复合层压材料及其用途的制作方法

文档序号:6991889阅读:420来源:国知局
专利名称:复合层压材料及其用途的制作方法
复合层压材料及其用途发明背景发明领域总的来说,本发明涉及复合层压材料及其在需要防护机械损伤和基于水或氧的降解的制品中的用途。相关技术描述化学及有关エ业使用复合层压材料来保护对降解敏感的制品免受引起降解的条件影响。引起降解的条件的实例是暴露于下列中的ー种或多种紫外光,高温,含水、氧或两者的气氛,以及机械损伤。需要这种保护的敏感制品的实例是电子器件,包括发光二极管和光伏电池及模块,其在暴露于气候要素例如冰雹、风、雨和雪时特别易受伤害。例如,在光伏电池和模块的制造、运输、安装和使用期间,对它们的机械损伤可能发生(例如来自于冰雹撞击、风和雪负载)。光伏电池和模块暴露于湿气和氧可能腐蚀金属触点和互连接头,并且 对于薄膜光伏电池和模块来说,可能降解其透明导电氧化物层。在对新的复合层压材料的探索中,专业技术人员从已知可用于形成复合层压材料的大量的各种材料和构造中,尝试了许多类型的材料及其构造。专业技术人员必须对可能的复合层压材料进行大量试验,以确定它们是否具有所需性质(例如气体或蒸汽屏蔽性和抗冲击性),以及希望的其他重要功能特性。专业技术人员被复合层压材料领域中的大量选择和性质要求所挫败,这些大量选择和性质要求使得产生改进的复合层压材料成为庞大和无法预见的任务。例如,美国(U. S.)专利US 6,815,070B1特别提到了玻璃-塑料复合材料薄膜。所述玻璃-塑料复合材料薄膜由厚度在10微米(μ m)至500 μ m之间的玻璃薄膜和厚度在I μ m至200 μ m之间的聚合物层构成,聚合物层直接施加到所述薄膜的至少ー个侧面上,并且其中所述薄膜表面的至少ー侧具有小于100纳米(nm)的波度和Rt < 30nm的粗糙度。US6,815,070B1提到了大量的选择数量,并没有教导或建议具有改进的抗机械损伤和水或氧屏蔽性质的结合的玻璃-塑料复合材料薄膜。在另ー个实例中,国际专利申请公布号WO 2005/110741A1在其中提到了ー种用于制备复合材料层状结构的方法,所述结构包括空白的无触点玻璃薄膜和附着于空白的无触点玻璃薄膜的聚合物薄膜,所述方法包括将无机玻璃材料熔化并拉制以形成空白的无触点固体玻璃薄膜,并将聚合物薄膜施加到空白的无触点玻璃薄膜的至少ー侧上。WO2005/110741A1还尤其提到了一种适合用在光学显示系统中的复合层状材料,其包括单片玻璃薄膜和附着于玻璃薄膜的至少ー侧的聚合物薄膜,其中玻璃薄膜具有小于20 μ m的厚度。WO 2005/110741A1还在其中提到了复合分层材料在光学显示系统中作为屏蔽层的应用。WO 2005/110741A1也提到了令人不知所措的选择数量,并且不能教导或建议具有改进的抗机械损伤和水或氧屏蔽性质的结合的复合层状材料。在另ー个实例中,US 6,159,608尤其提到了一种热塑性夹层薄膜。实施例3和4提到了刚性玻璃-聚合物薄膜-玻璃层压材料,其中玻璃层厚度各为3毫米,并且聚合物薄膜可以使用聚烯烃与こ烯基三甲氧基硅烷或氨基丙基三こ氧基硅烷偶联剂的混合物来制备。在另ー个实例中,WO 2008/036222在其中提到了透明组合物和层压材料。实施例提到了刚性玻璃-聚合物薄膜-玻璃层压材料,其中玻璃层厚度各为3毫米,并且聚合物薄膜可以用某些硅烷接枝的聚烯烃来制备。发明概沭本发明人认识到,复合层压材料优选具有理想的蒸汽和气体屏蔽性质和抗机械损伤性,并在同时满足一种或多种其他重要功能优选性,例如韧性、挠性、透光性、耐候性、自清洁能力、热稳定性、抗氧化性、耐刮擦性和层间附着性中的ー种或多种。本发明人认识到,对机械损伤和基于水或氧的渗透具有増加的抗性的复合层压材料,将是有价值的。优选情况下,这些复合层压材料也将具有増加的韧性,挠性(弯曲挠性)、透光性、耐候性、自清洁能力、热稳定性、抗氧化性、耐刮擦性或増加的层间附着性,或其两种或更多种的组合。本发明的复合层压材料増加了对机械损伤的抵抗性并增加了对水或氧或两者的滲透的抵抗性。在第一个实施方案中,本发明涉及ー种有机聚合物-玻璃层压材料,其依次包括 第一有机聚合物层、玻璃层和第一含娃烧聚烯烃层,所述玻璃层具有间隔开的相对的第一和第二面,所述第一和第二面被间隔开25微米至500微米的距离;所述第一有机聚合物层以直接粘附操作与所述玻璃层的第一面相接触,所述第一含硅烷聚烯烃层以直接粘附操作与所述玻璃层的第二面相接触;所述有机聚合物-玻璃层压材料的特征在于通过基于标准IEC 1262的模拟冰雹冲击试验;通过有机聚合物-玻璃层压材料的水蒸汽透过率小于每天每平方米暴露的有机聚合物-玻璃层压材料的表面积O. 0004克水蒸汽(g/m2/天),和通过有机聚合物-玻璃层压材料的氧气透过率小于每天每巴每平方米暴露的表面积O. 0001立方厘米氧气(cm3/ (m2*天*巴))(即cm3/ (m2*天* 100千帕斯卡)或cm3/ (m2*天* I OOkPa))。在第二个实施方案中,本发明涉及ー种密封玻璃层压材料,其包括至少两个有机聚合物层和密封玻璃层,所述密封玻璃层包含玻璃,其具有基本上用含硅烷聚烯烃密封以防蒸汽或气体透过的多个微观结构缺陷,所述密封玻璃层具有25微米至500微米的厚度;所述密封玻璃层压材料的特征在于通过基于标准IEC 1262的模拟冰雹冲击试验,通过密封玻璃层压材料的水蒸汽透过率小于O. 0004g/m2/天,和通过密封玻璃层压材料的氧气透过率小于O. OOOlcm3/ (m2*天*巴)。在第三个实施方案中,本发明涉及一种功能性层压材料,其包括配置在两个有机聚合物层之间并与其以直接粘附操作相接触的基材层,有机聚合物层之一与基材层各自粘附操作接触的特征独立地在于粘附强度为2牛顿每毫米(N/mm)或以上,所述粘附強度使用180度剥离试验以每分钟2英寸(51毫米)的负载率来測量,其中功能性层压材料处于50%相対湿度和24摄氏度(V )温度下;并且所述功能性层压材料的特征在于基材与两个有机聚合物层的总厚度为75微米至1500微米;通过功能性层压材料的水蒸汽透过率小于O. 0004g/m2/天;通过功能性层压材料的氧气透过率小于O. OOOlcm3/ (m2*天*巴);至少80%的入射光通过功能性层压材料的透光率,所述入射光的特征在于具有380纳米至1200纳米的波长;以及通过基于标准IEC 1262的模拟冰雹冲击试验。当在本文中使用吋,术语“粘附”是指化学粘合。本发明考虑到了任何形式的化学粘合及其组合。当使用标准化粘附强度试验例如前面提到的180度剥离试验测定时,化学粘合具有可测量的強度。术语“暴露的表面积”是指层压材料最外层的最外面的范围的尺寸,所述范围是最外面与物质直接物理接触的部分。术语“玻璃”是指基本上透明的无机材料,其从熔融状态无结晶地固化而来。术语“IEC”是指总部位于瑞士日内瓦的国际电子技术委员会(InternationalElectrotechnical Commission)。IEC制定国际电学和电子学标准。一个这样的标准是IEC1262。术语“层压材料”是指包括至少三个依次相邻层的多层制品。因此,层压材料具有两个最外层和与其操作接触的至少ー个内部层。当指称层压材料的层时,术语“面”是指层的平表面,所述平表面有别于层的边缘表面。
术语“透光率”是指通过给定材料透射的辐射能的量与给定材料上的入射辐射能的量的比。术语“微观结构缺陷”是指可以由施加在其上的含硅烷聚烯烃立即密封的缺损,并包括例如微观结构缺陷孔隙。术语“微观结构缺陷孔隙”是指通过玻璃层并由玻璃层限定的非表面、非边缘的开ロ,所述开ロ位于玻璃层的第一与第二面之间,并在非密封状态下允许气体或蒸汽在玻璃层的第一与第二面之间通过开ロ进行连通,所述开ロ不能用人类肉眼观察到。术语“操作接触”在直接触碰的情况下是指物理接触,在间接触碰的情况下是指没有物理接触,而是通过至少一个插入材料进行物理连通。术语“有机聚合物”是指包含5个或更多个重复单元的物质,每个重复单元独立地包含至少ー个単体的残基或其衍生物,所述单体至少包含碳和氢原子并且能够被聚合以制备物质。术语“含硅烷聚烯烃”是指包含5个或更多个重复単元的有机聚合物,每个重复单元独立地包含烯烃单体的残基或其衍生物和烷氧基硅烷基团的来源或其衍生物。术语“基本上密封”是指以给定气态或蒸汽物质通过给定的被封闭材料的透过率计,与可比较的未封闭材料的透过率相比被阻断至少90%。术语“总厚度”是指给定层压材料的所有层的厚度的数学加和。术语“透过率”是指单位时间内,在标准压力(即IOlkPa)和温度(24°C )下,通过具有暴露于给定物质的表面区域的材料扩散的给定气态或蒸汽物质的量。本发明在其中有利地提供了复合层压材料以及包括它们的制品。本发明的复合层压材料包括第一实施方案的有机聚合物-玻璃层压材料、第二实施方案的密封玻璃层压材料和第三实施方案的功能性层压材料。简便起见,它们在本文中被合称“本发明的层压材料”。本发明的层压材料具有长期寻找的对机械损伤的増加的抗性和对基于水或氧的渗透或其两者的増加的抗性的組合。在许多实施方案中,本发明的层压材料还具有至少ー种其他的改进性质。其他改进性质的实例是增加的韧性、挠性、透光性、耐候性、自清洁能力、热稳定性、抗氧化性、耐刮擦性和层间附着性。本发明的层压材料的改进的性质,使得它们对于对机械损伤和基于水或氧的降解敏感的制品的保护来说特别有用。本发明的层压材料可以组合到需要这种保护的制品中,包括制品例如具有对机械损伤、基于水的腐蚀、氧介导的氧化或其组合敏感的部件或电子或光学线路的电子或光学器件。因此,本发明的层压材料可用于到目前为止缺乏或具有低级形式的这种保护的制品,以增加它们对机械损伤的抗性并抑制它们的基于水和氧的降解。其他的实施方案描述在说明书的其余部分、包括权利要求书中。


