專利名稱：多層薄膜用于制造光伏模塊的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有粘合性改善添加劑的多層薄膜作為太陽能模塊后蓋的用途。
背景技術(shù)：
太陽能模塊，經(jīng)常也稱為光伏模塊，用于日光發(fā)電并且由包括太陽能電池系統(tǒng)作為核層(Kernschicht)的層壓體組成。該核層用包封材料包覆，該包封材料用作對機(jī)械和由氣候引起的影響的防護(hù)。這里，活性(aktive)太陽能電池位于前蓋和后蓋之間。前蓋是透明的并通常由玻璃組成；其借助于經(jīng)常由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物組成的粘合促進(jìn)劑層與包括太陽能電池的層連接。后蓋確保電屏蔽，用作對例如UV光的氣候影響的防護(hù)和用作防潮層。對于后蓋，由氟聚合物薄膜和聚酯組成的薄膜復(fù)合體目前作為標(biāo)準(zhǔn)物使用。在外側(cè)的氟聚合物薄膜確保耐氣候性、聚酯薄膜確保機(jī)械穩(wěn)定性和所需的電絕緣性。在內(nèi)側(cè)的另一個(gè)氟聚合物薄膜用于連接到太陽能電池系統(tǒng)的密封層。但是，這種氟聚合物薄膜對用作太陽能電池本身的包埋材料的密封層僅具有低粘合性。另外，氟聚合物薄膜僅提供較小程度的電絕緣，這導(dǎo)致需要使用較厚的聚酯薄膜。WO 2008138022因此建議用聚酰胺12 (PA12)的薄膜替代這種復(fù)合體中的兩個(gè)氟聚合物薄膜。在其改進(jìn)中，WO 2011066595建議朝向太陽能電池的熱塑性塑料層包括例如二氧化鈦的反光填料，而背向太陽能電池的熱塑性塑料層包括例如玻璃纖維、硅灰石或云母的第二種填料，它為該層帶來較高的導(dǎo)熱率。示例性的熱塑性塑料來自聚酰胺、聚酯，或聚酰胺和聚烯烴的共混物。明確提及PA11、PA12和PA1010，以及其與聚烯烴的共混物。這種光伏模塊具有至少20年的使用壽命。在此期間，層間粘合性必須得到盡可能保持。這一方面適用于背膜與包含實(shí)際太陽能電池的密封層的粘合，另一方面也適用于背膜的單獨(dú)各層彼此的粘合性。當(dāng)在所有層中在背膜的聚合物部分中使用相同的聚酰胺時(shí)，通常獲得很好的粘合性。但是出于成本的考慮，中間層的聚合物部分經(jīng)常由聚酰胺和聚烯烴的共混物組成。由于聚烯烴含量的影響，這種復(fù)合體具有較低的起始粘合性水平；但是，特別地，與純的聚酰胺體系相比，粘合性水平隨時(shí)間下降較大的程度。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是改善光伏模塊的背膜中的純聚酰胺基的層和包含聚酰胺和聚烯烴的那些層之間的粘合?，F(xiàn)已意外地發(fā)現(xiàn)這一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(shí)現(xiàn)。本發(fā)明因此提供一種包含以下層的薄膜
a)第一個(gè)成型物料外層， 該成型物料包含至少35重量％，優(yōu)選至少40重量％，更優(yōu)選至少45重量％，特別優(yōu)選至少50重量％和最特別優(yōu)選至少55重量％的聚酰胺含量，在各情況下基于整個(gè)成型物料，b)成型物料中間層，該成型物料包含至少50重量％，優(yōu)選至少55重量％，和更優(yōu)選至少60重量％的由以下組分組成的聚合物含量，在各情況下基于整個(gè)成型物料1.30至95重量份，優(yōu)選35至90重量份和更優(yōu)選40至85重量份的聚酰胺，和
I1.5至70重量份，優(yōu)選10至65重量份和更優(yōu)選15至60重量份的聚烯烴，其中重量份的總和相加為100，和
c)第二個(gè)成型物料外層，該成型物料包含至少35重量％，優(yōu)選至少40重量％，更優(yōu)選至少45重量％，特別優(yōu)選至少50重量％和最特別優(yōu)選至少55重量％的聚酰胺含量，在各情況下基于整個(gè)成型物料，
其中a)、b)和c)的層彼此直接相接，其中薄膜復(fù)合體的粘合性由選自以下的手段改
