密封劑膜1、密封劑膜2或密封劑膜3之密封劑膜：
在一實施例中，本發明之電子裝置包含根據具有以下特性中之一者、一些或全部之密封劑膜 1 、密封劑膜 2 或密封劑膜 3 之密封劑膜： （i）初始玻璃黏著性大於140 N/cm至190 N/cm；及/或 （ii）在60℃下體積電阻率大於或等於2.1×1015 歐姆.公分至1.0×1016 歐姆.公分之體積電阻率。
在一實施例中，本發明之電子裝置包含根據具有特性（i）及（ii）兩者之密封劑膜 1 、密封劑膜 2 或密封劑膜 3 之密封劑膜：
現將在以下實例中詳細地描述本發明之一些實施例。 實例材料
EVA：密度為0.955 g/cc（根據ASTM D792量測）、熔融指數（MI）為6.0 g/10 min（根據ASTM D1238在190°，2.16 kg下量測）、且乙酸乙烯酯含量以共聚物之總重量計為28重量%的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物，可以Elvax 260獲自杜邦（DuPont）。
POE：具有0.880 g/cc之密度及18.0 g/10 min之MI的伸乙基/辛烯共聚物（非極性乙烯類聚合物）
過氧化物：第三丁基過氧基碳酸2-乙基己基酯（可獲自阿科瑪（Arkema）之有機過氧化物）
VMMS：3-(三甲氧基矽烷基)丙基甲基丙烯酸酯（可獲自道康寧（Dow Corning）之矽烷偶合劑）
TAIC：異氰尿酸三烯丙酯（可獲自方銳達化學品有限公司（Fangruida Chemicals Co., Ltd.）之交聯助劑）
TAP：異氰尿酸三烯丙酯（可獲自方銳達化學品有限公司（Fangruida Chemicals Co., Ltd.）之交聯助劑）樣品製備
根據下表1首先藉由以闡述於中表1之期望的百分比將有機過氧化物、矽烷偶合劑及輔劑預混合於玻璃瓶中來製備組合物。取決於實例（參見表1）將EVA或POE之乾燥聚合物顆粒置於瓶中。為確保均勻分佈且完成將固化封裝（亦即有機過氧化物、矽烷偶合劑及輔劑）浸泡成顆粒，將瓶置放於40℃烘箱中且每15分鐘定時攪動。
將組合物壓縮模製成0.5 mm之膜。使用液壓機進行壓縮模製。在120℃下在不施加壓力的情況下將組合物預加熱持續5分鐘，接著經2級施加壓力。1級為5 MPa之壓力持續0.5分鐘。2級為10 MPa之壓力持續0.5分鐘。隨後，將溫度升高至150℃且在10 MPa壓力下保持15分鐘。最後，將溫度冷卻至室溫且釋放壓力。
對於體積電阻率測試，將每一壓縮模製膜切割成四份用於測試。表 1 CE =比較實例 IE =本發明實例
CE1至CE4係基於EVA膜。這些比較例展示，當使用TAIC（CE3）抑或TAP（CE4）作為基於EVA之膜中之輔劑時，在基於EVA之組合物中發現VR中之一些改良，但初始玻璃黏著性保持較低（對於CE3及CE4分別為113 N/cm及117 N/cm）。
CE5至CE7及IE1至IE3使用非極性乙烯類聚合物膜。IE1至IE3與CE5至CE6之比較展示將TAP納入非極性乙烯類聚合物膜產生VR之改良。具體而言，實例展示當利用TAP固化時，VR與單獨使用基本樹脂（CE5）相比提高大約4.7至20倍。在60℃下IE1至IE3之體積電阻率分別為4.9×1015 歐姆.公分、9.5×1015 歐姆.公分及2.2×1015 歐姆.公分，而在60℃下CE5（單獨使用非極性乙烯類聚合物）之體積電阻率為4.7×1014 歐姆.公分
IE1及IE3與CE7（具有TAIC之非極性乙烯類聚合物）之比較亦展示除與單獨使用基本樹脂相比VR之改良之外，使用TAP作為輔劑產生改良之初始玻璃黏著性同時維持改良之VR。具體而言，IE1之VR為4.9×1015 且初始玻璃黏著性為167 N/cm，而CE7之VR為2.0×1015 且初始玻璃黏著性為135 N/cm。
特別期望的為，本發明不限於本文中所含有之實施例及說明，但包含彼等實施例之修改形式，所述修改形式包含在以下申請專利範圍之範疇內出現的實施例之部分及不同實施例之要素之組合。
10‧‧‧PV模組
11‧‧‧光伏電池（PV電池）
12a‧‧‧前密封劑膜
12b‧‧‧後密封劑膜
13‧‧‧玻璃蓋板
14‧‧‧背板
