JP7064585B2 - 太陽光発電封止材フィルムのためのポリオレフィン組成物 - Google Patents
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Description
(a)ポリオレフィンポリマーと、
(b)有機過酸化物と、
(c)シランカップリング剤と、
(d)式(I)の単環式オルガノシラザンを含む助剤であって、
[R1,R2SiN(R3)2/2]n(I)、式中、下付き文字nが、3以上の整数であり、各R1が、独立して、(C2~C4)アルケニルであり、各R2およびR3が、独立して、H、(C1~C4)アルキル、フェニル、またはR1である、助剤と、を含む。
(a)ポリオレフィンポリマーと、
(b)有機過酸化物と、
(c)シランカップリング剤と、
(d)式(I)の単環式オルガノシラザンを含む助剤であって、
[R1,R2SiN(R3)2/2]n(I)、式中、下付き文字nが、3以上の整数であり、各R1が、独立して、(C2~C4)アルケニルであり、各R2およびR3が、独立して、H、(C1~C4)アルキル、フェニル、またはR1である、助剤と、の反応生成物を含む架橋ポリマー組成物を含む、封止材フィルムを対象とする。
元素周期表への任意の参照は、CRC Press,Inc.,1990-1991によって発行されたときのものである。この表での元素群への参照は、群に番号を付けるための新しい表記法によるものである。
本開示の組成物(「本組成物」)は、封止材フィルムを形成するための硬化性組成物であり、組成物は、(A)ポリオレフィンポリマーと、(B)有機過酸化物と、(C)シランカップリング剤と、(D)式(I)の単環式オルガノシラザンを含む助剤と、を含む。
(i)0.850g/cc、または0.855g/cc、または0.860g/cc、または0.865g/cc、または0.870g/cc、または0.875g/cc、または0.880g/cc~0.885g/cc、または0.890g/cc、または0.900g/ccの密度、
(ii)1g/10分、または5g/10分、または10g/10分、または15g/10分、または18g/10分~20g/10分、または25g/10分、または30g/10分、または35g/10分、または40g/10分、または45g/10分、または50g/10分、または75g/10分、または100g/10分のメルトインデックス、および/あるいは
(iii)40℃、または45℃、または50℃、または55℃から、60℃、または65℃、または70℃、または80℃、または90℃、または95℃、または100℃、または110℃、または120℃、または125℃の融点(Tm)。
ビス(1,1-ジメチルエチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、過酸化ベンゾイル、過安息香酸tert-ブチル、過酸化ジ-tert-アミル(「DTAP」)、ビス(アルファ-t-ブチル-ペルオキシイソプロピル)ベンゼン(「BIPB」)、過酸化イソプロピルクミルt-ブチル、t-ブチルクミルペルオキシド、過酸化ジ-t-ブチル、2,5-ビス(tブチルペルオキシ)-2,5-ジメチルヘキサン、2,5-ビス(t-ブチルペルオキシ)-2,5-ジメチルヘキシン-3,1,1-ビス(tブチルペルオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、イソプロピルクミルクミルペルオキシド、4,4-ジ(tertブチルペルオキシ)吉草酸ブチル、過酸化ジ(イソプロピルクミル)などが挙げられる。
((A)ポリオレフィンポリマーとのカップリングによる)架橋ポリオレフィン生成物中の式(I)の単環式オルガノシラザンの不飽和オルガノ基(例えば、R1)の炭素-炭素二重結合の不在、または低減したレベルは、炭素-13またはケイ素-29核磁気共鳴(13C-NMR分光法および/または29Si-NMR)分光法によって検出され得る。
特定の実施形態では、本開示は、(A)ポリオレフィンポリマーと、(B)有機過酸化物と、(C)シランカップリング剤と、(D)式(I)の単環式オルガノシラザンを含む助剤と、を含む、硬化性組成物を含む封止材フィルムに関する。いくつかの実施形態では、硬化性組成物は、封止材フィルムの全体を形成する。
本開示の封止材フィルムは、電子デバイスモジュールを構築するために使用される。封止材フィルムは、電子デバイスの1つ以上の「スキン」として使用され、すなわち、電子デバイスの片面または両面に、例えば、前面封止材フィルムもしくは裏面封止材フィルムとして、または前面封止材フィルムおよび裏面封止材フィルムの両方として適用され、例えば、電子デバイスがその材料内に完全に封入される。
密度は、ASTM D792に従って測定する。結果は、1立方センチメートル当たりのグラム(g)(g/ccまたはg/cm3)単位で報告される。
ρ=(V×A)/(I×t)