進(jìn)
1.使用選自聚醚酯酰胺和·聚醚酰胺的聚酰胺彈性體作為a)的層的成型物料中的聚酰胺組分，使得a)的層的成型物料包含I至25重量％和優(yōu)選2至20重量％的聚酰胺彈性體；
2.使用選自聚醚酯酰胺和聚醚酰胺的聚酰胺彈性體作為b)的層的成型物料中的聚酰胺組分，使得b)的層的成型物料包含I至15重量％和更優(yōu)選2至10重量％的聚酰胺彈性體；和
3.使用選自聚醚酯酰胺和聚醚酰胺的聚酰胺彈性體作為c)的層的成型物料中的聚酰胺組分，使得c)的層的成型物料包含I至25重量％和優(yōu)選2至20重量％的聚酰胺彈性體，
其中1.、2.和3.下的百分比以各自成型物料為基準(zhǔn)。各種實(shí)施方案也是可能的
在第一個(gè)實(shí)施方案中，聚酰胺彈性體僅存在于a)的層中。在第二個(gè)實(shí)施方案中，聚酰胺彈性體僅存在于b)的層中。在第三個(gè)實(shí)施方案中，聚酰胺彈性體僅存在于c)的層中。在第四個(gè)實(shí)施方案中，聚酰胺彈性體存在于a)的層和c)的層中。在第五個(gè)實(shí)施方案中，聚酰胺彈性體存在于a)的層和b)的層中。在第六個(gè)實(shí)施方案中，聚酰胺彈性體存在于b)的層和c)的層中。在第七個(gè)實(shí)施方案中，聚酰胺彈性體存在于a)的層和以及b)和c)的層中。除非另有說明，隨后的更多細(xì)節(jié)同樣適用于所有這些實(shí)施方案。聚酰胺可以為部分結(jié)晶聚酰胺，例如PA6、PA66、PA610、PA612、PA10、PA810、PA106、PA1010、PA11、PA1011、PA1012、PA1210、PA1212、PA814、PA1014、PA618、PA512、PA613、PA813、PA914、PA1015、PA11、PA12，或部分芳香族聚酰胺，所謂的聚鄰苯二甲酰胺(PPA)。(聚酰胺的命名符合國際標(biāo)準(zhǔn)，開頭的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字賦予起始二胺的碳原子數(shù)，結(jié)尾的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字賦予二羧酸的碳原子數(shù)。如果僅提及一個(gè)數(shù)字，這意味著起始材料為α，ω-氨基羧酸或由其衍生的內(nèi)酰胺；至于其他，參考H. Domininghaus, Die Kunststoffe und ihreEigenschaften [聚合物及其特性]，272頁及其后，VD1-Verlag，1976。)合適的PPA為例如 PA66/6T，PA6/6T，PA6T/MPMDT (其中 MPMD 表示 2-甲基戊烷二胺)，PA9T，PAlOT，PAl IT，PA12T，PA14T，以及這些后幾種類型與脂肪族二胺和與脂肪族二羧酸或與ω-氨基羧酸或內(nèi)酰胺的共縮聚物。部分結(jié)晶的聚酰胺具有大于25 J/g的熔融焓，按照ISO 11357，由DSC法，在第二次加熱中和熔融峰的積分測量。聚酰胺也可以為部分結(jié)晶聚酰胺。部分結(jié)晶聚酰胺具有4至25 J/g的熔融焓，按照ISO 11357，由DSC法，在第二次加熱中和熔融峰的積分測量。合適的部分結(jié)晶聚酰胺的實(shí)例為
-1, 10-癸二酸或1，12-十二烷二酸和4，4’-二氨基二環(huán)己基甲烷的聚酰胺(PAPACMlO和PA PACMl2)，由具有35至65%的反式，反式異構(gòu)體含量的4，4’ - 二氨基二環(huán)己基甲烷開始；
-基于上述部分結(jié)晶聚酰胺的共聚物；和 -上述部分結(jié)晶聚酰胺和與其相容的無定形聚酰胺的共混物。聚酰胺也可以為無定形聚酰胺。無定形聚酰胺具有低于4 J/g的熔融焓，按照ISO11357，由DSC法，在第二次加熱中和熔融峰的積分測量。無定形聚酰胺的實(shí)例為
-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，
-間苯二甲酸與1，6-己二胺的聚酰胺，
