包括多层阻隔组件的复合材料制品及其制造方法技术

一种复合材料制品包括粘结到基底的多层阻隔组件和与所述基底相背对的粘结到所述多层阻隔组件的顶部聚合物层。多层阻隔组件包括基部聚合物层和基部无机阻隔层。基部聚合物层包含含有由下式表示的至少一种二(甲基)丙烯酸酯的可聚合组分的聚合反应产物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括多层阻隔组件的复合材料制品及其制造方法
本公开广泛涉及包括多层阻隔组件的复合材料制品及其制造方法。
技术介绍
聚合物和氧化物诸如氧化铝或氧化硅的多层组件沉积在柔性聚合物膜上以制造耐湿气渗透的阻隔膜。这些阻隔膜可通过多种生产方法来制备，包括液体涂布技术，诸如溶液涂布、辊涂、浸涂、喷涂、旋涂；以及涂布技术，诸如用于液体和/或固体材料热蒸发的化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、溅射和真空工艺。此类阻隔膜和工艺的示例可见于美国专利5,440,446(Shaw等人)；5,877,895(Shaw等人)；6,010,751(Shaw等人)；7,018,713(Padiyath等人)；和6,413,645(Graff等人)。这些阻隔膜在显示器、照明和太阳能市场中作为玻璃封装材料的柔性替代品有着众多应用。太阳能技术如有机光伏器件(OPV)、钙钛矿太阳能电池和薄膜太阳能电池如铜铟镓二硒(CIGS)需要保护以免受水蒸气和氧气之害并需要在户外环境中耐久(例如，对紫外(UV)光)。通常，已经使用玻璃作为此类太阳能器件的包封材料，因为玻璃是非常好的水蒸气屏障、光学透明且对UV光稳定。然而，玻璃笨重、易碎、难以制成柔性的，并且难以搬运。美国专利申请公布2012/0003448A1(Weigel等人)描述了一种组件，其包括插入聚合物膜基底和压敏粘合剂层之间的阻隔层。
技术实现思路
持续需要阻隔膜和包括阻隔膜的其它制品，其具有关于耐光性和耐气候性的优异耐久性。具体地讲，需要具有优异的耐光降解性和耐光氧化性的柔性透明的多层阻隔膜。在第一方面，本公开提供一种复合材料制品，该复合材料制品包括：基底；粘结到该基底的多层阻隔组件，该多层阻隔组件包括：与基底相邻的基部聚合物层，其中该基部聚合物层包含可聚合组分的聚合反应产物，该可聚合组分包含至少一种由下式表示的二(甲基)丙烯酸酯：其中：每个R1独立地表示H或甲基；R2和R3独立地表示具有1至4个碳原子的烷基基团，或者R2和R3可一起形成具有2至7个碳原子的亚烷基基团；并且R4表示具有1至12个碳原子的烷基基团；以及粘结到基部聚合物层的基部无机阻隔层；以及与基底相背对地粘结到多层阻隔组件的顶部聚合物层。在第二方面，本公开提供一种制造复合材料制品的方法，该方法按顺序包括：在基底上设置多层阻隔组件，其中该多层阻隔组件包括：粘结到基底的基部聚合物层，其中基部聚合物层包含含有由下式表示的至少一种二(甲基)丙烯酸酯的可聚合组分的聚合反应产物其中：每个R1独立地表示H或甲基；R2和R3独立地表示具有1至4个碳原子的烷基基团，或者R2和R3可一起形成具有2至7个碳原子的亚烷基基团；并且R4表示具有1至12个碳原子的烷基基团；以及将基部无机阻隔层粘结到基部聚合物层，其中多层阻隔组件具有与基底相背对的最外无机阻隔层；以及将顶部聚合物层粘结到最外无机阻隔层。有利地，根据本公开的复合材料制品可以表现出改善的耐气候性，特别是相对于日光和紫外光的耐气候性，以及耐夹层分层性。如本文所用，短语“亚烷基”是指其中所有碳-碳键均是单键的二价脂族烃基。如本文所用，短语“粘结到”意指通过直接接触或通过单层居间材料(例如，粘合剂、粘合增进层或胶合剂)实现的粘结。尽管粘结可能是暂时的，但是优选牢固粘结，其中粘结部分不能在没有机械工具的情况下和/或在不对一个粘结部分造成物理损坏的情况下分离。如本文所用，术语“(甲基)丙烯酰基”(例如，如在(甲基)丙烯酸酯中)是指“丙烯酰基”或“甲基丙烯酰基”，或者在存在多个“(甲基)丙烯酰基”基团的情况下，也可以指丙烯酰基和甲基丙烯酰基的组合。如本文所用，短语“(甲基)丙烯酸类聚合物”是指含有至少一个衍生自(甲基)丙烯酸(例如，(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯腈)的单体单元的聚合物。除非另外指明，否则如本文所用，术语“透明的”意指对于可见光而言是透明的。在考虑具体实施方式以及所附权利要求书时，将进一步理解本公开的特征和优点。附图说明图1为示出根据本公开的示例性复合材料制品100的示意性横截面；并且图2为示出用于制造复合材料制品100的方法的示意图。在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征结构或元件。应当理解，本领域的技术人员可以设计出落入本公开原理范围和实质内的许多其它修改和实施方案。附图可不按比例绘制。具体实施方式图1是示例性复合材料制品100的横截面示意图。复合材料制品100包括按以下顺序布置的层：基底112；基部聚合物层114；基部无机阻隔层115；任选的多层阻隔组件150；任选的粘合改性层118；顶部聚合物层119，任选的压敏粘合剂层120和任选的覆盖层122。