專利名稱：氟聚合物疊層材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及具有至少一個氟聚合物層的疊層材料，以及用于它們的制造的方法，這些疊層材料作為包裝材料是有用的。
背景技術：
多層的膜或疊層材料是嘗試將不同材料的特性合并以提供一種相比單獨的材料而言改進的性能的構造。此類特性包括對于多種要素(例如水)的阻擋耐受性、切穿耐受性、耐候性和/或電絕緣。直至本發(fā)明為止，此類疊層材料經(jīng)常導致特性的不平衡、是昂貴的、或是難以處理或加工的。在具體的應用中，例如在一個光電的前面薄層中，需要良好的層間粘合。此外，沒有額外的防護時這些內(nèi)層隨著該疊層材料的壽命可能不是十分耐用的。在電氣和電子領域中的尖端設備要求將這些不同設備的部件加以保護而免受濕氣以及類似物的作用。例如，必須對光電池以及包括光電池的太陽能電池板加以保護而免受可以負面地影響電池的功能或所產(chǎn)生的電的傳導的要素(尤其是濕氣)。此外，在多種較復雜的設備中，應該將例如計算機、電視、無線電、電話以及其他電子設備中的電路板加以保護而免受濕氣的作用。在過去，濕氣問題的解決方案使用金屬箔片作為蒸汽或濕氣的阻擋層。然而金屬箔片(如果在疊層材料中存在的話)必須與這種電子部件絕緣以避免干擾性能。先前的使用金屬箔片的疊層材料典型地展示了比所希望的更低水平的介電強度，而其他使用金屬箔片層的疊層材料還易受其他環(huán)境條件的影響。薄的多層膜在許多應用中是有用的，特別是當該多層膜的一個層的特性補充了另一個層的特性時，從而為該多層膜提供在單層膜中不能獲得的特性或品質。先前的多層膜僅為用于電子器件的多層膜提供了所希望的兩種品質其中之一。因此，具體地對于一種多層膜仍然存在需要，該多層膜提供了可以保護一個光電器件的一種良好粘合的氟聚合物前面層。發(fā)明簡述本發(fā)明出人意料地提供了疊層材料、以及制備此種疊層材料的方法，這些疊層材料和方法克服了本領域中已知的一項或多項缺點。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了有可能制造并且使用具有多種特性(例如適合于用于電子器件的包裝材料)的疊層材料。這些疊層材料幫助保護這些部件免受于熱、濕度、化學物質、輻射、物理損害以及一般的磨損。此種包裝材料幫助使這些電子器件的有源部件/電路電絕緣。此外，此類材料對電子器件(例如光電器件)提供了保護性的緩沖，提供了抗污特性、耐化學品性和/或是透明的。透明度是本發(fā)明的疊層材料可以提供的一個重要優(yōu)點，因為這允許太陽能穿透封裝該光電器件的前面層。
在一個方面，本發(fā)明提供了一種氟 聚合物疊層材料，該疊層材料包括可以是具有極性官能度的改性的氟聚合物的一個第一基片，以及一個第二基片。將這些基片在適合于發(fā)生疊層的升高的溫度下疊層并且隨后用高能輻射例如紫外線輻射、Y輻射和/或電子束進行處理。在另一方面，本發(fā)明提供了一種制備氟聚合物疊層材料的方法，包括以下步驟提供一個第一基片，該第一基片包括具有極性官能度的一種改性的氟聚合物；提供一個第二基片；使該第一以及第二基片在適合于提供一種疊層材料的升高的溫度下接觸；并且使用輻射，例如紫外線輻射、Y輻射和/或電子束處理來處理該疊層材料。在這些疊層材料的不同實施方案中，典型的改性的氟聚合物包括PVDF、VDF共聚物、THV、ECTFE、FEP和ETFE。在一個特定的方面，該氟聚合物在疊層之前通過電暈放電(等離子體)進行處理而改性。具體地，該預處理可以是在一種有機溶劑(例如丙酮)存在時。該第二基片可以是具有適合與該改性的氟聚合物于在此描述的條件下相互作用的能力的任何材料。