架桥剂、组合物、母料、封装胶膜及电子元器件

摘要

本发明提供了一种架桥剂、组合物、母料、封装胶膜及电子元器件。该架桥剂具有以下结构通式的环状结构：R1xR2y[CH3SiO]n，其中，n为偶数且4≤n≤10；R1和R2均连接在Si原子，且R1为带有末端双键的基团；R2为碳原子数为4至14的直链烷基或支链烷基；x为大于1且小于n的偶数，且x+y等于n；R1之间两两对位存在，R2之间两两对位存在，两两对位的R1相同，两两对位的R2相同，不存在对位关系的R1相同或不同，不存在对位关系的R2相同或不同。本申请的架桥剂降低了其在聚烯烃树脂中的迁移几率，从而提高了聚烯烃树脂的耐蠕变性，进而延长了电子元器件的寿命。

权利要求

1 2

1.一种架桥剂，其特征在于，所述架桥剂具有以下结构通式的环状结构：R xR y

1 2 1

[CH3SiO]n，其中，n为偶数且4≤n≤10；R 和R 均连接在Si原子，且所述R 为带有末端双键的2

基团；所述R为碳原子数为4至14的直链烷基或支链烷基；x为大于1且小于n的偶数，且x+y

1 2 1

等于n；所述R之间两两对位存在，所述R之间两两对位存在，两两对位的所述R 相同，两两

2 1 2

对位的所述R相同，不存在对位关系的所述R相同或不同，不存在对位关系的所述R 相同或不同，

2

所述R选自辛基、壬基、癸基、异辛基、异壬基、异癸基中的任意一种。

1

2.根据权利要求1所述的架桥剂，其特征在于，所述R为C2~C10的带有末端双键的基团。

3.根据权利要求1所述的架桥剂，其特征在于，所述n为偶数且4≤n≤8。

1

4.根据权利要求1所述的架桥剂，其特征在于，所述R 选自乙烯基、甲基丙烯酰氧基丙基、烯丙基中的任意一种。

5.一种组合物，以重量份数计，所述组合物包括：100重量份的非极性聚烯烃树脂和0.1

1 2

~3重量份的架桥剂，其特征在于，所述架桥剂具有以下结构通式的环状结构：R xR y

1 2 1

[CH3SiO]n，其中，n为偶数且4≤n≤10；R 和R 均连接在Si原子，且所述R 为带有末端双键的2

基团；所述R为碳原子数为4至14的直链烷基或支链烷基；x为大于1且小于n的偶数，且x+y

1 2 1

等于n；所述R之间两两对位存在，所述R之间两两对位存在，两两对位的所述R 相同，两两

2 1 2

对位的所述R相同，不存在对位关系的所述R相同或不同，不存在对位关系的所述R 相同或不同。

1

6.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述R为C2~C10的带有末端双键的基团，2

所述R为C4~C14的直链烷基或C4~C14的支链烷基。

7.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述n为偶数且4≤n≤8。

1

8.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述R 选自乙烯基、甲基丙烯酰氧基丙基、烯丙基中的任意一种。

2

9.根据权利要求5至8中2任一项所述的组合物，其特征在于，所述R为C8~C14的直链烷基或C8~C14的支链烷基，所述R选自辛基、壬基、癸基、异辛基、异壬基、异癸基中的任意一种。

10.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述非极性聚烯烃树脂选自低密度聚乙烯、乙烯‑α烯烃共聚物中的任意一种或多种，所述乙烯‑α烯烃共聚物选自线性低密度聚乙烯、乙烯‑丙烯共聚物、乙烯‑丁烯共聚物、乙烯‑戊烯共聚物、乙烯‑己烯共聚物、乙烯‑辛烯共聚物中的任意一种或多种。

