容易用于制造封装薄膜的分散体的利记博彩app

文档序号:9927619阅读:626来源:国知局
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【技术领域】
[0001] 本发明涉及分散体(D),其包含(i)至少一种聚烯烃共聚物(I)作为连续相;和(ii) 至少一种分散在聚烯烃共聚物(I)中的(甲基)丙烯酰胺化合物。本发明另外涉及分散体(D) 用于制造用于封装电子器件,尤其是太阳能电池的薄膜的用途。本发明还涉及制备分散体 (D)的方法。最后,本发明还涉及借助该方法获得的分散体(D)。
【背景技术】
[0002] 光伏模块(光伏="PV")通常由焊接到保护薄膜的两个子层中的对称布置的硅电池子 层构成。这种保护薄膜本身又通过其背面上的"背板"和其正面上的"前板"稳定化。背板和 前板可以是合适的塑料薄膜,也可以由玻璃构成。封装材料的功能基本是保护PV模块免受 气候影响和机械负荷,因此各种封装材料的机械稳定性是重要的性质。此外,良好的封装材 料具有快速固化速度、高的凝胶含量、高透射、小的温度诱发和热诱发变色的倾向和高粘附 (即小的UV诱发的脱层倾向)。
[0003] 现有技术(例如W0 2008/036708 A2)中为此目的描述的封装材料通常基于例如硅 酮树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、离子交联聚合物、聚烯烃薄膜或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物 ("EVA")之类的材料。
[0004] 用于制造此类封装薄膜的方法是本领域技术人员熟悉的。在这些方法中,交联剂 与聚烯烃共聚物(和可能的其它添加剂)一起在例如挤出机中均匀混合,然后挤出成为薄 膜。EP 1 164 167 A1例如描述了EVA封装薄膜。但其中描述的方法也适用于由其它材料,例 如上文提到的那些材料制成的薄膜。
[0005] 硅电池的封装通常在真空层压炉中进行(EP 2 457 728 A1)。为此,准备PV模块的 层结构并首先在层压炉(由被膜隔开的两个室构成)中缓慢加热。这使聚烯烃共聚物(例如 EVA)软化。同时将该炉抽真空以除去层之间的空气。这一步骤最关键并花费4至6分钟。随 后,经由第二室破坏真空,并通过施加压力将该模块的层互相焊接。同时继续加热直至交联 温度,由此然后在该最终步骤中发生该薄膜的交联。
[0006] 在制造用于太阳能模块的封装薄膜中的标准做法正是使用EVA。但是,EVA也具有 比其更低的比体积电阻(spezifischer elektrischer Durchgangswiderstand)p。这导致 使用EVA薄膜作为封装材料的吸引力较低,因为尤其需要具有高的比体积电阻P的封装材 料。
[0007] 这是因为在PV模块的情况下,所谓的"PID"效应(PID =电势诱导衰减)目前是主 要品质问题。术语"PID"被理解为是指在PV模块内由所谓的"漏泄电流"造成的电压相关的 性能衰减。
[0008] 除太阳能电池的结构外,破坏性漏泄电流的成因是各个PV模块相对于地电位的电 压水平-在大多数未接地PV系统的情况下,PV模块受到正或负电压。PID通常在相对于地 电位的负电压下发生并经由高的系统电压、高温和高空气湿度加速。因此,钠离子从PV模块 的盖板玻璃迀移到太阳能电池的界面处并在此造成破坏("分流"),这可造成性能损失或甚 至造成PV模块的完全损失。
[0009] 通过提高封装薄膜的比体积电阻P,可以明显降低发生PID效应的风险。
[0010] 比体积电阻p或电阻率("体积电阻率",在下文也缩写为"VR")是依赖于温度的材 料常数。其用于计算均质电导体的电阻。根据本发明借助ASTM-D257测定比体积电阻。
[0011]材料的比体积电阻P越高,光伏模块越不容易发生PID效应。提高封装薄膜的比体 积电阻P的显著有利作用因此是提高PV模块的寿命和效率。
[0012] 现有技术在CN 103525321 A中论述了与用于PV模块的封装薄膜相关的PID效应的 问题。这一文献描述了用于封装太阳能电池的基于EVA的薄膜,其包含异氰脲酸三烯丙酯 ("TAIC")和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯("TMPTMA")作为共交联剂,以及优选包含用于疏 水化的聚烯烃离子交联聚合物和聚硅氧烷作为附加添加剂。这种薄膜具有降低的PID效应。 但是,其缺点在于聚烯烃离子交联聚合物相对昂贵。聚硅氧烷还对粘附性质具有不利作用。 此外,实施例没有给出关于用何种浓度可实现何种改进的具体信息。
[0013] JP 2007-281135 A也描述了来自TAIC和TMPTMA的交联剂组合。TMPTMA在此使交联 反应加速并因此带来提高的生产率。
[0014] JP 2012-067174 A和JP 2012-087260 A描述了基于EVA和基于聚烯烃的用于太阳 能电池的封装薄膜,其除TAIC外还包含例如乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯 酸酯、己-1,6-二醇二甲基丙烯酸酯作为交联剂。这些共交联剂一开始稍微减慢交联反应并 因此提高加工时间窗口。
[0015] JP 2009-135200 A同样描述了包含TAIC和各种多官能醇的(甲基)丙烯酸酯衍生 物的交联剂,其中在这种情况中描述了基于EVA的封装的改进的耐热性以及较小的脱层倾 向。
[0016] JP 2007-281135 A和JP 2007-305634 A描述了用于制造用于太阳能电池的多层 共挤EVA封装薄膜的来自TAIC和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯("TMPTA")的交联剂组合。
[0017] 例如JP 2013-138094 A、JPHll-20094、JPHll-20095、JPHll-20096、JPHll-20097、 JPH11-20098、JPH11-21541、CN 102391568 A、CN 102504715 A、CN 102863918 A、CN 102911612 A、CN 103045105 A、CN 103755876 A、CN 103804774 A、US 2011/0160383 Al、 TO 2014/129573 A1描述了用于太阳能电池封装薄膜的类似的交联剂组合。
[0018]在现有技术中描述了在另一背景(印刷板的处理)中的另一类交联剂(EP 0 228 638 A1、DE 37 04 067 A1)。这些是下文定义的化学结构(II)的交联剂,尤其是亚甲基双丙 烯酰胺。
[0019] 但是,这一化合物类别如果如现有技术中所述用于制造太阳能电池封装薄膜,会 带来使其对此用途缺乏吸引力的缺点。
[0020] 这是因为聚烯烃共聚物薄膜传统上(下文借助EVA薄膜来解释,但也适用于其它聚 烯烃共聚物薄膜)通过首先预先放置EVA并将交联剂或来自各种交联剂与附加添加剂如过 氧化物或共交联剂的混合物喷涂到EVA上来制造。然后可以使喷上的溶液向内扩散,然后可 以挤出该薄膜。但是,这种方法在下文定义的化学结构(II)的交联剂,尤其是亚甲基双丙烯 酰胺的情况中从一开始就不切实际,因为它们不是液体。
[0021] 虽然根据现有技术,在非液体交联剂的情况下,可将它们溶解在合适的溶剂中并 且此后将它们与可能的附加添加剂一起才喷涂到EVA上。但是,这一操作方法带来缺点,因 为必须在挤出之前或之中再次除去溶剂,这意味着额外的复杂性和投入成本并尤其在工业 大规模用途中造成高成本。此外,许多可考虑的溶剂,例如甲醇是有毒和易燃的,这需要在 操作防护和防爆方面的额外预防措施。
[0022] 粉状交联剂与液体添加剂一起直接施加到EVA粒料上不是一个选项,因为该交联 剂缺乏在粒料上的粘附性。虽然该粉末起初借助液体添加剂均匀分布在聚合物粒料的表面 上并起初粘附到潮湿表面上。但是,一旦液体添加剂完全扩散到该聚合物中,固体不再粘附 在表面上并由于粒料的运动再次磨去,因此发生分离并且不可均匀分布。用这种混合物获 得的薄膜过度不均匀,这造成太阳能电池封装薄膜的VR值的不可接受的变动。
[0023] 将粉状交联剂引入聚合物制剂的另一可能性是在薄膜制造中将该粉末直接单独 按重量计量加入到挤出机中。但是,此处的问题在于只需要基于聚烯烃共聚物计非常小浓 度的交联剂,因此精确计量加入在技术上难以实现。

