涂料、涂膜、太陽能電池組件的背板以及太陽能電池組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供適用期得到顯著改善的涂料、由該涂料得到的涂膜、以及具有該涂膜的太陽能電池組件的背板和太陽能電池組件。本發(fā)明涉及一種涂料，其特征在于，其包含含固化性官能團的含氟聚合物和基于六亞甲基二異氰酸酯的封端異氰酸酯。
【專利說明】涂料、涂膜、太陽能電池組件的背板以及太陽能電池組件
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及涂料、涂膜、太陽能電池組件的背板以及太陽能電池組件。更詳細地說，本發(fā)明涉及適合于太陽能電池組件的背板的涂布的涂料、由該涂料得到的涂膜、以及具有該涂膜的太陽能電池組件的背板和太陽能電池組件。
【背景技術】
[0002]太陽能電池組件通常由表面層、密封太陽能電池單元的密封材料層以及背板構成。作為形成密封材料層的密封材料，通常使用乙烯與乙酸乙烯酯的共聚物(下文中也稱為 EVA。)。
[0003]對于背板，要求機械強度、耐候性、防水?防濕性、電氣絕緣性等各種特性。通常背板的構成呈多層結構，例如從與太陽能電池單元的密封材料層相接一側起依序由耐候層/電氣絕緣層/防水.防濕層/位于太陽能電池內側的背面層形成。
[0004]通常，出于耐候性、防水.防濕性以及電氣絕緣性優(yōu)異等理由，在耐候層和該背面層中使用聚氟化乙烯膜，在基材片材中使用PET膜。此外，在背板要求高防水?防濕效果的情況下，在基材片材的表面設置了蒸鍍有二氧化硅等金屬化合物的PET膜、或鋁箔等金屬層。
[0005]為了滿足要求特性及耐久性、遮光性等各種要求特性，認為背板厚度通常為20 μ m~500 μ m。但是,近年來,要求背板的輕量化和薄膜化。 [0006]因此，有人提出了不使用樹脂片材而使用樹脂涂料來形成同樣的層。例如進行了使用環(huán)氧樹脂涂料作為樹脂涂料的研究(例如，參見專利文獻I。)。但是，從固化涂膜的耐候性的方面考慮，環(huán)氧樹脂涂料并不充分，尚未實用化。
[0007]此外還提出了利用在不具有官能團的PVdF中混配特定量的四烷氧基硅烷或其部分水解物而成的PVdF系涂料對金屬基材(不透水性片材)進行涂裝而成的2層結構的背板(例如，參見專利文獻2。)。該PVdF系涂料由于PVdF不帶有官能團，因而其單獨與作為密封材料的EVA的粘接性較差。在專利文獻2中，這一點可通過混配特定量的四烷氧基硅烷或其部分水解物、使四烷氧基硅烷或其部分水解物在其與EVA的界面處發(fā)生取向而得到改善。
[0008]此外還提出了在不透水性片材的至少一個面形成含固化性官能團的含氟聚合物涂料的固化涂膜而成的太陽能電池組件的背板(例如，參見專利文獻3。)。作為該含固化性官能團的含氟聚合物，公開了固化性四氟乙烯(TFE)系共聚物(Zeffle GK570)。在專利文獻3中記載了可通過使用該含固化性官能團的含氟聚合物涂料使背板的厚度比現(xiàn)有的片材膠結(貼D合4 )的厚度薄，可在維持機械強度的同時謀求薄膜化?輕量化；以及記載了，通過在含氟聚合物中導入官能團，即使不添加四烷氧基硅烷等，也可提高與不透水性片材的粘接性。
[0009]此外有人提出了在基材片材的單側或雙側形成含有含氟聚合物(A)的涂料的固化涂膜層的太陽能電池組件用背板，該含氟聚合物(A)具有基于氟代烯烴(a)的重復單元、基于含有交聯(lián)性基團的單體(b)的重復單元以及基于含烷基單體(C)的重復單元，該含烷基單體(C)是不含有季碳原子的碳原子數(shù)為2~20的直鏈或支鏈烷基與聚合性不飽和基團通過醚鍵或酯鍵聯(lián)結而成的(例如，參見專利文獻4。)。在專利文獻4中記載了下述主旨:這樣的固化涂膜層的柔軟性、與基材的密合性特別優(yōu)異，可得到不會產生破裂(t e )或裂痕(割Λ )、白化、剝離的問題、質量輕、生產率優(yōu)異的太陽能電池組件用背板。
[0010]現(xiàn)有技術文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:日本特開平7-176775號公報
