專利名稱：用于具有改進的顏料分散性的光伏模塊的背膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作為后蓋用于含聚酰胺的太陽能模塊的具有改進的顏料分散和填料分散的多層膜。
背景技術(shù)：
太陽能模塊，也常被稱為光伏模塊，起著由太陽光產(chǎn)生電能的作用，并且由層壓件構(gòu)成，所述層壓件包含太陽能電池體系作為核心層。該核心層由封裝材料包覆，該封裝材料起保護作用以免受機械的和氣候造成的影響。在這種情況下，主動式太陽能電池位于前蓋和后蓋之間。前蓋是透明的并且通常由玻璃構(gòu)成；借助于助粘劑層將它與包含太陽能電池的層結(jié)合，所述助粘劑層通常由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物構(gòu)成。后蓋確保電屏蔽并作為免受例如紫外光的氣候影響的保護并作為潮氣屏障起作用。目前，按照標(biāo)準(zhǔn)將得自氟聚合物膜和聚酯的復(fù)合膜用作后蓋。在這種情況中，位于外側(cè)的氟聚合物膜確保耐候性，聚酯膜確保機械穩(wěn)定性以及所需的電絕緣性能。位于內(nèi)側(cè)的另一層氟聚合物膜用于連接到太陽能電池系統(tǒng)的密封層。然而，這樣的氟聚合物膜對密封層僅具有低附著力，該密封層被用作嵌入材料用于太陽能電池本身。另外，該氟聚合物膜僅對電絕緣有小的貢獻，由此導(dǎo)致需要使用相當(dāng)厚的聚酯膜。因此，W02008138022中提出，在這樣的復(fù)合物中用得自聚酰胺12(PA12)的膜替代該兩層氟聚合物膜。由此，在一個擴展方案中，在W02011066595中提出，面向太陽能電池的熱塑性塑料層包含反光填料如二氧化鈦，而背向太陽能電池的熱塑性塑料層包含第二填料如玻璃纖維、硅灰石或云母，其導(dǎo)致該層具有更高的熱導(dǎo)率。示例性的熱塑性塑料來自聚酰胺、聚酯或者聚酰胺與聚酯的共混物。明確提及PA11、PA12和PA1010及其與聚烯烴的共混物。在這樣的光伏模塊中，反光填料的分布具有特殊的意義。這樣，反射度和由此太陽能電池的電流產(chǎn)率隨著增加的分散度而增加。另外，分布品質(zhì)同時影響背膜的表面質(zhì)量。這在后蓋通常完全基于聚酰胺的層中是異常重要的，所述層面向?qū)嶋H的太陽能電池并且在外側(cè)是可以看得見的，因為這里由于小的層厚度，顏料附聚體變得特別顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于在光伏模塊的背膜的兩個外層中獲得改進的顏料分散和填料分散。出乎意料地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該目的可以通過使用聚醚酯酰胺或聚醚酰胺類型的聚酰胺彈性體來實現(xiàn)。因此，本發(fā)明提供包括下述層的膜a)得自模塑料的第一外層，所述模塑料包括1.至少35重量％,優(yōu)選至少40重量特別優(yōu)選至少45重量尤其優(yōu)選至少50重量％，并且最優(yōu)選至少55重量％的聚酰胺比例，以及I1.1-65重量％，優(yōu)選2-60重量％，特別優(yōu)選3-55重量％，尤其優(yōu)選4-50重量％，并且最優(yōu)選5-45重量％的反光填料比例，b)任選地，熱塑性模塑料的中間層，以及c)得自模塑料的第二外層，所述模塑料具有1.至少35重量％,優(yōu)選至少40重量特別優(yōu)選至少45重量尤其優(yōu)選至少50重量％，并且最優(yōu)選至少55重量％的聚酰胺比例，以及I1.1-65重量％，優(yōu)選地2-60重量％，特別優(yōu)選3_55重量％，尤其優(yōu)選4_50重量％，并且最優(yōu)選5-45重量％的反光填料比例，其中，上述百分比數(shù)據(jù)在每種情況中基于所有模塑料計，并且其中通過將選自聚醚酯酰胺和聚醚酰胺的聚酰胺彈性體作為聚酰胺組分用于根據(jù)a)的層的模塑料中和/或用于根據(jù)c)的層的模塑料中進行復(fù)合膜的改性，以至于根據(jù)a)的層的模塑料和/或根據(jù)
