專利名稱：用于剛性光伏組件的背板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子器件組件。在一方面，本發(fā)明涉及包括電子器件例如太陽(yáng)能電池和保護(hù)性聚合物材料的電子器件組件，而另一方面，本發(fā)明涉及其中所述保護(hù)性聚合物材料是包含氟聚合物和聚烯烴的多層聚合物片的電子器件組件。在又一方面，本發(fā)明涉及制造電子器件組件的方法。
背景技術(shù)：
聚合物材料通常用于制造包括一個(gè)或多個(gè)電子器件的組件中，所述電子器件包括但不限于太陽(yáng)能電池(也稱為光電池)(或PV電池)、液晶面板、電致發(fā)光器件和等離子顯示裝置。所述組件常常包括與一個(gè)或多個(gè)基材例如一個(gè)或多個(gè)玻璃蓋板組合的電子器件， 其通常位于兩個(gè)基材之間，其中一個(gè)所述基材或兩個(gè)基材均包含玻璃、金屬、塑料、橡膠或另一種材料。所述聚合物材料通常用作所述組件的密封劑或密封膠，或取決于所述組件的設(shè)計(jì)，用作所述組件的表層組分，例如太陽(yáng)能電池組件中的后表層。用于這些目的的典型聚合物材料包括有機(jī)硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚乙烯醇縮丁醛樹(shù)脂、乙酸纖維素、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和離聚物。多層聚合物片通常用作太陽(yáng)能電池(光伏)組件的背板(或后表層、基材)。所述片可以包括含有聚氟乙烯(PVF)或聚偏氟乙烯(PVDF)膜、在一側(cè)具有粘合涂層的第一聚合物層，擠出在所述第一聚合物層粘合涂層上的任選染色的第二聚合物層；和，最理想地， 用于提供防潮和介電絕緣的第三聚合物層。需要所述片具有至所述密封劑的良好粘合強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣和防潮以保護(hù)所述組件中的太陽(yáng)能電池和金屬組件不受環(huán)境因素的影響。此外，所述背板必須是電絕緣的以防止所述器件的后觸點(diǎn)至接地金屬框架的傳導(dǎo)通路。所述背板材料必須也阻止?jié)駳膺M(jìn)入，因?yàn)檫@是器件不能通過(guò)IEEE1262質(zhì)量測(cè)試的常見(jiàn)的接受失敗方式。IEEE 1262通常也被稱為“濕熱測(cè)試”，且對(duì)于所述測(cè)試的一部分，根據(jù)所述規(guī)范使PV器件經(jīng)85°C和85%相對(duì)濕度(RH)作用1000小時(shí)。因此，良好的聚合物背板材料需要具有與所述密封劑的良好粘合、良好的電絕緣、機(jī)械強(qiáng)度和防潮以保護(hù)所述組件中的太陽(yáng)能電池和金屬組件不受環(huán)境因素的影響。目前的背板需要多于一個(gè)處理步驟以制備。通常，單獨(dú)地分別制備各膜層，然后將其層壓在一起，通常與中間粘合層層壓在一起。例如，US 6，521，825B2公開(kāi)了包括三層層壓膜的太陽(yáng)能電池組件。所述層中的兩個(gè)是耐熱和耐候的，而核心層是防潮的。目前，幾種多層膜用作PV組件的背板，例如
TEDLAR /PET/TEDLAR 、TEDLAR /PET/EVA 和 TEDLAR / 鋁箔 /TEDLAR 。TEDLAR 是DuPont對(duì)于聚氟乙烯的注冊(cè)商標(biāo)，pet是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，和EVA是乙烯乙酸乙烯酯。這些多層材料提供了足夠的機(jī)械強(qiáng)度和UV穩(wěn)定性，但是防潮性能對(duì)于太陽(yáng)能電池來(lái)說(shuō)長(zhǎng)期耐久性不夠好。使用鋁箔作為中心層以提供防潮性能， 但是業(yè)界擔(dān)心將導(dǎo)體層放入背板內(nèi)可能損害所述背板的長(zhǎng)期介電性能。具有高含量(28至35重量％ )衍生自乙酸乙烯酯單體的單元的EVA共聚物通常用于制造用于光伏(PV)組件中的密封膜。參見(jiàn)例如WO 95/22844、99/04971、99/05206和 2004/055908。EVA樹(shù)脂通常使用紫外(UV)光添加劑穩(wěn)定化，且通常在太陽(yáng)能電池層壓過(guò)程中使用過(guò)氧化物使其交聯(lián)以改進(jìn)在約80°C至90°C之間的溫度下的耐熱性和耐蠕變性。然而，由于幾個(gè)原因，EVA樹(shù)脂并不是理想的PV電池密封膜材料。例如，由于EVA樹(shù)脂在UV光影響下化學(xué)降解，EVA膜在強(qiáng)目光中逐漸變暗。這種變色可以導(dǎo)致在暴露于環(huán)境四年的短時(shí)間之后太陽(yáng)能組件的多于30%的功率輸出損失。EVA樹(shù)脂也吸收潮氣，并經(jīng)歷分解。薄膜光伏技術(shù)中的最近的發(fā)展，例如CuInGaSe2 (CIGS)多晶薄膜光伏電池，也需要 PV組件背板的更好的防潮性能。用于CIGSPV組件的具有EVA層的背板具有通過(guò)“濕熱測(cè)試”(根據(jù)所述規(guī)范在85°C和85%相對(duì)濕度(RH)下保持1000小時(shí))的問(wèn)題。因此，PV工業(yè)需要具有與所述密封劑的良好粘合、良好的電絕緣、機(jī)械強(qiáng)度和防潮的背板材料。