11.一种母料，包括组合物，其特征在于，所述组合物为权利要求5至10中任一项所述的组合物。

12.一种封装胶膜，通过将组合物中的各成分进行混合并熔融挤出后得到，其特征在于，所述组合物为权利要求5至10中任一项所述的组合物。

13.一种电子元器件，所述电子元器件包括太阳能电池、液晶面板、场致发光器件、等离子显示器件、触摸屏中的任意一种，其特征在于，所述电子元器件的至少一个表面与封装胶膜接触，所述封装胶膜为权利要求12所述的封装胶膜。

说明书

架桥剂、组合物、母料、封装胶膜及电子元器件

技术领域

[0001] 本发明涉及光电技术领域，具体而言，涉及一种架桥剂、组合物、母料、封装胶膜及电子元器件。

背景技术

[0002] 聚烯烃材料如茂金属催化剂催化合成的乙烯‑辛烯共聚物由于良好的绝缘性、阻水性、抗PID性以及无酸化腐蚀的特性而广泛用作高效的电子元器件如双面PERC电池组件、
N型电池组件、双玻组件的封装材料。具体地，封装材料可以起到安装、固定、密封、保护芯片
的作用，从而使芯片与外界隔离，以防止空气中的杂质对芯片的腐蚀而造成电器性能下降。
然而，现有的封装材料由于耐热性和抗拉伸性能较低，使得电子元器件在封装时的热、光、
辐照等能量下就容易失效，并且随着电子元器件的工作时间的延长，电子元器件长时间工
作释放的热量以及形变会进一步地导致封装材料的变形和变质，从而最终导致电子元器件
的寿命缩短。

发明内容

[0003] 本发明的主要目的在于提供一种架桥剂、组合物、母料、封装胶膜及电子元器件，以解决现有技术中由于封装材料耐热性和抗拉伸性能较低导致电子元器件的寿命缩短的
问题。

[0004] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种架桥剂，架桥剂具有以下1 2 1 2
结构通式的环状结构：RxR y[CH3SiO]n，其中，n为偶数且4≤n≤10；R和R 均连接在Si原子，
1 2
且R为带有末端双键的基团；R为碳原子数为4至14的直链烷基或支链烷基；x为大于1且小
1 2 1
于n的偶数，且x+y等于n；R之间两两对位存在，R之间两两对位存在，两两对位的R 相同，两
2 1 2
两对位的R相同，不存在对位关系的R相同或不同，不存在对位关系的R相同或不同。

[0005] 进一步地，上述R1为C2~C10的带有末端双键的基团，R2为C4~C14的直链烷基或C4~C14的支链烷基。

[0006] 进一步地，上述n为偶数且4≤n≤8。

[0007] 进一步地，上述R1选自乙烯基、甲基丙烯酰氧基丙基、烯丙基中的任意一种。

[0008] 进一步地，上述R2为C8~C14的直链烷基或C8~C14的支链烷基，R2选自辛基、壬基、癸基、异辛基、异壬基、异癸基中的任意一种。

[0009] 根据本发明的另一方面，提供了一种组合物，以重量份数计，组合物包括：100重量份的非极性聚烯烃树脂和0.1 3重量份的架桥剂，架桥剂为上述的架桥剂。
~

[0010] 进一步地，上述非极性聚烯烃树脂选自低密度聚乙烯、乙烯‑α烯烃共聚物中的任意一种或多种，乙烯‑α烯烃共聚物选自线性低密度聚乙烯、乙烯‑丙烯共聚物、乙烯‑丁烯共
聚物、乙烯‑戊烯共聚物、乙烯‑己烯共聚物、乙烯‑辛烯共聚物中的任意一种或多种。

[0011] 根据本发明的另一方面，提供了一种母料，包括组合物，组合物为上述的组合物。

[0012] 根据本发明的又一方面，提供了一种封装胶膜，通过将组合物中的各成分进行混合并熔融挤出后得到，组合物为前述的组合物。

[0013] 根据本发明的又一方面，提供了一种电子元器件，电子元器件包括太阳能电池、液晶面板、场致发光器件、等离子显示器件、触摸屏中的任意一种，电子元器件的至少一个表
面与封装胶膜接触，封装胶膜为上述的封装胶膜。

