涂料、涂膜、太阳能电池组件的背板以及太阳能电池组件的制作方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供适用期得到显著改善的涂料、由该涂料得到的涂膜、以及具有该涂膜的太阳能电池组件的背板和太阳能电池组件。本发明涉及一种涂料，其特征在于，其包含含固化性官能团的含氟聚合物和基于六亚甲基二异氰酸酯的封端异氰酸酯。
【专利说明】涂料、涂膜、太阳能电池组件的背板以及太阳能电池组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及涂料、涂膜、太阳能电池组件的背板以及太阳能电池组件。更详细地说，本发明涉及适合于太阳能电池组件的背板的涂布的涂料、由该涂料得到的涂膜、以及具有该涂膜的太阳能电池组件的背板和太阳能电池组件。
【背景技术】
[0002]太阳能电池组件通常由表面层、密封太阳能电池单元的密封材料层以及背板构成。作为形成密封材料层的密封材料，通常使用乙烯与乙酸乙烯酯的共聚物(下文中也称为 EVA。)。
[0003]对于背板，要求机械强度、耐候性、防水?防湿性、电气绝缘性等各种特性。通常背板的构成呈多层结构，例如从与太阳能电池单元的密封材料层相接一侧起依序由耐候层/电气绝缘层/防水.防湿层/位于太阳能电池内侧的背面层形成。
[0004]通常，出于耐候性、防水.防湿性以及电气绝缘性优异等理由，在耐候层和该背面层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?防湿效果的情况下，在基材片材的表面设置了蒸镀有二氧化硅等金属化合物的PET膜、或铝箔等金属层。
[0005]为了满足要求特性及耐久性、遮光性等各种要求特性，认为背板厚度通常为20 μ m~500 μ m。但是,近年来,要求背板的轻量化和薄膜化。 [0006]因此，有人提出了不使用树脂片材而使用树脂涂料来形成同样的层。例如进行了使用环氧树脂涂料作为树脂涂料的研究(例如，参见专利文献I。)。但是，从固化涂膜的耐候性的方面考虑，环氧树脂涂料并不充分，尚未实用化。
[0007]此外还提出了利用在不具有官能团的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系涂料对金属基材(不透水性片材)进行涂装而成的2层结构的背板(例如，参见专利文献2。)。该PVdF系涂料由于PVdF不带有官能团，因而其单独与作为密封材料的EVA的粘接性较差。在专利文献2中，这一点可通过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与EVA的界面处发生取向而得到改善。
[0008]此外还提出了在不透水性片材的至少一个面形成含固化性官能团的含氟聚合物涂料的固化涂膜而成的太阳能电池组件的背板(例如，参见专利文献3。)。作为该含固化性官能团的含氟聚合物，公开了固化性四氟乙烯(TFE)系共聚物(Zeffle GK570)。在专利文献3中记载了可通过使用该含固化性官能团的含氟聚合物涂料使背板的厚度比现有的片材胶结(貼D合4 )的厚度薄，可在维持机械强度的同时谋求薄膜化?轻量化；以及记载了，通过在含氟聚合物中导入官能团，即使不添加四烷氧基硅烷等，也可提高与不透水性片材的粘接性。
[0009]此外有人提出了在基材片材的单侧或双侧形成含有含氟聚合物(A)的涂料的固化涂膜层的太阳能电池组件用背板，该含氟聚合物(A)具有基于氟代烯烃(a)的重复单元、基于含有交联性基团的单体(b)的重复单元以及基于含烷基单体(C)的重复单元，该含烷基单体(C)是不含有季碳原子的碳原子数为2~20的直链或支链烷基与聚合性不饱和基团通过醚键或酯键联结而成的(例如，参见专利文献4。)。在专利文献4中记载了下述主旨:这样的固化涂膜层的柔软性、与基材的密合性特别优异，可得到不会产生破裂(t e )或裂痕(割Λ )、白化、剥离的问题、质量轻、生产率优异的太阳能电池组件用背板。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本特开平7-176775号公报