[0013]專利文獻2:日本特開2004-214342號公報
[0014]專利文獻3:國際公開第2007/010706號小冊子
[0015]專利文獻4:國際公開第2009/157449號小冊子

【發(fā)明內容】

[0016]發(fā)明要解決的問題
[0017]如上所述，對用于形成可適宜用于太陽能電池組件的背板的固化涂膜層的涂料進行了各種研究，為了更 高水平地實現(xiàn)所要求的各種特性，還有進行研究的余地。
[0018]例如，對涂料而言，不僅要求所得到的涂膜的性能，還要求至形成涂膜為止的工序中的處理性和穩(wěn)定性等。其中，從提高工序的自由度的觀點來看，表示涂料的可使用時間的適用期是重要的指標之一。若涂料的適用期長，則在涂布比較需要時間的用途中也能夠適用，此外在制備涂料后需要暫時儲藏或輸送的情況下，也能夠確保作業(yè)時的涂料的流動性等等，優(yōu)點很多，期望開發(fā)出不論領域的、與以往相比適用期得到改善的(延長的)涂料。
[0019]本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而進行的，其目的在于提供適用期(可使用時間)得到顯著改善的涂料、由該涂料得到的涂膜、以及具有該涂膜的太陽能電池組件的背板和太陽能電池組件。
[0020]用于解決問題的方案
[0021]本發(fā)明人對于與以往相比適用期得到改善的涂料進行了各種研究，在此期間發(fā)現(xiàn)，在包含含固化性官能團的含氟聚合物的涂料中，通過適當?shù)剡x擇固化劑的種類，能夠顯著地改善該涂料的適用期。即發(fā)現(xiàn)，固化劑為基于六亞甲基二異氰酸酯的封端異氰酸酯時，在使用環(huán)境下該固化劑與含固化性官能團的含氟聚合物在涂料中難以反應，因而涂料的適用期與以往的含固化性官能團的含氟聚合物相比大幅延長。并且還發(fā)現(xiàn)，由這樣的涂料得到的涂膜在太陽能電池組件的背板的涂布中極其有用，從而完成了本發(fā)明。
[0022]即，本發(fā)明涉及一種涂料，其特征在于，其包含含固化性官能團的含氟聚合物和基于六亞甲基二異氰酸酯的封端異氰酸酯。
[0023]此外，本發(fā)明還涉及一種涂膜，其特征在于，其是由上述涂料得到的。
[0024]此外，本發(fā)明還涉及一種太陽能電池組件的背板，其特征在于，其具有不透水性片材和形成在上述不透水性片材的至少一個面上的涂膜，該涂膜由上述涂料形成。
[0025]此外，本發(fā)明還涉及一種太陽能電池組件，其特征在于，其具有不透水性片材、形成在上述不透水性片材的至少一個面上的涂膜、以及形成在上述涂膜的上面的密封材料料層，該涂膜由上述涂料形成。[0026]下面詳細說明本發(fā)明。
[0027]本發(fā)明的涂料包含含固化性官能團的含氟聚合物。
[0028]作為含固化性官能團的含氟聚合物，可以舉出在含氟聚合物中導入固化性官能團而成的聚合物。需要說明的是，含氟聚合物中包括具有明確熔點的樹脂性聚合物、顯示出橡膠彈性的彈性體性聚合物、其中間的熱塑性彈性體性聚合物。
[0029]作為對含氟聚合物賦予固化性的官能團，可以舉出例如羥基(其中不包括羧基所含有的羥基。以下同樣。)、羧基、-C00C0-所表示的基團、氰基、氨基、縮水甘油基、甲硅烷基、硅酸基(7彳、一卜基)、異氰酸酯基等，可結合聚合物的制造容易性或固化體系進行適宜選擇。其中，從固化反應性良好的方面考慮，優(yōu)選為選自由羥基、羧基、-C00C0-所表示的基團、氰基、氨基以及甲硅烷基組成的組中的至少一種基團，更優(yōu)選為選自由羥基、羧基、氨基以及甲硅烷基組成的組中的至少一種基團，特別是從聚合物容易獲得的方面或反應性良好的方面考慮，更優(yōu)選為選自由羥基和羧基組成的組中的至少一種基團。這些固化性官能團通常通過將含氟單體與含固化性官能團的單體共聚而被導入到含氟聚合物中。
[0030]作為含固化性官能團的單體，可以舉出例如含羥基單體、含羧基單體、含氨基單體和硅酮系乙烯基單體，可以使用它們中的I種或2種以上。