[0014] 聚烯烃树脂材料通常需要在架桥剂参与下实现化学交联，从而保证封装材料的耐热性和抗拉伸性能。应用本发明的技术方案，由于架桥剂为类似中心对称结构的环状硅烷
化合物，一方面其正负电荷中心重合，因此架桥剂为非极性分子的化合物，根据相似相容原
2
理，该架桥剂与非极性聚烯烃树脂相容性提高。另一方面，长碳链取代基的R取代基增加了
其与聚烯烃树脂分子链的物理缠结，使得其与聚烯烃树脂的相容性进一步得到提升。因而
1
通过以上两方面的因素极大地降低了架桥剂的迁移问题。同时，架桥剂分子中的R 取代基
提供的末端双键作为化学交联点，可以在热、光、辐照等引发作用下与聚烯烃树脂分子链进
行化学键合，从而形成更庞大的交联结构，进而提高聚烯烃树脂的耐蠕变性，进一步地，延
长电子元器件的寿命。

具体实施方式

[0015] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

[0016] 如背景技术所分析的，现有技术中存在封装材料耐热性和抗拉伸性能较低导致电子元器件的寿命缩短的问题，为解决该问题，本发明提供了一种架桥剂、组合物、母料、封装
胶膜及电子元器件。

[0017] 在本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种架桥剂，该架桥剂具有以下结构1 2 1 2 1
通式的环状结构：RxR y[CH3SiO]n，其中，n为偶数且4≤n≤10；R 和R 均连接在Si原子，且R
2
为带有末端双键的基团；R 为碳原子数为4至14的直链烷基或支链烷基；x为大于1且小于n
1 2
的偶数，且x+y等于n；R之间两两对位存在，R之间两两对位存在。

[0018] 聚烯烃树脂材料通常需要在架桥剂参与下实现化学交联，从而保证封装材料的耐热性和抗拉伸性能。由于本发明的架桥剂为类似中心对称结构的环状硅烷化合物，一方面
其正负电荷中心重合，因此架桥剂为非极性分子的化合物，根据相似相容原理，该架桥剂与
2
非极性聚烯烃树脂相容性提高。另一方面，长碳链取代基的R取代基增加了其与聚烯烃树
脂分子链的物理缠结，使得其与聚烯烃树脂的相容性进一步得到提升。因而通过以上两方
1
面的因素极大地降低了架桥剂的迁移问题。同时，架桥剂分子中的R取代基提供的末端双
键作为化学交联点，可以在热、光、辐照等引发作用下与聚烯烃树脂分子链进行化学键合，
从而形成更庞大的交联结构，进而提高聚烯烃树脂的耐蠕变性，进一步地，延长电子元器件
的寿命。

[0019] 在本申请的一种实施例中，R1为C2~C10的带有末端双键的基团，R2为C4~C14的直链烷基或C4~C14的支链烷基。

[0020] 优选R1为C2~C10的带有末端双键的基团，更有利于提高架桥剂分子与聚烯烃树脂的聚合效率和效果，C4~C14的直链烷基或C4~C14的支链烷基则更有利于增加其与聚烯烃树脂
分子链的物理缠结程度，使得其与聚烯烃树脂的相容性进一步得到提升。

[0021] 在本申请的一种实施例中，n为偶数且4≤n≤8。

[0022] n越大，架桥剂分子的环状骨架越大，为尽可能地降低架桥剂分子的大骨架导致其在聚烯烃树脂中的相容性变差，优选4≤n≤8，进一步地，优选n为4或6，更进一步地，优选n
为4。

[0023] 为进一步地提高架桥剂分子与聚烯烃树脂分子链进行聚合的效率，优选R1选自乙烯基、甲基丙烯酰氧基丙基、烯丙基中的任意一种。

[0024] 优选R2为C8~C14的直链烷基或C8~C14的支链烷基，R2选自辛基、壬基、癸基、异辛基、异壬基、异癸基中的任意一种，更有利于提高架桥剂与聚烯烃树脂的相容性。