式中、ρは、体積抵抗率(オーム-cm)であり、Vは、印加電圧(ボルト)であり、Aは、電極接触面積(cm2)であり、Iは、リーク電流(アンプ)であり、tは、試料の平均厚さである。試料の平均厚さを得るために、各試料の厚さが試験前に測定され、試料の5つの点が測定されて、平均厚さが得られる。体積抵抗率試験は、室温(RT)および60℃で1000ボルトで行う。2つの圧縮成形封止材フィルムを試験して、平均を得る。
以下の材料を、本開示の例を調製するために使用する。
浸漬:組成物を、以下の表1の配合に従って、まず有機過酸化物、シランカップリング剤、および助剤を表1に記載の所望の重量パーセントで密封可能なボトルにおいて予め混合することにより調製する。各組成物についての有機過酸化物、シランカップリング剤、および助剤の総重量をX1として記録する。例(表1参照)に応じて、POEの乾燥ペレットを計量し(各組成物についての乾燥ペレットの重量をX2として記録する)、次いで浸漬のためにボトルに入れる。硬化パッケージ(すなわち、有機過酸化物、シランカップリング剤、および助剤)のペレットへの均一な分布および完全な浸漬を確保するために、ボトルを1分間回転させ、次いで室温(RT)または40℃で特定の時間(表2および3参照)にわたってローラー上に配置する。特定の時間(表2および3参照)後、ペレットをボトルから取り出し、紙を使用して、使用した紙に湿り気が見られなくなるまで、ペレットの表面を十分に拭き取る。次いで、拭き取ったペレットを計量し、X3として記録する。次いで、浸漬パーセンテージを、上で議論された以下の式:(X3-X2)/X1*100%によって決定する。
なお、本発明には以下の態様が含まれることを付記する。
〔態様1〕
封止材フィルムを形成するための硬化性組成物であって、
(a)ポリオレフィンポリマーと、
(b)有機過酸化物と、
(c)シランカップリング剤と、
(d)式(I)の単環式オルガノシラザンを含む助剤であって、
[R 1 ,R 2 SiN(R 3 ) 2/2 ] n (I)、式中、下付き文字nが、3以上の整数であり、各R 1 が、独立して、(C 2 ~C 4 )アルケニルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、H、(C 1 ~C 4 )アルキル、フェニル、またはR 1 である、助剤と、を含む、硬化性組成物。
〔態様2〕
(a)80重量%~99.88重量%の前記ポリオレフィンポリマーと、
(b)0.1重量%~5重量%の前記有機過酸化物と、
(c)0.01重量%~2重量%の前記シランカップリング剤と、
(d)式(I)の前記単環式オルガノシラザンを含む0.01重量%~5重量%の前記助剤と、を含む、態様1に記載の組成物。
〔態様3〕
前記ポリオレフィンポリマーが、0.850g/cc~0.890g/ccの密度(ASTM D792)および1.0g/10分~50.0g/10分のメルトインデックス(ASTM D1238、190℃/2.16kg)を含む、エチレン/アルファオレフィンコポリマーである、態様1または2に記載の組成物。
〔態様4〕
式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、(i)下付き文字nが、3であり、(ii)各R 1 が、独立して、(C 2 ~C 3 )アルケニルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、H、(C 1 ~C 2 )アルキル、または(C 2 ~C 3 )アルケニルであり、(iii)各R 1 が、ビニルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、(C 1 ~C 2 )アルキルであり、(iv)各R 1 が、ビニルであり、各R 2 およびR 3 が、メチルであり、(v)各R 1 が、アリルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、(C 1 ~C 2 )アルキルであり、(vi)各R 1 が、アリルであり、各R 2 およびR 3 が、メチルである、限定(i)~(vi)のいずれか1つによりさらに説明される、態様1~3のいずれか一項に記載の組成物。
〔態様5〕
式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、(i)下付き文字nが、4であり、(ii)各R 1 が、独立して、(C 2 ~C 3 )アルケニルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、H、(C 1 ~C 2 )アルキル、または(C 2 ~C 3 )アルケニルであり、(iii)各R 1 が、ビニルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、(C 1 ~C 2 )アルキルであり、(iv)各R 1 が、ビニルであり、各R 2 およびR 3 が、メチルであり、(v)各R 1 が、アリルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、(C 1 ~C 2 )アルキルであり、(vi)各R 1 が、アリルであり、各R 2 およびR 3 が、メチルである、限定(i)~(vi)のいずれか1つによりさらに説明される、態様1~3のいずれか一項に記載の組成物。
