[发明专利]用于反射镜组件的阻挡材料

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及并要求2011年2月16日提出的美国临时申请No.61／443,544的优先权,其通过引用结合于此。

发明领域

本发明涉及用于保护反射镜组件中的反射层的含氟聚合物阻挡层。

发明背景

太阳能-热发电(聚光太阳能发电——CSP)的基本原理如下：来自太阳的能量直接地或间接地加热水,水蒸发,由此产生的蒸汽驱动汽轮机,汽轮机的运动转换成发电机中的电力。由CSP装置产生的电力的一个优点是,它完全不产生CO₂,因此具有可以忽略的碳足迹。

为了达到加热水所需的高温,必须将太阳辐射聚集起来。CSP厂利用分布在一个小区域内的反射镜来集中太阳能。四种主要CSP技术包括抛物线槽、线性菲涅尔、发电塔和碟／引擎。抛物线槽式集热器代表了用于聚集太阳能的最先进的技术。这些槽通常超过1,300英尺长,并由抛物面形反射镜部分组成。反射镜的曲率使得它们能够将太阳的直射光束辐射集中到线性接收器上。

当前抛物线槽发电厂使用玻璃反射镜面板。反射镜通常是二次表面镀银的玻璃反射镜,这意味着反射金属层,优选银层,位于玻璃的背面。玻璃通常为4毫米厚,特别是低铁,或白玻璃,具有高透光率。这些反射镜将往往具有约93.5％的太阳能加权镜面反射率。迄今为止,通常使用一种特殊的多层漆涂层来保护反射镜背面的反射金属层。在典型配置中,每个反射镜面板的面积大约为2平方米。

多数CSP系统上的反射镜由镀银玻璃组成,因为银的太阳能反射率高(93％),成本相对较低,且耐用性高。最常见的构造技术包括将薄的银镜层压到更重的玻璃衬板结构上。其他已被用作太阳能聚光器的反射器的材料包括镀银的聚合物薄膜和增强的铝反射器。为了长期耐久性,反射层还可包括铜背层。

银反射层和铜背层都容易空气氧化。湿气也会使这些含金属的层退化,因为水促进腐蚀。尤其是,随着时间的过去这样的外部因素会导致包含在反射层中的银或其他金属的退化和破坏,如生锈、变色、破裂和分层所证实的,导致反射镜的反射能力降低。因此,考虑到本领域目前的状况,迄今为止金属层通常由至少两个涂料层加上支撑所述涂料层的防紫外线／防潮保护层保护。通常用于此目的的涂料是铅涂料。

完全出于环境的原因,申请人已经有动机移除涂料,特别是含铅组分。高成本也是迄今已使用的多层涂层的一个问题。因此,申请人已经有需要和愿望用一个能够提供阻挡保护的单独的涂层或膜层来替换迄今通常使用的多个涂料层。本发明特别是解决了这些需求和愿望。

发明内容

在此提供了阻挡涂层、阻挡薄膜和阻挡涂层溶液、使用阻挡涂层／膜的反射光学结构、以及用于制备阻挡涂层、阻挡薄膜和阻挡涂层溶液的改进方法。

本发明的一个方面提供了包括光学透明基底和阻挡涂层或膜的反射光学结构,该光学透明基体包括位于该基体的背面的反射层,该阻挡涂层或膜位于该反射层的至少背面的至少一部分或优选整个上。在一个实施方案中,该阻挡涂层／膜由聚合物,且优选热固性聚合物形成,所述聚合物包含包括氟聚合物的主要组分,甚至更优选地其主要组分包括由下式(I)所表示的聚合物或聚合物链段：

其中n为约10至约2500,R₁、R₂和R₃独立地选自H和F。优选地在某些实施例中,所述聚合物为充分符合式(1)的聚合物,具有约2000至约200000道尔顿的分子量。

本发明的另一个方面提供一种包括至少一种聚合物的阻挡涂层或膜,所述聚合物包含且优选地主要由均聚物的、共聚物的、三元共聚物的和类似物的链段组成,其在至少很大比例上来自于四氟丙烯或五氟丙烯单体化合物。在一个实施方案中,所述四氟丙烯或五氟丙烯单体包括至少一种符合式CF₃CR₁=CR₂R₃的化合物,其中R₁、R₂和R₃各自独立地选自H和F。