[0013]专利文献2:日本特开2004-214342号公报
[0014]专利文献3:国际公开第2007/010706号小册子
[0015]专利文献4:国际公开第2009/157449号小册子
【发明内容】
[0016]发明要解决的问题
[0017]如上所述，对用于形成可适宜用于太阳能电池组件的背板的固化涂膜层的涂料进行了各种研究，为了更 高水平地实现所要求的各种特性，还有进行研究的余地。
[0018]例如，对涂料而言，不仅要求所得到的涂膜的性能，还要求至形成涂膜为止的工序中的处理性和稳定性等。其中，从提高工序的自由度的观点来看，表示涂料的可使用时间的适用期是重要的指标之一。若涂料的适用期长，则在涂布比较需要时间的用途中也能够适用，此外在制备涂料后需要暂时储藏或输送的情况下，也能够确保作业时的涂料的流动性等等，优点很多，期望开发出不论领域的、与以往相比适用期得到改善的(延长的)涂料。
[0019]本发明是鉴于上述现状而进行的，其目的在于提供适用期(可使用时间)得到显著改善的涂料、由该涂料得到的涂膜、以及具有该涂膜的太阳能电池组件的背板和太阳能电池组件。
[0020]用于解决问题的方案
[0021]本发明人对于与以往相比适用期得到改善的涂料进行了各种研究，在此期间发现，在包含含固化性官能团的含氟聚合物的涂料中，通过适当地选择固化剂的种类，能够显著地改善该涂料的适用期。即发现，固化剂为基于六亚甲基二异氰酸酯的封端异氰酸酯时，在使用环境下该固化剂与含固化性官能团的含氟聚合物在涂料中难以反应，因而涂料的适用期与以往的含固化性官能团的含氟聚合物相比大幅延长。并且还发现，由这样的涂料得到的涂膜在太阳能电池组件的背板的涂布中极其有用，从而完成了本发明。
[0022]即，本发明涉及一种涂料，其特征在于，其包含含固化性官能团的含氟聚合物和基于六亚甲基二异氰酸酯的封端异氰酸酯。
[0023]此外，本发明还涉及一种涂膜，其特征在于，其是由上述涂料得到的。
[0024]此外，本发明还涉及一种太阳能电池组件的背板，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个面上的涂膜，该涂膜由上述涂料形成。
[0025]此外，本发明还涉及一种太阳能电池组件，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个面上的涂膜、以及形成在上述涂膜的上面的密封材料料层，该涂膜由上述涂料形成。[0026]下面详细说明本发明。
[0027]本发明的涂料包含含固化性官能团的含氟聚合物。
[0028]作为含固化性官能团的含氟聚合物，可以举出在含氟聚合物中导入固化性官能团而成的聚合物。需要说明的是，含氟聚合物中包括具有明确熔点的树脂性聚合物、显示出橡胶弹性的弹性体性聚合物、其中间的热塑性弹性体性聚合物。
[0029]作为对含氟聚合物赋予固化性的官能团，可以举出例如羟基(其中不包括羧基所含有的羟基。以下同样。)、羧基、-C00C0-所表示的基团、氰基、氨基、缩水甘油基、甲硅烷基、硅酸基(7彳、一卜基)、异氰酸酯基等，可结合聚合物的制造容易性或固化体系进行适宜选择。其中，从固化反应性良好的方面考虑，优选为选自由羟基、羧基、-C00C0-所表示的基团、氰基、氨基以及甲硅烷基组成的组中的至少一种基团，更优选为选自由羟基、羧基、氨基以及甲硅烷基组成的组中的至少一种基团，特别是从聚合物容易获得的方面或反应性良好的方面考虑，更优选为选自由羟基和羧基组成的组中的至少一种基团。这些固化性官能团通常通过将含氟单体与含固化性官能团的单体共聚而被导入到含氟聚合物中。
[0030]作为含固化性官能团的单体，可以举出例如含羟基单体、含羧基单体、含氨基单体和硅酮系乙烯基单体，可以使用它们中的I种或2种以上。