c)的層的模塑料包含1-25重量％，優(yōu)選2-20重量％和特別優(yōu)選4-20重量％的聚酰胺彈性體。在這種情況下，優(yōu)選根據(jù)a)、b)和c)的層彼此直接相隨。此外優(yōu)選的是，根據(jù)a)的層和根據(jù)c)的層都包含聚酰胺彈性體。此外，在一些情況下可以插入助粘劑層用于改進在根據(jù)a)和b)的層之間的和/或在根據(jù)b)和c)的層之間的層粘附力。所述聚酰胺可以是部分結(jié)晶的聚酰胺，例如PA6、PA66、PA610、PA612、PA IO、PA810、PA106、PA1010、PAlU PAlOlU PA1012、PA1210、PA1212、PA814、PA1014、PA618、PA512、PA613、PA813、PA914、PA1015、PAlU PA12，或者半芳族聚酰胺，所謂的聚鄰苯二甲酰胺(PPA)。(聚酰胺的命名按照國際標(biāo)準(zhǔn)，其中第一個數(shù)字給出的是起始二元胺中的碳原子數(shù)目且最后一個數(shù)字給出的是二元羧酸中的碳原子數(shù)目。如果僅提及一個數(shù)字，那么這意味著從α，ω-氨基羧酸或者從由其衍生出的內(nèi)酰胺開始；此外可參考H.DomininghaUS，DieKunststoffe und ihre Eigenschaften 272頁及以后幾頁,VD1-Verlag, 1976。)適合的PPA是,例如，PA66/6T、PA6/6T、PA6T/MPMDT (MPMD 代表 2-甲基戊亞甲基二胺)、PA9T、PA IOT、PA11T、PA12T、PA14T以及這些后面的類型與脂族二元胺和脂族二元羧酸或者與ω-氨基羧酸或內(nèi)酯的共縮聚物。部分結(jié)晶的聚酰胺具有大于25J/g的熔化焓，根據(jù)ISO 11357用DSC方法在第二加熱步驟時及用熔融峰的積分測量。但是，聚酰胺也可以是半結(jié)晶的聚酰胺。半結(jié)晶的聚酰胺具有4到25J/g的熔化焓，根據(jù)ISO 11357用DSC方法在第二加熱步驟時及用熔融峰的積分測量。適合的半結(jié)晶聚酰胺的例子是-得自1，10_癸二酸或1，12_十二烷二酸以及4，4’-二氨基二環(huán)己基甲烷(PAPACM10和PAPACM12)的聚酰胺，從具有35-65%的反式，反式異構(gòu)體比例的4，4’ - 二氨基二環(huán)己基甲烷開始；-基于上面提到的部分結(jié)晶的聚酰胺的共聚物；以及-得自上面提到的部分結(jié)晶的聚酰胺和與之相容的非晶形的聚酰胺的共混物。所述聚酰胺也可以是非晶形的聚酰胺。非晶形聚酰胺具有小于4J/g的熔化焓，根據(jù)ISO 11357用DSC方法在第二加熱步驟時及用熔融峰的積分測量。非晶形聚酰胺的例子是:
-得自對苯二甲酸和/或間苯二甲酸與2，2，4-和2，4，4-三甲基六亞甲基二胺的異構(gòu)體混合物的聚酰胺，-得自間苯二甲酸和1，6_六亞甲基二胺的聚酰胺，-得自對苯二甲酸/間苯二甲酸和1，6_六亞甲基二胺的混合物的共聚酰胺，任選在與4，4’ -二氨二環(huán)己基甲烷的混合物中，-得自對苯二甲酸和/或間苯二甲酸、3，3’- 二甲基_4，4’ - 二氨基二環(huán)己基甲烷和十二內(nèi)酰胺或己內(nèi)酰胺的共聚酰胺，-得自1，12-十二烷二酸或癸二酸、3，3’-二甲基-4，4’_二氨基二環(huán)己基甲烷和任選的十二內(nèi)酰胺或己內(nèi)酰胺的(共)聚酰胺，-得自間苯二甲酸、4，4’- 二氨基二環(huán)己基甲烷以及十二內(nèi)酰胺或己內(nèi)酰胺的共聚酰胺，-得自1，12-十二烷二酸和4，4’- 二氨基二環(huán)己基甲烷(在反式，反式異構(gòu)體比例低的情況下)的聚酰胺，-得自對苯二甲酸和/或間苯二甲酸以及烷基取代的雙(4-氨基環(huán)己基)甲烷同系物的(共)聚酰胺，任選在與六亞甲基二胺的混合物中，-得自雙(4-氨基-3-甲基-5-乙基環(huán)己基)甲烷以及間苯二甲酸的共聚酰胺，其中雙(4-氨基-3-甲基-5-乙基環(huán)己基)甲烷任選與另一種二胺一起，間苯二甲酸任選與
