組合物、由其製造的多層片材以及用於製造和使用該多層片材的方法
2023-12-03 08:00:06 1
組合物、由其製造的多層片材以及用於製造和使用該多層片材的方法
【專利摘要】在一個實施方式中，光伏模塊包括透明覆板；背板；以及覆板和背板之間的光伏電池，其中，背板包括含有由第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯形成的核心組合物的核心層，第一聚碳酸酯包含二甲基雙酚環己烷碳酸酯重複單元和雙酚A，其中，第一聚碳酸酯具有結構其中基於核心組合物中的總重複單元，二甲基雙酚環己烷碳酸酯重複單元以10wt.％至50wt.％的量存在；第二聚碳酸酯選自由以下組成的組：雙酚A聚碳酸酯均聚物、聚鄰苯二甲酸酯碳酸酯共聚物、包含2-苯基-3,3-雙(4-羥基苯基)苯並吡咯酮碳酸酯和雙酚A碳酸酯重複單元的聚碳酸酯共聚物、包含雙酚A碳酸酯和四溴雙酚A碳酸酯重複單元的聚碳酸酯共聚物以及包含前述中的至少一種的組合。
【專利說明】組合物、由其製造的多層片材以及用於製造和使用該多層片材的方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及聚碳酸酯組合物、聚碳酸酯片材以及光伏模塊。
【背景技術】
[0002]光伏(PV)模塊通常包括由層壓至覆板(superstrate)和背板(backsheet)的封裝物封裝的太陽能電池。用於PV模塊的背板通常由三層層壓材料結構如聚氟乙烯(PVF，例如，Tedlar*)-聚對苯二甲酸乙二酯(PET)-PVF層壓材料(即，TPT層壓材料)組成。PVF層提供耐候性(耐風化性，weathering resistance),而PET提供機械強度、介電絕緣以及水蒸氣阻度(water vapor resistance), PV模塊背板的所有期望的性能。然而，PVF是不僅昂貴而且對環境不友好、並且難以製造的氟聚合物。PET通常可以形成具有良好的機械、電和水蒸氣阻擋(water vapor barrier)性能的低成本塑料薄膜,然而，當在長期使用過程中暴露於高溼度和熱環境時，PET薄膜容易水解。因此，在PV模塊的壽命期間可以劣化整個背板的性能。此外，製造TPT層壓材料需要另外的(separate)粘合劑層以將PET和PVF層結合在一起。這種粘接通常不具有用於PV模塊應用的足夠的強度以維持模塊的使用壽命，並且在背板的長期戶外暴露過程中，結合強度也可以劣化，其可以導致夾層分層問題。
[0003]除了 TPT型結構之外，背板可以具有包括氟聚合物層(T)、PET層(P)以及聚乙烯層(E)的TPE結構。TPE背板可以用於減少氟聚合物在整個背板結構中的使用。然而，這種背板可以仍然需要製造單個層和另外的使用PET層和氟聚合物層之間以及PET層和聚乙烯層之間的粘合劑層的層對層(layer-to-layer)的層壓過程的步驟。因此，總的製造成本可能相對高，並且由於長期戶外使用過程中層之間的不充分的粘結，使得產品也可能遭受夾層分層的風險。
[0004]聚碳酸酯類片材能夠改善PVF-PET-PVF背板中缺乏的一些性能。例如，與在美國專利號US4，304，899中示出的雙酚A(BPA)類聚碳酸酯(PC)聚合物相比，1，1-雙(4-羥基-3-甲基苯基)環己烷(二甲基雙酚環己烷，DMBPC)類聚碳酸酯共聚物(例如，Lexan*DMX樹脂，可商購自SABIC創新塑料(SABIC Innovative Plastics))可以提供可比較的耐溼性和較好的水蒸氣阻擋，但是由DMBPC聚碳酸酯共聚物製造的製品通常經受不充足的抗衝擊性。美國專利申請號US2009/0176946公開了 DMBPC聚碳酸酯共聚物和BPA聚碳酸酯的共混物以平衡鉛筆硬度和抗衝擊性。美國專利申請號US2008/0254299公開了包括含有DMBPC聚碳酸酯的頂層和BPA聚碳酸酯類第二層的複合材料，其中，優化其中的配方用於獲得包含DMBPC聚碳酸酯的頂層的較好的鉛筆硬度。美國專利號US7，521，119公開了當將兩者暴露於如在使用PV能源系統的農村地區中將會發現的富氨環境時，與BPA聚碳酸酯相比，表現出較好的耐聚合物降解性的DMBPC類聚碳酸酯共聚物。
[0005]許多PV模塊可以經受的通用環境條件是環境熱和高溼度的組合，對於這種組合，期望PV包裝材料的耐水熱性(hydrothermal resistance)。因此,存在對於可以有效地用於PV模塊應用中的優化的聚碳酸酯配方的需要。
【發明內容】
[0006]在各種實施方式中，公開了聚碳酸酯組合物和聚碳酸酯片材以及用於製造和使用該聚碳酸酯片材的方法。
[0007]在一個實施方式中，光伏模塊包括:透明覆板；背板；以及覆板和背板之間的光伏電池(photovoltaic cell);其中，背板包括含有由第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯形成的核心組合物的核心層，第一聚碳酸酯包含二甲基雙酚環己烷碳酸酯重複單元和雙酚A重複單
元，其中，第一聚碳酸酯具有結構
[0008]
【權利要求】