此類材料包括但不限于，例如天然或合成的聚合物類，包括聚乙烯 (包括線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、等)、聚丙烯，例如無規(guī)聚丙烯、尼龍(聚酰胺)、EPDM、聚酯、聚碳酸酯、乙烯-丙烯彈性體共聚物、聚苯乙烯(包括間同立構的聚苯乙烯)、乙烯-苯乙烯共聚物、乙烯-苯乙烯與其他C3-C20烯烴(例如丙烯)的三聚物、乙烯或丙烯與丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯的共聚物、乙烯丙烯共聚物、聚α烯烴熔融粘合劑，例如包括像乙烯乙酸乙酯(EVA)、乙烯丙烯酸丁酯(EBA)、乙烯丙烯酸甲酯(EMA)；離聚物類(酸功能化的聚烯烴，總體上作為一種金屬鹽被中和)，酸功能化的聚烯烴、聚氨酯類，包括例如TPU、烯烴彈性體、熱塑性硅氧烷、聚乙烯醇縮丁醛或它們的混合物。合適的離聚物包括但不限于在商品名Surlyn (DuPont)和Iotek (Exxon Mobil)下已知的那些。合適的熱塑性的硅氧烷包括但不限于在商品名Geniomer (Wacker)下已知的那些。合適的TPU材料包括但不限于在商品名Elastollan (BASF)、Texin and Desmopan (Bayer)、 Estane (Lubrizol)、 Krystalflex 、Krystalgran Avalon (Huntsmann)下已知的那些。合適的聚烯烴聚合物包括但不限于一種C2_2(l α -烯烴的乙烯或丙烯共聚物，更具體地，該α-烯烴是選自下組乙烯、丙烯、1-丁烯、異丁烯、1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯和1-癸烯，以及它們的共混物或組合。合適的實例包括但不限于以下商品名稱的例子 Amplify 、Affinity 、Versify 、Engage 、Infuse (Dow Chemicals)、Tafmer (Mitsui Chemicals)、Exact 、Exceed 、Achieve 、Vistamaxx (Exxon Mobil)、 Adflex (Basell)、Surpass (Nova)、Notio (Mitsui)。應該理解本發(fā)明的疊層材料可以包括從2層至約12層的材料。例如，這種疊層材料可以重復一個第一層和一個第二層的鋪層，諸如此類。此外，不同的層的組合在此包括例如，一個第一層、一個第二層、一個不同于該第一或第二層的第三層以及一個不同于該第一、第二或第三層的第四層，等等。同樣，這種鋪層對于所設想的應用可以按需要來重復。
本發(fā)明還提供了制備貫穿該說明而指出的疊層材料的方法。 盡管披露了多個實施方案，但是從以下詳細說明中對于本領域的普通技術人員來說本發(fā)明的仍有其他實施方案將變得清楚。如將清楚的是，本發(fā)明能夠在不同的顯而易見的方面有變更，所有這些變化均未背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，這些詳細說明應被認為在本質上是說明性的而非限制性的。詳細說明在聚合物的類別中，氟聚合物是獨特的材料，因為它們表現(xiàn)出一個出色的特性范圍，例如高透明度、良好的介電強度、高純度、化學惰性、低摩擦系數(shù)、高熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的耐候性，以及UV耐受性。氟聚合物時常被用在要求高性能的應用中，其中時常要求以上特性的組合。然而，由于它們的低表面能，氟聚合物難以被大多數(shù)(如果不是所有的話)非氟聚合物材料(液體亦或固體)濕潤。隨后，氟聚合物遇到的一個常見的問題是難以粘合到非氟聚合物的表面上。