[0031]上述含固化性官能團的含氟聚合物優(yōu)選含有基于含氟單體的聚合單元和基于含固化性官能團的單體的聚合單元，該含固化性官能團的單體為選自由含羥基單體、含羧基單體、含氨基單體和硅酮系乙烯基單體組成的組中的至少一種。此外，上述含固化性官能團的含氟聚合物更優(yōu)選包含基于含氟單體的聚合單元、以及基于選自由含羥基單體和含羧基單體組成的組中的至少 一種含固化性官能團的單體的聚合單元。
[0032]基于含固化性官能團的單體的聚合單元相對于含固化性官能團的含氟聚合物的全部聚合單元優(yōu)選為I摩爾％~20摩爾％。更優(yōu)選的下限為2摩爾％、更優(yōu)選的上限為10摩爾％。
[0033]作為含氟單體、即用于形成固化性官能團被導入的含氟聚合物的單體，可以舉出例如四氟乙烯、三氟氯乙烯、偏二氟乙烯、氟乙烯以及氟乙烯基醚，可以使用它們中的I種或2種以上。
[0034]其中優(yōu)選為選自由四氟乙烯、三氟氯乙烯以及偏二氟乙烯組成的組中的至少一種，更優(yōu)選為選自由四氟乙烯和三氟氯乙烯組成的組中的至少一種。
[0035]關于含固化性官能團的單體或固化性官能團被導入的含氟聚合物的具體例如下文所述。
[0036]本發(fā)明的涂料進一步包含基于六亞甲基二異氰酸酯(HDI)的封端異氰酸酯(下文中也簡稱為封端異氰酸酯。)。該封端異氰酸酯在本發(fā)明的涂料中作為固化劑發(fā)揮作用。通過使用上述那樣的封端異氰酸酯作為固化劑，本發(fā)明的涂料具有充分的適用期(可使用時間)。
[0037]作為上述封端異氰酸酯，優(yōu)選為利用封端劑使衍生自六亞甲基二異氰酸酯的多異氰酸酯化合物(下文中也簡稱為多異氰酸酯化合物。)發(fā)生反應而得到的物質。
[0038]作為上述多異氰酸酯化合物，可以舉出例如六亞甲基二異氰酸酯與3元以上的脂肪族多元醇進行加成聚合而得到的加成體、由六亞甲基二異氰酸酯形成的異氰脲酸酯結構體(脲酸酯結構體)以及由六亞甲基二異氰酸酯形成的縮二脲。[0039]作為上述加成體，例如優(yōu)選為具有如下通式(I)所表示的結構的物質。
[0040]【化學式I】
[0041]
【權利要求】
1.一種涂料，其特征在于，其包含: 含固化性官能團的含氟聚合物；和 基于六亞甲基二異氰酸酯的封端異氰酸酯。
2.如權利要求1所 述的涂料，其中，含固化性官能團的含氟聚合物包含基于含氟單體的聚合單元和基于含固化性官能團的單體的聚合單元，所述含固化性官能團的單體為選自由含羥基單體、含羧基單體、含氨基單體和硅酮系乙烯基單體組成的組中的至少一種單體。
3.如權利要求2所述的涂料，其中，含氟單體為選自由四氟乙烯、三氟氯乙烯和偏二氟乙烯組成的組中的至少一種。
4.如權利要求1、2或3所述的涂料，其中，封端異氰酸酯是利用封端劑使衍生自六亞甲基二異氰酸酯的多異氰酸酯化合物發(fā)生反應而得到的物質，所述封端劑為選自由醇類、肟類、內酰胺類、活性亞甲基化合物和吡唑化合物組成的組中的至少一種。
5.如權利要求1、2、3或4所述的涂料，其中，該涂料進一步含有顏料。
6.如權利要求1、2、3、4或5所述的涂料，其中，該涂料進一步含有紫外線吸收劑。
7.一種涂膜，其特征在于，其是由權利要求1、2、3、4、5或6所述的涂料得到的。
8.一種太陽能電池組件的背板，其特征在于，該背板具有不透水性片材和形成在所述不透水性片材的至少一個面上的涂膜，該涂膜由權利要求1、2、3、4、5或6所述的涂料形成。
9.一種太陽能電池組件，其特征在于，其具有不透水性片材、形成在所述不透水性片材的至少一個面上的涂膜、以及形成在所述涂膜的上面的密封材料層，該涂膜由權利要求1、.2、3、4、5或6所述的涂料形成。
【文檔編號】C09D175/04GK103958627SQ201280058547
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年11月26日 優(yōu)先權日:2011年12月2日
【發(fā)明者】中川秀人, 午坊健司, 尾崎秀典, 淺野和哉, 匂坂重仁 申請人:大金工業(yè)株式會社