包含雙(烯基酰胺)化合物的用于封裝薄膜的共交聯劑體系的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及第一組合物（A)，其包含（i)至少一種選自異氰脲酸三烯丙酯、氰脲酸 三烯丙酯的化合物（I)，其中化合物（I)優選是異氰脲酸三烯丙酯，和（ii)至少一種雙（烯 基酰胺）化合物。此外，本發明還涉及第二組合物（B)，其包含第一組合物（A)和至少一種 聚烯烴共聚物。最后，本發明涉及組合物（B)用于制造用于封裝電子器件，尤其是太陽能電 池的薄膜的用途。
[0002] 發明背景 光伏模塊(光伏="PV"）通常由焊接到保護薄膜的兩個子層中的對稱布置的硅電池子 層構成。這種保護薄膜本身又通過其背面上的"背板"和其正面上的"前板"穩定化。背板 和前板可以是合適的塑料薄膜，也可以由玻璃構成。封裝材料的功能基本是保護PV模塊免 受氣候影響和機械負荷，因此各種封裝材料的機械穩定性是重要的性質。此外，良好的封裝 材料具有快速固化速度、高的凝膠含量、高透射、小的溫度誘發和熱誘發變色的傾向和高粘 附（即小的UV誘發的脫層傾向）。
[0003] 現有技術(例如W0 2008/036708 A2)中為此目的描述的封裝材料通常基于例如 硅酮樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、離子交聯聚合物、聚烯烴薄膜或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物 ("EVA"）之類的材料。
[0004] 用于制造此類封裝薄膜的方法是本領域技術人員熟悉的（EP 1 164 167 A1)。在 這些方法中，交聯劑與聚烯烴共聚物(和可能的其它添加劑）一起在例如擠出機中均勻混 合，然后擠出成為薄膜。EP 1 164 167 A1中描述的方法涉及基于EVA的封裝薄膜，但也可 用于由其它材料，例如上文提到的那些材料制成的薄膜。
[0005] 硅電池的封裝通常在真空層壓爐中進行（EP 2 457 728 A1)。為此，準備PV模塊 的層結構并首先在層壓爐（由被膜隔開的兩個室構成）中緩慢加熱。這使聚烯烴共聚物(例 如EVA)軟化。同時將該爐抽真空以除去層之間的空氣。這一步驟最關鍵并花費4至6分 鐘。隨后，經由第二室破壞真空，并通過施加壓力將該模塊的層互相焊接。同時繼續加熱直 至交聯溫度，由此然后在該最終步驟中發生該薄膜的交聯。
[0006] 在制造用于太陽能模塊的封裝薄膜中的標準做法正是使用EVA。但是， EVA也具有比例如聚稀經薄膜更低的比體積電阻（spezifischer elektrischer Durchgangswiderstand)p。這導致使用EVA薄膜作為封裝材料的吸引力較低，因為尤其需 要具有高的比體積電阻 P的封裝材料。
[0007] 這是因為在PV模塊的情況下，所謂的"PID"效應（PID =電勢誘導衰減）目前是 主要品質問題。術語"PID"被理解為是指在PV模塊內由所謂的"漏泄電流"造成的電壓相 關的性能裝減。
[0008] 除太陽能電池的結構外，破壞性漏泄電流的成因是各個PV模塊相對于地電位的 電壓水平-在大多數未接地PV系統的情況下，PV模塊受到正或負電壓。PID通常在相對 于地電位的負電壓下發生并經由高的系統電壓、高溫和高空氣濕度加速。因此，鈉離子從PV 模塊的蓋板玻璃迀移到太陽能電池的界面處并在此造成破壞("分流")，這可造成性能損失 或甚至造成PV模塊的完全損失。
[0009] 通過提高封裝薄膜的比體積電阻P，可以明顯降低發生PID效應的風險。
[0010] 比體積電阻P或電阻率("體積電阻率"，在下文也縮寫為"VR"）是依賴于溫度的 材料常數。其用于計算均質電導體的電阻。根據本發明借助ASTM-D257測定比體積電阻。
[0011] 材料的比體積電阻P越高，光伏模塊越不容易發生PID效應。提高封裝薄膜的比 體積電阻P的顯著有利作用因此是提高PV模塊的壽命和效率。
[0012] 現有技術在CN 103525321 A中論述了與用于PV模塊的封裝薄膜相關的PID效應 的問題。這一文獻描述了用于封裝太陽能電池的基于EVA的薄膜，其包含異氰脲酸三烯丙 酯（"TAIC"）和三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（"TMPTMA"）作為共交聯劑，以及優選包含用 于疏水化的聚烯烴離子交聯聚合物和聚硅氧烷作為附加添加劑。這種薄膜具有降低的PID 效應。但是，其缺點在于聚烯烴離子交聯聚合物相對昂貴。聚硅氧烷還對粘附性質具有不 利作用。此外，實施例沒有給出關于用何種濃度可實現何種改進的具體信息。