再次， 這一問題特別是對于其中至少一個層不是氟聚合物的氟聚合物復合疊層材料是挑戰(zhàn)性的。本發(fā)明提供了新穎的疊層材料以及通過使用合適的材料結合一個疊層過程跟隨使用紫外(UV)光進行的處理來制備疊層材料的方法?？傮w上，本發(fā)明的疊層材料包括一個含有改性的氟聚合物的第一基片以及適合于疊層到該第一基片上的一個第二層。術語“改性的氟聚合物”旨在包括本體改性的或表面改性的或兩者均有的氟聚合物。本體氟聚合物改性包括將包括或接枝在該氟聚合物主鏈中或包括或接枝到該氟聚合物主鏈上的極性官能度包含在內(nèi)。這種類型的改性的氟聚合物材料可以與一個未改性的氟聚合物層以及一個非氟聚合物層結合使用或用作基礎氟聚合物層。例如，馬來酸酐改性的 ETFE適合于將尼龍粘合到一個未處理過的ETFE基片上。氟聚合物的表面改性是提供一種在本發(fā)明中有用的改性的氟聚合物的另一種方式?？傮w上，親水的官能度被附接到該氟聚合物表面上，從而使之更易于濕潤并且提供了化學結合的機會。存在使一個氟聚合物表面功能化的幾種方法，包括化學蝕刻、物理-機械蝕刻、等離子體蝕刻、電暈處理、化學氣相沉積、或它們的任意組合。在一個實施方案中， 該化學蝕刻包括鈉氨(sodium ammonia)或鈉萘(sodium naphthalene)。另一個示例性的物理-機械蝕刻可以包括噴砂以及使用硅石的空氣噴磨。在另一個實施方案中，等離子體蝕刻包括反應性等離子體，例如氫氣、氧氣、乙炔、甲烷以及它們與氮氣、氬氣和氦氣的混合物。電暈處理可以包括活性烴蒸汽例如酮類(例如丙酮)、醇類、對氯苯乙烯、丙烯腈、丙二胺、無水氨、苯乙烯磺酸、四氯化碳、四亞乙基五胺、環(huán)己胺、鈦酸四異丙酯、癸胺、四氫呋喃、 二乙基三胺、叔丁胺、乙二胺、甲苯-2，4- 二異氰酸酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、三乙基四胺、己烷、三乙胺、甲醇、乙酸乙烯酯、甲基異丙基胺、乙烯基丁基醚、甲基丙烯酸甲酯、2-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基酮、二甲苯或它們的混合物。一些技術使用包括這些方法其中之一的步驟的組合。例如，表面活化可以通過在一種受激發(fā)的氣體種類的存在下的等離子體或電暈來完成。例如，C-處理是指在一種溶劑 (例如丙酮)的存在下通過電暈處理將表面改性的方法。不受理論所限制，還發(fā)現(xiàn)了本發(fā)明的新穎的方法提供了在一種改性的氟聚合物和一種非氟聚合物界面(或一個第二改性的氟聚合物)之間的強的層間粘合。在一種方式中，氟聚合物以及非氟聚合物的成形物是各自單獨形成的。隨后，將該氟聚合物成形物通過在以下美國專利號中描述的處理方法進行表面處理3，030，290 ；3, 255, 099 ；3, 274，089 ； 3，274，090 ；3，274，091 ；3，275，540 ；3，284，331 ；3，291，712 ；3，296，011 ；3，391，314 ； 3，397，132 ；3，485，734 ；3，507，763 ；3，676，181 ；4，549，921 ；和 6，726，979，出于所有目的
將其傳授內(nèi)容通過引用以其全文結合在此。然后，將產(chǎn)生的改性的氟聚合物以及非氟聚合物的成形物一起接觸(例如通過熱疊層)以形成一種復合疊層材料。最后，將該復合疊層材料使用在UVA、UVB和/或UVC范圍內(nèi)的波長經(jīng)受UV輻射。在一個方面，將該氟聚合物基片的表面使用電暈放電進行處理，其中將電極區(qū)域使用丙酮、四氫呋喃、甲基乙基酮、乙酸乙酯、乙酸異丙酯或乙酸丙酯蒸氣浸沒。電暈放電是通過在兩個間隔的電極之間存在的氣態(tài)介質的電容交換而產(chǎn)生的，其中至少一個電極通過一個介電阻擋層與該氣態(tài)介質絕緣。