本发明专利技术涉及多层结构体，其包括：组合物层，所述组合物包括氟化聚合物和氧化锌(ZnO)以及存在于所述层的主体中和/或表面处的粘附促进剂，所述ZnO以小于1%的质量比例以颗粒形式存在于所述组合物中，所述ZnO颗粒具有10-100nm的尺寸；至少一个氧化物(MOx)层，选自氧化硅和氧化铝且厚度为20-200nm。所述结构体具有可见光范围内透明的优异性能、对UV射线不透明的优异性能、以及良好的力阻和抗老化性，同时具有优异的防潮性质。因此，所述结构体可有利地用在光伏面板的前表面中或用于保护有机发光二极管。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括如下的多层结构体组合物层，所述组合物包括氟化聚合物、纳米尺寸的氧化锌和粘附促进剂；以及至少ー个氧化硅或氧化铝层，其具有非常好的粘附性能。由于它们在可见区内的透明性和对于UV辐射的不透明性以及它们优异的阻水性能和阻氧性能，这些结构体特别地意图用作光伏电池中的前板(前膜，frontsheet)或用作有机发光ニ极管的保护层。
技术介绍
光伏电池由夹在两个金属电极之间的半导体材料组成，整体被前板和背板(背膜，backsheet)所保护。光伏电池的前板应当主要保护所述电池的元件免受任何机械侵袭。它还应当防止由特别是通过UV辐射、水和氧气所引起的老化而导致的影响。为了尽可能有效地利用日光，毫无疑问光伏电池的所述前板在某一光谱范围内必须具有高透射率，对于 基于晶体娃的电池，所述光谱范围例如从400nm延伸到llOOnm。用由玻璃制成的前板制造光伏电池是已知的实践，玻璃是廉价且可广泛得到的材料，也具有高的机械强度。然而，玻璃前板具有多个缺点在400-1 IOOnm范围内的最高透射率为92%、大的重量和低冲击强度，在光伏电池的运输、安装和使用期间需要特别的防范。塑料前板克服了这些缺点中的ー些。特别地，存在具有比玻璃高的透射率、更轻并具有令人满意的冲击强度的塑料。因此，使用总体的氟化聚合物且特别是PVDF(聚偏ニ氟こ烯VDF氟化物)以制备用于保护物体和材料的膜是已知的实践，这是因为它们对恶劣天气、UV辐射和可见光以及化学产品的非常好的耐受性。对于经受严峻的气候条件(下雨、寒冷、炎热)的外部应用或在高温(>130°C )下进行的转化(transformation)エ艺,这些膜具有非常好的耐热性。由例如为 DuPont、Asahi Glass、Saint-Gobain 和 Rowland Technologies 的公司出售的基于氟化聚合物(こ烯和四氟こ烯的共聚物或ETFE ；PVDF ;こ烯和丙烯的共聚物或FEP等)的单层膜已经用作光伏电池的前板。然而，这些膜可能具有不足的阻水性能。在申请US 2001/0009160中描述了用于改善这些阻水性能的一个解决方案。所述文献描述了用于光伏电池的前板，所述前板包括抗UV氟化聚合物膜和防潮膜，所述防潮膜包括其上形成无机氧化物层的透明膜。为了使所述氟化聚合物具有抗UV性能，其描述了 UV吸收剂不是必要的。然而，所述结构体不能完全满足意图用于长时间暴露于光辐射的光伏电池的前板，因为其UV強度仍是不足的。通常，为了保护聚合物膜免受由于UV射线导致的降解，向其中引入有机UV吸收剂和/或无机填料。对于所述背板，已知当在高温下的熔体中进行混合以分散填料时，将无机填料如Ti02、SiO2, CaO、MgO, CaCO3> Al2O3等加入氟化聚合物如偏ニ氟こ烯聚合物或共聚物中可导致相当剧烈的降解且产生HF(氟化氢)。用于将这些填料与例如PVDF—起使用的一种路线在于使用丙烯酸母料引入这些无机填料。为此目的，将所述无机填料分散在甲基丙烯酸甲酯聚合物或共聚物(PMMA)中，且然后将该母料与熔融PVDF混合。与纯PVDF相比，PMMA的存在引起例如差UV稳定性的缺点。例如，在文献WO 2009/101343中描述了包括氟化聚合物/丙烯酸类聚合物/无机填料三重组合物的层的这样的膜。有机UV吸收剂是吸收和散射UV辐射的惰性材料。然而，它们的用途由于它们的缺点受到限制，即有限的光谱范围、它们由于老化的降解和它们伴随渗出的迁移。例如，由本申请人在文献EP 1382640中提议了在于限制UV吸收剂的含量的一种解决方案，所述文献描述了对可见光透明且对UV辐射不透明的膜，所述膜由两层组成，其中ー层包括PVDF、PMMA、丙烯酸类弾性体和UV吸收剂。当15 μ m厚的膜在炉中保持7天时，呈现实施例1_5中的结果显示未观察到滲出。然而，在所述文件中的UV吸收剂的含量范围不能适合意图用于更长时间使用(如光伏电池的情況)的膜的制造。因此，期望具有包括允许如下膜的制造的组合物层的防潮结构体所述膜具有良好的在可见区透明性能、对UV辐射的不透明性和良好的在不同层之间的粘附性、机械强度 和抗老化性。
技术实现思路