在本文中,本发明的一些实施方案结合附图进行描述,所述附图至少有助于说明实施方案的各种特点。图I是有机聚合物-玻璃层压材料的优选实施方案的理想的正视图。图2是本发明的电子器件的优选实施方案的理想的附图,所述电子器件包括光伏 电池和图I的有机聚合物-玻璃层压材料的优选的3层实施方案,电子器件暴露于机械损伤、水蒸汽和氧气源。

发明内容
本发明涉及前面所概述的复合层压材料及其在需要防护机械损伤和基于水或氧的降解的制品中的应用。正如在后面更详细描述的,本发明的层压材料尤其可用于被组合到电子或光学器件、优选为光伏(PV)电池、包括PV电池套件或阵列的PV模块或发光二极管(LED)中。图I显示了有机聚合物-玻璃层压材料的优选实施方案的理想的边视(正视)图。在图I中,有机聚合物-玻璃层压材料10包括玻璃层22、第一含娃烧聚烯烃层26和第一有机聚合物层28。玻璃层22具有间隔开的相对的第一和第二面,分别为21和23。第一含娃烷聚烯烃层26和第一有机聚合物层28分别与玻璃层22的第二和第一面23和21以粘附操作相接触。人们可以通过向玻璃层22的第二面23施加第一含硅烷聚烯烃并向玻璃层22的第一面21施加第一有机聚合物以形成3层夹心结构,来常规制备有机聚合物-玻璃层压材料10。层压3层夹心结构,将其脱气一段时间(例如5分钟),将脱气的夹心结构加热至层压温度(例如170°C ),使得到的加热过的夹心结构经历另一段时间(例如5分钟)的减压(例如50kPa表压),然后将得到的减压过的夹心结构回复到环境压力(例如IOlkPa)另一段时间(例如10分钟),并允许得到的有机聚合物-玻璃层压材料10冷却至环境温度,由此制备有机聚合物-玻璃层压材料10。图2是本发明的电子器件的优选实施方案的理想的边视(正视)图,所述电子器件包括光伏电池和图I的有机聚合物-玻璃层压材料的优选的3层实施方案。在图2中,电子器件50包括光伏电池52和图I的有机聚合物-玻璃层压材料。光伏电池52具有两个基本上平的表面51和53以及需要防护机械损伤和暴露于水蒸汽和氧气的敏感部分55。基本上平的表面53的特征在于为朝向太阳,基本上平的表面51朝向地面。正如对图I所描述的,有机聚合物-玻璃层压材料10包括玻璃层22、第一含娃烧聚烯烃层26和第一有机聚合物层28。有机聚合物-玻璃层压材料10与光伏电池52以直接操作相接触,其方式使得光伏电池52的敏感部分55受到保护以免机械损伤和暴露于水蒸汽和氧气。在图2中还包括机械损伤、水蒸汽和氧气的源60,其中来自于源60的机械损伤、水蒸汽和氧气被配置成以箭头57所示碰撞电子器件50的有机聚合物-玻璃层压材料10的第一有机聚合物层28。源60和箭头57不是电子器件50的部件。人们可以通过将有机聚合物-玻璃层压材料10的第一含硅烷聚烯烃层26部分配置成与光伏电池52以直接操作相接触(例如如后文中所述的未显示的通过将其压靠框架),来常规地制造电子器件50。在图I和2中,优选情况下,第一有机聚合物层28是第二含硅烷聚烯烃层。更优选情况下,玻璃层在第一与第二面21和23之间具有约4密耳(100 μ m)的厚度;第一含娃烷聚烯烃层26具有I密耳(25 μ m)至3密耳(75 μ m)的厚度;第一有机聚合物层28是第ニ含硅烷聚烯烃层,其厚度为3密耳(75 μ m)至15密耳(375 μ m)。出于美国专利实践和其他专利实践允许将主题内容引为參考的目的,除非另有指明,否则在本发明的概述或详细描述中引用的每个美国专利、美国专利申请、美国专利申请公开、PCT国际专利申请及其WO公布等同物的全部内容在此引为參考。在本说明书中的内容与引为參考的专利、专利申请或专利申请公开或其一部分中的内容有冲突的情况下,以本说明书中的内容为准。 在本申请中,数值范围的任何下限或所述范围的任何优选下限可以与所述范围的任何上限或所述范围的任何优选上限组合,以定义所述范围的优选情况或实施方案。姆个数值范围包括包含在该范围内的所有数值,包括有理数和无理数两者(例如从约I至约5的范围包括例如1、1· 5、2、2· 75,3,3. 80、4和5)。在没有用括号叙述的单位值例如2英寸与用括号叙述的相应单位值例如(5厘米)之间有冲突的情况下,以没有用括号叙述的単位值为准。在化学名称与结构之间存在分歧的情况下,以结构为准。当在本文中使用吋,“ー个”、“所迷”、“至少ー个”和“一个或多个”可互換使用。在本文所描述的本发明的任何情况或实施方案中,在指称数值的词组中的术语“约”可以从词组中删除,以得出本发明的另ー个情况或实施方案。在使用术语“约”的前一类情况或实施方案中,“约”的意义可以从其应用的上下文来解释。优选情况下,“约”是指数值的90%至100%、数值的100%至110%或数值的90%至110%。在本文描述的本发明的任何情况或实施方案中,开放式术语“包含”等(其与“包括”、“具有”和“特征在干”同义)可以用相应的部分封闭词组“基本上由……构成”等或相应的封闭术语“由……构成”等来代替,以给出本发明的另ー种情况或实施方案。在本申请中,当指称前面列出的要素(例如成分)时,词组“其混合物”、“其组合”等是指所列出的要素的任两种或更多种,包括所有要素。当用在成员的列举中时,除非另有陈述,否则术语“或”是单独地以及以任何组合指称所列成员,并支持叙述任一単独成员的其他实施方案(例如在叙述词组“10%或以上”的实施方案中,“或”支持叙述“ 10%”的另ー个实施方案以及叙述“ 10%以上”的另ー个实施方案)。术语“任选地”是指“具有或不具有”。例如,“任选地添加剂”是指具有或不具有添加剤。术语“多个”是指两个或更多个,其中每个多个独立地选择,除非另外有指明。符号“和“
分别是指小于或等于和大于或等干。符号“<”和“>”分别是指小于和大干。符号“*”和“/”在数学表达式中分别是指乘(乘以)和除(除以)。如前所述,第一、第二和第三实施方案的每个本发明的层压材料独立地包括至少两个有机聚合物层。在第一实施方案中,ー个有机聚合物层是第一含娃烧聚烯烃层。在某些实施方案中,另ー种有机聚合物包含聚烯烃。第一、第二和第三实施方案的本发明的层压材料还分别包括玻璃层、密封玻璃层或基材层。在此开始描述构成每个这些层的材料。转向含硅烷聚烯烃,如前所述,含硅烷聚烯烃包括聚烯烃或其衍生物,其上共价结合有烷氧基硅烷基团或其衍生物。正如后面描述的,在某些实施方案中,烷氧基硅烷基团其特征在于在层压期间或作为层压的结果与本发明层压材料的相邻层上的官能团(例如玻璃层的第二面上的硅烷醇基团)反应,以形成其衍生物。也就是说,尽管烷氧基硅烷基团通常在用其制造本发明的层压材料之前在含硅烷聚烯烃中不反应,但在使含硅烷聚烯烃经历层压条件后,一些烷氧基硅烷基团优选与本发明的层压材料的相邻层(例如玻璃层)上的官能团反应。可用于本发明的实践的每种含硅烷聚烯烃可以是任何含硅烷聚烯烃或两种或更多种含硅烷聚烯烃的掺混物。本发明考虑到了使用所有形式的含硅烷聚烯烃,包括无规互聚物和嵌段互聚物(例如含硅烷烯烃嵌段共聚物)。可用于本发明的实践的含硅烷聚烯烃和含聚烯烃的有机聚合物可以在这里根据 其聚烯烃部分、以及对于含硅烷聚烯烃来说根据其烷氧基硅烷基团部分来描述。对于聚烯烃类型来说,优选情况下每种含聚烯烃有机聚合物和含硅烷聚烯烃是基于相应的聚烯烃共聚物。在某些实施方案中,可用于本发明的实践的聚烯烃共聚物通常在接枝之前具有小于O. 91克每毫升(g/mL)、优选小于O. 905g/mL、更优选小于O. 89g/mL、更优选小于O. 88g/mL、更优选小于O. 875g/mL的密度。聚烯烃共聚物通常具有大于O. 85g/mL、优选大于O. 855g/mL、更优选大于O. 86g/mL的密度。密度通过ASTM D-792的程序来测量。这些低密度聚烯烃共聚物一般其特征在于是半晶体、挠性并具有良好的光学性质,例如高可见光和UV光透射率和低光雾度。在某些实施方案中,可用于本发明的实践的聚烯烃共聚物通常地在接枝之前具有大于O. 10克每10分钟(g/ΙΟ分钟)、优选大于lg/io分钟的熔体指数。聚烯烃共聚物通常具有小于75g/10分钟、优选小于10g/10分钟的熔体指数。熔体指数通过ASTM D-1238的程序来測量(190。。/2. 16千克(kg))。在某些实施方案中,可用于本发明的实践的聚烯烃共聚物使用単位点催化剂例如金属茂催化剂或限定几何构型催化剂来制备,并且通常在接枝之前具有低于约95°C、优选低于约90°C、更优选低于约85°C、更优选低于约80°C、更优选低于约75°C的熔点。在某些实施方案中,聚烯烃共聚物使用多位点催化剂例如Ziegler-Natta和Phillips催化剂来制备,并具有通常为125°C至127°C的熔点。熔点按照例如USP 5,783,638中所述通过差示扫描量热术(DSC)来測量。具有低熔点的聚烯烃共聚物通常表现出可用于制造本发明的层压材料的理想的挠性和热塑性质。优选情况下,可用于本发明的实践的聚烯烃共聚物包括こ烯/α-烯烃互聚物,其α-烯烃含量以こ烯/α-烯烃互聚物的重量计为约15重量百分比(wt%)、优选至少约20wt %、更优选至少约25wt %。这些こ烯/ α -烯烃互聚物通常具有以こ烯/ α _烯烃互聚物的重量计低于约50wt%、优选低于约45wt%、更优选低于约40wt%、更优选低于约35wt%的α-烯烃含量。α-烯烃含量通过碳-13 (13C)核磁共振(NMR)波谱术,使用在Randall (Rev. MacromoI. Chem. Phys.,C29 (2&3))中描述的程序来测量。一般来说,こ烯 /α -烯烃互聚物的α -烯烃含量越高,こ烯/ α -烯烃互聚物的密度越低并且无定形越多。こ烯/ α -烯烃互聚物的α -烯烃优选为(C3-C2tl)-直链、支链或环状α -烯烃,也就是具有3至20个碳原子的直链、支链或环状α-烯烃。(C3-C2tl)-Ci-烯烃的实例包括丙烯、I- 丁烯、4-甲基-I-戍烯、I-己烯、I-辛烯、I-癸烯、I-十二烯、I-十四烯、I-十六烯和I-十八烯。