發(fā)明概沭在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種包括共擠出多層片的背板，其包括i) 包含聚烯烴樹(shù)脂的內(nèi)層；ii)包含聚丙烯樹(shù)脂、聚丙烯樹(shù)脂和馬來(lái)酸酐接枝的聚丙烯 (MAH-g-PP)的共混物、或聚丙烯樹(shù)脂/MAH-g-PP多層結(jié)構(gòu)的核心層；iii)包含馬來(lái)酸酐接枝的聚偏氟乙烯(MAH-g-PVDF)、聚偏氟乙烯(PVDF)和MAH-g-PVDF的共混物、或PVDF/ MAH-g-PVDF多層結(jié)構(gòu)的外層；iv)在所述核心層和所述外層之間的第一粘結(jié)層；和V)在所述核心層和所述內(nèi)層之間的任選的第二粘結(jié)層。在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及一種剛性光電池板，其包括光電池和包括共擠出多層片的背板，所述片包括i)包含聚烯烴樹(shù)脂的內(nèi)層；ii)包含聚丙烯樹(shù)脂、聚丙烯樹(shù)脂和馬來(lái)酸酐接枝的聚丙烯(MAH-g-PP)的共混物、或聚丙烯樹(shù)脂/MAH-g-PP多層結(jié)構(gòu)的核心層；iii)包含馬來(lái)酸酐接枝的聚偏氟乙烯(MAH-g-PVDF)、聚偏氟乙烯(PVDF)和 MAH-g-PVDF的共混物、或PVDF/MAH-g-PVDF多層結(jié)構(gòu)的外層；iv)在所述核心層和所述外層之間的第一粘結(jié)層；和V)在所述核心層和所述內(nèi)層之間的任選的第二粘結(jié)層。在又一實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及包括共擠出多層片的背板，所述片包括包含如下物質(zhì)的第一層(I)PVDF和MAH-g-PVDF的共混物；(2)MAH-g-PVDF ;或(3)包括PVDF層和 MAH-g-PVDF層的兩層結(jié)構(gòu)；包含如下物質(zhì)的第二層(I)聚丙烯樹(shù)脂；(2)聚丙烯樹(shù)脂和馬來(lái)酸酐接枝的聚丙烯(MAH-g-PP)的共混物；或(3)包括聚丙烯樹(shù)脂層和MAH-g-PP層的兩層結(jié)構(gòu)；和插入所述第一層和所述第二層之間，并且與所述第一層和所述第二層接觸的第一粘結(jié)層，所述第一粘結(jié)層包含如下物質(zhì)中的至少一種乙烯甲基丙烯酸酯樹(shù)脂(EMA)、乙烯甲基丙烯酸縮水甘油酯樹(shù)脂(E-GMA)、或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯樹(shù)脂(E-MA-GMA)，或是具有包含甲基丙烯酸縮水甘油酯和胺的官能團(tuán)的聚烯烴，其中(1)當(dāng)所述第一層包括兩層結(jié)構(gòu)時(shí)，則所述MAH-g-PVDF層與所述第一粘結(jié)層接觸；和(2)當(dāng)所述第二層包括兩層結(jié)構(gòu)時(shí)，則所述MAH-g-PP層與所述第一粘結(jié)層接觸。本發(fā)明包括制備從所述背板生產(chǎn)的背板和制品的方法。


圖la、b、c各自顯示了本發(fā)明背板實(shí)施方式的三層測(cè)試片段的示意圖。圖2a、b和c各自顯示了從圖I中所示的片段制備的背板的示意圖。圖3a、b和c各自顯示了圖2中所示的背板的可選實(shí)施方式。

發(fā)明內(nèi)容
定義在本公開(kāi)中的數(shù)字范圍包括從較低值至較高值以一個(gè)單位為增量且包括所述較低值和所述較高值的所有的值，條件是在任何較低值和任何較高值之間有至少兩個(gè)單位的分隔。例如，如果組成、物理或其它性能，例如分子量、粘度、熔融指數(shù)等為100至1，000，旨在明白地列舉所有單獨(dú)的值例如100、101、102等和子范圍例如100至144、155至170、197 至200等。對(duì)于含有小于I或含有大于I的分?jǐn)?shù)(例如I. I、I. 5等)的值的范圍，如適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)單位被認(rèn)為是O. 0001、0. 001、0. 01或O. I。對(duì)于含有小于10 (例如1-5)的單一數(shù)字的范圍，一個(gè)單位通常被認(rèn)為是O. I。這些僅是具體意指的實(shí)例，并且在列舉的最低值和最高值之間的所有可能的數(shù)值的組合被認(rèn)為明白陳述在本公開(kāi)中。本公開(kāi)中提供了尤其是熔融指數(shù)、分子量分布(Mw/Mn)、結(jié)晶度百分?jǐn)?shù)、共聚單體百分?jǐn)?shù)和共聚單體中碳原子數(shù)的數(shù)值范圍?！敖M合物”等術(shù)語(yǔ)是指兩種或更多種材料的混合物。包括在組合物中的是預(yù)反應(yīng)、 反應(yīng)和反應(yīng)后混合物，其中反應(yīng)后混合物將包括反應(yīng)產(chǎn)物和副產(chǎn)物以及反應(yīng)混合物的未反應(yīng)組分和分解產(chǎn)物，如果分解產(chǎn)物存在，其由預(yù)反應(yīng)或反應(yīng)混合物中的一種或多種組分形成?！肮不煳铩?、“聚合物共混物”等術(shù)語(yǔ)是指兩種或更多種聚合物的組合物。這樣的共混物是可混合或不可混合的。這種共混物可以是相分離或不是相分離的。如透射電鏡法、 光散射、X射線散射和任何其它本領(lǐng)域中已知的方法測(cè)定的，這種共混物可含有或不含有一種或多種域結(jié)構(gòu)(domain configuration)。共混物不是疊層,但是疊層的一個(gè)或多個(gè)層可以包含共混物?！熬酆衔铩笔侵竿ㄟ^(guò)單體聚合所制備的聚合化合物，無(wú)論是相同還是不同類型的單體。