作為具有提高的機械穩定性的反射器的多層結構的製作方法

2023-05-14 18:55:46 1

作為具有提高的機械穩定性的反射器的多層結構的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種作為具有增加的機械穩定性的反射器的多層結構，所述多層結構包括基體層A、阻擋層B、金屬反射器層C、任選的層D、等離子體聚合物層E以及包含無機成分的覆蓋層，並且所述覆蓋層不含UV吸收劑。
【專利說明】作為具有提高的機械穩定性的反射器的多層結構
[0001] 本發明涉及在CPV(聚光光伏）和CPS(聚光太陽能發電）領域用作反射鏡/反射 器的多層結構。所述多層結構包含基體層、阻擋層、金屬反射層、任選的氧化物層和一個其 它層，所述其它層可以是等離子體聚合物層或高折射金屬氧化物層。此外，上面描述的結構 通過根據本發明的覆蓋層體系受到保護而免受風化影響和機械應力。
[0002] 用於CPV和CPS領域中的銀反射鏡是已知的。
[0003] W0 2000007818描述了基於帶有直接施加在其上的銀層的聚合物基體的銀反射 鏡，所述銀進而覆蓋有直接施加於其上並堅固地與之粘合的聚合物保護層。UV吸收聚合物 膜施加在此聚合物層上。
[0004] US 6078425描述了含有鋁和銀反射層的多層反射鏡，其中鎳和/或鉻合金或氮化 物的粘合層沉積在所述鋁的表面上。所述銀層受鎳和/鉻合金或氮化物形成的層和一個或 多個金屬氧化物層的保護。
[0005] 根據 Society of Vacuum Coaters (2009)，52 版，473-477,基於由金屬層（A1 或 Cu)、銀反射層、氧化鋁透明保護層或帶有施加於其上的Si02的氮化矽層和氧化鉭層構成的 已知體系，替換所述複雜的保護層體系以便在短程金屬化裝置內進行大量生產。據報導生 產的層狀結構依然具有足夠的反射性和耐候性。
[0006] 因此，Society of Vacuum Coaters (2009)，52 版，473-477 公開了具有增加的反 射性和耐候性的特殊的多層結構。其中描述了層狀結構，其具有塑料基體、金屬層、施加於 其上的銀反射器和等離子體矽氧烷面漆。然而，描述的所述結構不符合必要的需要。
[0007] 在 Concentrating Photovoltaic Conference 7 (CPV 7)，Las Vegas，2011 年 4 月中已知需要提供用於CPV應用的耐久性長的高反射的銀反射鏡。在此情況下提出了通用 形式的各種解決方案。尤其是，提出了具有下面通用結構的體系：基體、金屬、銀反射器、金 屬氧化物、HMDS0。
[0008] 在 SVC/Society of Vacuum Coaters 2009，Optics 021 中，作為製備反射性和耐 腐蝕的金屬多層體系的簡單方法描述了等離子體塗敷，並進行了實驗。據描述，使用此方法 目前為止在上面描述的短程塗敷中尚未使用氧化鋁保護層。
[0009] 然而，上面提及的體系的性能特徵不足以用於CPV和CSP領域中的反射器，尤其是 關於在戶外使用時的壽命期間保持高的反射率。特別地，對於由於風化作用增加的腐蝕造 成的對反射率的不利影響對於商業用途來說依然沒有令人滿意地解決。另外，應當可以簡 單且成本有效地大量生產這些多層體系。
[0010] 上面提到的實施方案的共同特徵是該類銀反射鏡通常在前面用玻璃板覆蓋以便 保護下面的反射器結構免受磨損造成的外部影響如風化作用或機械應力。根據使用的玻璃 板的厚度和類型，所述反射器的反射率降低，因此該類結構損失效力並由此也損失經濟性。 另外，不用玻璃板在所得整個組件的設計上提供了更大的自由。