電暈放電因為其電容性質在某種程度上被限制為交流電來源。它是一種高電壓低電流現(xiàn)象，其中電壓典型地以千伏測量并且電流典型地以毫安測量。電暈放電可以在寬的電壓和頻率范圍上保持。從0.2至10大氣壓的壓力總體上限定了電暈放電操作的限度并且大氣壓總體上是優(yōu)選的?？梢院线m地使用范圍從20Hz至IOOMHz的頻率特別是從500Hz，尤其是3000Hz至IOMHz的范圍。當使用介電阻擋層來使兩個間隔的電極各自與該氣態(tài)介質絕緣時，這種電暈放電現(xiàn)象時常被稱為無電極放電，而當使用一個單一介電阻擋層而僅使一個電極與該氣態(tài)介質絕緣時，產(chǎn)生的電暈放電時常被稱為半電暈放電。術語“電暈放電”貫穿本說明書用來表示兩種類型的電暈放電，即，無電極放電和半電暈放電兩者。在另一方面，將該氟聚合物基片的表面使用等離子體進行處理。術語“等離子體增強的化學氣相沉積”(PECVD)在本領域是已知的并且是指一種將從氣態(tài)(蒸氣)至固態(tài)的薄膜沉積到一個基片上的方法。在該過程中涉及到一些化學反應，這些反應在生成反應氣體的等離子體之后發(fā)生。該等離子體總體上是通過RF(AC)頻率或兩個電極之間的DC放電產(chǎn)生的，其中在這些電極之間放置了該基片并且該空間充滿了反應氣體。等離子體是其中顯著百分比的原子或分子被電離從而產(chǎn)生反應性的離子、電子、基團以及UV輻射的任何氣體。該真空室包含兩個傳導性電極，它們在該室中在3英寸內(nèi)、優(yōu)選在2英寸內(nèi)，更優(yōu)選在1英寸內(nèi)或更小而彼此相對地放置。一個電極被連接到一個RF電源上并且另一個電極被接地。作為替代方案，可以使用一個DC離子源將等離子體點火。該聚合物基片被置于和接地電極相接觸。該真空室被進一步連接到一種氣化液體源上，該源包括丙酮、四氫呋喃、甲基乙基酮、乙酸乙酯、乙酸異丙酯或乙酸丙酯或它們的混合物。與這些氣體的連接典型地是通過質量流量計。在一個配置中，該RF驅動的電極是一個噴頭電極，用于注入工藝氣體。這種噴頭概念導致在整個表面上非常好的氣體注入的均勻性。當?shù)竭_了基礎室壓力之后，可以首先引入氫氣，接著將一種第二氣體(或氣體的組合)以不同的比例引入該室中。對于這個第一步驟(預處理)，按以上指定的參數(shù)僅將氫氣引入?？傮w上不存在第二氣體，但是代替氫氣，有可能使用氬氣、氧氣、氨氣(NH3)或氦氣作為預處理氣體。一種或多種這些氣體的混合物在本發(fā)明的范圍內(nèi)。該等離子體可以通過RF電源點火，產(chǎn)生約40KHz至約2. 45GHz的頻率。作為替代方案，可以使用一個DC離子源將等離子體點火。
總體上，將該基片使用一種等離子體進行處理，該等離子體是四氫呋喃、甲基乙基酮、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸丙酯或它們的混合物?？傮w上，該第一基片具有的厚度在約0. 2密爾至約20密爾之間，在約1密爾 (0. 001英寸)和約10密爾之間，更特別的是在約2密爾和約5密爾之間并且特別是在約 0.5和約2密爾之間。該第二基片可以具有任何厚度?？傮w而言，該第二基片具有的厚度在約1密爾和 50密爾之間，更優(yōu)選在約10密爾和約30密爾之間并且特別是在約15和約25密爾之間。本發(fā)明的疊層材料可以被用來保護(特別是)電子部件免受濕氣、氣候、熱、輻射、 物理損害和/或使該部件絕緣。保護電子部件的例子包括但不限于用于包裝基于晶體硅的厚的光電模塊，基于非晶態(tài)硅、CIGS、或CdTe的光電模塊，LED, IXDs，印刷電路板，柔性顯示器以及印刷線路板。根據(jù)本發(fā)明的制備疊層材料的方法在此提供了幾項出人意料的超出已知材料的優(yōu)點。首先，本發(fā)明不要求粘合劑。其次，保持了透明度并且還實現(xiàn)了 UV穩(wěn)定性。第三，因為不存在另外的粘合材料，所以在該疊層材料中少包括了一個可以影響透明度的相。在本說明書和權利要求中，術語“包括”和“包含”是開放的術語并且應解釋為是