〔態様6〕
式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、(i)下付き文字nが、5または6であり、(ii)各R 1 が、独立して、(C 2 ~C 3 )アルケニルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、H、(C 1 ~C 2 )アルキル、または(C 2 ~C 3 )アルケニルであり、(iii)各R 1 が、ビニルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、(C 1 ~C 2 )アルキルであり、(iv)各R 1 が、ビニルであり、各R 2 およびR 3 が、メチルであり、(v)各R 1 が、アリルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、(C 1 ~C 2 )アルキルであり、(vi)各R 1 が、アリルであり、各R 2 およびR 3 が、メチルである、限定
(i)~(vi)のいずれか1つによりさらに説明される、態様1~3のいずれか一項に記載の組成物。
〔態様7〕
式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、2,4,6-トリメチル-2,4,6-トリビニルシクロトリシラザン、1,3,5,7-テトラビニル-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシラザン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、態様1~6のいずれか一項に記載の組成物。
〔態様8〕
(a)ポリオレフィンポリマーと、
(b)有機過酸化物と、
(c)シランカップリング剤と、
(d)式(I)の単環式オルガノシラザンを含む助剤であって、
[R 1 ,R 2 SiN(R 3 ) 2/2 ] n (I)、式中、下付き文字nが、3以上の整数であり、各R 1 が、独立して、(C 2 ~C 4 )アルケニルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、H、(C 1 ~C 4 )アルキル、フェニル、またはR 1 である、助剤と、の反応生成物を含む架橋ポリマー組成物を含む、封止材フィルム。
〔態様9〕
(a)80重量%~99.88重量%の前記ポリオレフィンポリマーと、
(b)0.1重量%~5重量%の前記有機過酸化物と、
(c)0.01重量%~2重量%の前記シランカップリング剤と、
(d)式(I)の前記単環式オルガノシラザンを含む0.01重量%~5重量%の前記助剤と、の反応生成物を含む架橋ポリマー組成物を含む、態様8に記載の封止材フィルム。
〔態様10〕
前記ポリオレフィンポリマーが、0.850g/cc~0.890g/ccの密度(ASTM D792)および1.0g/10分~50.0g/10分のメルトインデックス(ASTM D1238、190℃/2.16kg)を含む、エチレン/アルファオレフィンコポリマーである、態様8または9に記載の封止材フィルム。
〔態様11〕
式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、(i)下付き文字nが、3であり、(ii)各R 1 が、独立して、(C 2 ~C 3 )アルケニルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、H、(C 1 ~C 2 )アルキル、または(C 2 ~C 3 )アルケニルであり、(iii)各R 1 が、ビニルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、(C 1 ~C 2 )アルキルであり、(iv)各R 1 が、ビニルであり、各R 2 およびR 3 が、メチルであり、(v)各R 1 が、アリルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、(C 1 ~C 2 )アルキルであり、(vi)各R 1 が、アリルであり、各R 2 およびR 3 が、メチルである、限定(i)~(vi)のいずれか1つによりさらに説明される、態様8~10のいずれか一項に記載の封止材フィルム。
〔態様12〕