α-烯烃也可以含有环状结构例如环己烷或环庚烷,提供了 α-烯烃例如3-环己基-1-丙烯(即烯丙基环己烷)和こ烯基环己烷。在某些实施方案中,可用于本发明的实践的聚烯烃共聚物包括こ烯/环烯烃。优选的环烯烃是降冰片烯和相关的环烯烃。环烯烃可用于代替上面描述的用于本发明目的的ー些或所有的α -烯烃。同样地,在某些实施方案中,聚烯烃共聚物包括こ烯/芳香族烯烃。优选的芳香族烯烃是苯こ烯及其相关烯烃(例如α-甲基苯こ烯)。芳香族烯烃可用于代替上面描述的用于本发明目的的ー些或所有的α-烯烃。然而,丙烯酸和甲基丙烯酸及其相应的离子交联聚合物以及丙烯酸酯和甲基丙烯酸酷,不考虑用于本发明。可用于本发明的实践的说明性聚烯烃共聚物包括こ烯/丙烯、こ烯/ 丁烯、こ烯/I-己烯、こ烯/I-辛烯、こ烯/苯こ烯等。こ烯/丙烯酸(EAA)、こ烯/甲基丙烯酸(EMA)、こ烯/丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、こ烯/こ酸こ烯酯等,不是本发明的聚烯烃共聚物。示例 性的三元共聚物包括こ烯/丙烯/I-辛烯、こ烯/丙烯/ 丁烯、こ烯/ 丁烯/I-辛烯和こ烯/ 丁烯/苯こ烯。可用于本发明的实践的烯属互聚物的更具体的实例包括极低密度聚こ烯(VLDPE)(例如由The Dow Chemical Company制造的FLEX0MER. こ烯/I-己烯聚こ烯),均勻分支的直链こ烯/ ct -烯烃共聚物(例如由Mitsui Petrochemicals Company Limited制造的TAFMER 和由Exxon Chemical Company制造的EXACT ),更优选为均勻分支的基本上直链的こ烯/ α _烯烃共聚物(例如可以从The Dow Chemical Company获得的AFFINITY 和ENGAGE 聚こ烯)以及烯烃嵌段共聚物,例如在USP 7,355,089中所描述的(例如可以从The Dow Chemical Company获得的INFUSE )。更优选的聚烯烃共聚物是均勻分支的直链和基本上直链的こ烯共聚物。基本上直链的こ烯共聚物是特别优选的,并更充分地描述在 USP 5,272,236,5, 278,272 和 5,986,028 中。可用于本发明的实践的聚烯烃共聚物还包括基于丙烯、丁烯和其他链烯烃的聚烯烃共聚物,例如包含大多数単元源自于丙烯和少数単元源自于另ー种α -烯烃(包括こ烯)的聚烯烃共聚物。可用于本发明的实践的示例性丙烯聚合物包括可以从The Dow ChemicalCompany获得的VERSIFY 聚合物,以及可以从ExxonMobil Chemical Company获得的VISTAMAXX⑧聚合物。任何上述烯烃互聚物(也称为聚烯烃互聚物)的掺混物也可用于本发明中,并且烯烃互聚物可以被ー种或多种其他有机聚合物掺混或稀释,所述掺混或稀释的程度使得聚合物(i)彼此混溶,( )其他聚合物对聚烯烃互聚物的所需性质例如光学性质和低模量的影响即使有也是很小,并且(iii)可用于本发明的聚烯烃互聚物以掺混物的重量计,占掺混物的至少约70wt%、优选至少约75wt%、更优选至少约80wt%。转向可用于含硅烷聚烯烃中的烷氧基硅烷基团的来源,烷氧基硅烷基团的来源可以是已通过至少一种烯烃単体与至少ー种烷氧基硅烷单体的混合物的共聚而导入烷氧基硅烷基团的物质(也就是说含硅烷聚烯烃是聚(烯烃烷氧基硅烷),以产生包含至少5个重复单元的含硅烷聚烯烃,每个重复单元包含残基,使得含硅烷聚烯烃包含至少ー种烯烃单体和至少烷氧基硅烷单体的残基)。可选地,烷氧基硅烷基团已被共价结合(即接枝)到包含至少ー种烯烃单体的残基的重复单元上(即含硅烷聚烯烃是硅烷接枝的聚烯烃)。本发明还考虑到了这些烷氧基硅烷基团来源的组合。对于硅烷接枝的聚烯烃来说,能有效接枝到聚烯烃(例如到聚烯烃的骨架)并产生与玻璃的附着的任何烷氧基硅烷,都可用于本发明的实践。适合的烷氧基硅烷包括包含烯键式不饱和烃基例如こ烯基、烯丙基、异丙烯基、丁烯基、环己烯基或-(甲基)丙烯酰烯丙基,以及可水解基团例如经基氧基、擬基氧基或经基氣基的不饱和烧氧基娃烧。可水解基团的实例包括甲氧基、こ氧基、甲酰氧基、こ酰氧基、丙酰氧基和烷基氨基以及芳基氨基。优选的烷氧基硅烷是可以接枝到聚烯烃上的不饱和烷氧基硅烷。这些烷氧基硅烷及其制备方法更充分地描述在USP 5,266,627中。こ烯基三甲氧基硅烷、こ烯基三こ氧基硅烷、丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以及这些烷氧基硅烷的混合物,优选使用在本发明中。对于聚(烯烃烷氧基硅烷)来说,实例包括SILINK 聚(こ烯-こ烯基三甲氧基硅烷)共聚物,其可以用于代替或与用烷氧基硅烷基团接枝或修饰的含硅烷聚烯烃组合使用。 含硅烷聚烯烃中烷氧基硅烷基团的量可以随着例如聚烯烃或烷氧基硅烷的性质、加工条件、接枝效率、最终应用和类似因素而变化。本技术领域的普通技术人员可以不经过度的实验来确定烷氧基硅烷基团的量。通常,含硅烷聚烯烃中烷氧基硅烷基团的量以含烷氧基硅烷聚烯烃的重量计,为至少O. 2wt%、更优选为至少O. 5wt%。通常来说,方便性和经济性考虑是含硅烷聚烯烃中烷氧基O硅烷基团的最大量的两个主要限制因素。通常,含硅烷聚烯烃中烷氧基硅烷基团的最大量以含烷氧基硅烷聚烯烃的重量计,不超过5wt%、更优选不超过3wt%。在某些实施方案中,含硅烷聚烯烃中烷氧基硅烷基团的重量百分数为4wt%至5wt%。在某些实施方案中,含硅烷聚烯烃中烷氧基硅烷基团的重量百分数为3wt%至5wt%。在某些实施方案中,含硅烷聚烯烃中烷氧基硅烷基团的重量百分数为O. Iwt %至4wt %、更优选为O. 5wt %至2wt %、更优选为Iwt %至2wt %。在包括两个或更多个含硅烷聚烯烃层的实施方案中,每个层中烷氧基硅烷基团的量可以相同或不同,并且每个层可以含有相同或不同的含硅烷聚烯烃。例如,在第一含硅烷聚烯烃层中,其聚烯烃接枝有こ烯基三甲氧基硅烷,而在第二含硅烷聚烯烃层中,其相同或不同的聚烯烃接枝有こ烯基こ氧基硅烷,反之亦然。或者在第一含硅烷聚烯烃层中聚烯烃接枝有こ烯基甲氧基硅烷,而第二含硅烷聚烯烃层包含聚(こ烯-こ烯基三甲氧基硅烷)共聚物。在某些实施方案中,第一和第二含硅烷聚烯烃层之一中的烷氧基硅烷基团的量,为第一和第二含硅烷聚烯烃层的另ー层中烷氧基硅烷基团的量的至少两倍、三倍或四倍。烷氧基硅烷基团可以接枝到聚烯烃以制备含硅烷聚烯烃的硅烷接枝的聚烯烃实施方案。接枝可以通过任何常规方法来进行,通常在自由基引发剂例如过氧化物和偶氮化合物存在下进行,或通过电离辐射进行。有机自由基引发剂是优选的,更优选的是过氧化物自由基引发剂。可用的过氧化物自由基引发剂的实例是过氧化ニ枯基、ニ叔丁基过氧化物、过苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酰、氢过氧化枯烯、过氧辛酸叔丁酯、过氧化甲こ酮、2,5-ニ甲基-2,5_ ニ(叔丁基过氧化)己烷、月桂基过氧化物和过こ酸叔丁酷。术语“叔”是指三。适合的偶氮化合物是偶氮ニ异丁臆。自由基引发剂的量可以变化,但是通常以每百份聚烯烃树脂至少O. 02份(phr)、更优选至少O. 03phr的量存在。通常,自由基引发剂不超过O. 15phr、更优选不超过约O. IOphr0烷氧基硅烷基团与自由基引发剂的摩耳比也可以广泛变化,但是通常烷氧基硅烷自由基引发剂比例在10 I至150 I之间,更优选在18 IMioo : I 之间。尽管可以使用任何常规方法将烷氧基硅烷基团接枝到聚烯烃,但ー种优选方法是将烷氧基硅烷和聚烯烃与自由基引发剂在反应器挤出机例如Buss捏合机的第一段内进行熔融共混。接枝条件可以变化,但熔体温度通常在160°C至260°C之间,更优选在190°C至230°C之间,其取决于停留时间和自由基引发剂的半衰期。转向不同于含硅烷聚烯烃的有机聚合物,任何有机聚合物、包括前面提到的聚烯烃可用于提供与紧邻层的直接和足够的粘附操作接触,以便可以实现目标应用。每种有机聚合物可以是任何有机聚合物、或两种或更多种有机聚合物的掺混物。适合的有机聚合物的实例是均聚物和互聚物,包括共聚物、三元共聚物、四元共聚物等。本发明考虑到了使用所有形式的互聚物,包括无规互聚物和嵌段互聚物(例如烯烃嵌段共聚物)。对于需要透光性的应用来说,优选的有机聚合物的实例是聚碳酸酷,聚酯(例如聚对苯ニ甲酸こニ酯 (PET)、こ烯酯和聚萘ニ甲酸こニ酯(PEN)),丙烯酸类树脂,聚丙烯酸酯(例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)),无定形聚烯烃,环聚烯烃共聚物(例如苯こ烯/1,3-丁ニ烯和前面所述的其他环聚烯烃共聚物)、特别是环状嵌段共聚物(CBC)聚烯烃,聚苯こ烯类(例如使用金属茂催化的苯こ烯单体制备的),环氧化物,尼龙,含氟聚合物,硅氧烷,脂族热塑性聚氨酷,以及两种或更多种这些有机聚合物的掺混物。更优选情况下,有机聚合物的特征在于透光率为至少80%的入射光通过有机聚合物层,所述入射光其特征在于具有380纳米至1200纳米的波长;抗刮性;抗划性;以及水屏蔽性质。优选情况下,第一有机聚合物层的有机聚合物包含热塑性的玻璃附着性材料,其中有机聚合物与玻璃的粘附强度为2N/mm或以上,粘附强度使用180度剥离试验、在每分钟2英寸(51毫米)的负荷率下进行,其中功能性层压材料处于50%相対湿度和24°C温度下。可用于第一有机聚合物层的优选有机聚合物的实例是硅氧烷、含硅烷聚烯烃及其掺混物。更优选情况下,第一有机聚合物层的有机聚合物包含含硅烷聚烯烃。对于强化层来说,优选的是包含环状嵌段共聚物的有机聚合物。在需要抗机械损伤的附加保护层、加硬层(例如以抑制本发明层压材料的过度弯曲)或两者的情况下,在本发明的层压材料中优选包括强化层。