因此上位術(shù)語(yǔ)聚合物包括術(shù)語(yǔ)均聚物和如下定義的術(shù)語(yǔ)互聚物，其中均聚物通常用于指僅從一種類型的單體制備的聚合物?！盎ゾ畚铩笔侵竿ㄟ^(guò)至少兩種不同單體聚合制備的聚合物。該上位術(shù)語(yǔ)包括共聚物，其通常用于指從兩種不同的單體制備的聚合物，和從多于兩種不同的單體制備的聚合物，例如三元共聚物、四元共聚物等?！跋N基聚合物”、“聚烯烴”、“PO”等術(shù)語(yǔ)是指包括大于50摩爾％衍生自聚合烯烴單體例如乙烯或丙烯的單元(基于可聚合單體的總量)的聚合物。代表性的聚烯烴包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚異戊二烯及其多種互聚物。在本公開(kāi)的情況下，“烯烴基聚合物”等術(shù)語(yǔ)明確地排除了烯烴多嵌段互聚物。“烯烴多嵌段互聚物”、“多嵌段互聚物”、“多嵌段共聚物”、“嵌段共聚物”等術(shù)語(yǔ)是指包括優(yōu)選以線性方式連接的兩個(gè)或更多個(gè)化學(xué)不同的區(qū)域或段(被稱為“嵌段”)的聚合物，即包括考慮到聚合烯鍵官能團(tuán)首尾連接而不是以懸吊或接枝方式連接的化學(xué)不同單元的聚合物。在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述嵌段在如下方面不同包括的共聚單體的量或種類、 密度、結(jié)晶度、可歸于這種組成的聚合物的晶粒大小、立構(gòu)規(guī)整的種類或程度(全同立構(gòu)或間同立構(gòu))、區(qū)域規(guī)整或區(qū)域不規(guī)整、支化度(包括長(zhǎng)鏈支化或超支化)、均勻性或任何其它化學(xué)或物理性質(zhì)。與包括通過(guò)順序單體加成、流變催化劑或陰離子聚合技術(shù)生產(chǎn)的共聚物的現(xiàn)有技術(shù)嵌段共聚物相比，本發(fā)明的實(shí)踐中使用的多嵌段共聚物的特征在于獨(dú)特的聚合物多分散性(PDI *Mw/Mn*MWD)分布、嵌段長(zhǎng)度分布、和/或嵌段數(shù)分布，其在優(yōu)選實(shí)施方式中是由于制造所述共聚物中使用的一種或多種梭移劑與多種催化劑組合的效應(yīng)。更具體地，當(dāng)以連續(xù)工藝生產(chǎn)時(shí)，所述聚合物理想地具有I. 7至3. 5、優(yōu)選I. 8至3、更優(yōu)選I. 8至
2.5、和最優(yōu)選I. 8至2. 2的Η)Ι。當(dāng)以分批或半分批工藝生產(chǎn)時(shí)，所述聚合物理想地具有
I.O至3. 5、優(yōu)選I. 3至3、更優(yōu)選I. 4至2. 5、和最優(yōu)選I. 4至2的TOI。在本公開(kāi)的情況下，“烯烴多嵌段互聚物”等術(shù)語(yǔ)明確地排除了烯烴基聚合物。代表性的烯烴多嵌段互聚物包括TheDow Chemical Company以商標(biāo)INFUSE 制造和銷售的烯烴多嵌段互聚物?！耙蚁┒嗲抖喂簿畚铩钡刃g(shù)語(yǔ)是指包括衍生自乙烯和一種或多種可共聚的共聚單體單元的多嵌段共聚物，其中所述衍生自乙烯的單元包括在所述聚合物中的至少一個(gè)嵌段或鏈段，優(yōu)選至少90、更優(yōu)選至少95和最優(yōu)選至少98摩爾％所述嵌段的多個(gè)聚合單體單元?；诳偟木酆衔镏亓?，用于本發(fā)明實(shí)踐中的乙烯多嵌段共聚物優(yōu)選具有25至97、更優(yōu)選40至96、甚至更優(yōu)選55至95和最優(yōu)選65至85%的乙烯含量?！耙蚁┗酆衔铩钡刃g(shù)語(yǔ)是指包括多于50摩爾％的聚合乙烯單體(基于可聚合單體的總量)的烯烴基聚合物。如本公開(kāi)的情況下使用的，乙烯基聚合物等術(shù)語(yǔ)明確地排除了乙烯多嵌段互聚物?！耙蚁? α -烯烴互聚物”等術(shù)語(yǔ)是指包括多于50摩爾％的聚合乙烯單體(基于可聚合單體的總量)和至少一種α-烯烴的烯烴基互聚物。如本公開(kāi)的情況下使用的，乙烯 / α -烯烴互聚物等術(shù)語(yǔ)明確地排除了乙烯/ α -烯烴多嵌段互聚物?！盁o(wú)規(guī)乙烯/ α -烯烴互聚物”等術(shù)語(yǔ)與其在本領(lǐng)域中指代聚合物時(shí)的用途一致地用于本公開(kāi)中，且其是指其中所述一種或多種共聚單體沿所述聚合物鏈無(wú)規(guī)分布的乙烯基互聚物。如本公開(kāi)的情況下使用的，無(wú)規(guī)乙烯/ α -烯烴互聚物等術(shù)語(yǔ)明確地排除了乙烯/ α-烯烴多嵌段互聚物?！氨┗酆衔铩钡刃g(shù)語(yǔ)是指包括多于50摩爾％的聚合丙烯單體(基于可聚合單體的總量)的烯烴基聚合物。如本公開(kāi)的情況下使用的，丙烯基聚合物等術(shù)語(yǔ)明確地排除了丙烯多嵌段互聚物?！氨? α -烯烴互聚物”等術(shù)語(yǔ)是指包括多于50摩爾％的聚合丙烯單體(基于可聚合單體的總量)和至少一種α-烯烴的互聚物。如本公開(kāi)的情況下使用的，丙烯/α-烯烴互聚物等術(shù)語(yǔ)明確地排除了丙烯/ α -烯烴多嵌段互聚物。術(shù)語(yǔ)“丙烯/乙烯互聚物”等術(shù)語(yǔ)是指包括多于50摩爾％的聚合丙烯單體(基于可聚合單體的總量)和互聚物的剩余部分包括至少一些例如通常至少I摩爾％聚合乙烯單體的互聚物。如本公開(kāi)中使用的，該術(shù)語(yǔ)不指丙烯/乙烯多嵌段互聚物?！隘B層”、“層壓”等術(shù)語(yǔ)是指兩個(gè)或更多個(gè)層，例如膜層，其彼此密切接觸。疊層包括帶有涂層的模制制品。