-對苯二酸/間苯二甲酸的混合物與任選以與4，4’ -二氨基二環(huán)己基甲烷的混合物形式的1，6-己二胺的共聚酰胺，
-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)己基甲烷與月桂內(nèi)酰胺或己內(nèi)酰胺的共聚酰胺，
-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，與任選月桂內(nèi)酰胺或己內(nèi)酰胺的(共)聚酰胺，
-間苯二甲酸，4，4’ - 二氨基二環(huán)己基甲烷與月桂內(nèi)酰胺或己內(nèi)酰胺的共聚酰胺，
-1, 12-十二烷二酸與4，4’ - 二氨基二環(huán)己基甲烷(在低反式，反式-異構(gòu)體含量的情況下)的聚酰胺，
-對苯二甲酸和/或間苯二甲酸與任選以與己二胺的混合物形式的烷基取代的雙(4-氨基環(huán)己基)甲烷同系物的(共)聚酰胺，
-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，與間苯二甲酸，任選與另一種二羧酸一起的共聚酰胺，
-間-苯二甲胺和另一種二胺，例如己二胺的混合物，與間苯二甲酸，任選與另一種二羧酸，例如對苯二甲酸和/或2，6-萘二羧酸一起的共聚酰胺，
-雙(4-氨基環(huán)己基)甲烷和雙(4-氨基-3-甲基環(huán)己基)甲烷的混合物，與具有8至14個(gè)碳原子的脂肪族二羧酸的共聚酰胺，和
-包含1，14-十四烷二酸和芳族、芳基脂族或脂環(huán)族二胺的混合物的聚酰胺或共聚酰胺。這些實(shí)例可以通過添加另外的組分(例如己內(nèi)酰胺，月桂內(nèi)酰胺或二胺/ 二羧酸組合)或通過用其它組分部分或完全替代起始組分在極大的程度上變化。b)的層的聚烯烴為例如聚乙烯或聚丙烯。原則上可以使用任何商業(yè)類型。例如，以下是有用的高_(dá)、中-或低密度線型聚乙烯，LDPE，全同立構(gòu)或無規(guī)立構(gòu)均聚丙烯，丙烯與乙烯和/或1- 丁烯的無規(guī)共聚物，乙烯-丙烯嵌段共聚物等。聚烯烴也可以包括抗沖改性組分，例如EPM或EPDM橡膠或SEBS ;其可以由任何已知的方法制備，例如根據(jù)齊格勒-納塔法，Phillips法，借助于茂金屬或自由基手段制備。為更好地與聚酰胺連接，聚烯烴可以包含官能團(tuán)；另外或替代地，可以添加增容齊U。合適的官能團(tuán)的實(shí)例包括酸酐基團(tuán)，N-酰基內(nèi)酰胺基團(tuán)，羧酸基團(tuán)，環(huán)氧基團(tuán)，噁唑啉基團(tuán)，三烷氧基硅烷基團(tuán)，或羥基。這里，可以通過合適的單體與烯烴一起共聚，或通過接枝反應(yīng)引入官能團(tuán)。在接枝反應(yīng)中，預(yù)先形成的聚烯烴以已知的方式與不飽和官能單體以及有利地自由基給體在升溫下反應(yīng)。聚醚酯酰胺例如由DE-A-25 23 991和DE-A-27 12 987已知；它們包含聚醚二醇作為共聚單體。聚醚酰胺例如由DE-A-30 06 961已知；它們包含聚醚二胺作為共聚單體。在聚醚二醇或聚醚二胺中，聚醚單元可以例如基于1，2_乙二醇、1，2_丙二醇、1，3-丙二醇、1，4- 丁二醇或1，3- 丁二醇。聚醚單元也可以混合地構(gòu)造，例如具有來源于二醇的單元的無規(guī)或嵌段分布。聚醚二醇或聚醚二胺的重均分子量為200至5000 g/ mol和優(yōu)選為400至3000 g/mol ;其在聚醚酯酰胺或聚醚酰胺中的比例優(yōu)選為4至60重量％和更優(yōu)選為10至50重量％。合適的聚醚二胺可通過相應(yīng)的聚醚二醇還原胺化轉(zhuǎn)變，或者偶合到丙烯腈上，隨后氫化獲得。它們可例如以來自Huntsman Corp.的JEFFAMI NE D或ED類型，或ELASTAMINE 類型的形式或以來自BASF SE的Polyetheramine D系列的形式獲得。如果要使用支化的聚醚酰胺，也可一并使用少量的聚醚三胺，例如JEFFAMINE T類型。優(yōu)選使用在鏈中每個(gè)醚氧原子包含平均至少2. 3個(gè)碳原子的聚醚二胺或聚醚三胺。