对于包括保护层的材料来说,优选的是包含硅氧烷的有机聚合物,或者更优选为含氟聚合物。优选的含氟聚合物是例如聚(こ烯-四氟こ烯)共聚物(ETFE)、聚偏氟こ烯(PVDF)和氟代こ烯-丙烯(FEP)。保护层优选作为本发明的层压材料的最外层,所述最外层可以与上面提到的降解条件或性能抑制条件直接接触。性能抑制条件的实例包括例如积尘(例如向光伏模块提供自清洁能力)或低日光接触角(例如向光伏模块提供増加的光电效率,特别是对于在北纬使用来说)。有机聚合物还可以包含添加剤。本发明考虑到了在希望増加或减弱本发明层压材料的性能性质或抗降解性质时使用添加剤。适合的添加剂的实例是紫外光(UV)吸收剂、UV稳定剂、加工稳定剂、抗氧化剂、粘着添加剂、防结块剂、防滑剂、颜料、填充剂和过程添加剂。优选的UV稳定剂可用于吸收能够缓慢损坏本发明的层压材料(例如PV模块中的本发明的层压材料)的较短波长的电磁辐射,从而抑制其基于UV的降解。优选的低波长是小于360nm。适合的UV吸收剂的实例是受阻酚类例如CYASORB UV 531 (可以从CytecIndustries Inc. , Wilmington, Delaware, USA 获得的 2-轻基-4-辛氧基ニ苯酮)和受阻胺类。UV吸收剂的量以有机聚合物的总量计通常为约O. lwt%至O. 8wt%、更优选为约O. Iwt %至O. 5wt%、更优选O. 2wt%至O. 3wt%。适合的UV稳定剂的实例是可以从CibaCorporation, Tarrytown,New York,USA 获得的 CHIMASSORB 944LD (聚[[6_[ (I, I, 3, 3-四甲基丁基)氨基]-S-三嗪-2,4-ニ基]-[(2,2,6,6_四甲基-4-哌啶基)亚氨基]-亚己基-[(2,2,6,6_四甲基-4-哌啶基)亚氨基]])。UV稳定剂的量以有机聚合物的总量计通常为约O. 02wt%至O. 5wt%,更优选为约O. 05wt%至O. 15wt%。优选的加工稳定剂是三价磷化合物。适合的磷化合物的实例包括亚膦酸盐和亚磷酸盐。加工稳定剂、包括磷化合物的量以有机聚合物的总量计通常为约O. 02wt%至O. 5wt%,优选为约O. 05wt%· O. 15wt%。适合的抗氧化剂的实例是受阻酚醛塑料例如由Ciba Geigy制造的IRGANOX . 1010(四(3-(3,5-ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酷)。抗氧化剂的量以有机聚合物的总量计通常为约O. 02wt%至O. 5wt%,更优选为约O. 05wt%至O. 15wt%。适合的粘着添加剂的实例是聚异丁烯。适合的填充剂的实例是透明填充剂,其在透明性是重要的情况下例如光伏器件中是优选的。过程添加剂的实例是硬脂酸钙、水和亚磷酸盐。这些以及其他可能的添加剂以本技术领域中公知的方式和量使用。
转向玻璃层的玻璃,可以使用许多类型的玻璃。适合的玻璃的实例是已知用于窗户、许多瓶子或护目镜的玻璃,包括但不限于钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、丙烯酸类玻璃、糖玻璃、云母玻璃(白云母玻璃)和氧氮化铝。许多适合的玻璃含有ニ氧化硅作为其主要组分以及作为玻璃形成体的少量组分。纯ニ氧化硅(SiO2)玻璃(与石英或其多晶形式砂在化学上相同的化合物)不吸收UV光,并被用于需要在该区域内透光的应用。这样的应用包括例如光伏电池和有机发光ニ极管。石英的大的天然单晶是基本上纯的ニ氧化硅,并且在碾碎后可用于制备高品质特种玻璃。合成的无定形ニ氧化硅是几乎100%纯的石英形式,其是用于许多特种玻璃的原材料。优选情况下,在本发明中使用的玻璃是窗玻璃、平板玻璃、硅酸盐玻璃、玻璃片、浮法玻璃、着色玻璃、特种玻璃、用溅射金属例如银涂层的玻璃、用锑锡氧化物、铟锡氧化物或两者涂层的玻璃、E-玻璃、S0LEX 玻璃(可以从PPG Industries of Pittsburgh,Pennsylvania, USA 获得)和 T0R0GLASS (North American Specialty Glass, LLC, NewYork, New York,USA)。特种玻璃可以包含控制其日光加热的成分。玻璃通常的特征在于具有多个微观结构缺陷,例如微观划痕、针眼和裂纹。气态和蒸汽物质例如水蒸汽和氧气可以不希望地经这些微观结构缺陷通过玻璃扩散。玻璃中微观结构缺陷、特别是微观结构缺陷孔隙的数量越多并且平均直径越大,气态或蒸汽物质通过玻璃的透过率越高。当有效地施加到玻璃表面(例如玻璃层的ー个或两个面)时,含硅烷聚烯烃有效地密封微观结构缺陷,从而形成了第三实施方案的密封玻璃层压材料。为了获得密封效果,含硅烷聚烯烃不必涂布玻璃的表面,只要含硅烷聚烯烃至少进入并有效地阻断玻璃中的微观针眼、裂纹等的内部部分即可。在某些实施方案中,含硅烷聚烯烃被配置在微观针眼、裂纹等的内部部分中,并且不构成玻璃表面上的涂层。在某些实施方案中,含硅烷聚烯烃只被配置为玻璃表面的涂层。在某些实施方案中,含硅烷聚烯烃被配置在微观针目艮、裂纹等的内部部分中,并且构成玻璃表面上的涂层。转向本发明的层压材料的构造,优选情况下,每种本发明的层压材料的紧邻层独立地以直接粘附操作彼此相接触,一般通过其相対的表面(界面表面)之间的化学粘合。与玻璃层、密封玻璃层或基材层以直接粘附操作相接触的含硅烷聚烯烃层,可以通过与玻璃或密封玻璃层界面表面上的硅烷醇基团或基材层界面表面上的其他官能团的反应连接(即粘合)到玻璃层、密封玻璃层或基材层。与玻璃层、密封玻璃层或基材层以直接粘附操作相接触的每个含硅烷聚烯烃层的含硅烷聚烯烃,其中显著缺乏交联(例如路易斯酸催化的交联)。不希望受到理论的束缚,含有三烷氧基硅烷基团的聚烯烃在催化剂存在下将与水发生有害反应形成硅烷醇官能团,并且这些硅烷醇基团在催化剂存在下还将进一歩彼此发生有害反应,形成不想要的硅氧烷交联。在不存在催化剂(例如碱或酸,例如路易斯酸)的标准或层压条件下,这两种反应中的每ー种发生的非常缓慢或完全不发生。尽管得到的交联的含硅烷聚烯烃具有令人满意的机械强度,但它将不合需要地表现出与玻璃的不令人满意的粘附。这是因为含硅烷聚烯烃层表面上所需要的与玻璃表面上的硅烷醇基团反应一些烷氧基硅烷基团已经被转变成硅氧烷交联基团,而硅氧烷交联基团不与玻璃表面反应。这是与玻璃层、密封玻璃层或基材层以直接粘附操作相接触的每个含硅烷聚烯烃 层的含硅烷聚烯烃在其中显著缺乏交联(例如路易斯酸催化的交联)的原因。当使用例如180°剥离试验測量到直接粘附操作接触的存在,表明其中显著缺乏被交联的基团。用于确定含硅烷聚烯烃是否显著缺乏交联的另ー种试验是通过ASTM D-2765所测量的凝胶含量。优选情况下,对于本发明的层压材料来说,凝胶含量低于40、优选低于30、更优选低于20、还更优选低于10、甚至更优选低于5。除了上面提到的层之外,在某些实施方案中,本发明的层压材料还包括一个或多个附加有机聚合物层,以便提供具有4个或更多个层的本发明的层压材料。每个有机聚合物层,不论是否是附加层,都独立地包含含硅烷聚烯烃或不同于含硅烷聚烯烃的材料。在某些实施方案中,ー个、更优选每个有机聚合物层(例如有机聚合物-玻璃层压材料的第一有机聚合物层)独立地包括保护层或强化层,所述保护层或强化层包含不同于含硅烷聚烯烃的材料。当本发明的层压材料包括两个或更多个有机聚合物层(第一实施方案的有机聚合物-玻璃层压材料中的一个有机聚合物层是含硅烷聚烯烃层)或两个或更多个含硅烷聚烯烃层时,前缀第一、第二等可以在本文中用于方便地在它们之间进行区別。例如,在有机聚合物-玻璃层压材料中包括有第一有机聚合物层和第一含硅烷聚烯烃层。在某些实施方案中,有机聚合物-玻璃层压材料还包括第二有机聚合物层,所述第二有机聚合物层与第一有机聚合物层或第一含硅烷聚烯烃层以直接粘附操作相接触。在某些实施方案中,所述第二有机聚合物层与第一含硅烷聚烯烃层以直接粘附操作相接触。在某些实施方案中,所述第二有机聚合物层与第一有机聚合物层以直接粘附操作相接触。在某些实施方案中,有机聚合物-玻璃层压材料还包括第三有机聚合物层,所述第三有机聚合物层与第一含硅烷聚烯烃层以直接粘附操作相接触,并且所述第二有机聚合物层包括保护层或強化层并与第一有机聚合物层以直接粘附操作相接触。在某些实施方案中,有机聚合物-玻璃层压材料还包括第二和第三有机聚合物层两者。在某些实施方案中,第一有机聚合物层包括第二含娃烧聚烯烃层,所述第二含娃烷聚烯烃层与玻璃层的第一面以直接粘附操作相接触,因此,有机聚合物-玻璃层压材料依次包括第二含硅烷聚烯烃层、玻璃层和第一含硅烷聚烯烃层。所述第一和第二含硅烷聚烯烃层彼此独立地表现出与玻璃层的可接受的粘附。包括4个或更多个层的本发明的层压材料可以被描述为具有内部和外部有机聚合物层,所述内部和外部有机聚合物层是相对于第一、第二和第三实施方案的相应的本发明的层压材料的玻璃层、密封玻璃层或基材层来说的。优选情况下,内部有机聚合物层的抗拉模量小于或等于外部有机聚合物层的抗拉模量。在某些实施方案中,第一有机聚合物层其特征在于抗拉模量小于或等于第二有机聚合物层的抗张剪切模量。在某些实施方案中,第一含硅烷聚烯烃层其特征在于抗拉模量小于或等于第三有机聚合物层的抗拉模量。抗拉模量测试在聚合物技术领域中是熟知的。 在某些实施方案中,每个本发明的层压材料独立地由3层构成,所述3个层当然是第一有机聚合物层、玻璃层和第一含娃烧聚烯烃层。在某些实施方案中,姆个本发明的层压材料独立地由4个层构成,前述的3个层加上I个附加层。在某些实施方案中,每个本发明的层压材料独立地由5个层构成,前述的3个层加上2个附加层。在某些实施方案中,每个本发明的层压材料独立地由10个或以下的层构成,前述的3个层加上最多7个附加层。在 某些实施方案中,每个本发明的层压材料独立地由7个或以下的层构成,前述的3个层加上最多4个附加层。