[0025] 在本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种组合物，以重量份数计，该组合物包括：100重量份的非极性聚烯烃树脂和0.1 3重量份的架桥剂，架桥剂为前述的架桥剂。
~

[0026] 由于本发明的架桥剂为类似中心对称结构的环状硅烷化合物，一方面其正负电荷中心重合，因此架桥剂为非极性分子的化合物，根据相似相容原理，该架桥剂与非极性聚烯
2
烃树脂相容性提高。另一方面，长碳链取代基的R 取代基增加了其与聚烯烃树脂分子链的
物理缠结，使得其与聚烯烃树脂的相容性进一步得到提升。因而通过以上两方面的因素极
1
大地降低了架桥剂的迁移问题。同时，架桥剂分子中的R 取代基提供的末端双键作为化学
交联点，可以在热、光、辐照等引发作用下与聚烯烃树脂分子链进行聚合，从而形成更庞大
的交联结构，进而提高聚烯烃树脂的耐蠕变性，进一步地使用上述组合物得到的封装材料
可以延长电子元器件的寿命。

[0027] 当然，本领域技术人员也可以根据实际需要，在上述组合物中添加增粘助剂、紫外光稳定剂、紫外光吸收剂、抗氧剂、着色剂、无机填料等添加剂，以及上述组合物中还可以包
含可分解产生夺氢型自由基的化合物，从而进一步地提高架桥剂分子与聚烯烃树脂分子的
交联效果，在此不赘述。

[0028] 为进一步地提高与上述架桥剂相容性更好的非极性聚烯烃树脂，优选上述非极性聚烯烃树脂选自低密度聚乙烯、乙烯‑α烯烃共聚物中的任意一种或多种，乙烯‑α烯烃共聚
物选自线性低密度聚乙烯、乙烯‑丙烯共聚物、乙烯‑丁烯共聚物、乙烯‑戊烯共聚物、乙烯‑
己烯共聚物、乙烯‑辛烯共聚物中的任意一种或多种。

[0029] 在本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种母料，包括组合物，该组合物为上述的组合物。

[0030] 采用上述组合物得到的母料具有个更均匀稳定的组成，在后续使用中既具有优良的性能，又具有更长的使用寿命。

[0031] 在本申请的又一种典型的实施方式中，提供了一种封装胶膜，通过将组合物中的各成分进行混合并熔融挤出后得到，该组合物为前述的组合物。

[0032] 上述封装胶膜可以是单层型的胶膜，也可以是多层型的胶膜。若是多层型的胶膜，则至少有一层包含本发明提供的组合物。

[0033] 通过上述组合物得到的封装胶膜具备优良的封装效果。

[0034] 在本申请的又一种典型的实施方式中，提供了一种电子元器件，该电子元器件包括太阳能电池、液晶面板、场致发光器件、等离子显示器件、触摸屏中的任意一种，电子元器
件的至少一个表面与封装胶膜接触，封装胶膜为前述的封装胶膜。

[0035] 采用上述封装胶膜来固定、封装、保护电子元器件，可以尽可能地降低外界因素对电子元器件的影响，从而提高电子元器件的使用寿命。

[0036] 以下将结合具体实施例和对比例，对本申请的有益效果进行说明。

[0037] 以下实施例和对比例涉及到的架桥剂的制备方法可以参考架桥剂A的合成步骤：

[0038] 将0.1摩尔的甲基乙烯基二甲氧基硅烷，0.1摩尔的辛基甲基二甲氧基硅烷倒入250mL的圆底烧瓶，再加入0.2摩尔pH值为5的盐酸溶液。在50℃的油浴锅中进行搅拌反应5
小时后得到澄清的溶液。用旋转蒸发仪除去副产物甲醇后，加入5克无水硫酸镁，干燥24小
时，过滤得到澄清液体。最后通过键合有碳18的硅胶柱进行分离提纯。流动性为甲醇，流出
的最后一个组分即为架桥剂A。

[0039] 用GC‑MS气质联用仪进行检测，具体参数如表1。

[0040]