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選聚醚酰胺，原因是水解穩(wěn)定性更好。a)的層的成型物料可以包含上述聚酰胺之一或其多種的混合物。另外，可以存在至多40重量％的其它熱塑性塑料，例如抗沖改性橡膠，基于成型物料的全部聚合物含量。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，存在的任何橡膠優(yōu)選包含借助其獲得與聚酰胺基質(zhì)的相容性的官能團(tuán)。另夕卜，可以存在用于聚酰胺的常見助劑和添加劑，特別是光和/或熱穩(wěn)定劑，或優(yōu)選還有反光填料，例如二氧化鈦(W0 2011066595)。除聚酰胺之外， b)的層的成型物料可以包含上述聚烯烴之一或其多種的混合物。另外，可以存在用于聚酰胺和聚烯烴成型物料的常見助劑和添加劑，特別是光和/或熱穩(wěn)定劑，反光填料，例如二氧化鈦，以及補(bǔ)強(qiáng)填料，例如玻璃纖維、硅灰石或云母。對a)的層的模塑組合物的論述同樣適用于e)的層的模塑組合物，以及就填料而言，對c)的層的模塑組合物的論述也適用。另外，c)的層的成型物料可以是著色的和/或包括消光劑。單獨(dú)的薄膜層通常具有以下厚度
a)和c)的層15至100 μ m和優(yōu)選25至50 μ m ；
b)的層100至500 μ m和優(yōu)選150至400 μ m。本發(fā)明中使用的多層薄膜可以由所有現(xiàn)有技術(shù)方法，例如由共擠出或?qū)訅褐圃?。本發(fā)明也提供根據(jù)權(quán)利要求的薄膜作為光伏模塊的后蓋的用途。為了這一目的，a)的層例如通過層壓或粘合，與其中已經(jīng)包埋太陽能電池的密封層粘合。由于a)的層中的聚酰胺或聚酰胺彈性體的比例，層壓提供對密封層的良好粘合性。使用的密封層可以為現(xiàn)有技術(shù)通常使用的任何材料。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種光伏模塊，包含根據(jù)權(quán)利要求的多層薄膜作為后蓋，其中a)的層與其中已經(jīng)包埋太陽能電池的密封層結(jié)合。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明通過以下來示例性說明。為了該目的，制造以下成型物料；“份”始終為重
量份
夕卜層的配、混料(Compound) I
通過雙螺桿擠出機(jī)(Zweiwellenextruder) (Coperion Werner & Pfleiderer ZSK 25WLE, 36 L/D)，在 2200C 的機(jī)筒溫度下，混合 79. 25 份的 VESTAMID L1901 nf (PA12)，O. 5 份的IRGAN0X 1098 (位阻酚抗氧劑)，0· 2份的TINUVIN 312 (UV吸收劑)和20份的二氧化鈦Sachtleben R 420。股線(Strang)通過水浴冷卻并切斷；顆粒隨后在8(TC在循環(huán)空氣烘箱中干燥12小時(shí)。外層的配混料2
借助于雙螺桿擠出機(jī)(Coperion Werner & Pfleiderer ZSK 25 WLE, 36 L/D)，在 22(TC的機(jī)筒溫度下，混合71. 75份的VESTAMID L1901 nf, 7. 5份的聚醚酯酰胺(由63. 796重量％的月桂內(nèi)酰胺，6. 645·重量％的十二烷二酸，29. 492重量％的PTHF 1000和O. 067重量%的50%次磷酸制備),0. 5份的IRGAN0X 1098，O. 2份的TINUVIN 312和20份的二氧化鈦Sachtleben R 420。股線通過水浴冷卻并切斷；顆粒隨后在80°C在循環(huán)空氣烘箱中干燥12小時(shí)。外層的配混料3