另一種二元羧酸一起，-得自間-苯二甲胺與另一種二胺例如六亞甲基二胺的混合物以及間苯二甲酸的共聚酰胺，間苯二甲酸任選與另一種二元羧酸例如對苯二甲酸和/或2，6_萘二甲酸一起，-得自雙(4-氨基環(huán)己基)甲烷與雙(4-氨基-3-甲基環(huán)己基)甲烷的混合物，以及具有8-14個碳原子的脂族二元羧酸的共聚酰胺，以及-得自包含1，14-十四烷二酸和芳族、脂族、芳脂族或脂環(huán)族二胺的混合物的聚酰胺或共聚酰胺。這些例子可以通過另外添加其它成分(例如己內(nèi)酰胺、十二內(nèi)酰胺或二胺/ 二元羧酸組合)或通過用另外的成分部分地或完全地替換起始成分而使其在很大程度上加以改變。聚醚酯酰胺例如由DE-A-2523991和DE-A-2712987已知；它們包含聚醚二醇作為共聚單體。聚醚酰胺從例如DE-A-3006961已知；它們包含聚醚二胺作為共聚單體。在聚醚二元醇或聚醚二胺中，聚醚單元例如可以基于1，2_乙二醇、1，2_丙二醇、1，3_丙二醇、1，4_ 丁二醇或者1，3_ 丁二醇。該聚醚單元也可以混合構(gòu)建，例如具有無規(guī)的或者嵌段分布的源于二元醇的單元。聚醚二元醇或聚醚二胺的重均摩爾質(zhì)量是200到5000g/mol并且優(yōu)選地為400到3000g/mol ;其在聚醚酯酰胺或聚醚酰胺中的比例優(yōu)選為4-60重量％并且特別優(yōu)選為10-50重量％。適合的聚醚二胺可以通過相應(yīng)的聚醚二元醇通過還原胺化或者通過耦合到丙烯腈上伴隨隨后的氫化作用而轉(zhuǎn)化獲得；它們是例如以Huntsman Corp. 的JEFFAMIN D-或ED-型、或ELASTAMINE 型的形式，或者以BASFSE的Polyetheramine D-系列的形式商購可得的。如果應(yīng)使用支化的聚醚酰胺,也可以以更小的量一起使用聚醚三胺，例如JEFFAMIN T型。優(yōu)選使用鏈中每個醚氧原子包含平均至少2. 3個碳原子的聚醚二胺或聚醚三胺。根據(jù)本發(fā)明，由于更好的水解穩(wěn)定性優(yōu)選聚醚酰胺。根據(jù)a)的層的模塑料可以包含上述提及的聚酰胺之一或者可以包含作為混合物的上述提及的聚酰胺的多種。另外，基于模塑料的總的聚合物比例計，可以包含最高40重量％的其它熱塑性塑料，例如沖擊力改性的橡膠。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，可能包含的橡膠優(yōu)選包含官能團，用該官能團獲得與聚酰胺基質(zhì)的相容性。此外，可以包含慣用于聚酰胺的助劑和添加劑，尤其是光-和/或熱穩(wěn)定劑。所述反光填料可以是具有比根據(jù)a)的層的熱塑性塑料組分的反射能力更高的反射能力的任何填料；其尤其是二氧化鈦(W02011066595)。根據(jù)b)的層的模塑料可以包含例如聚酰胺、聚烯烴和/或聚酯作為熱塑性塑料。此外，可以包含助劑和添加劑，尤其是光-和/或熱穩(wěn)定劑、反光填料例如二氧化鈦以及補強填料例如玻璃纖維、硅灰石或云母。適合于根據(jù)c)的層的模塑料與用于根據(jù)a)的層的模塑料相同，以及對于填料，與用于根據(jù)b)的層的模塑料相同。另外，根據(jù)c)的層的模塑料可以是著色的和/或具有消光劑。在三層的實施例中，各膜層通常具有以下厚度:.根據(jù)a)和c)的層:15到100 μ m并且優(yōu)選25到50 μ m ；.根據(jù)b)的層:100到500 μ m并且優(yōu)選150到400 μ m。在兩層的實施例中，層的厚度通常如下:.根據(jù)a)的層:15到100 μ m并且優(yōu)選25到50 μ m ；.根據(jù)c)的層:100到500 μ m并且優(yōu)選150到400 μ m。可能存在于根據(jù)a)和b)的層和/或根據(jù)b)和c)的層之間的助粘劑層通常為3到40 μ m并且優(yōu)選5到25 μ m厚。