疊層不是共混物，雖然疊層的一個(gè)或多個(gè)層可以包含共混物。在單一步驟的共擠出過(guò)程中制備本發(fā)明的背板。所述背板包括至少三個(gè)主要層，在所述主要層之間具有粘結(jié)層。第一主要層，或內(nèi)層需要允許在所述背板和所述電子器件之間的良好粘合性。所述第一層通常包含聚烯烴，其在聚丙烯和用于所述密封層中的材料之間提供良好的粘合性。適當(dāng)?shù)木巯N包括乙烯均聚物或乙烯的共聚物，特別是非均相支化的線性乙烯基互聚物和乙烯微嵌段共聚物。非均相支化的線性乙烯基互聚物與均相支化的乙烯基互聚物主要在其共聚單體支化分布方面不同。例如，非均相支化的互聚物具有支化分布，其中所述聚合物分子不具有相同的乙烯與共聚單體之比。均相支化的乙烯基互聚物通常使用齊格勒-納塔催化劑系統(tǒng)制備。這些線性互聚物缺少長(zhǎng)鏈支化(或可測(cè)量的量的長(zhǎng)鏈支化)。非均相支化的乙烯基互聚物包括，但不限于線性中密度聚乙烯(LMDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、非常低密度的聚乙烯(VLDPE)和超低密度聚乙烯(ULDPE)。商業(yè)聚合物包括D0WLEX 聚合物、ATTANE 聚合物和FLEX0MER 聚合物(全部得自The Dow Chemical Company)，以及 ESC0RENE 和 EXCEED 聚合物(均得自 Exxon Mobil)。所述內(nèi)層也可以包括含有馬來(lái)酸酐的共聚物或馬來(lái)酸酐改性的聚烯烴，其可以與具有例如甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、胺等官能團(tuán)的粘結(jié)層聚合物形成強(qiáng)的化學(xué)鍵。商業(yè)聚合物包括BYNEL 聚合物(得自DuPont)，馬來(lái)酸酐改性的乙烯乙酸乙烯酯聚合物。所述內(nèi)層也可以包含著色顏料，通常為白色。適當(dāng)?shù)念伭鲜茿MPACET 11560白色顏料，且其能夠以基于所述內(nèi)層的重量約8%的量加入。其它可選的組分包括UV穩(wěn)定劑和抗氧化劑，例如 O. 6 重量％ 的 CYASORB UV 3853PP5、0. 3 重量％ 的 CYASORB THT200U0. 2 重量％ 的 UVINAL 5050H、0. I 重量％ 的 TINUVIN 770 和 O. 025 重量％ 的 IRGAN0X 1010， 所有百分比均基于聚烯烴樹(shù)脂的重量。所述內(nèi)層通常具有約I密耳至約5密耳的厚度。所述第二主要層，核心層，提供了尺寸穩(wěn)定性。所述第二層通常包含聚丙烯樹(shù)脂或聚丙烯樹(shù)脂和馬來(lái)酸酐接枝的聚丙烯(MAH-g-PP)的共混物、或聚丙烯/MAH-g-PP多層結(jié)構(gòu)。適當(dāng)?shù)木郾┗酆衔锇ū┚畚?、丙烯互聚物以及聚丙烯的反?yīng)器共聚物 (RCPP)，其可以包含約I至約20重量％的乙烯或4至20個(gè)碳原子的α-烯烴共聚物。所述聚丙烯均聚物可以是全同立構(gòu)、間同立構(gòu)或無(wú)規(guī)立構(gòu)的聚丙烯。所述丙烯互聚物可以是無(wú)規(guī)或嵌段共聚物，或丙烯基三元共聚物。在另一實(shí)施方式中，所述丙烯基聚合物可以是成核的?！俺珊说摹焙皖愃频男g(shù)語(yǔ)是指通過(guò)加入成核劑例如可商購(gòu)自Milliken的二芐基山梨醇Millad 使聚合物改性。也可以使用其它常規(guī)的成核劑。所述丙烯聚合物可以是結(jié)晶的、半結(jié)晶的或無(wú)定形的。結(jié)晶聚丙烯聚合物通常具有至少90摩爾％的衍生自丙烯的重復(fù)單元，優(yōu)選至少97%、更優(yōu)選至少99%。與丙烯聚合的適當(dāng)?shù)墓簿蹎误w包括乙烯、I-丁烯、I-戊烯、I-己烯、I-庚烯、I-辛烯、I-壬烯、I-癸烯、I-十一烯、I-十二烯以及4-甲基-I-戍烯、4-甲基-I-己烯、5-甲基-I-己烯、乙烯基環(huán)己烷和苯乙烯。優(yōu)選的共聚單體包括乙烯、I-丁烯、I-己烯和I-辛烯，和更優(yōu)選乙烯。如此處使用的，僅提及丙烯基聚合物時(shí)，丙烯/烯烴互聚物具體地包括丙烯/乙烯互聚物。任選地，所述丙烯基聚合物包括具有至少兩個(gè)雙鍵的單體，其優(yōu)選為二烯或三烯。 適當(dāng)?shù)亩『投」簿蹎误w包括7_甲基-1,6_羊二稀、3, 7_ 二甲基-1,6_羊二稀、5, 7- 二甲基-I，6_羊二稀、3, 7，11-二甲基-1,6，10-羊二稀、6_ 甲基-I, 5-庚二稀、I，3-丁二烯、I,6-庚二烯、I，7-辛二烯、I，8-壬二烯、I，9-癸二烯、I，10- ^碳二烯、降冰片烯、四環(huán)十二烯或其混合物，優(yōu)選丁二烯、己二烯和辛二烯，和最優(yōu)選1，4_己二烯、I，9-癸二烯、4-甲基_1，4-己二稀、5-甲基-1,4-己二稀、二環(huán)戍二稀和5-亞乙基_2_降冰片稀(ENB)。另外的不飽和共聚單體包括1，3_ 丁二烯、1，3_戊二烯、降冰片二烯和二環(huán)戊二烯；包括苯乙烯，鄰、間和對(duì)甲基苯乙烯，二乙烯基苯，乙烯基聯(lián)苯，乙烯基萘的C8-20乙烯基芳族化合物；和鹵素取代的C8-40乙烯基芳族化合物,例如氯苯乙烯和氟苯乙烯。特別感興趣的丙烯共聚物包括丙烯/乙烯、丙烯/I- 丁烯、丙烯/I-己烯、丙烯 /4-甲基-I-戍烯、丙烯/I-辛烯、丙烯/乙烯/I-丁烯、丙烯/乙烯/ENB、丙烯/乙烯/I-己烯、丙烯/乙烯/I-辛烯、丙烯/苯乙烯和丙烯/乙烯/苯乙烯。