式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、(i)下付き文字nが、4であり、(ii)各R 1 が、独立して、(C 2 ~C 3 )アルケニルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、H、(C 1 ~C 2 )アルキル、または(C 2 ~C 3 )アルケニルであり、(iii)各R 1 が、ビニルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、(C 1 ~C 2 )アルキルであり、(iv)各R 1 が、ビニルであり、各R 2 およびR 3 が、メチルであり、(v)各R 1 が、アリルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、(C 1 ~C 2 )アルキルであり、(vi)各R 1 が、アリルであり、各R 2 およびR 3 が、メチルである、限定(i)~(vi)のいずれか1つによりさらに説明される、態様8~10のいずれか一項に記載の封止材フィルム。
〔態様13〕
式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、(i)下付き文字nが、5または6であ
り、(ii)各R 1 が、独立して、(C 2 ~C 3 )アルケニルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、H、(C 1 ~C 2 )アルキル、または(C 2 ~C 3 )アルケニルであり、(iii)各R 1 が、ビニルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、(C 1 ~C 2 )アルキルであり、(iv)各R 1 が、ビニルであり、各R 2 およびR 3 が、メチルであり、(v)各R 1 が、アリルであり、各R 2 およびR 3 が、独立して、(C 1 ~C 2 )アルキルであり、(vi)各R 1 が、アリルであり、各R 2 およびR 3 が、メチルである、限定(i)~(vi)のいずれか1つによりさらに説明される、態様8~10のいずれか一項に記載の封止材フィルム。
〔態様14〕
式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、2,4,6-トリメチル-2,4,6-トリビニルシクロトリシラザン、1,3,5,7-テトラビニル-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシラザン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、態様8~13のいずれか一項に記載の封止材フィルム。
〔態様15〕
室温で1.0×10 14 オーム-cm以上の体積抵抗率をさらに含む、態様8~14のいずれか一項に記載の封止材フィルム。
〔態様16〕
60℃で1.0×10 14 オーム-cm以上の体積抵抗率をさらに含む、態様8~15のいずれか一項に記載の封止材フィルム。
〔態様17〕
電子デバイスモジュールであって、
電子デバイスと、
カバーシートと、
態様8~16のいずれか一項に記載の封止材フィルムと、を含む、電子デバイスモジュール。
Claims (11)
- 封止材フィルムを形成するための硬化性組成物であって、
(a)ポリオレフィンポリマーと、
(b)有機過酸化物と、
(c)シランカップリング剤と、
(d)式(I)の単環式オルガノシラザンを含む助剤であって、
[R1,R2SiN(R3)2/2]n (I)
式中、下付き文字nが、3、4、5、または6であり、各R1が、独立して、(C2~C4)アルケニルであり、各R2およびR3が、独立して、H、または(C1~C4)アルキルである、前記助剤と
を含む前記硬化性組成物。 - 式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、
(i)下付き文字nが、3であり、
(ii)各R1が、独立して、(C2~C3)アルケニルであり、各R2およびR3が、独立して、H、または(C1~C2)アルキルであり、
(iii)各R1が、ビニルであり、各R2およびR3が、独立して、(C1~C2)アルキルであり、
(iv)各R1が、ビニルであり、各R2およびR3が、メチルであり、
(v)各R1が、アリルであり、各R2およびR3が、独立して、(C1~C2)アルキルであり、
(vi)各R1が、アリルであり、各R2およびR3が、メチルである、
限定(i)~(vi)のいずれか1つによりさらに説明される、請求項1に記載の組成物。 - 式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、
(i)下付き文字nが、4であり、
(ii)各R1が、独立して、(C2~C3)アルケニルであり、各R2およびR3が、独立して、H、または(C1~C2)アルキルであり、
(iii)各R1が、ビニルであり、各R2およびR3が、独立して、(C1~C2)アルキルであり、
(iv)各R1が、ビニルであり、各R2およびR3が、メチルであり、
(v)各R1が、アリルであり、各R2およびR3が、独立して、(C1~C2)アルキルであり、
(vi)各R1が、アリルであり、各R2およびR3が、メチルである、