[0041] 架桥剂A：在GC‑MS上出峰位置为18.4分钟，分子量为516.29。

[0042]

[0043] 架桥剂B：其中的R3为辛基；在GC‑MS上出峰位置为21.5分钟，分子量为688.33。

[0044]

[0045] 架桥剂C：其中的R4为辛基、R5为癸基；在GC‑MS上出峰位置为24.7分钟，分子量为1088.65。

[0046]

[0047] 架桥剂D：其中的R6、R8为辛基、R7为癸基；在GC‑MS上出峰位置为29.2分钟，分子量为1418.89。

[0048]

[0049] 架桥剂E：

[0050]

[0051] 架桥剂：TAIC。

[0052] 实施例1

[0053] 取100重量份乙烯‑辛烯共聚物（DOW Engage PV8669），1重量份架桥剂A，R12R221 2
[CH3SiO]（4 其中R为乙烯基，R为辛基），将两种物质在行星式混合器中混合，直到架桥剂完
全吸收进入乙烯‑辛烯共聚物粒子中，粒子表面干燥。将干燥的粒子用一台长径比为32：1，
螺杆直径为150mm的单螺杆挤出机进行塑化并挤出，螺套的温度为60 90℃。再通过一个T型
~
的模头成膜流延，经压花辊和胶辊挤压后表面形成特定的纹理结构，然后通过冷却辊冷却
至室温后收卷，得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0054] 实施例2

[0055] 实施例2与实施例1的不同在于，

[0056] R1为甲基丙烯酰氧基丙基，最终得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0057] 实施例3

[0058] 实施例3与实施例1的不同在于，

[0059] R1为烯丙基，最终得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0060] 实施例4

[0061] 实施例4与实施例1的不同在于，

[0062] R2为癸基，最终得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0063] 实施例5

[0064] 实施例5与实施例1的不同在于，

[0065] R2为丁基，最终得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0066] 实施例6

[0067] 实施例6与实施例1的不同在于，

[0068] 架桥剂A为3重量份，最终得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0069] 实施例7

[0070] 实施例7与实施例1的不同在于，

[0071] 架桥剂A为0.1重量份，最终得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0072] 实施例8

[0073] 实施例8与实施例1的不同在于，

[0074] 采用低密度聚乙烯代替乙烯‑辛烯共聚物，最终得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0075] 实施例9

[0076] 实施例9与实施例1的不同在于，

[0077] 采用乙烯‑丁烯共聚物代替乙烯‑辛烯共聚物，最终得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0078] 实施例10

[0079] 实施例10与实施例1的不同在于，架桥剂为架桥剂B，最终得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0080] 实施例11

[0081] 实施例11与实施例1的不同在于，架桥剂为架桥剂C，最终得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0082] 实施例12

[0083] 实施例12与实施例1的不同在于，架桥剂为架桥剂D，最终得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0084] 实施例13

[0085] 取100重量份乙烯‑辛烯共聚物（DOW Engage PV8669），1重量份架桥剂A，R12R221 2
[CH3SiO]（4 其中R 为乙烯基，R为辛基），0.5重量份过氧化2‑乙基己基碳酸叔丁酯（TBEC），
将三种物质在行星式混合器中混合，直到架桥剂完全吸收进入乙烯‑辛烯共聚物粒子中，粒
子表面干燥。将干燥的粒子用一台长径比为32，螺杆直径为150mm的单螺杆挤出机进行塑化
并挤出，螺套的温度为60 90℃。再通过一个T型的模头成膜流延，经压花辊和胶辊挤压后表
~
面形成特定的纹理结构，然后通过冷却辊冷却至室温后收卷，得到厚度为0.6mm的封装胶
膜。

[0086] 实施例14

[0087] 取100重量份乙烯‑辛烯共聚物（DOW Engage PV8669），1重量份架桥剂A，R12R221 2
[CH3SiO]（4 其中R 为乙烯基，R为辛基），0.5重量份二苯甲酮，将三种物质在行星式混合器
中混合，直到架桥剂完全吸收进入乙烯‑辛烯共聚物粒子中，粒子表面干燥。将干燥的粒子
用一台长径比为32，螺杆直径为150mm的单螺杆挤出机进行塑化并挤出，螺套的温度为60
~
90℃。再通过一个T型的模头成膜流延，经压花辊和胶辊挤压后表面形成特定的纹理结构，
然后通过冷却辊冷却至室温后收卷，得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0088] 对比例1