在某些实施方案中,至少ー个、优选两个、更优选每个附加层独立地是本文中所述的第二或第三有机聚合物层。在某些实施方案中,至少ー个附加层独立地是不同于如上所述的第二或第三有机聚合物层的层(例如是第二玻璃层)。在某些实施方案中,每个本发明的层压材料的特征独立地在于总厚度为75微米(μ m)至2500 μ m、更优选75 μ m至1500 μ m,其全都取决于姆个本发明的层压材料由多少层构成以及每个层的厚度。在某些实施方案中,总厚度为900 μ m或以下,更优选为850 μ m或以下,更优选为575 μ m或以下.在某些实施方案中,总厚度为150 μ m或以上,更优选为175 μ m或以上,更优选为250 μ m或以上。在某些实施方案中,含硅烷聚烯烃被用作玻璃层、密封玻璃层或基材层与包含不是含硅烷聚烯烃的有机聚合物的有机聚合物层之间的联结层。这样的联结层的厚度通常为约50 μ m至100 μ m(例如75 μ m)。在某些实施方案中,含硅烷聚烯烃被用作強化层。这样的强化层的厚度通常为约100 μ m至400 μ m(例如375 μ m)。在某些实施方案中,玻璃层或密封玻璃层的厚度独立地为2511111至50(^111、优选50μπι至250μπκ更优选50μπι至200μ 、更优选ΙΟΟμ 至200μπι。在某些实施方案中,玻璃层或密封玻璃层的厚度独立地为40 μ m至120 μ m、更优选50 μ m至100 μ m。在某些实施方案中,玻璃层或密封玻璃层的厚度独立地为大于250μηι至500 μ m。优选情况下,含娃烷聚烯烃层的厚度为10 μ m至500 μ m、更优选20 μ m至375 μ m、更优选25 μ m至250 μ m、更优选25μπι至200μπι。优选情况下,独立地是强化层的有机聚合物层(例如环烯烃嵌段共聚物聚烯烃)的厚度为25 μ m至500 μ m、更优选75 μ m至200 μ m。优选情况下,独立地是保护层的有机聚合物层(例如含氟聚合物)的厚度为I μ m至125 μ m、更优选10 μ m至75 μ m0正如前面一般性教导,一个厚度范围的下限可以与另一个厚度范围的上限组合,以便提供更优选的厚度范围。每个本发明的层压材料的每个层独立地其特征在于具有至少ー个边缘表面和两个平面表面。层的两个平面表面(即第一和第二面)彼此“隔开”等于层的厚度的距离并彼此相反,也就是说彼此近似平行。圆形的层的特征在于为具有连续边缘。正方形或矩形层的特征在于为具有4个边缘。优选情况下,本发明的层压材料的除玻璃层、密封玻璃层或基材层之外的层延伸到或更优选略微超出玻璃层、密封玻璃层或基材层的至少ー个边缘、优选所有边缘。当第一有机聚合物层和含硅烷聚烯烃层延伸到或超出玻璃层的至少ー个边缘时,它们更优选分别与玻璃层的整个第一和第二面以直接粘附操作相接触。在某些实施方案中,本发明的层压材料还包括包封层,其包住并围绕本发明的层压材料的至少边缘,优选所有的本发明的层压材料。适合用作包封层的材料的实例是聚(こ烯-こ酸こ烯)共聚物(EVA)、聚对苯ニ甲酸こニ酯和聚(苯こ烯-1,3-丁ニ烯)环状嵌段共聚物。具体来说,转向第一实施方案的有机聚合物-玻璃层压材料,在某些实施方案中,第一有机聚合物层是第二含硅烷聚烯烃层并具有75微米至375微米的厚度,第一含硅烷聚烯烃层具有25微米至75微米的厚度。优选情况下,该有机聚合物-玻璃层压材料包含电子或光学器件的抗机械损伤和蒸汽和气体屏蔽部分;第一含硅烷聚烯烃层厚度为25微米至75微米,并被配置为比玻璃层配置的离电子或光学器件需要防护机械损伤、水蒸汽和氧气的部分更近;第二含硅烷聚烯烃层厚度为75微米至375微米,并被配置为比玻璃层配置的离电子或光学器件需要防护的部分更远。更优选情况下,第一含硅烷聚烯烃层仅由配置 在玻璃层与电子或光学器件需要防护的部分之间的层(除了任选的包封层之外)构成。在某些实施方案中,有机聚合物-玻璃层压材料的玻璃层被一片刚性或挠性的有机聚合物材料代替。所述片材包含聚碳酸酷、丙烯酸的、聚丙烯酸酷、环状聚烯烃例如こ烯-降冰片烯、通过用金属茂催化剂催化一种或多种苯こ烯单体的聚合而制备的聚苯こ烯,以及两种或更多种这些片材材料的混合物。具体来说,转向第二实施方案的密封玻璃层压材料和第三实施方案的功能性层压材料,优选情况下,密封玻璃层压材料和功能性层压材料的至少ー个有机聚合物层独立地包含含硅烷聚烯烃。更优选情况下,密封玻璃层压材料的挠性的特征进一步在于通过两点弯曲试验所确定的挠性,所述挠性的特征在于从使用两点弯曲试验的断裂伸长获得的以毫米表示的平均实测或计算弯曲曲率,其中实测或计算平均弯曲曲率为500_或以下、更优选小于200_。在某些实施方案中,弯曲曲率是实测的。在某些实施方案中,弯曲曲率是计算的。具体来说,转向功能性层压材料,在某些实施方案中,功能性层压材料包含第一实施方案的有机聚合物-玻璃复合层压材料。因此功能性层压材料的基材层在某些实施方案中是有机聚合物-玻璃复合层压材料的玻璃层,或者在其他实施方案中是或有机聚合物-玻璃复合层压材料的刚性或挠性有机聚合物材料片。在其他实施方案中,功能性层压材料不包含第一实施方案的有机聚合物-玻璃复合层压材料。优选情况下,功能性层压材料的基材层包含对第一实施方案所描述的玻璃层或对第二实施方案所描述的密封玻璃层压材料层。转向本发明的层压材料的制造,本发明的层压材料可以通过任何适合的层压方法并在任何适合的层压条件下制造。本发明的层压材料的每个有机聚合物层可以挤出、压延、溶液浇铸、注塑或通过其他方式施加到(放置成与其相接触)紧邻层的表面。在说明性层压方法中,将第一有机聚合物层施加到第一实施方案的有机聚合物-玻璃层压材料的玻璃层的第一面,并将第一含硅烷聚烯烃层施加到玻璃层的第二面以形成三层夹心结构。任选地,可以将任何第二和第三有机聚合物层施加到上面提到的第一有机聚合物层或第一含硅烷聚烯烃层,以形成4或5层夹心结构。然后将3、4或5层夹心结构在常规层压条件下、优选在常规真空层压条件下层压,以形成第一实施方案的3、4或5层有机聚合物-玻璃层压材料。得到的本发明的层压材料的总厚度等于用于制备它的分层夹心结构(前体)的总厚度,等于分层夹心结构的各个层的厚度之和。适合的层压条件的实例是将3、4或5层夹心结构脱气5分钟,将脱气过的夹心结构加热至约150°C,使得到的加热过的夹心结构经历约一半大气压(例如50kPa表压)减压2分钟,然后将得到的减压后的夹心结构返回到大气压(例如IOlkPa) 10分钟,并允许得到的相应3、4或5层有机聚合物-玻璃层压材料冷却至室温。优选情况下,制造本发明的层压材料的方法还利用一个或多个可移除覆盖片材(例如纸(例如白色激光或喷墨打印纸或复印纸)、薄纱或丝绸片材),每个可移除覆盖片材与用于制备夹心结构的至少一个层的面相接触。可移除覆盖片材可以提供作为可商购玻璃层或聚合物薄膜的一部分,或者可以分开向其添加。可移除覆盖片材的主要目的是在夹心结构装配期间保护每个层,以防污损、过早附着于另一层或其他可能的引起层缺陷的情况,在某些实施方案中还添加了支撑措施,以便于可移除覆盖片材保护的层的每次操作。任两个相邻层可以在它们之间具有0、1或2个可移除覆盖片材。在将可移除覆盖片材保护的层对齐后并在即将用对齐的可移除覆盖片材保护的层形成夹心结构之前,从层之间移除(例如 拉出)可移除覆盖片材(类似于从堆叠的书之间拉出纸片),然后将去保护的层接触到一起以形成夹心结构。覆盖片材优选具有与本发明的层压材料的层相同的长度和宽度(即表面维度)。去保护的层在功能上不受移除它们的可移除覆盖片材的损坏。例如,在某些实施方案中,制造方法还包括独立地提供受保护形式的第一有机聚合物层、玻璃层、第一含娃烧聚烯烃层的预备步骤,每种受保护的形式分别包括与第一有机聚合物层、玻璃层或第一含硅烷聚烯烃层的至少一个面操作接触的可移除覆盖片材;将受保护形式的第一有机聚合物层、玻璃层、第一含硅烷聚烯烃层对齐;然后从其中移除可移除覆盖片材,并使得到的去保护形式的第一有机聚合物层、玻璃层或第一含硅烷聚烯烃层接触到一起,以形成三层夹心结构。本发明考虑到了通过这种优选制造方法制造任何有机聚合物-玻璃层压材料或密封玻璃层压材料。本发明的发现之一是在某些实施方案中,本发明的层压材料在其制造过程中可以发生压曲。在某些情况下,压曲最终不对本发明的层压材料造成伤害。在其他情况下,压曲(例如翘曲)足够严重,使得它能够在相应的有机聚合物-玻璃层压材料或密封玻璃层压材料的制造过程中引起玻璃层或密封玻璃层破裂。当位于玻璃层或密封玻璃层相反面处的有机聚合物的线性热膨胀系数(CLTE)差异足够大(差异为O. 00001每开氏度(O. 00001/° K)或以上),使得位于相反面处的有机聚合物表现出不同的伸展、收缩效应或两者时,这种破裂情况特别可能。因此,本发明的制造方法优选包括利用与玻璃层(或密封玻璃层)的第一面以粘附操作相接触(直接地,或者在具有4个或更多个层的本发明的层压材料中通过插入的有机聚合物层间接地)的一种或多种有机聚合物,以及与玻璃层(或密封玻璃层)的第二面以粘附操作相接触(直接或间接地)的一种或多种有机聚合物,每种所述有机聚合物的特征在于如下的CLTE,与玻璃层(或密封玻璃层)的第一面以粘附操作相接触的至少一个、优选每个有机聚合物的CLTE,同与玻璃层(或密封玻璃层)的第二面以粘附操作相接触的至少一个、优选每个有机聚合物的CLTE的差小于O. 00001/° K。与玻璃层(或密封玻璃层)的第一面以粘附操作相接触的有机聚合物包含第一有机聚合物层的有机聚合物,与玻璃层(或密封玻璃层)的第二面以粘附操作相接触的有机聚合物包含第一含硅烷聚烯烃层的含硅烷聚烯烃。CLTE按照ASTM D696-08 (使用玻璃状二氧化硅膨胀仪在_30°C至30°C之间测试塑料的线性热膨胀系数的标准试验方法)或ASTM E228-06(使用推杆式膨胀仪测试固体材料的线性热膨胀的标准试验方法)来测定。