根據(jù)本發(fā)明使用的多層膜可以根據(jù)所有現(xiàn)有技術(shù)的方法例如通過共擠出或?qū)訅簛砩a(chǎn)。本發(fā)明的主題也是要求保護的膜作為光伏模塊的后蓋的用途。為此，將根據(jù)a)的層通過例如層壓或粘附而與密封層結(jié)合，太陽能電池被嵌入在該密封層中。由于在根據(jù)a)的層中的聚酰胺或聚酰胺彈性體的比例，在層壓時獲得良好的對密封層的粘附力。作為密封層可以使用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)慣用的任何材料。此外，本發(fā)明的主題是光伏模塊，其包括根據(jù)權(quán)利要求的作為后蓋的多層膜，其中將根據(jù)a)的層與密封層粘合，太陽能電池被嵌入在該密封層中。
具體實施例方式在下文中，示例性地說明本發(fā)明。為此生產(chǎn)以下的模塑料；“份”始終是重量份:用于外層的配混物1:借助于雙螺桿擠出機(Coperionfferner&Pf leiderer ZSK 25 WLE, 36L/D)在2200C 的料筒溫度下將 79.25 份的VESTAMID L1901 nf (PA12)、0.5 份的IRGANOX 1098 ( 一種位阻酚抗氧化劑)、0.2份的TINUVIN 312 (紫外線吸收劑)以及20份的二氧化鈦Sachtleben R 420混合。借助于水浴使擠出物冷卻，并被切碎；隨后，在循環(huán)空氣烘箱內(nèi)，在80°C下，將粒料干燥12個小時。用于外層的配混物2:
借助于雙螺桿擠出機(Coperionfferner&Pf leiderer ZSK 25WLE，36L/D)在 220°C的料筒溫度下將71.75份的VESTAMID L1901nf、7.5份的聚醚酯酰胺(由63.796重量％的十二內(nèi)酰胺、6.645重量％的十二烷二酸、29.492重量％的PTHF 1000以及0.067重量％的50%次磷酸制備)、0.5份的IRGANOX 1098,0.2份的TINUVIN 312以及20份的二氧化鈦Sachtleben R 420混合。借助于水浴使擠出物冷卻，并被切碎；隨后，在循環(huán)空氣烘箱內(nèi)，在80°C下，將粒料干燥12個小時。用于外層的配混物3:借助于雙螺桿擠出機(Coperionfferner&Pf leiderer ZSK 25WLE，36L/D)在 22(TC的料筒溫度下將64.25份的VESTAMID L1901 nf、15份的與配混物2中相同的聚醚酯酰胺、0.5份的IRGANOX 1098、0.2份的TIMJVIN 312 以及 20 份的二氧化鈦SachtlebenR 420混合。借助于水浴使擠出物冷卻，并被切碎；隨后，在循環(huán)空氣烘箱內(nèi)，在80°C下，將粒料干燥12個小時。用于中間層的配混物4:借助于雙螺桿擠出機(Coperionfferner&Pf leiderer ZSK 25WLE，36L/D)在 200°C的料筒溫度下將50.6份的VESTAMID L1901、26份的MOPLEN HP552L(擠出型均聚聚丙烯)、20份的高嶺土 TEC 110、3份的KRATON FG1901 (—種用馬來酸酐改性的苯乙烯-乙烯/ 丁烯-嵌段共聚物)以及0.4份的IRGANOX 1098混合。借助于水浴使擠出物冷卻，并被切碎；隨后，在循環(huán)空氣烘箱內(nèi)，在80°C下，將粒料干燥12個小時。三層膜的擠出:在約230°C的加工溫度下，用Collin的多層膜設(shè)備(寬縫噴嘴300mm、縫隙0_6mm、用于3層或5層膜的共擠出喂料塊)生產(chǎn)三層膜。中間層被設(shè)定為250μπι，外層分別被設(shè)定為50 μ m。結(jié)果如表I所示。表1:實施例
權(quán)利要求