通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)中的手段例如使用單位點(diǎn)催化劑(茂金屬或限定幾何構(gòu)型) 或齊格勒-納塔催化劑形成適當(dāng)?shù)木郾?。在本領(lǐng)域技術(shù)中的條件下，例如如Galli等人，Angew. Macromol. Chem.,第 120 卷，73 (1984),或 E. P. Moore 等人在 Polypropylene Handbook, HanserPubIishers, New York, 1996,特別是在11-98頁(yè)中所公開(kāi)的，使丙烯和任選的共聚單體例如乙烯或α-烯烴單體聚合。如下是可以用于本發(fā)明組合物中的示例性而非限制性的聚丙烯聚合物PR0FAX SR-256M，密度為O. 90g/cc和MFR為2g/10min的澄清的聚丙烯共聚物樹(shù)脂，PR0FAX 8623， 密度為O. 90g/cc和MFR為I. 5g/10min的耐沖擊聚丙烯共聚物樹(shù)脂，和CATALL0Y ，聚丙烯 (均聚物或共聚物)與一種或多種丙烯-乙烯或乙烯-丙烯共聚物的反應(yīng)器內(nèi)共混物，所述共混物具有寬范圍的密度和MFR，均可得自Basell (Elkton，MD);可得自The Dow Chemical Company的VERSIFY 塑性體和彈性體，且作為密度為O. 86至O. 89g/cc和MFR為2至 25g/10min的丙烯/乙烯共聚物可得；和熔體流動(dòng)指數(shù)為O. 5dg/min (230C/2. 16kg)和熔點(diǎn)為164C，可得自The Dow Chemical Company的INSPIRE D114支化耐沖擊共聚物。其它聚丙烯聚合物包括Shell的KF 6100均聚物聚丙烯、Solvay的KS 4005聚丙烯共聚物和 Solvay的KS 300聚丙烯三元共聚物。MAH-g-PP樹(shù)脂的制備是本領(lǐng)域中公知的，且這些樹(shù)脂可商購(gòu)獲得，例如得自 Chemtura 的 POLYBOND 樹(shù)脂。所述核心層還可以包括著色顏料，通常為白色。適當(dāng)?shù)念伭鲜茿MPACET 11343白色顏料，且其能夠以基于所述內(nèi)層的重量約8%的量加入。其它任選的組分包括UV穩(wěn)定劑， 例如 O. 6 重量％ 的 CYASORB UV 3853PP5、0. 3 重量％ 的 CYASORB THT 2001,0. 2 重量％ 的 UVINAL 5050H、0. I 重量％的 TINUVIN 770 和 O. 025 重量％ 的 IRGAN0X 1010，所有百分比均基于聚烯烴樹(shù)脂的重量。所述核心層通常具有約I密耳至約15密耳、優(yōu)選約I密耳至約5 密耳的厚度。所述第三層或外層提供了耐候性，環(huán)境和水蒸汽防護(hù)。所述外層可以包含馬來(lái)酸酐接枝的聚偏氟乙烯(MAH-g-PVDF)、聚偏氟乙烯(PVDF)和MAH-g-PVDF的共混物、或PVDF/ MAH-g-PVDF多層結(jié)構(gòu)。所述外層也可以包含著色顏料，通常為白色。適當(dāng)?shù)念伭鲜荎ynarFlex 白色濃縮物(得自Chromatics)，且其能夠以基于所述內(nèi)層的重量約10%的量加入。其它任選的組分包括UV穩(wěn)定劑和抗氧化劑。所述外層通常具有約I密耳至約5密耳的厚度。將所述背板共擠出，在所述核心層和所述外層之間具有粘結(jié)層。粘結(jié)層也可以存在于所述核心層和所述內(nèi)層(或者如果在實(shí)施方式中不存在內(nèi)層則為密封層)之間。所述粘結(jié)層包含具有甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)官能團(tuán)的共聚物或三元共聚物，其可以與馬來(lái)酸酐反應(yīng)。所述粘結(jié)層也包含由包含甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)、胺等這些官能團(tuán)改性的聚合物。所述共聚物包括乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(E-GMA)的共聚物。所述三元共聚物包括乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物(E-MA-GMA)的三元共聚物。E-GMA共聚物和E-MA-GMA三元共聚物也是商購(gòu)可得的。適當(dāng)?shù)腅-GMA共聚物包括LOTADER AX8840乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。適當(dāng)?shù)腅-MA-GMA三元共聚物包括L0TADERAX8950乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯三元共聚物。所述粘結(jié)層也可以包含UV穩(wěn)定劑和抗氧化劑，例如0.6重量％的CYASORB UV 3853PP5、0. 3 重量 ％ 的 CYASORB THT 2001、0. 2 重量 ％ 的 UVINAL 5050H、0. I 重量 ％ 的 TINUVIN 770和O. 025重量％的IRGAN0X 1010，所有百分比均基于聚烯烴樹(shù)脂的重量。各個(gè)粘結(jié)層通常具有約O. 05密耳至約2密耳的厚度。在一些實(shí)施方式中，E-GMA基粘結(jié)層與包含馬來(lái)酸酐(MAH)接枝聚合物的主要層結(jié)合使用。該實(shí)施方式改進(jìn)了層之間的結(jié)合，原因是MAH與E-GMA反應(yīng)以形成強(qiáng)的化學(xué)鍵。 