更优选情况下,所述抑制压曲的方法使来自于压曲形式的10次试验运行的引起相应层压材料的玻璃层或密封玻璃层破裂的平均频率,与来自于不使用抑制有机聚合物-玻璃层压材料或密封玻璃层压材料的压曲的方法制造相应层压材料的方法的10次试验运行的平均频率相比降低20%或以上(更优选50%或以上,更优选80%或以上)。例如,在某些实施方案中,制造方法还包括向玻璃层的第一面施加第一有机聚合物层并向玻璃层的第二面施加第一含娃烧聚烯烃层以形成三层夹心结构;以及将三层夹心结构在层压条件下层压以形成有机聚合物-玻璃层压材料,每种有机聚合物和含硅烷聚烯烃的特征独立地在于如下的CLTE,有机聚合物的CLTE与含硅烷聚烯烃的CLTE的差小于O. 00001每开氏度。本发明考虑到了通过这种优选的制造方法制造任何有机聚合物-玻璃层压材料或密封玻璃层压材料。优选情况下,在制造有机聚合物-玻璃层压材料或密封玻璃层压材料的层压过程 期间,含硅烷聚烯烃中的烷氧基硅烷基团与玻璃层中的硅烷醇基团经历非催化缩合反应,在玻璃层与第一和第二含硅烷聚烯烃层之间形成硅氧烷连接键(与前面提到的交联的硅氧烷连接键不同),所述硅烷醇基团天然存在于玻璃层的每个第一和第二面上。更优选情况下,通过第一和第二含硅烷聚烯烃层与玻璃层各自直接粘附操作接触的特征独立地在于所述粘附强度为2N/mm或以上,所述粘附强度使用180°剥离试验以每分钟2英寸(51毫米)的加载率来测量,其中有机聚合物-玻璃层压材料处于50%相对湿度和24°C温度下。通常,180°剥离试验在环境压力(例如101千帕斯卡)下进行。转向本发明的层压材料的性能,优选情况下,每个有机聚合物-玻璃层压材料、密封玻璃层压材料和功能性层压材料的特征独立地在于,通过基于标准IEC 1262的模拟冰雹冲击试验,通过有机聚合物-玻璃层压材料的水蒸汽透过率小于O. 0004g/m2/天,并且通过有机聚合物-玻璃层压材料的氧气透过率小于O. 0001cm3/(m2*天*巴)。优选情况下,通过功能性层压材料、密封玻璃层压材料或有机聚合物-玻璃复合层压材料的水蒸汽透过率独立地小于O. 0001g/m2/天,更优选小于O. 00005g/m2/天。优选情况下,通过功能性层压材料、密封玻璃层压材料或有机聚合物-玻璃复合层压材料的氧气透过率独立地小于O. 00001cm3/ (m2* 天 * 巴),更优选小于 O. 000005cm3/ (m2* 天 * 巴)。优选情况下,通过有机聚合物-玻璃层压材料、密封玻璃层压材料和功能性层压材料的透光率为至少85%、更优选至少90%的入射光通过功能性层压材料,入射光其特征在于具有380纳米至1200纳米的波长。优选情况下,有机聚合物-玻璃层压材料、密封玻璃层压材料和功能性层压材料的特征独立地在于通过韧性、挠性或更优选韧性和挠性两者的增加。韧性和挠性可以独立地通过任何适合的手段来测定。优选情况下,韧性可以由使用按照后文中所述进行的两点弯曲试验测量的以毫米(mm)表示的平均伸长和以千克(kg)表示的平均载荷来表征。在某些实施方案中,本发明的层压材料的特征在于具有77mm或以上、更优选89mm或以上、更优选IOOmm或以上的平均伸长。在某些实施方案中,本发明的层压材料在特征在于具有200mm或以下的平均伸长,在其他实施方案中为140_或以下。在某些实施方案中,本发明的层压材料的特征在于具有O. 17kg或以上、更优选O. 23kg或以上、更优选O. 87kg或以上的平均载荷。在某些实施方案中,本发明的层压材料的特征在于具有I. 5kg或以下的平均载荷,在其他实施方案中为I. 2kg或以下。在某些实施方案中,本发明的层压材料的特征在于具有平均伸长和平均载荷的组合,其每个分别为任一个上面提到的优选平均伸长和平均载荷值。优选情况下,挠性可以表征为使用按照后文中所述进行的两点弯曲试验获得的以毫米表示的平均实测或计算弯曲曲率。在某些实施方案中,本发明的层压材料的特征在于具有500mm或以下、优选200mm或以下的实测或计算平均弯曲曲率,优选为实测和计算平均弯曲曲率两者。优选情况下,弯曲曲率是实测值。在某些实施方案中,弯曲曲率是计算值。在某些实施方案中,本发明的层压材料的特征在于具有IlOmm或以下、更优选85mm或以下、更优选75mm或以下、更优选65mm或以下、更优选55mm或以下(例如49mm或以下)的计算平均弯曲曲率。更优选情况下,本发明的层压材料的特征在于为韧性和挠性的,其方式使得可以由任一上面提到的优选平均伸长、任一上面提到的优选平均载荷和任一上面提到的优选平均弯曲曲率的组合来表征。尤其是,更优选的本发明的层压材料的特征在于通过基于标准IEC 1262的模拟冰雹冲击试验,并同时具有上面提到的韧性和挠性组合。
转到包括本发明的层压材料的器件,本发明的层压材料对于包括在电子或光学器件中并保护其免于特别是机械损伤以及氧和水降解来说,特别有用。这种电子器件的实例是LED和含有电子器件的PV电池。这种光学器件的实例是光子集成线路和含有它们的数字光学网络系统。有机聚合物-玻璃层压材料、密封玻璃层压材料和功能性层压材料中的任一种或多种,可用于此目的。包括本发明的复合材料的优选电子器件是LED。包括本发明的复合材料的更优选电子器件是PV器件。PV器件包括适用于将太阳辐射转变成直流电的材料。PV器件包括PV电池(通常称为太阳能电池),更优选包括PV电池的阵列或组件。阵列或组件更优选包括PV模块(通常称为太阳能板)。由于优选的本发明的层压材料的特征在于为挠性和韧性的(例如由后文描述的两点弯曲试验的结果所指示的),因此它们特别适合用于薄膜PV电池或模块。优选情况下,PV电池包括薄膜半导体基PV电池。更优选情况下,PV电池包括无定形硅PV电池、多晶硅PV电池、微晶体硅PV电池或基于硫属化合物的光伏电池。术语“基于硫属化合物的光伏电池”是指适用于将太阳辐射转变成直流电的材料,所述材料包括硫、硒、碲和钋中的至少一种,优选硫、硒和碲中的至少一种,更优选硒和碲中的至少一种。优选的基于硫属化合物的光伏电池是碲化镉PV电池,或者更优选为铜铟镓硒化物(CIGS,也称为铜铟镓二硒化物)薄膜PV电池。优选情况下,电子或光学器件包括挠性PV器件,其包括至少一个光伏电池和本发明的层压材料,所述光伏电池具有光入射侧,本发明的层压材料位于光伏电池的光入射侧上,其方式使得光伏电池受到本发明的层压材料保护(如本文中所述)以防机械损伤、水蒸汽和氧气。更优选情况下,挠性PV器件的至少一个光伏电池的每一个独立地是基于硫属化合物的光伏电池。当在本文中使用时,术语“挠性的”当用于挠性PV器件中时,是指能够被一次弯曲成约I米直径的圆柱体(只要挠性PV器件的长度或I米直径圆柱体的周长中的较短者允许)并返回到未弯曲状态而不破裂或经历性能(例如水蒸汽和氧气渗透抗性)的显著降低。性能的显著降低是指性能值下降至不是本文中为本发明所描述的性能值。转向包括一个或多个本发明的层压材料的电子或光学器件的制造,电子或光学器件可以通过改变相关的已知方法来制造。例如,包含含有本发明的复合材料的PV电池阵列的PV模块,可以通过改变US 6,586,271或US 6,114046的方法来制造。在某些实施方案中,本发明还提供了具有两个基本上平面表面的光伏电池的制造方法,所述两个基本上平面表面之一的特征在于可朝向太阳(即入射光),另一个表面的特征在于可朝向地面,所述方法包括将本发明的层压材料邻近并平行于光伏电池的可朝向太阳的平面表面固定。优选情况下,方法还包括将背衬表面层固定到光伏电池的朝向地面的平面表面。每个固定步骤可以独立地是任何相关的已知固定方法,例如将PV电池、本发明的层压材料和任选的背衬表面层紧压到维度可用于接受它们的框架。另一种方法包括将PV电池、本发明的层压材料和任选的背衬表面层层压在一起。背衬表面层和框架可以独立地包括任何适合的耐候性固体材料,例如铝、聚氟乙烯涂层的钢、玻璃、钛、聚乙烯和聚丙烯。优选情况下,背衬表面材料和框架材料中的至少一个至少优选具有水屏蔽性质。材料和通用方法接性玻璃片CorningO2Il 玻璃,2 密耳(δΟ μ m)厚(Corning Incorporated, Rochester, New York, USA);或 Schott D263T 玻璃,4 密耳(100 μ m)厚。含硅烷聚烯烃I (SC-P0-1):硅烷接枝的烯烃嵌段共聚物,其包含通过反应性挤出方法接枝到 INFUSE D9500. 00 树脂的 lwt% 的烷氧基硅烷 Z6030 (Dow Corning, Midland,Michigan, USA),密度为 0. 877g/mL,熔体指数为 5 (The Dow Chemical Company)。除非另有注明,否则使用SC-P0-1制备的薄膜层的厚度为4密耳(IOOym)。含硅烷聚烯烃2(SC-P0-2):硅烷接枝的环烯烃嵌段共聚物,其包含通过反应性挤出方法接枝到ENGAGE 8200树脂(The Dow Chemical Company)的1.5wt%的乙烯基三甲氧基娃烧(VTMS,Dow Corning,Midland,Michigan,USA)。除非另有注明,否则使用 SC-P0-2制备的薄膜层的厚度为3密耳(75 μ m)。含硅烷聚烯烃3(SC-P0_3):硅烷接枝的环烯烃嵌段共聚物,其包含通过反应性挤出方法接枝到ENGAGE 8200树脂(The Dow Chemical Company)的1.5wt%的乙烯基三甲氧基娃烧(Dow Corning,Midland,Michigan,USA)。除非另有注明,否则使用SC-P0-3制备的薄膜层的厚度为15密耳(375 μ m)。聚对苯二甲酸乙二酯(PET-1)薄膜-MELINEX (Imperial Chemical IndustriesPLC, London, England)聚酯薄膜,厚度为 125 μ m。