[发明专利]液体含氟聚合物涂料组合物、含氟聚合物涂覆膜及其形成方法

说明书

背景技术

技术领域

本公开涉及液体含氟聚合物涂料组合物，含氟聚合物涂覆膜，以及用于形成含氟聚合物涂覆膜的方法。

相关领域的描述

光电(PV)电池用于从阳光获得电能，提供可替代传统发电方法的更加环境友好的方法。这些太阳能电池由各种半导体系统构成，所述半导体系统必须被保护以隔绝环境影响，诸如水分、氧气和紫外光。所述电池的两面通常被玻璃和/或塑料膜的包封层包封，形成被称为光电模块的多层结构。含氟聚合物膜由于它们极好的强度、耐候性、抗紫外性和防潮特性，因此被认为是光电模块中的重要组件。在这些模块中，尤其可用的是由含氟聚合物膜和聚合物基底膜制成的膜复合材料，所述膜复合材料用作所述模块的衬片。此类复合材料传统上可由粘附到聚酯基底膜(具体地讲是聚对苯二甲酸乙二醇酯)的含氟聚合物预成形膜(具体地讲是聚氟乙烯(PVF))制成。当含氟聚合物诸如PVF用作PV模块的衬片时，其特性可显著改善所述模块的寿命，使模块能够保用至多25年。含氟聚合物衬片通常以与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的层合体形式使用，通常PET被夹于两个PVF膜之间。

然而，难以制得预成形含氟聚合物膜在具有粘结力的聚合物基底上的层合体，所述层合体露天暴露若干年而不会分层。现有技术体系诸如授予Simms的美国专利3,133,854、授予Kim等人的美国专利5,139,878和授予Schmidt等人的美国专利6,632,518描述了用于预成形膜的可获得耐用层合体结构的底漆和粘合剂。然而，这些方法需要在实际层合步骤之前，施涂至少一个粘合剂层，或者底漆和粘合剂层两者。然后层合步骤需要施热和施压以形成层合体。因此，使用预成形含氟聚合物膜的现有技术层合体制备费用昂贵和/或需要耗资庞大的设备。由于预成形含氟聚合物膜必须具有足够的厚度来提供制造以及后续加工期间处理所需的强度，因此所得层合体还可与含氟聚合物厚层合并，即比有效保护层所需的厚度更厚。

液体涂料组合物可使用较少的加工步骤在聚合物基底上提供较薄的含氟聚合物膜。这些体系的示例描述于美国专利7,553,540、7,981,478、8,012,542、8,025,928、8,048,513、8,062,744、8,168,297、和8,197,933，以及美国专利申请公布2011/0086954和2012/0116016中。这些体系中的一些包括在待涂覆的聚合物基底上使用底漆，然而其它体系公开了将含氟聚合物涂层直接施涂到未涂底漆的聚合物基底。在使用直接施涂到未涂底漆的聚合物基底的含氟聚合物涂层的情况下，对实现含氟聚合物涂层与聚合物基底的足够粘附性可能具有挑战性。具体地讲，将颜料和填料、紫外添加剂和热稳定剂、或其它阻隔颗粒掺入含氟聚合物涂料组合物中可不利地影响在聚合物基底膜上使用含氟聚合物涂料制成的衬片的性能。在具体示例中，不同颜料分散体可降低含氟聚合物涂层与聚合物基底膜之间的粘附。

发明内容

本发明提供了含氟聚合物涂覆的聚合物基底膜，所述聚合物基底膜的总工序少于用预成形含氟聚合物膜制备层合体的总工序，同时还提供了对基底具有强粘附性和良好的耐久性的含氟聚合物涂覆膜。此外，提供涂料形式的含氟聚合物能够获得更薄、性价比更高的含氟聚合物涂层。使用含氟聚合物涂料还能够将添加剂掺入为预期使用含氟聚合物涂覆膜而定制的含氟聚合物层中，例如可改善阻隔特性的填料。

在第一方面，液体含氟聚合物涂料组合物包含含氟聚合物、混合催化剂、溶剂、相容的可交联粘合剂聚合物以及交联剂，所述含氟聚合物选自氟乙烯的均聚物和共聚物、以及偏二氟乙烯的均聚物和共聚物。混合催化剂包含主催化剂和助催化剂。主催化剂包括有机锡化合物。

在第二方面，含氟聚合物涂覆膜包括聚合物基底膜和所述聚合物基底膜上的含氟聚合物涂层。所述含氟聚合物涂层包含含氟聚合物、相容的交联粘合剂聚合物和混合催化剂，所述含氟聚合物选自氟乙烯的均聚物和共聚物以及偏二氟乙烯的均聚物和共聚物。混合催化剂包含主催化剂和助催化剂。主催化剂包括有机锡化合物。所述聚合物基底膜包含与所述相容的交联粘合剂聚合物相互作用以促进所述含氟聚合物涂层与所述聚合物基底膜粘结的官能团。