指“包括但不限于......”。這些術語包括更具限制性的術語“基本上由......構成”以
及“由......構成”。必須指出，如在此以及在所附權利要求中使用的，除非上下文另外明確地確定，否則單數(shù)形式“一種/ 一個(a/an)”、以及“該(the) ”包括復數(shù)指代。同樣地，這些術語“一種”、“一個或多個”以及“至少一個”在此能夠可互換地使用。還應該指出術語“包含”、“包括”、“其特征為”以及“具有”能夠可互換地使用。除非另外定義，在此使用的所有技術的和科學的術語都具有與由本發(fā)明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。出于所有的目的，在此確切提及的所有公開物和專利都通過引用以其全文結合在此，包括說明和披露化學品、儀器、統(tǒng)計分析以及方法論 (它們在可能與本發(fā)明相關而使用的公開物中進行了報告)。在本說明書中引用的所有參考文獻均應被認為表明了本領域的技術水平。在此任何事物都不應解釋為是承認本發(fā)明沒有資格由于在先發(fā)明而先于此類披露。氟聚合物術語“氟聚合物”在本領域是已知的并且旨在包括例如聚四氟乙烯，四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(例如四氟乙烯-全氟(丙基乙烯基醚))，F(xiàn)EP(氟化的乙烯丙烯共聚物)，聚氟乙烯，聚偏二氟乙烯，以及氟乙烯、氯三氟乙烯、和/或偏二氟乙烯(即VDF)與一種或多種烯鍵式不飽和單體的共聚物，這些單體是例如烯類(如乙烯、丙烯、丁烯、以及1-辛烯)、氯烯烴類(如氯乙烯和氯氟烯烴)、氯氟烯烴類(如氯三氟乙烯、3-氯五氟丙烯、二氯二氟乙烯、以及1，1- 二氯氟乙烯)、氟代烯烴類 (例如三氟乙烯、四氟乙烯(即TFE)、1-氫五氟丙烯、2-氫五氟丙烯、六氟丙烯(即HFP)、以及氟乙烯)、全氟烷氧基烷基乙烯基醚類(如CF30CF2CF2CF20CF = CF2)、全氟烷基乙烯基醚類(例如CF3OCF = CF2和CF3C2CF2OCF = CF2)、全氟-1，3-間二氧雜環(huán)戊烯類(如在U. S專利申請?zhí)?，558，142 (Squire)中所描述的那些)、氟化的二烯烴類(例如全氟二烯丙基醚或全氟-1，3- 丁二烯)、以及它們的組合。
這些氟聚合物可以是可熔融加工的，例如在聚偏二氟乙烯的情況下；偏二氟乙烯的共聚物；四氟乙烯、六氟乙烯、以及偏二氟乙烯的共聚物(例如由Dyneon，LLC在商品名稱“THV”下銷售的那些)；四氟乙烯和六氟乙烯的共聚物；以及其他可熔融加工的氟塑料； 或該氟聚合物不是可熔融加工的，例如在聚四氟乙烯的情況下，TFE和低水平的氟化的乙烯基醚的共聚物)，以及固化的氟彈性體。有用的氟聚合物包括具有HFP和VDF單體單元的那些共聚物。有用的氟聚合物還包括HFP、TFE和VDF(即THV)的共聚物。這些聚合物可以具有例如在從至少約2、10或20重量百分比至高達30、40或甚至50重量百分比范圍內(nèi)的VDF單體單元，以及在從至少約5、10或15重量百分比至約20、25或甚至30重量百分比范圍內(nèi)的 HFP單體單元，其中該聚合物的其余重量是TFE單體單元。