[0011] 所述反射器和玻璃板形成的複合材料另外在邊緣進行密封，以預防溼氣滲透並相 應地預防反射層的腐蝕。另外，所述結構的反射率通過反射器與玻璃板之間的間隙中附著 的水進一步降低。需要另外的工作步驟以密封所述結構，這額外增加了所述結構的成本。
[0012] 因此，本發明的目的是提供一種多層體系，其具有在整個壽命周期內恆定不變地 高的反射率，其中所得的反射器不再必須通過玻璃板進行保護免受外部影響。所述反射層 由此位於載體上且直接朝向太陽。這樣入射輻射直接反射而不穿過所述載體材料。該類反 射器裝置稱作第一表面反射鏡。
[0013] 另外，所述多層體系具有高的尺寸穩定性、低的開裂形成和低的表面粗糙度，並由 此滿足DIN EN 62108關於氣候變化穩定性的要求（第10. 6、10. 7和10. 8章）。
[0014] 所述目的通過根據本發明的多層結構得以實現，所述多層結構包括基體層A、阻擋 層B、金屬反射層C、任選的層D、等離子體聚合物層E和包含無機成分的覆蓋層，並且所述覆 蓋層不含UV吸收劑。
[0015] 因此，本發明提供了一種多層結構，其包含下面的層： 層A :基體層，選自熱塑性塑料、金屬或玻璃； 層B :阻擋層，選自鈦或貴金屬族，其中優選貴金屬是金、鈀、鉬、釩和鉭； 層C :金屬反射層，優選由銀或銀合金以及鋁組成，其中所述銀合金含有小於10重量％ 的金、鉬、鈕和/或鈦； 層D :任選的氧化物層，選自氧化鋁（A10x)、二氧化鈦、Si02、Ta20 5、Zr02、Nb205和HfO ; 層E: a) 等離子體聚合物層（防腐蝕層），其由矽氧烷前體沉積而成，優選的實例是六甲 基二矽氧烷（HMDS0)、八甲基環四矽氧烷（0MCTS)、八甲基三矽氧烷（0MTS)、四乙基正矽 烷（TE0S)和四甲基二矽氧烷（TMDS0)、十甲基環五矽氧烷（DMCPS)、六甲基環三矽氧烷 (HMCTS)、三甲氧基甲基矽烷（TM0MS)和四甲基環四矽氧烷（TMCTS) ;HMDS0是特別優選的； 或者， 在層D由氧化鋁或Si02組成的情況下，層E是 b) 高折射金屬氧化物層,其中所述金屬氧化物可以選自二氧化鈦、Si02、Ta205、Zr0 2、 Nb205和HfO,並且可以任選地施加根據層E(a)的另一個層，S卩：等離子體聚合物層； 層F :包含無機成分的覆蓋層（下面也稱為無機覆蓋層），其中此層不含UV吸收劑。
[0016] 層A: 層A選自太熱塑性塑料、金屬或玻璃。
[0017] 用於所述基體層的優選的熱塑性塑料是聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、芳族 聚酯如聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、PET/環己烷二甲醇共聚物（PETG)、聚萘二甲酸乙二 醇酯（PEN)、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT)、環狀聚烯烴、聚-或共聚丙烯酸酯和聚-或共聚 甲基丙烯酸酯，例如聚-或共聚甲基丙烯酸甲酯（如PMMA)以及與苯乙烯的共聚物，例如透 明的聚苯乙烯/丙烯腈（PSAN)，熱塑性聚氨酯，基於環狀烯烴的聚合物（例如T0PAS?，購自 Ticona的商品），與烯烴共聚物或接枝聚合物的聚碳酸酯共混物，例如苯乙烯/丙烯腈共聚 物。聚碳酸酯、PET或PETG是特別優選的。特別地，所述基體層由聚碳酸酯組成。
[0018] 根據本發明，聚碳酸酯是均聚碳酸酯、共聚碳酸酯和聚酯碳酸酯，例如EP-A 1，657, 281中的那些。