[0031]上述含固化性官能团的含氟聚合物优选含有基于含氟单体的聚合单元和基于含固化性官能团的单体的聚合单元，该含固化性官能团的单体为选自由含羟基单体、含羧基单体、含氨基单体和硅酮系乙烯基单体组成的组中的至少一种。此外，上述含固化性官能团的含氟聚合物更优选包含基于含氟单体的聚合单元、以及基于选自由含羟基单体和含羧基单体组成的组中的至少 一种含固化性官能团的单体的聚合单元。
[0032]基于含固化性官能团的单体的聚合单元相对于含固化性官能团的含氟聚合物的全部聚合单元优选为I摩尔％~20摩尔％。更优选的下限为2摩尔％、更优选的上限为10摩尔％。
[0033]作为含氟单体、即用于形成固化性官能团被导入的含氟聚合物的单体，可以举出例如四氟乙烯、三氟氯乙烯、偏二氟乙烯、氟乙烯以及氟乙烯基醚，可以使用它们中的I种或2种以上。
[0034]其中优选为选自由四氟乙烯、三氟氯乙烯以及偏二氟乙烯组成的组中的至少一种，更优选为选自由四氟乙烯和三氟氯乙烯组成的组中的至少一种。
[0035]关于含固化性官能团的单体或固化性官能团被导入的含氟聚合物的具体例如下文所述。
[0036]本发明的涂料进一步包含基于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的封端异氰酸酯(下文中也简称为封端异氰酸酯。)。该封端异氰酸酯在本发明的涂料中作为固化剂发挥作用。通过使用上述那样的封端异氰酸酯作为固化剂，本发明的涂料具有充分的适用期(可使用时间)。
[0037]作为上述封端异氰酸酯，优选为利用封端剂使衍生自六亚甲基二异氰酸酯的多异氰酸酯化合物(下文中也简称为多异氰酸酯化合物。)发生反应而得到的物质。
[0038]作为上述多异氰酸酯化合物，可以举出例如六亚甲基二异氰酸酯与3元以上的脂肪族多元醇进行加成聚合而得到的加成体、由六亚甲基二异氰酸酯形成的异氰脲酸酯结构体(脲酸酯结构体)以及由六亚甲基二异氰酸酯形成的缩二脲。[0039]作为上述加成体，例如优选为具有如下通式(I)所表示的结构的物质。
[0040]【化学式I】
[0041]
【权利要求】
1.一种涂料，其特征在于，其包含: 含固化性官能团的含氟聚合物；和 基于六亚甲基二异氰酸酯的封端异氰酸酯。
2.如权利要求1所 述的涂料，其中，含固化性官能团的含氟聚合物包含基于含氟单体的聚合单元和基于含固化性官能团的单体的聚合单元，所述含固化性官能团的单体为选自由含羟基单体、含羧基单体、含氨基单体和硅酮系乙烯基单体组成的组中的至少一种单体。
3.如权利要求2所述的涂料，其中，含氟单体为选自由四氟乙烯、三氟氯乙烯和偏二氟乙烯组成的组中的至少一种。
4.如权利要求1、2或3所述的涂料，其中，封端异氰酸酯是利用封端剂使衍生自六亚甲基二异氰酸酯的多异氰酸酯化合物发生反应而得到的物质，所述封端剂为选自由醇类、肟类、内酰胺类、活性亚甲基化合物和吡唑化合物组成的组中的至少一种。
5.如权利要求1、2、3或4所述的涂料，其中，该涂料进一步含有颜料。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的涂料，其中，该涂料进一步含有紫外线吸收剂。
7.一种涂膜，其特征在于，其是由权利要求1、2、3、4、5或6所述的涂料得到的。
8.一种太阳能电池组件的背板，其特征在于，该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个面上的涂膜，该涂膜由权利要求1、2、3、4、5或6所述的涂料形成。
9.一种太阳能电池组件，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个面上的涂膜、以及形成在所述涂膜的上面的密封材料层，该涂膜由权利要求1、.2、3、4、5或6所述的涂料形成。
【文档编号】C09D175/04GK103958627SQ201280058547
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年11月26日 优先权日:2011年12月2日
【发明者】中川秀人, 午坊健司, 尾崎秀典, 浅野和哉, 匂坂重仁 申请人:大金工业株式会社