[发明专利]用于光伏应用的无丙烯酸类气味的基于含氟聚合物的膜

说明书

本发明涉及由含氟聚合物和白色无机填料组成的组合物，所述组合物用于制造对于可见光和UV辐射不透明的单层膜，特别地可用于光伏电池领域。

在光伏电池中，必须确保保护组件不受环境因素的影响。因此，电池的背面必须通过聚合物膜保护以防止其由于紫外(UV)线的退化和湿气的渗透。保护膜必须具有主体或尺寸热稳定性以避免热膨胀以及特别是在电池装配期间的收缩。光伏电池通过如下装配：使用溶剂基粘合剂结合各种层，之后进行层叠。在粘合剂中溶剂的使用可导致所述溶剂渗透入膜中。在高温(>130°C)下且任选地使用电晕型表面氧化处理来装配电池。当保护膜基于含氟聚合物时，该处理可引起变黄以及其机械性能的恶化。

此外，由于它们非常良好的耐候性及耐UV辐射性和耐可见光性、以及耐化学品性，如何使用通常的含氟聚合物和特别是PVDF(聚偏氟乙烯或偏二氟乙烯VDF)制造用于保护物体和材料的膜是已知的。但是，对于经历恶劣气候条件(雨、寒冷、热)的户外应用或者在高温(>130°C)下的加工操作，这些膜必须具有非常良好的耐热性。所述膜还必须具有良好的柔性和良好的断裂强度以承受住在它们安装在待覆盖的物体或材料上期间的机械负荷。

通常，为了保护聚合物膜免于通过UV辐射的退化，在其中引入UV吸收剂和/或无机填料。已知将无机填料例如TiO₂、SiO₂、CaO、MgO、CaCO₃、Al₂O₃和许多其它的添加到含氟聚合物例如偏氟乙烯的聚合物或共聚物(PVDF)，当在高温下在熔融状态中进行混合以分散填料时可导致相当强烈的恶化，其中产生氟化氢(HF)。一种将这些填料与PVDF一起使用的方法，例如，在于使用丙烯酸类母料引入这些无机填料。为了该目的，无机填料分散在甲基丙烯酸甲酯聚合物或共聚物(PMMA)中，然后所述母料与熔融的PVDF混合。PMMA的存在可引起例如如下的缺陷：所得到的膜的高温尺寸稳定性的限制，较低的耐热性，在电池装配过程中特有的丙烯酸类气味，以及与纯PVDF相比较低的UV稳定性。这样的包含含氟聚合物/丙烯酸类聚合物/无机填料三部分的膜描述在例如文献WO2009101343中。

本发明意在提供含有无机填料的基于含氟聚合物的组合物，其用于制备对于UV和可见光辐射不透明的膜，同时所述膜在用于制造背板以及随后的光伏板的温度下保持非常良好的尺寸稳定性质。本发明由此用于避免当在膜的配制中使用丙烯酸类时可发生的气味问题。

为此目的且根据第一方面，本发明涉及聚合物组合物，其由含氟聚合物和氧化锌(ZnO)组成，所述填料以20-40%、优选20-35%的重量比例存在于所述组合物中。该填料的使用一方面避免向含氟聚合物添加丙烯酸类聚合物，和另一方面使用与通过挤出吹塑制造单层膜相容的加工温度，即约220-260°C的温度，从而用于防止含氟聚合物的退化。

另外，氧化锌的使用用于获得以10-40μm的厚度对于紫外和可见光辐射完全不透明的膜，其可用作在光伏板的背部中使用的PET的保护膜以形成称作背板的物体。

有利地，本发明的组合物不含有MMA均聚物或共聚物。

根据第二方面，本发明因此涉及对于UV和可见光辐射不透明的单层膜。有利地，本发明的膜具有长期稳定性，如通过在85°C和85%的湿度下2000小时的湿热实验和UV老化实验所证明的。

本发明还涉及所述膜在制造光伏板的背板中的用途。更具体地，本发明涉及光伏电池，其背板衬有如上所述的膜。

根据再一方面，本发明涉及制备上述组合物的方法，所述方法包括在所述含氟聚合物中通过熔融引入所述填料的步骤。

根据再一方面，本发明涉及在220-260°C的温度下通过挤出吹塑制备上述单层膜的方法。

现在将详细描述本发明。

根据第一方面，本发明涉及聚合物组合物，其由含氟聚合物和白色无机填料组成，所述填料以20-40%、优选20-35%的重量比例存在于所述组合物中，特征在于所述填料是氧化锌(ZnO)且所述含氟聚合物是VDF的均聚物或VDF与至少一种其它含氟单体的共聚物。