圖1為例示性光伏模組之分解透視圖。

Claims (14)

  1. 一種包括組合物之密封劑膜，所述組合物包括： （A）密度為0.850 g/cc至0.890 g/cc之非極性乙烯類聚合物； （B）有機過氧化物； （C）矽烷偶合劑；及 （D）包括磷酸三烯丙酯之輔劑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的密封劑膜，其中所述非極性乙烯類聚合物為伸乙基/α-烯烴共聚物。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的密封劑膜，其中所述非極性乙烯類聚合物係選自由以下各者組成之群：乙烯/α-烯烴無規共聚物及乙烯/α-烯烴嵌段共聚物。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的密封劑膜，其中所述組合物包括 （A）以所述組合物之總重量計50重量%至99重量%的所述非極性乙烯類聚合物； （B）以所述組合物之總重量計0.1重量%至5重量%的所述有機過氧化物； （C）以所述組合物之總重量計0.01重量%至2重量%的所述矽烷偶合劑；及 （D）以所述組合物之總重量計0.01重量%至1.5重量%的所述助劑。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的密封劑膜，其中所述輔劑以所述組合物之總重量計以0.2重量%至1.0重量%之量存在。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的密封劑膜，其中所述輔劑包括磷酸三烯丙酯及至少一種其他化合物。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的密封劑膜，其中所述輔劑包括以所述輔劑之總重量計大於20重量%至小於100重量%之磷酸三烯丙酯。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的密封劑膜，其中所述輔劑包括磷酸三烯丙酯與（i）三聚氰酸三烯丙酯及異氰尿酸三烯丙酯中之至少一者的混合物。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的密封劑膜，其中所述輔劑包括以所述輔劑之總重量計50重量%至小於100重量%之磷酸三烯丙酯。
  10. 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的密封劑膜，在60℃下其體積電阻率大於或等於2.1×1015 歐姆.公分至1.0×1016 歐姆.公分。
  11. 一種電子裝置模組，其包括： 電子裝置，及 至少一種由交聯聚合組合物構成之膜，所述交聯聚合組合物為組合物之反應產物，所述組合物包括 （A）密度為0.850 g/cc至0.890 g/cc之非極性乙烯類聚合物； （B）有機過氧化物； （C）矽烷偶合劑；及 （D）包括磷酸三烯丙酯之輔劑。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的電子裝置模組，其中在60℃下所述至少一個膜之體積電阻率大於或等於2.1×1015 歐姆.公分至1.0×1016 歐姆.公分。
  13. 如申請專利範圍第11項至第12項中任一項所述的電子裝置模組，其中所述交聯聚合組合物為以下各者之反應產物： （A）以所述組合物之總重量計95重量%至99重量%的所述非極性乙烯類聚合物； （B）以所述組合物之總重量計0.75重量%至1.5重量%的有機過氧化物； （C）以所述組合物之總重量計0.1重量%至0.3重量%的所述矽烷偶合劑；及 （D）以所述組合物之總重量計0.2重量%至1.3重量%的包括磷酸三烯丙酯之所述輔劑， 其中所述至少一種膜在60℃下之體積電阻率為大於或等於2.2×1015 歐姆.公分至9.5×1015 歐姆.公分。
  14. 如申請專利範圍第11項至第13項中任一項所述的電子裝置模組，其中所述電子裝置為光伏電池。
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