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-I)薄膜,厚度为50 μ m ;由Arkema PLEXIGLAS (Rohm&Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania, USA) DR 抗冲击改性通用丙烯酸树脂制成。聚(乙烯-四氟乙烯)共聚物(ETFE-1)薄膜来自于Asahi Chemical Company,Limited(Asahi Kasei Corporation, Tokyo, Japan 的 Asahi Kasei Chemicals 的子公司),批号 83N1240000。环状嵌段共聚物,厚度I (CBC-Tl) =CBC-Tl薄膜从使用多孔二氧化硅负载的催化剂将阴离子聚合的苯乙烯和1,3-丁二烯嵌段共聚物完全加氢所制备的聚合物熔铸而成。得到的材料是五嵌段共聚物,其加氢前的苯乙烯含量为70wt%,1,3_ 丁二烯含量为30wt%;加氢前的数均分子量(Mn)为75,000克每摩耳(g/mol);加氢前的1,2-乙烯基含量为8wt%;玻璃化转变温度Tg为135°C;伸长率为20%。除非另有注明,否则使用CBC-Tl制备的薄膜层的厚度为3密耳(75 μ m)。环状嵌段共聚物,厚度2 (CBC-T2) :CBC_T2薄膜从与用于制造CBC-Tl薄膜的相同的材料制备。除非另有注明,否则使用CBC-T2制备的薄膜层的厚度为6密耳(150μπι)。180。剥离试验出于本发明的目的,如本文中所述在环境压力(例如IOlkPa)下进行180°剥离试验以测量粘附强度。提供试验层压材料。测量试验层压材料的宽度。将试验层压材料以每分钟2英寸(51mm)的加载率加载到Instron测试机5581中。试验在24°C和50%相对湿度下进行。在观察到稳定的剥离区域后(通常在试验层压材料加载约2英寸后)停止试验。测定剥离载量。重复四次。将粘附强度报告为剥离载量与试验层压材料宽度的比率的5程试验的宽度归一化的平均值,以牛顿每毫米为单位表示。水蒸汽和氧气渗透试验程序
氧气(O2)输02穿过本发明的复合材料的运输在Mocon Οχ-Tran 2/21氧透过率测试仪(M0C0N, Inc.,Minneapolis, Minnesota, USA)上进行。样品是 IOcm x IOcm xO. 05cm的压模测试板,其具有隔离开的入口和出口面,所述面当在Mocon Οχ-Tran 2/21中使用时除了通过测试板之外缺乏彼此之间的流体连通。Mocon 0x-Tran 2/21的温度被设定到24°C,大气压力为约760mmHg(101kPa)。测试程序利用了含水气体混合物(进气)和载气(2mol%的氢气在氮气中),其将下游的透过气体(即扩散通过测试板的气体)运离测试板的出口面。含水气体和载气的相对湿度各为约50%。下游透过气体包含通过测试板的氧气。氧透过率根据在I天内和I巴(IOOkPa)压力下,能够通过厚度为I密耳(O. 001英寸,O. 0254毫米)、表面积为I平方米(m2)的测试板的氧气在标准压力(I. O巴,即IOlkPa)和温度(24°C )下以立方厘米(cm3)为单位的体积(即Cm3/(m2*天*巴))来报告。水蒸汽运输将在前面O2运输实验中测试的样品转移到包含水传感器的MoconPermatran-W' 700水蒸汽透过率测试仪(M0C0N, Inc.)上。水蒸汽运输实验在24°C、760mmHg大气压力(IOlkPa)和100%相对湿度下进行。载气是100%干燥的(即无水的)氮气,含水气体混合物(即测试气体)是含水蒸汽的空气。含水气体混合物从配置在测试板的入口面附近的湿海绵产生。载气将任何已渗透通过测试板的水蒸气从测试板的出口面吹扫至传感器。水蒸汽透过率根据I天内能够通过厚度为I密耳、表面积为Im2的测试板的水蒸汽的克数(g/m2/天)来报告。基于标准IEC 1262的模拟冰雹冲击试验使重量为45g的高耳夫球(Callaway, Big Bertha)下落到测试物体上的11个不同位置上,每次从4. 5米(m)高度处下落。该试验为PV模块模拟了冰雹试验条件,其中假设冰雹粒子直径为25毫米(mm),运行速度为23米每秒(m/s)。使用两点弯曲试验测量的韧性和挠性出于本发明的目的,如本文中所述在环境压力(例如IOlkPa)下进行两点弯曲试验,以测量层压材料样品的韧性和挠性。从层压材料样品获得5个测试层压材料。测试层压材料的尺寸为6英寸(15cm)x 10英寸(25cm)。使用Instron试验机5581进行试验,夹具之间的距离为8英寸(20cm)。在试验之前,通过使测试层压材料经历24°C的温度和50%相对湿度2天,对它们进行调制。以每分钟2英寸(51mm)的加载率加载测试层压材料。使用另外4块调制过的测试层压材料将试验运行重复4次。使用来自于两点弯曲试验的断裂伸长测量值作为韧性的度量,其中断裂伸长被确定为在试验过程中,测试层压材料中发生第一次断裂并且从载荷伸长曲线观察到应力松弛的时间。从层压材料样品的5次试验运行给出以毫米为单位的平均伸长和以千克为单位的平均载荷作为层压材料样品的韧性测量值。使用在两点弯曲试验中上面提到的样品折断之前的最小弯曲曲率的实测或计算弯曲曲率,来表征层压材料样品的挠性。当测试层压材料的韧性和挠性增加使得它能够被弯曲成具有越来越短的弯曲半径的曲率时,弯曲曲率降低。被设置用于两点弯曲试验的试验显示在下面的示意图I中示意图I :
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L在示意图I中,虚线表示测试层压材料在弯曲之前的位置和长度。实心曲线表示测试层压材料在其即将折断之前最大曲率处的位置。L是测试层压材料的原始长度,c是测试层压材料的一端在运行期间和即将折断(断裂)之前移动的距离,R是弯曲曲率。弯曲 曲率R可以在试验期间直接测量,或使用公式计算R = H/2e (即R等于H除以(2乘以ε))其中R是弯曲曲率,H是层压材料的厚度,ε是应变。将挠性计算为来自于层压材料样品的5程试验运行的以毫米为单位的平均弯曲曲率。比较例(非本发明)比较例在本文中被提供作为本发明的某些实施方案的对比,并且不意味着应该被解释为现有技术或非本发明实例的代表。比较例l(CE-l) =Corning 0211玻璃片的模拟冰雹冲击试验Corning 0211玻璃片未通过模拟冰雹冲击试验,所述试验通过使直径为17毫米(mm)的钢珠从小于O. 5英尺(< 15cm)的高度下落到其上来进行。比较例2(CE_2) =Schott D263T玻璃片(Schott玻璃)的模拟冰雹冲击试验Schott D263T玻璃片由两点弯曲试验表征为挠性但是不坚韧,并且未通过基于标准IEC 1262的模拟冰雹冲击试验。结果报告在后面的表I中。比较例3(CE-3) SC-P0-2-Schott D263T 玻璃层压材料(SC-PO-2/Schott 玻璃)向4密耳(100 μ m)厚的Schott D263T玻璃片的一个面施加3密耳(75 μ m)厚的SC-P0-2(前面描述的)层,以产生2层夹心结构。通过将2层夹心结构脱气5分钟,将脱气的夹心结构加热至170°C,使得到的加热过的夹心结构经历50kPa (表压)的减压5分钟,然后将得到的减压过的夹心结构返回到IOlkPa 10分钟,并允许得到的2层SC-PO-2-SchottD263T玻璃层压材料冷却至室温,来层压2层夹心结构。SC-P0-2-Schott D263T玻璃层压材料未通过基于标准IEC 1262的模拟冰雹冲击试验。结果报告在后面的表I中。下面对本发明的非限制性实例进行描述,它们说明了本发明的一些具体实施方案和上面提到的优点。本发明的优选实施方案加入了实施例的一个限制、更优选任两个限制,所述限制由此用作修改权利要求书的基础。
本发明的实施例实施例I (EX-I) 4层有机聚合物-玻璃层压材料(ETFE-1/SC-PO-l/Corning玻璃/SC-PO-I)向2密耳(50 μ m)厚的Corning 0211玻璃片的每个面施加4密耳(100 μ m)厚的SC-P0-1 (前面描述的)层,然后向SC-P0-1的一个层施加2密耳(50 μ m)厚的ETFE-I层以产生4层夹心结构。在施加层之前,将层用由标准白色激光打印纸构成的可移除覆盖片材进行保护,在即将层压之前移除(即拉出)所述可移除覆盖片材。通过将4层夹心结构脱气5分钟,将脱气的夹心结构加热至150°C,使得到的加热过的夹心结构经历50kPa (表压)的减压2分钟,然后将得到的减压过的夹心结构返回到IOlkPa 10分钟,并允许得到的实施例I的4层有机聚合物-玻璃层压材料(具有12密耳(300 μ m)的总厚度)冷却至室温,来 层压4层夹心结构。在室温下48小时后,4层有机聚合物-玻璃层压材料通过(不裂开)模拟冰雹冲击试验,所述试验通过使直径为17毫米的钢珠从大于2英尺(> 61cm)的高度下落到其上(与ETFE-I层相接触)来进行。实施例2 (EX-2) :3层有机聚合物-玻璃层压材料(SC-PO-2/Schott玻璃/SC-P0-2)向4密耳(100 μ m)厚的Schott D263T玻璃片的每个面施加3密耳(75 μ m)厚的SC-P0-2(前面描述的)层以产生3层夹心结构。在施加层之前,将层用由标准白色激光打印纸构成的可移除覆盖片材进行保护,在即将层压之前移除(即拉出)所述可移除覆盖片材。通过将3层夹心结构脱气5分钟,将脱气的夹心结构加热至170°C,使得到的加热过的夹心结构经历50kPa(表压)的减压5分钟,然后将得到的减压过的夹心结构返回到IOlkPa10分钟,并允许得到的实施例2的3层有机聚合物-玻璃层压材料(具有10密耳(250 μ m)的总厚度)冷却至室温,来层压3层夹心结构。