可以使用MAH接枝聚合物與非MAH接枝聚合物的共混物以降低成本。圖Ia顯示了該實(shí)施方式的背板的一部分。圖Ib和Ic顯示了其中一個(gè)或多個(gè)主要層被分為多層以通過(guò)具有與所述粘結(jié)層接觸的單獨(dú)MAH接枝聚合物層以降低成本的該實(shí)施方式的可選方案。圖2a、2b和2c分別顯示了基于圖la、lb和Ic中所示的段的背板的所得結(jié)構(gòu)。如圖3a、3b和3c中所示，在一些實(shí)施方式中可以通過(guò)排除內(nèi)層并用密封膜代替它以進(jìn)一步簡(jiǎn)化圖2a、2b和2c中顯示的背板結(jié)構(gòu)。所述密封膜可以是EVA或硅烷官能化的聚合物，例如硅烷接枝的烯烴彈性體或硅烷接枝的多嵌段共聚物?？紤]到用于本發(fā)明實(shí)踐中的烯烴多嵌段互聚物，其在乙烯多嵌段共聚物的情況下描述，并理解為一般說(shuō)來(lái)這些共聚物是烯烴多嵌段互聚物的實(shí)例。使用兩種催化劑引入不同數(shù)量的共聚單體制備所述乙烯多嵌段共聚物，且這些共聚物的嵌段重量比為95 : 5至5 : 95。所述彈性體聚合物基于所述聚合物的總重量理想地具有20至90%的乙烯含量、任選O. I至10%的二烯含量和10至80%的烯烴含量。此外優(yōu)選地，該實(shí)施方式的多嵌段彈性體聚合物基于所述聚合物的總重量具有60至90%的乙烯含量、O. I至10%的二烯含量和10至40%的烯烴含量。優(yōu)選的聚合物是高分子量聚合物，其重均分子量(Mw)為10，000至約2，500，000、優(yōu)選20，000至500，000、更優(yōu)選20，000 至350，000 ;其多分散性小于3. 5、更優(yōu)選小于3和低至約2 ;其門尼粘度(ML (1+4) 125C)為 I至250。更優(yōu)選地，該聚合物具有65至75%的乙烯含量、O至6%的二烯含量和20至35% 的烯烴含量。用于本發(fā)明實(shí)踐中的乙烯多嵌段共聚物的密度小于約O. 90、優(yōu)選小于約O. 89、更優(yōu)選小于約O. 885、甚至更優(yōu)選小于約O. 88和甚至更優(yōu)選小于約O. 875g/cc。所述乙烯多嵌段共聚物通常具有大于約O. 85、和更優(yōu)選大于約O. 86g/cc的密度。通過(guò)ASTM D-792的步驟測(cè)量密度。低密度乙烯多嵌段共聚物通常特征在于無(wú)定形、柔性和具有良好的光學(xué)性能，例如高的可見(jiàn)光和UV光的透射和低的霧度。用于本發(fā)明實(shí)踐中的乙烯多嵌段共聚物通常具有小于約125的熔點(diǎn)。通過(guò)描述在 WO 2005/090427 (US2006/0199930)中描述的差示掃描量熱(DSC)方法測(cè)量熔點(diǎn)。具有低熔點(diǎn)的乙烯多嵌段共聚物通常顯示在制造本發(fā)明的組件中有用的理想的柔性和熱塑性性能。用于本發(fā)明實(shí)踐中的乙烯多嵌段共聚物及其制備和用途更全面地描述于USP 7，355，089、WO 2005/090427、US2006/0199931、US2006/0199930、US2006/0199914、 US2006/0199912、US2006/019991U US2006/0199910, US2006/0199908, US2006/0199907, US2006/0199906、US2006/0199905、US2006/0199897、US2006/0199896、US2006/0199887、 US2006/0199884、US2006/0199872、US2006/0199744、US2006/0199030, US2006/0199006 和 US2006/0199983 中。通過(guò)共擠出形成所述多層背板，其中共擠出是本領(lǐng)域中的公知技術(shù)。多層膜制造技術(shù)描述于如下文獻(xiàn)中The Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer, 第三版，John Wiley & Sons, New York，1981，第 16 卷，416-417 頁(yè)和第 18 卷，191-192 頁(yè)；Wilmer A. Jenkins 和 James P. Harrington 的 Packaging Foods With Plastics, (1991), 19-27 頁(yè)；Thomas I. Butler 的 “Coextrusion Basics，，，F(xiàn)ilm Extrusion Manual Process,Materials, Properties 31-80 頁(yè)(由 TAPPI Press (1992)公開(kāi));W. J. Schrenk和 C. R. Finch 的 “Coextrusion For Barrier Packaging，，，Society of Plastics Engineers RETEC Proceedings,六月，15-17 (1981)，211-229 頁(yè)；K. R. Osborn 和 W. A. Jenkins ;和 Plastic Films, Technology and Packaging Applications(Technomic Publishing Co., Inc. (1992))，此處將其公開(kāi)引入作為參考。在制造之后，可以使用本領(lǐng)域中公知的方法和步驟使本發(fā)明的多層膜取向 (離線或在連續(xù)操作中)?？梢允褂秒p軸取向工藝?yán)缋鶛C(jī)、“禁錮氣泡”和“雙氣泡”工藝使所述膜取向。適當(dāng)?shù)募夹g(shù)描述于美國(guó)專利3，456，044 (Pahlke)、美國(guó)專利 4，865，902 (Golike 等人)、美國(guó)專利 4，352，849 (Mueller)、美國(guó)專利 4，820，557 (Warren)、 美國(guó)專利4，927，708 (Herran等人)、美國(guó)專利4，963，419 (Lustig等人)和美國(guó)專利 4，952，451 (Mueller)中，此處將其各自的公開(kāi)引入作為參考。