[0089] 对比例1与实施例1的不同在于，

[0090] 架桥剂A为0.01重量份，最终得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0091] 对比例2

[0092] 对比例2与实施例1的不同在于，

[0093] 架桥剂A为4重量份，最终得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0094] 对比例3

[0095] 对比例3与实施例1的不同在于，

[0096] 架桥剂为TAIC，最终得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0097] 对比例4

[0098] 对比例4与实施例1的不同在于，

[0099] 架桥剂为架桥剂E，最终得到厚度为0.6mm的封装胶膜。

[0100] （1）交联度、拉伸强度测试：

[0101] 用高能电子束分别辐照实施例1至12、对比例1至4所得的封装胶膜，辐照剂量为40KGy。实施例13的胶膜用150℃的层压机层压18分钟。实施例14的封装胶膜用中心波长为
2
365nm的紫外灯进行辐照，辐照剂量为5000mJ/cm 。分别称取1g重量的电子束辐照后的封装
胶膜或是高温层压后的封装胶膜或是紫外辐照后的封装胶膜，用沸腾的二甲苯进行索氏提
取5小时，然后用30目的不锈钢过滤网过滤，再放置在145℃的真空干燥箱中进行3小时减压
干燥，最后算出网上的残存物的重量为A（g），使用下述式计算出交联度。交联度（重量%）= A
×100%。

[0102] 将辐照后的封装胶膜用层压机消除表面的纹理，然后用标准的模具冲压得到厚度为0.6mm的哑铃型的标准样条，按照ASTM D638‑8标准测试得到封装胶膜的拉伸强度，单位
为MPa。

[0103] （2）助剂吸收能力

[0104] 将架桥剂A至E、TAIC分别配置成70%质量分数的甲醇溶液50mL备用。称取1g乙烯‑辛烯共聚物颗粒（DOW EngagePV 8669）装进不锈钢笼子，然后将不锈钢笼子浸入前述甲醇
溶液，并使得颗粒完全浸没入溶液中。整个浸泡过程持续4小时，并保持环境温度25℃。浸泡
结束后取出聚合物颗粒，将表面液体用纸巾擦干后称取重量，得到数值B（g），即助剂的吸收
能力=（B‑1）×100%。

[0105] 将上述实施例1至14、对比例1至4所得的封装胶膜的拉伸强度列于表2。

[0106]

[0107] 将架桥剂A至E、TAIC的助剂吸收能力列于表3。

[0108]

[0109] 上述表3中的数据表明，本申请的架桥剂与聚烯烃树脂的相容性明显好于现有技术中的架桥剂E、TAIC与聚烯烃树脂的相容性。

[0110] 从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

[0111] 聚烯烃树脂材料通常需要在架桥剂参与下实现化学交联，从而保证封装材料的耐热性和抗拉伸性能。由于本发明的架桥剂为类似中心对称结构的环状硅烷化合物，一方面
其正负电荷中心重合，因此架桥剂为非极性分子的化合物，根据相似相容原理，该架桥剂与
2
非极性聚烯烃树脂相容性提高。另一方面，长碳链取代基的R取代基增加了其与聚烯烃树
脂分子链的物理缠结，使得其与聚烯烃树脂的相容性进一步得到提升。因而通过以上两方
1
面的因素极大地降低了架桥剂的迁移问题。同时，架桥剂分子中的R取代基提供的末端双
键作为化学交联点，可以在热、光、辐照等引发作用下与聚烯烃树脂分子链进行化学键合，
从而形成更庞大的交联结构，进而提高聚烯烃树脂的耐蠕变性，进一步地，延长电子元器件
的寿命。

[0112] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。