本申请人的研究使得精确开发这样的结构体成为可能。本专利技术的ー个主题是多层结构体，其包括 组合物层，所述组合物包括氟化聚合物和氧化锌(ZnO)以及存在于所述层的主体中和/或表面处的粘附促进剂，所述ZnO以小于1%的质量比例以颗粒形式存在于所述组合物中，所述ZnO颗粒具有IO-IOOnm的尺寸； 至少ー个氧化物层(ΜΟχ)，选自氧化硅和氧化铝和厚度为20_200nm且优选为70-110nmo这些特定层的组合在对UV、可见光、化学产品的耐受性、机械强度和抗刮擦性，以及阻氧和阻水性能方面给予了所述结构体优异的性能。根据本专利技术特别有利的效果，定义的所述结构体非常良好地抵受由于老化的层离。此外，所述结构体在可见区具有优异的透明度。这些纳米填料的另ー个优点是它们的作用不同于有机UV吸收剂的作用它们未被消耗、不迁移且不从所述组合物中滲出，这允许所述性能的长期保持。这些性能合起来使得它有利地用作用于光伏面板的前板或作为用于有机发光二极管的保护层。特定的纳米尺寸允许所述颗粒在所述聚合物主体(mass)内的良好分散，而不降低所述组合物的透明度，并允许优异的UV稳定性，即使是在低比例下。有利地，ZnO的质量比例为O. 1%-095%和优选为O. 6%_0. 9%。对于显著高于1%的含量，本申请人实际上观测到在可见区中的透射率显著降低。所述ZnO颗粒的尺寸可为25-40nm 和优选为 30_35nm。所述ZnO颗粒可有利地使用表面处理进行覆盖(cover),例如用娃烧涂覆。这增加了与所述氟化聚合物的相容性，并导致随时间推移而稳定的均匀悬浮液的产生，而同时限制其使用期间所述氟化聚合物组合物的降解。此外，对于本专利技术有用的氟化聚合物和ZnO的所述组合物可不含丙烯酸类聚合物，这消除了转化期间产生难闻的气味的风险。为了产生粘附，加入促进剂，如极性-官能化的氟化聚合物和任选地硅烷。应当理解，所述官能化氟化聚合物如下加入到所述层中如通过混合，或作为在意图接触所述氧化层(MOx)的表面(face)上的低厚度涂层而存在。优选地，所述氟化聚合物是偏ニ氟こ烯均聚物或偏ニ氟こ烯与至少ー种其它氟化单体的共聚物。所述组合物层有利地具有10-100 μ m、有利地15-90 μ m和优选20-80 μ m的厚度。根据本专利技术的第一实施方式，将至少ー个MOx层直接沉积在所述氟化聚合物的组合物层上。根据本专利技术的第二实施方式，将至少ー个MOx层沉积在载体聚合物层上(聚合物-MOx)，所述载体聚合物不同于氟化聚合物、粘附促进剂和ZnO的组合物，所述载体聚合物可为氟化聚合物或聚酯如聚对苯ニ甲酸こニ醇酷。依据该第二实施方式，所述结构体可包括η个(聚合物-MOx)堆叠(stack)，η为2-10。应当指出，这两种方法可组合，如MOx层可沉积在氟化聚合物、粘附促进剂和ZnO 的所述组合物上和另ー聚合物层上。根据本专利技术的结构体还可包括透明的、刚性聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酷的层。根据本专利技术的所述结构体可包括含有选自聚烯烃的聚合物的层。根据本专利技术提供的ー种本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.14 FR 10502271.多层结构体，包括 组合物层，所述组合物包括氟化聚合物和氧化锌(ZnO)以及存在于所述层的主体中和/或表面处的粘附促进剂，所述ZnO以小于1%的质量比例以颗粒形式存在于所述组合物中，所述ZnO颗粒具有IO-IOOnm的尺寸； 至少ー个氧化物(MOx)层，选自氧化硅和氧化铝且厚度为20-200nm。2.如权利要求I的所述结构体，其中ZnO的质量比例为O.1%-0. 95%，且优选为O.6%-0. 9%。3.如前述权利要求中一项的所述结构体，其中所述ZnO颗粒的尺寸为25-40nm，且优选为 30_35nm。4.如前述权利要求中一项的所述结构体，其中所述ZnO颗粒具有表面处理，例如它们被硅烷涂覆。5.如前述权利要求中一项的所述结构体，其中所述组合物不含丙烯酸类聚合物。6.如前述权利要求中一项的所述结构体，其中所述氟化聚合物为偏ニ氟こ烯均聚物或偏ニ氟こ烯与至少ー种其它氟化単体的共聚物。7.如前述权利要求中一项的所述结构体，包括PVDF和ZnO，所述ZnO颗粒具有30_35nm的尺寸且该填料的质量含量为O. 5%-6%。8.如前述权利要求中一项的所述结构体，其中所述组合物层具有10-100μ m、有利地为15-90 μ m和优选为20-80 μ m的厚度。9.如前述权利要求中一项的所述结构体，其中所述MOx层具有70-110nm的厚度。10.如前述权利要求中一项的所述结构体，其中将至少ー个MOx层直接沉积在所述氟化聚合物组合物层上。11.如前述权利要求中一项的所述结构体，包括沉积在不同于氟化聚合物和ZnO的组合物的载体聚合物的层上的MOx层(聚合物-MOx)，所述载体聚合物可为氟化聚合物或聚酯如聚对苯ニ甲酸こニ醇酷。12.如前述权利要求中一项的所述结构体，特征在于其包括η个(聚合物-MOx)层的堆叠，其中η为2-10。13.如前述权利要求中一项的所述结构体，还包括透明、刚性的聚合物如聚甲基丙烯酸甲...
【专利技术属性】
技术研发人员：D普利，D朱赛特，F贝厄姆，A邦内特，
申请(专利权)人：阿克马法国公司，
类型：
国别省市：
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