具體實(shí)施例方式買施例通過(guò)共擠出多層膜制備背板。所述膜具有ATTANE 4202 ULDPE的內(nèi)層，其比重為 0.915(通過(guò)ASTM D792測(cè)量)和熔融指數(shù)(I2)為3. 2g/10min (通過(guò)ASTM D1238測(cè)量，條件 1900C /2. 16kg)。所述膜具有聚丙烯(INSPIRE Dl 18. 01 或 INSPIRE Dl 18. 02 聚丙烯樹(shù)脂，均可得自The Dow Chemical Company)的核心層。實(shí)施例I具有聚丙烯樹(shù)脂(INSPIRE D118. 01或INSPIRE D118. 02聚丙烯樹(shù)脂)的外層和如下UV和抗氧化穩(wěn)定劑0. 6重量％ 的 CYASORB UV 3853PP5、0. 3 重量％的 CYASORB THT 2001,0. 2 重量％的 UVINAL5050H、0. I 重量％的TINUVIN 770和0. 025重量％的IRGAN0X 1010，所有百分比均基于聚烯烴樹(shù)脂的重量。實(shí)施例2具有KYNAR710-PLT PVDF樹(shù)脂的外層。實(shí)施例3具有KYNAR 710-PLT PVDF 樹(shù)脂和PLEXIGLAS HFI7-101橡膠改性PMMA樹(shù)脂的50 50共混物的外層。實(shí)施例4具有 PLEXIGLAS HFI7-101橡膠改性PMMA樹(shù)脂的外層。所有的實(shí)施例1_4在所述內(nèi)層和核心層之間以及核心層和外層之間具有粘結(jié)層，其中所述粘結(jié)層是LOTRYL 24MA005乙烯丙烯酸甲酯(EMA)樹(shù)脂(24%丙烯酸甲酯，MI為0. 5g/10min)和LOTRYL 28MA07EMA樹(shù)月旨(28%丙烯酸甲酯，I2為7g/10min)的50 50共混物。
將實(shí)施例1-4層壓至MADICO PHOTO-MARK TPE基礎(chǔ)層上的不同的密封膜。也以相同方式層壓兩種商業(yè)產(chǎn)品MADICO PHOTO-MARK TPE和IS0V0LTA TPT用于對(duì)比。粘合結(jié)果示于表I中。也在層壓測(cè)試中評(píng)估除外層為HDPE之外與實(shí)施例1-4相同的另外的測(cè)試背板，但是結(jié)果未示于表I中。也評(píng)估層壓背板的收縮、粘貼、分層、卷曲/包裹、起皺、至所述密封劑的粘合性和總體的美感。具有HDPE外層的測(cè)試膜在層壓方法中表現(xiàn)不好，其不能經(jīng)受140-150°C的溫度并具有聚四氟乙烯覆蓋片的壓印。具有橡膠改性PMMA(不與PVDF共混)的背板在層壓測(cè)試中由于大量卷曲并具有聚四氟乙烯覆蓋片的壓印而表現(xiàn)不好。具有基于PP、PVDF或PVDF/ 橡膠改性PMMA共混物的外層的膜在層壓工藝中表現(xiàn)良好，在層壓之前和之后所述膜看起來(lái)相同，在美感、卷曲、表面紋理、顏色或尺寸方面沒(méi)有明顯改變(沒(méi)有明顯收縮)。表I-層壓粘合測(cè)試
權(quán)利要求
1.一種包括共擠出多層片的背板，其包括i)包含聚烯烴樹(shù)脂的內(nèi)層； )包含聚丙烯樹(shù)脂、聚丙烯樹(shù)脂和馬來(lái)酸酐接枝的聚丙烯(MAH-g-PP)的共混物、或聚丙烯樹(shù)脂/MAH-g-PP多層結(jié)構(gòu)的核心層；iii)包含馬來(lái)酸酐接枝的聚偏氟乙烯(MAH-g-PVDF)、聚偏氟乙烯(PVDF)和 MAH-g-PVDF的共混物、或PVDF/MAH-g-PVDF多層結(jié)構(gòu)的外層；iv)在所述核心層和所述外層之間的第一粘結(jié)層；和V)在所述核心層和所述內(nèi)層之間的任選的第二粘結(jié)層。
2.權(quán)利要求I的背板，其中所述聚烯烴樹(shù)脂是非均相支化的乙烯基互聚物或馬來(lái)酸酐改性的聚烯烴。
3.權(quán)利要求I的背板，其中所述內(nèi)層的厚度為約I密耳至約5密耳。
4.權(quán)利要求I的背板，其中一個(gè)或多個(gè)層還包含顏料。
5.權(quán)利要求I的背板，其中一個(gè)或多個(gè)層還包含至少一種UV穩(wěn)定劑或抗氧化劑。
6.權(quán)利要求I的背板，其中所述核心層的厚度為約I密耳至約15密耳。
7.權(quán)利要求I的背板，其中所述第一粘結(jié)層是包含如下物質(zhì)中至少一種的乙烯共聚物乙烯甲基丙烯酸酯樹(shù)脂(EMA)、乙烯甲基丙烯酸縮水甘油酯樹(shù)脂(E-GMA)、或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯樹(shù)脂(E-MA-GMA)，或是具有包含甲基丙烯酸縮水甘油酯和胺的官能團(tuán)的聚烯烴。
8.權(quán)利要求I的背板，其中所述第一粘結(jié)層和/或所述任選的第二粘結(jié)層各自的厚度為約O. 05密耳至2密耳。