可商購的THV聚合物的例子是由 Dyneon, LLC 在以下商品名稱下銷售的那些“DYNEON THV 2030GFLU0R0THERM0PLASTIC”、 "DYNEON THV 220FLU0R0THERM0PLASTIC”、“DYNEON THV 340CFLU0R0THERM0PLASTIC”、 "DYNEON THV 415FLU0R0THERM0PLASTIC，，、"DYNEON THV 500AFLU0R0THERM0PLASTIC，，、 "DYNEON THV 610GFLU0R0THERM0PLASTIC”、或 “DYNEON THV 810GFLU0R0THERM0PLASTIC"0其他有用的氟聚合物還包括乙烯、TFE和HFP的共聚物。這些聚合物可以具有例如在從至少約2、10或20重量百分比至高達30、40或甚至50重量百分比范圍內(nèi)的乙烯單體單元，以及在至少約5、10或15重量百分比至約20、25或甚至30重量百分比范圍內(nèi)的HFP單體單元，該聚合物的其余重量是TFE單體單元。此種聚合物是由Dyneon，LLC 在以下商品名稱下銷售的，例如“ DYNEON FLU0R0THERM0PLASTIC HTE ” (例如“ DYNEON FLU0R0THERM0PLASTIC HTE X 1510”或“DYNEON FLU0R0THERM0PLASTIC HTE X 1705”)。另外的可商購的含偏二氟乙烯的氟聚合物包括，例如，具有商業(yè)名稱的那些氟聚合物；如由 Atofina, Philadelphia, Pa 出售的 “KYNAR” (例如，“KYNAR 740”)；如由 Ausimont USA, Morristown, N. J.出售的 “HYLAR”(例如，“HYLAR 700”)；以及由 Dyneon, LLC出售的“ FLU0REL ” (例如，“ FLU0REL FC-2178”)。偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物也是有用的。這些包括例如由Arkema出售的KYNARFLEX (例如KYNARFLEX 2800或KYNARFLEX 2550)?？缮藤彽姆蚁┓酆衔锇ɡ缒切┯搔? I. du Pont de Nemours & Company， Wilmington, Del.在商品名稱“TEDLAR”下出售的氟乙烯的均聚物。有用的氟聚合物還包括四氟乙烯和丙烯的共聚物(TFE/P)。這些共聚物具有例如在從至少約20、30或40重量百分比至約50、65或甚至80重量百分比范圍內(nèi)的TFE單體單元，該聚合物的其余重量是聚乙烯單體單元。此種聚合物是可商購的，例如在以下商品名稱下由 Dyneon，LLC 出售的 “AFLAS”(例如 “AFLAS TFE ELASTOMER FA 100H，，、“AFLAS TFE ELASTOMER FA 150C”、“AFLAS TFE ELASTOMER FA 150L”、或“AFLAS TFE ELASTOMER FA 150P，，)或由 E.I.du Pont de Nemours & Company，Wilmington，Del.出售的“VIT0N”(例如“VIT0N VTR-7480”或“VIT0N VTR-7512”)。有用的氟聚合物還包括乙烯和TFE(S卩“ETFE”)的共聚物。這些共聚物具有例如在從至少約20、30或40重量百分比至約50、65或甚至80重量百分比范圍內(nèi)的TFE單體單元，該聚合物的其余重量是丙烯單體單元。此類聚合物是可商購的，例如由Dyneon， LLC 在以下商品名稱下出售的“DYNE0N FLU0R0THERM0PLASTIC ET 6210J”、“DYNEONFLU0R0THERM0PLASTIC ET 6235”、或“DYNEON FLU0R0THERM0PLASTIC ET 6240J”。