通過雙螺桿擠出機(jī)(Coperion Werner & Pfleiderer ZSK 25 WLE, 36 L/D)，在 22(TC的機(jī)筒溫度下，混合64. 25份的VESTAMID L1901 nf, 15份的與配混料2中相同的聚醚酯酰胺，0. 5 份的 IRGAN0X 1098,0. 2 份的 TINUVIN 312 和 20 份的二氧化鈦 Sachtleben R420。股線通過水浴冷卻并切斷；顆粒隨后在80°C在循環(huán)空氣烘箱中干燥12小時(shí)。中間層的配混料4
借助于雙螺桿擠出機(jī)(Coperion Werner & Pfleiderer ZSK 25 WLE, 36 L/D)，在 20(TC的機(jī)筒溫度下，混合50. 6份的VESTAMID L1901，26份的MOPLEN HP552L (均聚丙烯，擠出型)，20份的TEC 110高嶺土，3份的KRATON FG1901 (用馬來酸酐改性的苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚物)和0. 4份的IRGAN0X 1098。股線通過水浴冷卻并切斷；顆粒隨后在80°C在循環(huán)空氣烘箱中干燥12小時(shí)。三層薄膜的擠出:
使用來自Collin的多層薄膜系統(tǒng)(300 mm寬縫噴嘴,0-6 mm間隙,3-層或5-層薄膜的共擠出供料區(qū)塊(Co-Extrusionsfeedblock)),在大約23(TC的加工溫度下制造三層薄膜。中間層設(shè)定為250 μ m,外層各自為50 μ m。結(jié)果不于表I。表1:實(shí)施例
權(quán)利要求
1.薄膜，包含以下層 a)第一個(gè)成型物料外層，該成型物料包含至少35重量％的聚酰胺含量，基于整個(gè)成型物料， b)成型物料中間層，該成型物料包含至少50重量％的由以下組分組成的聚合物含量，基于整個(gè)成型物料1.30至95重量份的聚酰胺，和 I1.5至70重量份的聚烯烴， 其中重量份總和為100，和 c)第二個(gè)成型物料外層，該成型物料包含至少35重量％的聚酰胺含量，基于整個(gè)成型物料， 其中a)、b)和c)的層彼此直接相接，其中薄膜復(fù)合體的粘合由選自以下的手段改進(jìn) 1.使用選自聚醚酯酰胺和聚醚酰胺的聚酰胺彈性體作為a)的層中的聚酰胺組分，使得該層的成型物料包含I至25重量％的聚酰胺彈性體； 2.使用選自聚醚酯酰胺和聚醚酰胺的聚酰胺彈性體作為b)的層的成型物料中的聚酰胺組分，使得該層的成型物料包含I至15重量％的聚酰胺彈性體；和 3.使用選自聚醚酯酰胺和聚醚酰胺的聚酰胺彈性體作為c)的層的成型物料中的聚酰胺組分，使得該層的成型物料包含I至25重量％的聚酰胺彈性體， 其中1.、2.和3.下的百分比以各自成型物料為基準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜，特征在于 a)和c)的層具有15至100 μπι的厚度，和 b)的層具有100至500 μ m的厚度。
3.根據(jù)在前權(quán)利要求任一項(xiàng)的薄膜作為光伏模塊的后蓋的用途，其中a)的層與其中包埋太陽能電池的密封層結(jié)合。
4.光伏模塊，其包含根據(jù)權(quán)利要求1和2任一項(xiàng)的薄膜作為后蓋，其中a)的層與其中包埋太陽能電池的密封層結(jié)合。
全文摘要
本發(fā)明涉及多層薄膜用于制造光伏模塊的用途。具體地，本發(fā)明涉及一種薄膜，其包含彼此直接相接的以下層a)第一個(gè)成型物料外層，該成型物料包含至少35重量%的聚酰胺含量，b)成型物料中間層，該成型物料包含至少50重量%的由以下組分組成的聚合物含量I.30至95重量份的聚酰胺，和II.5至70重量份的聚烯烴，其中重量份總和為100，和c)第二個(gè)成型物料外層，該成型物料包含至少35重量%的聚酰胺含量，其中至少一個(gè)層包含聚酰胺彈性體用于改善粘合性，所述薄膜用作光伏模塊的后蓋，其中a)的層與其中包埋太陽能電池的密封層結(jié)合。
文檔編號B32B27/32GK103050561SQ201210388
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月15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(tuán)股份有限公司