3层有机聚合物-玻璃层压材料由两点弯曲试验表征为韧性和挠性的,并通过基于标准IEC 1262的模拟冰雹冲击试验。结果报告在后面的表I中。实施例3 (EX-3) :3层有机聚合物-玻璃层压材料(SC-PO-2/Schott玻璃/SC-P0-2)除了将15密耳(375 μ m;代替实施例2的3密耳厚度)厚的SC_P0_2 (前面描述的)层施加到4密耳(100 μ m)厚的Schott D263T玻璃片的每个面以产生新的3层夹心结构之外,重复实施例2的程序和试验。得到的3层有机聚合物-玻璃层压材料(具有34密耳(850 μ m)的总厚度)由两点弯曲试验表征为韧性和挠性的,并通过基于标准IEC 1262的模拟冰雹冲击试验。结果报告在后面的表I中。实施例4 (EX-4) 5层有机聚合物-玻璃层压材料(CBC-Tl/SC-PO-2/Schott玻璃/SC-P0-2/CBC-T1)除了还向每个SC-P0_2(前面描述的)层的外表面进一步施加2密耳(50 μ m)厚的CBC-Tl (前面描述的)层以产生5层夹心结构来代替3层夹心结构之外,重复实施例2的程序和试验。得到的5层有机聚合物-玻璃层压材料(具有14密耳(350 μ m)的总厚度)由两点弯曲试验表征为韧性和挠性的,并通过基于标准IEC 1262的模拟冰雹冲击试验。结果报告在后面的表I中。实施例5 (EX-5):边缘包封的5层有机聚合物-玻璃层压材料(CBC-T2/SC-P0-2/Schott 玻璃 /SC-P0-2/CBC-T2)除了向每个SC-P0_2(前面描述的)层的外表面并向SC-P0-2和Schott D263T玻璃片的边缘进一步施加6密耳(150 μ m)厚的CBC-T2(前面描述的)层以产生5层夹心结构来代替3层夹心结构之外,重复实施例2的程序和试验。得到的边缘包封的5层有机聚合物-玻璃层压材料(具有22密耳(550 μ m)的总厚度)由两点弯曲试验表征为韧性和挠性的,并通过基于标准IEC 1262的模拟冰雹冲击试验。结果报告在后面的表I中。实施例6 (EX-6) 5层有机聚合物-玻璃层压材料(PET-l/SC-PO-2/Schott玻璃/SC-P0-2/PET-1)除了向每个SC-P0_2(前面描述的)层的外表面但不向边缘进一步施加5密耳(125 μ m)厚的PET-I(前面描述的)层以产生5层夹心结构来代替3层夹心结构之外,重复实施例2的程序和试验。得到的5层有机聚合物-玻璃层压材料(具有20密耳(500 μ m)的总厚度)由两点弯曲试验表征为韧性和挠性的,并通过基于标准IEC1262的模拟冰雹冲 击试验。结果报告在后面的表I中。实施例7 (EX-7):边缘包封的5层有机聚合物-玻璃层压材料(PET-1/SC-P0-2/Schott 玻璃 /SC-P0-2/PET-1)除了向5层夹心结构的边缘进一步施加一些PET-I之外,重复实施例6的程序和试验。得到的边缘包封的5层有机聚合物-玻璃层压材料(具有20密耳(500 μ m)的总厚度)由两点弯曲试验表征为韧性和挠性的,并通过基于标准IEC 1262的模拟冰雹冲击试验。结果报告在后面的表I中。实施例8 (EX-8) 5层有机聚合物-玻璃层压材料(PMMA-l/SC-PO-2/Schott玻璃/SC-P0-2/PMMA-1)除了向每个SC-P0_2(前面描述的)层的外表面进一步施加2密耳(50 μ m)厚的PMMA-I (前面描述的)层以产生5层夹心结构来代替3层夹心结构之外,重复实施例2的程序和试验。得到的5层有机聚合物-玻璃层压材料(具有14密耳(350 μ m)的总厚度)由两点弯曲试验表征为韧性和挠性的,并通过基于标准IEC 1262的模拟冰雹冲击试验。结果报告在下面的表I中。表I :两点弯曲韧性和挠性试验及模拟冰雹冲击试验IEC 1262的结果
挽性一
4刃性一 4模拟冰十
牛刃性一计异弯
试验样,平均伸> 雹冲击+
层压材料层平均负曲曲率
品号长 LIECL
载(kg ) (平均(mm) 1262_____值,mm )
权利要求
1.ー种有机聚合物-玻璃层压材料,其依次包含第一有机聚合物层、玻璃层和第一含硅烷聚烯烃层,所述玻璃层具有间隔开的相対的第一和第二面,所述第一和第二面被间隔开25微米至500微米的距离;所述第一有机聚合物层与所述玻璃层的第一面以直接粘附操作相接触,且所述第一含硅烷聚烯烃层与所述玻璃层的第二面以直接粘附操作相接触; 所述有机聚合物-玻璃层压材料的特征在于通过基于标准IEC1262的模拟冰雹冲击试验,以及下列性质中的至少ー个通过有机聚合物-玻璃层压材料的水蒸汽透过率小于每天每平方米暴露的有机聚合物-玻璃层压材料的表面积O. 0004克水蒸汽,和通过有机聚合物-玻璃层压材料的氧气透过率小于每天每巴每平方米暴露的表面积O. 0001立方厘米氧气(cm3バm2*天*巴))。
2.权利要求I中的有机聚合物-玻璃层压材料,所述第一有机聚合物层包含第二含硅烷聚烯烃层,所述第二含硅烷聚烯烃层与所述玻璃层的第一面以直接粘附操作相接触,因此所述有机聚合物-玻璃层压材料依次包含所述第二含硅烷聚烯烃层、玻璃层和第一含硅烷聚烯烃层。
3.权利要求2中的有机聚合物-玻璃层压材料,其中第一和第二含硅烷聚烯烃层与玻璃层各自的直接粘附操作接触的特征独立地在于粘附强度为每毫米2牛顿或以上,所述粘附强度使用180°剥离试验以每分钟2英寸(51毫米)的加载率进行測量,其中有机聚合物-玻璃层压材料处于50%的相対湿度和24°C的温度下。
4.权利要求I中的有机聚合物-玻璃层压材料,所述第一有机聚合物层包括保护层或强化层,所述保护层或强化层包含不同于含硅烷聚烯烃的材料。
5.权利要求I至4任一项中的有机聚合物-玻璃层压材料,所述有机聚合物-玻璃层压材料还包括第二有机聚合物层,所述第二有机聚合物层包括保护层或強化层并且与第一有机聚合物层或第一含硅烷聚烯烃层以直接粘附操作相接触。
6.权利要求4或5的有机聚合物-玻璃层压材料,所述保护层包含含氟聚合物、硅氧烷、聚对苯ニ甲酸こニ酷、聚萘ニ甲酸こニ酷、聚碳酸酷、环状嵌段共聚物聚烯烃、无定形聚烯烃、聚甲基丙烯酸甲酷、脂族热塑性聚氨酯、脂族聚酰亚胺或其两种或更多种的掺混物。
7.权利要求5或6中的有机聚合物-玻璃层压材料,所述有机聚合物-玻璃层压材料还包括第三有机聚合物层,所述第三有机聚合物层包括保护层或強化层并与第一含硅烷聚烯烃层以直接粘附操作相接触,并且所述第二有机聚合物层包括保护层或強化层并与第一有机聚合物层以直接粘附操作相接触。
8.权利要求I至7任一项中的有机聚合物-玻璃层压材料,所述有机聚合物-玻璃层压材料其特征在于,总厚度为75微米至1500微米。
9.权利要求I至8任一项的有机聚合物-玻璃层压材料,所述有机聚合物-玻璃层压材料其特征在于,透光率为至少80%的入射光通过有机聚合物-玻璃层压材料,所述入射光特征在于具有380纳米至1200纳米的波长。
10.权利要求I至9任一项中的有机聚合物-玻璃层压材料,所述有机聚合物-玻璃层压材料的特征在于水蒸汽透过率和氧气透过率两者,并且其特征进一歩在于通过两点弯曲试验所測定的韧性和挠性,所述韧性的特征在于,使用两点弯曲试验测量的以毫米(mm)表示的平均伸长和以千克(kg)表示的平均载荷,其中平均伸长为77mm或以上,平均载荷为O.17kg或以上;所述挠性的特征在于,使用两点弯曲试验由断裂伸长获得的以毫米表示的平均实测或计算弯曲曲率,其中实测或计算的平均弯曲曲率为500毫米或以下。
11.权利要求I至10任一项中的有机聚合物-玻璃层压材料,所述第一有机聚合物层是第二含硅烷聚烯烃层并具有75微米至375微米的厚度,所述第一含硅烷聚烯烃层具有25微米至75微米的厚度。
12.—种密封的玻璃层压材料,其包括至少两个有机聚合物层和密封玻璃层,所述密封玻璃层包含如下的玻璃,所述玻璃具有基本上用含硅烷聚烯烃密封以防蒸汽或气体通过其透过的多个微观结构缺陷,所述密封玻璃层具有25微米至500微米的厚度;所述密封玻璃层压材料的特征在于通过了基于标准IEC 1262的模拟冰雹冲击试验,以及下列两种性质通过密封玻璃层压材料的水蒸汽透过率小于每天每平方米暴露的玻璃表面积O. 0004克水蒸汽,和通过密封玻璃层压材料的氧气透过率小于每天每巴每平方米暴露的表面积O. 0001立方厘米氧气(cm3/ (m2*天*巴))。
13.—种电子或光学器件,其包括前述权利要求任ー项中的层压材料。
14.权利要求13的电子或光学器件,所述电子或光学器件包括挠性光伏器件,其包括至少ー个光伏电池和前述权利要求任ー项的层压材料,所述光伏电池具有光入射侧,所述层压材料位于光伏电池的光入射侧上的方式使得光伏电池受到层压材料保护以防机械损伤、水蒸汽和氧气。
15.权利要求14的电子或光学器件,其中挠性光伏器件的至少ー个光伏电池中的每ー个独立地是基于硫属化合物的光伏电池。
16.—种制造权利要求I中的有机聚合物-玻璃层压材料的方法,所述方法包括向玻璃层的第一面施加第一有机聚合物层并向玻璃层的第二面施加第一含硅烷聚烯烃层,以形成三层夹心结构;以及将三层夹心结构在层压条件下层压,以形成有机聚合物-玻璃层压材料,有机聚合物和含硅烷聚烯烃各自独立地其特征在于如下的线性热膨胀系数,所述有机聚合物的线性热膨胀系数与含硅烷聚烯烃的线性热膨胀系数的差小于O. 00001每开氏度。
全文摘要
总的来说,本发明涉及复合玻璃层压材料及其在需要防护机械损伤和基于水或氧的降解的制品中的应用。
文档编号H01L31/048GK102686393SQ201080057570
公开日2012年9月19日 申请日期2010年12月8日 优先权日2009年12月17日
发明者M·L·伯文, P·S·玛丁, V·A·库兹内特索瓦, 吴绍富, 周伟俊, 陈续明 申请人:陶氏环球技术有限责任公司
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