任选的多层阻隔组件150可以包括1至100对或更多对设置在基部无机阻隔层115和顶部聚合物层119之间的中间聚合物层116和中间无机阻隔层117。任选的中间聚合物层116和中间无机阻隔层117可以以交替顺序布置(例如，116、117、116、117)，但在一些实施方案中，该布置可能不同。尽管在图1中任选的粘合改性层118被定位在任选的中间无机阻隔层117和顶部聚合物层119之间，但应当理解粘合改性层可以设置在任何聚合物-聚合物或聚合物-氧化物交界处。具体地，粘合改性层可以设置例如在基底和基部聚合物层之间、在基部聚合物层和基部无机阻隔层之间、在中间无机阻隔层和顶部聚合物层之间或在顶部聚合物层上方。基底可以是整体的或者其可以含有多重部件(例如，层)。可以包括在基底中的层的示例包括聚合物膜和粘合剂(例如，热熔粘合剂和/或压敏粘合剂)层。基底的任选粘合剂层可以与基部聚合物层相邻或相背。基底可以是聚合物膜或者它可以是待保护的一些其它制品；例如，和光学或电子制品。制品的示例包括电子显示器(例如，LED、等离子体、电泳和LCD显示器)、电子光源(LED、OLED和量子点光源)、薄膜晶体管(单独或阵列)、光伏器件(例如，太阳能电池)、太阳能收集器以及它们的组合。作为聚合物膜的基底可以是透明的或不透明的(non-transparent)，例如不透明的(opaque)。不透明的聚合物膜可以由含有诸如二氧化钛、二氧化硅和氧化铝的填料的透明聚合物形成。包括聚合物膜的基底可以透射紫外光(UV)、可见光(VIS)和/或红外光(IR)。适用于制造基底(例如，作为聚合物膜)的示例性聚合物包括聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN))、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(例如，通过双酚A和光气的缩合聚合形成)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚芳酯(PAR)、含氟聚合物、聚醚酰亚胺(PEI)、聚芳基砜(PAS)、聚醚砜(PES)、聚酰胺酰亚胺(PAI)和聚酰亚胺，其中的任一种都可以是任选热稳定的。在一些实施方案中，基底为聚酯或热稳定的聚酯膜。合适的聚合物膜基底可从多种来源商购获得。聚酰亚胺可例如以商品名KAPTON(例如，KAPTONE或KAPTONH)从特拉华州威明顿市的杜邦公司(E.I.duPontdeNemours&Co.,Wilmington,Delaware)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料制品，包括：基底；粘结到所述基底的多层阻隔组件，所述多层阻隔组件包括：与所述基底相邻的基部聚合物层，其中所述基部聚合物层包含可聚合组分的聚合反应产物，所述可聚合组分包含至少一种由下式表示的二(甲基)丙烯酸酯：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.19 US 62/206,9861.一种复合材料制品，包括：基底；粘结到所述基底的多层阻隔组件，所述多层阻隔组件包括：与所述基底相邻的基部聚合物层，其中所述基部聚合物层包含可聚合组分的聚合反应产物，所述可聚合组分包含至少一种由下式表示的二(甲基)丙烯酸酯：其中：每个R1独立地表示H或甲基；R2和R3独立地表示具有1至4个碳原子的烷基基团，或者R2和R3可一起形成具有2至7个碳原子的亚烷基基团；并且R4表示具有1至12个碳原子的烷基基团；以及粘结到所述基部聚合物层的基部无机阻隔层；以及与所述基底相背对地粘结到所述多层阻隔组件的顶部聚合物层。2.根据权利要求1所述的复合材料制品，其中所述多层阻隔组件还包括粘结到所述基部无机阻隔层的中间聚合物层和粘结到所述中间聚合物层的中间无机阻隔层。3.根据权利要求1或2所述的复合材料制品，其中所述基底包括柔性透明聚合物膜。4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合材料制品，其中可聚合组分的所述聚合反应产物包含至少50重量％的所述至少一种二(甲基)丙烯酸酯。5.根据权利要求1至4所述的复合材料制品，其中所述基部无机阻隔层包含氧化硅、氧化铝、或氧化硅铝中的至少一种。6.根据权利要求1至5中任一项所述的复合材料制品，其中R2和R3为甲基。7.根据权利要求1至6中任一项所述的复合材料制品，其中R1为H，并且R4为具有1至4个碳原子的烷基基团。8.根据权利要求1至7中任一项所述的复合材料制品，其中所述顶部聚合物层包含(甲基)丙烯酸类聚合物。9.根据权利要求8所述的复合材料制品，其中所述(甲基)丙烯酸类聚合物由包含含有脂环族基团的(甲基)丙烯酸酯的单体的聚合形成，其中所述环结构，除取代基外，由6至12个选自C、N、O和S的原子构成。10.根据权利要求1至9中任一项所述的复合材料制品，还包括设置在所述顶部聚合物层和所述基底之间的粘合改性层。11.根据权利要求10所述的复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·克洛，J·C·斯帕格诺拉，C·S·莱昂斯，M·D·韦格尔，T·P·科伦，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US