[0013] JP 2007-281135 A也描述了來自TAIC和TMPTMA的交聯劑組合。TMPTMA在此使 交聯反應加速并因此帶來提高的生產率。
[0014] JP 2012-067174 A和JP 2012-087260 A描述了基于EVA和基于聚烯烴的用于太 陽能電池的封裝薄膜，其除TAIC外還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為交聯劑。這些共交聯劑一開始稍微減慢交聯反 應并因此提尚加工時間窗口。
[0015] JP 2009-135200 A同樣描述了包含TAIC和各種多官能醇的（甲基）丙烯酸酯衍 生物的交聯劑，其中在這種情況中描述了基于EVA的封裝的改進的耐熱性以及較小的脫層 傾向。
[0016] JP 2007-281135 A和JP 2007-305634 A描述了用于制造用于太陽能電池的多層 共擠EVA封裝薄膜的來自TAIC和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（"TMPTA"）的交聯劑組合。
[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、 WO 2014/129573 A1描述了用于太陽能電池封裝薄膜的類似的交聯劑組合。
[0018] 因此需要尤其用于制造太陽能電池封裝薄膜的新型共交聯劑體系，其導致與根據 現有技術交聯的薄膜相比明顯提高的體積電阻，以由此在光伏模塊中使用時導致PID風險 降低。
【發明內容】
[0019] 本發明要解決的問題因此是提供可用于制造具有盡可能高比體積電阻P的薄膜 并因此特別適用于封裝電子器件例如太陽能電池的新型組合物。這些組合物應另外可用于 既有方法中并且不應明顯提高薄膜的成本。特別地，其不應具有在現有技術的共交聯劑體 系，在此特別是在CN 103525321 A中提到的組合物的那些中所觀察到的缺點。
[0020] 現在已經令人驚訝地發現，借助特定組合物可以獲得符合這些要求的用于太陽能 電池的封裝薄膜。在此發現的組合物在相對少的使用量的情況下明顯提高體積電阻，而不 會不利地影響其它薄膜性質。該薄膜具有優異的可加工性、高透明度和優異的UV和熱老化 性質。
[0021] 本發明的共交聯劑體系可驚人地用于制造具有高比體積電阻的用于封裝電子器 件例如太陽能電池的薄膜。
[0022] 相應地，本發明的共交聯劑體系是組合物（A)，其包含（i)至少一種選自異氰脲酸 三烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯的化合物（I);其中化合物（I)更優選是異氰脲酸三烯丙酯；和 (ii)至少一種化合物（II)，其中化合物（II) 一般而言由下列結構式定義： 其中
A1、A2各自彼此獨立地選自 具有3至18個碳原子和至少一個末端雙鍵的非支化或支化的烯基、化學結構（III)的
基團 其中 R1 =氫或甲基； A3是具有1至12個碳原子的非支化或支化的亞烷基； B選自-NR2-、化學結構-(CH2) P-NR3- (CH2)「和化學結構（IV)
其中R2、R3各自彼此獨立地選自氫、具有1至20個碳原子的烷基、具有3至18個碳原 子和至少一個末端雙鍵的非支化或支化的烯基、化學結構（V)的基團
其中 R4 =氫或甲基； A4是具有1至12個碳原子的非支化或支化的亞烷基； 且其中n、P、q各自彼此獨立地為1至5的整數； 且其中組合物（A)包含的至少一種化合物（II)以基于組合物（A)包含的所有化合物 (I)的總重量計至少1重量％的含量存在。
[0023] 在一個優選實施方案中，組合物（A)包含的至少一種化合物（II)以基于組合物 (A)包含的所有化合物（I)的總重量計至少1重量％至50重量％，優選1. 7重量％至25重 量％，更優選2. 1重量％至11. 1重量％，再更優選2. 2重量％至6. 4重量％，再更優選3. 1重 量％至6. 4重量％，最優選4. 4重量％至5. 3重量％的含量存在。
[0024] 在一個優選實施方案中，在組合物（A)中， A\A2各自彼此獨立地選自烯丙基、甲基烯丙基、化學結構（III)的基團
其中 R1 =氫或甲基； A3是具有1至6個碳原子的非支化或支化的亞烷基； B 選自-NR2-、-CH2-