限定(i)~(vi)のいずれか1つによりさらに説明される、請求項1に記載の組成物。 - 式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、
(i)下付き文字nが、5または6であり、
(ii)各R1が、独立して、(C2~C3)アルケニルであり、各R2およびR3が、独立して、H、または(C1~C2)アルキルであり、
(iii)各R1が、ビニルであり、各R2およびR3が、独立して、(C1~C2)アルキルであり、
(iv)各R1が、ビニルであり、各R2およびR3が、メチルであり、
(v)各R1が、アリルであり、各R2およびR3が、独立して、(C1~C2)アルキルであり、
(vi)各R1が、アリルであり、各R2およびR3が、メチルである、
限定(i)~(vi)のいずれか1つによりさらに説明される、請求項1に記載の組成物。 - 式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、2,4,6-トリメチル-2,4,6-トリビニルシクロトリシラザン、1,3,5,7-テトラビニル-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシラザン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の組成物。
- (a)ポリオレフィンポリマーと、
(b)有機過酸化物と、
(c)シランカップリング剤と、
(d)式(I)の単環式オルガノシラザンを含む助剤であって、
[R1,R2SiN(R3)2/2]n (I)
式中、下付き文字nが、3、4、5、または6であり、各R1が、独立して、(C2~C4)アルケニルであり、各R2およびR3が、独立して、H、または(C1~C4)アルキルである、前記助剤と
の反応生成物を含む架橋ポリマー組成物を含む、封止材フィルム。 - 式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、
(i)下付き文字nが、3であり、
(ii)各R1が、独立して、(C2~C3)アルケニルであり、各R2およびR3が、独立して、H、または(C1~C2)アルキルであり、
(iii)各R1が、ビニルであり、各R2およびR3が、独立して、(C1~C2)アルキルであり、
(iv)各R1が、ビニルであり、各R2およびR3が、メチルであり、
(v)各R1が、アリルであり、各R2およびR3が、独立して、(C1~C2)アルキルであり、
(vi)各R1が、アリルであり、各R2およびR3が、メチルである、
限定(i)~(vi)のいずれか1つによりさらに説明される、請求項6に記載の封止材フィルム。 - 式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、
(i)下付き文字nが、4であり、
(ii)各R1が、独立して、(C2~C3)アルケニルであり、各R2およびR3が、独立して、H、または(C1~C2)アルキルであり、
(iii)各R1が、ビニルであり、各R2およびR3が、独立して、(C1~C2)アルキルであり、
(iv)各R1が、ビニルであり、各R2およびR3が、メチルであり、
(v)各R1が、アリルであり、各R2およびR3が、独立して、(C1~C2)アルキルであり、
(vi)各R1が、アリルであり、各R2およびR3が、メチルである、
限定(i)~(vi)のいずれか1つによりさらに説明される、請求項6に記載の封止材フィルム。 - 式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、
(i)下付き文字nが、5または6であり、
(ii)各R1が、独立して、(C2~C3)アルケニルであり、各R2およびR3が、独立して、H、または(C1~C2)アルキルであり、
(iii)各R1が、ビニルであり、各R2およびR3が、独立して、(C1~C2)アルキルであり、
(iv)各R1が、ビニルであり、各R2およびR3が、メチルであり、
(v)各R1が、アリルであり、各R2およびR3が、独立して、(C1~C2)アルキルであり、
(vi)各R1が、アリルであり、各R2およびR3が、メチルである、
限定(i)~(vi)のいずれか1つによりさらに説明される、請求項6に記載の封止材フィルム。 - 式(I)の前記単環式オルガノシラザンが、2,4,6-トリメチル-2,4,6-トリビニルシクロトリシラザン、1,3,5,7-テトラビニル-1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシラザン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項6に記載の封止材フィルム。
- 電子デバイスモジュールであって、
電子デバイスと、
カバーシートと、
請求項6に記載の封止材フィルムと
を含む前記電子デバイスモジュール。
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