此外，有用的氟聚合物包括乙烯和氯三氟乙烯的共聚物(ECTFE)。商業(yè)例子包括來自 Solvay Solexis Corp.的 Halar 350 和 Halar 500 樹脂。這些例子是 50 50 的共聚物。其他有用的氟聚合物實質上包括氯三氟乙烯的均聚物(PCTFE)例如來自 Honeywell 的 Aclar0只要氟聚合物可以被熔融加工，氟聚合物基片能以任何形式(例如膜、帶、片、網(wǎng)片、珠粒、顆?；蛞环N模制的或成型的物品)提供。氟聚合物總體上被選擇為外層以提供耐化學性、電絕緣性、耐氣候性和/或對濕氣的阻擋。在本發(fā)明的一個實施方案中，將該氟聚合物的表面在疊層之前通過熱處理進行改性。盡管不受理論所限制，我們相信，將極性官能度引至表面上的已知的處理，例如電暈、改性的電暈或等離子體處理對于本發(fā)明是有效的并且提供了用于隨后通過UV處理進行活化的反應位點。這種表面改性的氟聚合物可以從幾種方法獲得，包括但不限于在丙酮氣體的存在下對氟聚合物的電暈處理(在DuPont專利3030290中描述的C-處理方法)或者等離子體處理，包括等離子體增強的化學氣相沉積。對于C-處理，這些氟聚合物樹脂層沒有任何離型襯里并且之后在一種有機氣體氣氛中暴露于電暈放電中，其中該有機氣體氣氛包括丙酮或具有四個或更少碳原子的一種醇。丙酮是優(yōu)選的有機氣體。將該有機氣體與一種惰性氣體混合并且優(yōu)選的惰性氣體是氮氣。該丙酮/氮氣氣氛引起該氟聚合物樹脂層對該內(nèi)層的粘合的增加。涉及電暈放電處理程序的所有細節(jié)在轉讓給Ε. I. du Pont de Nemours and Company的一系列美國專利中提供，并且描述在期滿的美國專利號3，676，181中，以及 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation 的美國專利號 6，726，979 中，出于所有的目的將它們的傳授內(nèi)容通過引用以其全文結合在此。所提出的技術的一個例子可以在美國專利號3，676，181 (Kowalski)中找到。用于封閉處理設備的氣氛是在氮氣中的20% 丙酮(按體積計)并且是連續(xù)的。例如，使該恒定進料的層經(jīng)受每平方英尺的膜/片表面在0. 15和2. 5之間的瓦特小時。該氟聚合物可以在該膜/成形物的兩側進行處理以增加粘合。然后可以將該材料置于一個非硅化的離型襯里上進行存儲。C-處理后的材料持續(xù)1 年而沒有顯著的表面可濕性、黏結性和粘合的損失。含有極性功能化的共聚單體的氟聚合物也可以用于本發(fā)明，并且在疊層之前使用或未使用表面處理都可以是有效的。這些包括例如馬來酸酐功能化的氟聚合物，例如來自 Asahi的AH2000，或來自Dupont的HT2203，或羰基功能化的氟聚合物。離聚物類有用的離聚物包括例如SURLYN PV-4000，或 SURLYN 1702 (DuPont)。例如， Surlyn 是無規(guī)共聚物(乙烯-甲基丙烯酸共聚物)(EMAA)。甲基丙烯酸的并入典型地是較低的(< 15mol. %)0可以用一種合適的陽離子(通常是Na+或Zn+2)將甲基丙烯酸單元中的一些或全部進行中和。Surlyn 是通過乙烯與甲基丙烯酸的共聚反應通過高壓自由基反應生產(chǎn)的，這類似于低密度聚乙烯的生產(chǎn)。甲基丙烯酸單元的中和可以通過將適當?shù)膲A加入溶液中或加入堿與共聚物的熔融混合物中完成。(參見，例如下圖)。
權利要求
1.一種制備氟聚合物疊層材料的方法，包括以下步驟提供一個第一基片，該第一基片包括具有極性官能度的一種改性的氟聚合物； 提供一個第二基片；使該第一以及第二基片在適合于提供一種疊層材料的升高的溫度下接觸； 用輻射或電子束處理該疊層材料。