1.一種光伏模塊，包括: 透明覆板； 背板，其中，所述背板包括含有由第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯形成的核心組合物的核心層，所述第一聚碳酸酯包含二甲基雙酚環己烷碳酸酯重複單元和雙酚A，其中所述第一聚碳酸酯具有結構
2.根據權利要求1所述的光伏模塊，進一步包括設置在所述核心層的表面上的第一蓋層，其中，所述第一蓋層包含聚碳酸酯和UV光吸收穩定劑。
3.根據權利要求1-2中任一項所述的光伏模塊，其中，所述第一蓋層包含間苯二酚聚芳酯碳酸酯共聚物。
4.根據權利要求2-3中任一項所述的光伏模塊，進一步包括第二蓋層，其中，所述核心層設置在所述第一蓋層和所述第二蓋層之間，其中，所述第二蓋層包括選自由以下組成的組中的成員:聚碳酸酯、具有2wt.%至IOwt.%的醋酸乙烯酯含量的乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、環烯烴共聚物以及包含前述中的至少一種的組合。
5.根據權利要求4所述的光伏模塊，其中，所述第二蓋層包含環烯烴聚合物，並且其中，在所述第二蓋層和所述核心層之間設置粘合劑層。
6.—種多層片材,包括: 核心層，由核心組合物形成,核心組合物包含: 第一聚碳酸酯，包含二甲基雙酚環己烷碳酸酯重複單元和雙酚A重複單元，其中，所述第一聚碳酸酯具有結構
7.根據權利要求6所述的多層片材，其中，基於所述組合物的100wt.%的總重量，所述第二聚碳酸酯以20wt.%至50wt.%的量存在，並且所述第三聚碳酸酯以IOwt.%至50wt.%的量存在。
8.根據權利要求7所述的多層片材，其中，基於所述組合物的100wt.%的總重量，第二聚碳酸酯以40wt.%至50wt.%的量存在，並且所述第三聚碳酸酯以10wt.%至25wt.%的量存在。
9.根據權利要求6-8中任一項所述的多層片材，其中，在150°C熱處理30分鐘之後，沿著機器方向和橫向熱收縮率小於I%。
10.根據權利要求6-9中任一項所述的多層片材，其中，以1211:的溫度、1.2巴的飽和水蒸汽壓力以及100%的相對溼度的高壓鍋測試72小時之後，所述片材具有大於或等於30%的抗穿刺性保留。
11.根據權利要求6-10中任一項所述的多層片材，其中，所述第一蓋層包括選自由以下組成的組中的成員:聚碳酸酯和UV光吸收穩定劑、間苯二酚聚芳酯碳酸酯共聚物以及包含前述中的至少一種的組合。
12.根據權利要求6-11中任一項所述的多層片材，進一步包括第二蓋層，其中，所述核心層設置在所述第一蓋層和所述第二蓋層之間，其中，所述第二蓋層包括選自由以下組成的組中的材料:雙酚A聚碳酸酯、聚碳酸酯共聚物、聚乙烯、聚丙烯以及包含前述中的至少一種的組合。
13.根據權利要求6-12中任一項所述的多層片材，其中，所述第一蓋層包含選自由以下組成的組中的氟聚合物:聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚氯三氟乙烯、乙烯-氯三氟乙烯共聚物、四氟乙烯六氟丙烯偏氟乙烯以及包含前述中的至少一種的組合。
14.一種組合物，包含: 第一聚碳酸酯，包含二甲基雙酚環己烷碳酸酯重複單元和雙酚A重複單元，其中，所述第一聚碳酸酯具有結構
15.根據權利要求14所述的組合物，其中，基於IOOwt.%的所述組合物的總重量，所述第二聚碳酸酯以20wt.%至50wt.%的量存在，並且所述第三聚碳酸酯以Owt.%至40wt.%的量存在。
16.根據權利要求15所述的組合物，其中，基於IOOwt.%的所述組合物的總重量，所述第二聚碳酸酯以40wt.%至500wt.%的量存在，並且所述第三聚碳酸酯以IOwt.%至25wt.%的量存在。
17.—種製造多層片材的方法，包括: 共擠出核心層和第一蓋層，其中，所述核心層包含核心組合物，所述核心組合物包含:第一聚碳酸酯，包含二甲基雙酚環己烷碳酸酯重複單元和雙酚A重複單元，其中，所述第一聚碳酸酯具有結構
18.根據權利要求17所述的方法，進一步包括共擠出包含聚碳酸酯的第二蓋層，其中，所述核心層設置在所述第一蓋層和所述第二蓋層之間。
19.根據權利要求17-18中任一項所述的方法，進一步包括將包含聚烯烴的第二蓋層層壓至所述核心層，其中，在所述核心層和所述第二蓋層之間設置粘合劑層，並且其中，所述核心層設置在所述第一蓋層和所述粘合劑層之間。
20.一種由根據權利要求1-16中任一項所述的組合物製備的製品，其中，所述製品選自由以下組成的組:監視器用外殼、手機用外殼、絕緣膜、電連接件、燈具部件、飾品、家用電器、屋頂、溫室、日光室以及遊泳池罩。
【文檔編號】B32B27/08GK103931001SQ201280054991
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年10月26日 優先權日:2011年11月11日
【發明者】周儉, 安德裡斯·雅格布斯·彼得魯斯·范茨爾, 萬迪塔·派帕朗亞佩, 格倫·羅伯特·特賴森, 馬修·弗蘭克·尼梅依爾 申請人:沙特基礎創新塑料Ip私人有限責任公司