9.權(quán)利要求I的背板，其中所述第二粘結(jié)層，當(dāng)存在時(shí)，是包含如下物質(zhì)中至少一種的乙烯共聚物乙烯甲基丙烯酸酯樹(shù)脂(EMA)、乙烯甲基丙烯酸縮水甘油酯樹(shù)脂(E-GMA)、或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯樹(shù)脂(E-MA-GMA)，或是具有包含甲基丙烯酸縮水甘油酯和胺的官能團(tuán)的聚烯烴。
10.一種剛性光電池板,其包括光電池；包括共擠出多層片的背板，其包括i)包含聚烯烴樹(shù)脂的內(nèi)層； )包含聚丙烯樹(shù)脂、聚丙烯樹(shù)脂和馬來(lái)酸酐接枝的聚丙烯(MAH-g-PP)的共混物、或聚丙烯樹(shù)脂/MAH-g-PP多層結(jié)構(gòu)的核心層；iii)包含馬來(lái)酸酐接枝的聚偏氟乙烯(MAH-g-PVDF)、聚偏氟乙烯(PVDF)和 MAH-g-PVDF的共混物、或PVDF/MAH-g-PVDF多層結(jié)構(gòu)的外層；iv)在所述核心層和所述外層之間的第一粘結(jié)層；和V)在所述核心層和所述內(nèi)層之間的任選的第二粘結(jié)層。
11.包括共擠出多層片的背板，所述片包括包含如下物質(zhì)的第一層(I)PVDF和MAH-g-PVDF的共混物；⑵MAH-g-PVDF ;或(3)包括PVDF層和MAH-g-PVDF層的兩層結(jié)構(gòu)；包含如下物質(zhì)的第二層(I)聚丙烯樹(shù)脂；(2)聚丙烯樹(shù)脂和馬來(lái)酸酐接枝的聚丙烯 (MAH-g-PP)的共混物；或(3)包括聚丙烯樹(shù)脂層和MAH-g-PP層的兩層結(jié)構(gòu)；和插入所述第一層和所述第二層之間，并且與所述第一層和所述第二層接觸的第一粘結(jié)層，所述第一粘結(jié)層包含如下物質(zhì)中的至少一種乙烯甲基丙烯酸酯樹(shù)脂(EMA)、乙烯甲基丙烯酸縮水甘油酯樹(shù)脂(E-GMA)、或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯樹(shù)脂 (E-MA-GMA)，或是具有包含甲基丙烯酸縮水甘油酯和胺的官能團(tuán)的聚烯烴，其中(1)當(dāng)所述第一層包括兩層結(jié)構(gòu)時(shí)，則所述MAH-g-PVDF層與所述第一粘結(jié)層接觸；和(2)當(dāng)所述第二層包括兩層結(jié)構(gòu)時(shí)，則所述MAH-g-PP層與所述第一粘結(jié)層接觸。
12.權(quán)利要求11的背板，其中所述多層片還包括包含聚烯烴樹(shù)脂的第三層；和插入所述第三層和所述第二層之間，并且與所述第三層和所述第二層接觸的第二粘結(jié)層，其中所述第二粘結(jié)層是包含如下物質(zhì)中至少一種的乙烯共聚物乙烯甲基丙烯酸酯樹(shù)脂(EMA)、乙烯甲基丙烯酸縮水甘油酯樹(shù)脂(E-GMA)、或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯樹(shù)脂(E-MA-GMA)，或是具有包含甲基丙烯酸縮水甘油酯和胺的官能團(tuán)的聚烯烴。
13.權(quán)利要求12的背板，其中所述聚烯烴樹(shù)脂是非均相支化的乙烯基互聚物或馬來(lái)酸酐改性的聚烯烴。
14.權(quán)利要求11的背板，其中所述第一層的厚度為約I至約5密耳。
15.權(quán)利要求11的背板，其中所述第二層的厚度為約I至約15密耳。
16.權(quán)利要求11的背板，其中所述第一粘結(jié)層的厚度為約O.05至約2密耳。
17.權(quán)利要求11的背板，其中所述片還包括與所述第二層相鄰或通過(guò)第三粘結(jié)層連接至所述第二層的密封膜。
18.權(quán)利要求17的背板，其中所述密封膜包含硅烷官能化的樹(shù)脂。
19.制造背板的方法，該方法包括共擠出具有如下層的多層膜i)包含聚烯烴樹(shù)脂的內(nèi)層； )包含聚丙烯樹(shù)脂、聚丙烯樹(shù)脂和馬來(lái)酸酐接枝的聚丙烯(MAH-g-PP)的共混物、或聚丙烯樹(shù)脂/MAH-g-PP多層結(jié)構(gòu)的核心層；iii)包含馬來(lái)酸酐接枝的聚偏氟乙烯(MAH-g-PVDF)、聚偏氟乙烯(PVDF)和 MAH-g-PVDF的共混物、或PVDF/MAH-g-PVDF多層結(jié)構(gòu)的外層；iv)在所述核心層和所述外層之間的第一粘結(jié)層；和V)在所述核心層和所述內(nèi)層之間的任選的第二粘結(jié)層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括共擠出多層片的背板，其包括i)包含聚烯烴樹(shù)脂的內(nèi)層；ii)包含聚丙烯樹(shù)脂、聚丙烯樹(shù)脂和馬來(lái)酸酐接枝的聚丙烯(MAH-g-PP)的共混物、或聚丙烯樹(shù)脂/MAH-g-PP多層結(jié)構(gòu)的核心層；iii)包含馬來(lái)酸酐接枝的聚偏氟乙烯(MAH-g-PVDF)、聚偏氟乙烯(PVDF)和MAH-g-PVDF的共混物、或PVDF/MAH-g-PVDF多層結(jié)構(gòu)的外層；iv)在所述核心層和所述外層之間的第一粘結(jié)層；和v)在所述核心層和所述內(nèi)層之間的任選的第二粘結(jié)層。
文檔編號(hào)B32B27/30GK102612432SQ201080045694
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者朱利隆, 陳續(xù)明 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司