1.包含以下層的膜:a)得自模塑料的第一外層，所述模塑料包含1.至少35重量％的聚酰胺比例以及·11.1-65重量％的反光填料比例，以及c)得自模塑料的第二外層，所述模塑料具有·1.至少35重量％的聚酰胺比例和·11.1-65重量％的填料比例，其中，上述百分比數(shù)據(jù)在每種情況中基于所有模塑料計，其特征在于，將選自聚醚酯酰胺和聚醚酰胺的聚酰胺彈性體作為聚酰胺組分用于根據(jù)a)的層的模塑料中和/或用于根據(jù)c)的層的模塑料中，使得根據(jù)a)的層的模塑料和/或根據(jù)c)的層的模塑料包含1-25重量％的聚酰胺彈性體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜，其特征在于，所述根據(jù)a)的層的模塑料和/或所述根據(jù)c)的層的模塑料包含2-20重量％的聚酰胺彈性體。
3.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的膜，其特征在于，所述聚酰胺彈性體是聚醚酰胺。
4.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的膜，其特征在于，如下的層存在于根據(jù)a)和c)的層之間:b)得自熱塑性模塑料的中間層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膜，其特征在于，在根據(jù)a)和b)的層之間和/或存在于根據(jù)b)和c)的層之間存在助粘劑層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到3任意一個所述的膜，其特征在于，根據(jù)a)和c)的層直接彼此相隨。
7.根據(jù)權(quán)利要求4和5中任意一項所述的膜，其特征在于，-所述根據(jù)a)和c)的層具有15到100 μ m的厚度并且-所述根據(jù)b)的層具有100到500 μ m的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5和7中任意一項所述的膜，其特征在于，所述一層或多層助粘劑層分別為3-40 μ m厚。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜，其特征在于，-所述根據(jù)a)的層具有15-100 μ m的厚度并且-所述根據(jù)C)的層具有100-500 μ m的厚度。
10.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的膜，其特征在于，所述反光填料是二氧化鈦。
11.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的膜用作光伏模塊的后蓋的用途，其中將根據(jù)a)的層與在其中嵌入太陽能電池的密封層結(jié)合。
12.光伏模塊，其包含根據(jù)權(quán)利要求1-10的任意一項所述的作為后蓋的膜，其中將根據(jù)a)的層與在其中嵌入太陽 能電池的密封層結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于具有改進的顏料分散性的光伏模塊的背膜。在包括下述層的膜中a)得自模塑料的第一外層，所述模塑料包含I.至少35重量％的聚酰胺比例以及II.1-65重量％的反光填料比例，以及c)得自模塑料的第二外層，所述模塑料具有I.至少35重量％的聚酰胺比例和II.1-65重量％的填料比例，其中，上述百分比數(shù)據(jù)在每種情況中基于所有模塑料計，將聚酰胺彈性體作為聚酰胺組分如此用于根據(jù)a)的層的模塑料中和/或用于根據(jù)c)的層的模塑料中，使得根據(jù)a)的層的模塑料和/或根據(jù)c)的層的模塑料包含1-25重量％的聚酰胺彈性體。將這樣的膜用作光伏模塊的后蓋，其中將根據(jù)a)的層與嵌入到密封層中的太陽能電池結(jié)合。
文檔編號B32B27/20GK103072354SQ201210520699
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者A·帕夫利克, M·韋爾皮茨, M·貝耶 申請人:贏創(chuàng)工業(yè)集團股份有限公司