2.如權利要求1所述的方法，其中該第一基片的極性官能度是該氟聚合物的聚合物主鏈的一部分。
3.如權利要求1所述的方法，其中該第一基片的極性官能度是來自該基片的表面改性。
4.如權利要求3所述的方法，其中該表面改性是通過電暈放電或等離子體進行的。
5.如權利要求4所述的方法，其中該電暈處理是在一種溶劑氣氛的存在下進行的。
6.如權利要求1所述的方法，其中該第一基片是ETFE、ECTFE、PCTFE、PVDF、PVF、或FEP。
7.如權利要求1所述的方法，其中該第二基片是一種具有極性官能度的改性的氟聚合物。
8.如權利要求1所述的方法，其中該第二基片是一種烯烴聚合物或其共聚物，一種功能化的聚烯烴、一種離聚物、一種熱塑性的硅氧烷、聚乙烯醇縮丁醛、一種熱塑性氨基甲酸酯或它們的混合物。
9.如權利要求1所述的方法，其中該疊層材料具有通過ASTMD-903測量的至少5N/英寸的粘合強度。
10.如權利要求1所述的方法，進一步包括提供一種由該第二基片封裝的光電器件的步驟。
11.一種光電器件，包括一個第一基片，該第一基片包括具有極性官能度的一種改性的氟聚合物； 一個第二基片，其中該第一以及第二基片提供了用輻射或電子束處理的一種疊層材料；以及一個與該第二基片接觸的光電部件。
12.如權利要求11所述的光電器件，其中該第一基片的極性官能度是該氟聚合物的聚合物主鏈的一部分。
13.如權利要求12所述的光電器件，其中該第一基片的極性官能度是來自該基片的表面改性。
14.如權利要求13所述的光電器件，其中該表面改性是通過電暈放電或等離子體進行的。
15.如權利要求14所述的光電器件，其中該電暈處理是在一種溶劑氣氛的存在下進行的。
16.如權利要求11所述的光電器件，其中該第一基片是EIFE、ECTFE、PCTFE、PVDF、PVF 或 FEP。
17.如權利要求11所述的光電器件，其中該第二基片是一種具有極性官能度的改性的氟聚合物。
18.如權利要求11所述的光電器件，其中該第二基片是一種烯烴聚合物或其共聚物，一種功能化的聚烯烴、一種離聚物、一種熱塑性的硅氧烷、聚乙烯醇縮丁醛、一種熱塑性氨基甲酸酯或它們的混合物。
19.如權利要求11中任一項所述的光電器件，其中該疊層材料具有通過ASTMD-903測量的至少5N/英寸的粘合強度。
20.如權利要求11中任一項所述的光電器件，進一步包括提供一種由該第二基片封裝的光電器件的步驟。
21.一種疊層材料，包括一個表面處理過的氟聚合物層，其中該氟聚合物層的一個表面包含極性官能度；以及一個第二層，該第二層包括一種烯烴聚合物或其共聚物，一種功能化的聚烯烴、一種離聚物、一種熱塑性的硅氧烷、聚乙烯醇縮丁醛、一種熱塑性氨基甲酸酯或它們的混合物，其中該氟聚合物層的改性的表面通過熱量和壓力被疊層到該第二層上，其中該外部氟聚合物表面隨后經(jīng)受了輻射。
22.如權利要求21所述的疊層材料，其中該輻射是UV輻射或電子束。
23.如權利要求21所述的疊層材料，其中該氟聚合物是EIFE、ECTFE、PCTFE、PVDF、PVF 或 FEP。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種氟聚合物疊層材料，該疊層材料包括可以是具有極性官能度的改性的氟聚合物的一個第一基片，以及一個第二基片。這些基片是在適合于發(fā)生疊層的升高的溫度下疊層的并且隨后用輻射例如紫外線輻射、γ輻射和/或電子束進行處理。
文檔編號H01L31/042GK102177019SQ200980140436
公開日2011年9月7日 申請日期2009年8月28日 優(yōu)先權日2008年8月28日
發(fā)明者D·伯拉維特, M·C·肯內(nèi), R·L·費伯尼歐 申請人:美國圣戈班性能塑料公司