【发明内容】

[0024] 本发明的目的因此是提供可以在聚烯烃共聚物薄膜(尤其是EVA薄膜)的制造中使 用下列化学结构(II)的交联剂,尤其是亚甲基双丙烯酰胺的组合物,其中由此获得的薄膜 应具有这样高的VR值以使其可用于封装太阳能电池。此外,应提供制造这样的薄膜的方法。
[0025] 现在已令人惊讶地发现,通过下文定义的分散体解决本发明的目的。
[0026] 本发明的分散体可惊人地用于制造用于封装电子器件,例如太阳能电池的薄膜, 其在整个薄膜上具有高的比体积电阻值。
[0027]本发明的分散体(D)相应地包含 (i) 至少一种聚烯烃共聚物(I)作为连续相;和 (ii) 至少一种分散在聚烯烃共聚物(I)中并具有化学结构(II)的化合物
其中 R1、R2各自彼此独立地为氢或甲基; A选自 非支化或支化的亚烷基,其具有1至20个碳原子且其中至少一个氢可以被卤素替代且 其中一个或两个氢可以各自被选自-〇r3、-c(=o)nr4r5的基团替代, 亚芳基,其具有6至14个碳原子且其中至少一个氢可以被卤素或具有1至10个碳原子的 烷基替代且其中一个或两个氢可以各自被选自-〇r6、-c(=o)nr7r8的基团替代, 化学结构-f-X-A2-的桥连基团; 其中妒、护、妒、1?6、1?7、1?8各自彼此独立地选自氢、具有1至10个碳原子的支化或非支化的 烷基; 其中A\A2各自彼此独立地为具有1至10个碳原子的支化或非支化的亚烷基; 且其中X选自-0-、-3-3-、-3-、-謝9-,其中沪=具有1至10个碳原子的烷基。
[0028]化学结构(II)的化合物在本发明中也被称作"(甲基)丙烯酰胺化合物"。
[0029] 特别地,在化学结构(II)中, R1、R2各自彼此独立地为氢或甲基; A选自 具有1至20个碳原子的非支化或支化的烷基、具有6至14个碳原子的亚芳基、化学结构-W-X-A2-的桥连基团; 其中A\A2各自彼此独立地为具有1至10个碳原子的支化或非支化的亚烷基; 且其中X选自-0-、-5-5-、-5-、-置9-,其中1?9 =具有1至10个碳原子的非支化或支化的 烷基。
[0030] 在分散体(D)的一个优选实施方案中,在化学结构(II)中,R\R2各自彼此独立地为 氢或甲
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