[0019] 例如通過相界面法，任選使用鏈終止劑，例如單酚，和任選地使用三官能或大於三 官能的支化劑，例如三酚或四酚，通過使二酚與碳醯滷，優選光氣，和/或與芳族二羧醯二 滷，優選苯二羧醯二滷進行反應來製備芳族聚碳酸酯。它們也可以通過二酚與例如碳酸二 苯基酯的反應以熔融聚合法製備。
[0020] 用於製備芳族聚碳酸酯和/或芳族聚酯碳酸酯的二酚優選是式（I)的那些 其中
【權利要求】
1. 多層結構，其包含： 層A :基體層，選自熱塑性塑料、金屬或玻璃， 層B :阻擋層，選自鈦或貴金屬族， 層C :金屬反射器層， 層D :任選的氧化物層，選自氧化鋁（AlOx)、二氧化鈦、Si02、Ta205、Zr0 2、Nb205和HfO， 層E: a) 由矽氧烷前體沉積的等離子體聚合物層（防腐蝕層）， 或 在其中層D是氧化鋁或Si02的情況下，層E是 b) 高折射金屬氧化物層，其中所述金屬氧化物選自二氧化鈦、Si02、Ta205、Zr0 2、Nb2〇dP Hf〇,或者可以是Si02，並且可以任選地施加根據層E(a)的另一個層，即等離子體聚合物層， 層F :包含無機成分的覆蓋層，其中此層F不含UV吸收劑。
2. 根據權利要求1的多層結構，其中所述熱塑性塑料選自下組中的至少一種：聚碳酸 酯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、芳族聚酯、環狀聚烯烴、聚-或共聚丙烯酸酯和聚-或共聚甲 基丙烯酸酯、與苯乙烯的共聚物、熱塑性聚氨酯、基於環狀烯烴的聚合物和與烯烴共聚物或 接枝聚合物的聚碳酸酯共混物。
3. 根據權利要求1的多層結構，其中層B由鈦組成。
4. 根據權利要求1的多層結構，其中層C由銀或銀合金以及鋁組成，其中所述銀合金含 有小於10重量％的量的金、鉬、鈀和/或鈦。
5. 根據權利要求4的多層結構，其中層C由銀組成。
6. 根據權利要求1的多層結構，其中層D由氧化鋁（AlOx)或二氧化鈦組成。
7. 根據權利要求1的多層結構，其中層E是六甲基二矽氧烷。
8. 根據權利要求1的多層結構，其中各個層的層厚度如下： 層A的總厚度：在熱塑性塑料的情況下為1 Mm-10 mm,在金屬基體的情況下為300 Mm- 750 Mm,在玻璃的情況下為75〇Mm_ 3 mm, 層 B :40 nm - 250 nm, 層 C :80 nm - 250 nm, 層 D :80 nm - 250 nm, 層 E : 1 nm - 200 nm, 層 F:1 μηι-20 μπι。
9. 根據權利要求1的多層結構，其中層F是通過膠體二氧化矽和有機烷氧基矽烷和/ 或烷氧基矽烷或者通式RSi (OR'）3的有機烷氧基矽烷和/或通式Si (OR'）4的烷氧基矽烷 的混合物的含水分散體水解製備的溶膠-凝膠漆，其中在通式RSi (OR'）3的一種或多種有 機烷氧基矽烷中，R表示一價C1-C6-烷基或者全部或部分氟化的C1-C6-烷基、乙烯基單元 或烯丙基單元、芳基或者C1-C6-烷氧基。
10. 根據權利要求1的多層結構，其中層B的層厚度為80-130nm。
11. 根據權利要求1的多層結構，其中層C的層厚度為90nm-160nm，層D的層厚度為 90nm_160nm 和層 E 的層厚度為 20nm-100nm。
12. 根據權利要求1的多層結構，其中所述熱塑性塑料選自包含聚碳酸酯、芳族聚酯和 聚碳酸酯共混物，其中這些熱塑性塑料可以含有填料。
13. 根據權利要求1的多層結構的用途，作為光伏模塊、太陽能模塊、用於照明系統中、 作為住宅環境中和車輛領域中的反射鏡和作為光導系統中的反射器。
14. 光伏模塊、太陽能模塊、照明系統和光導系統，其包含根據權利要求1的多層結構。
15. 反射鏡，其包含根據權利要求1的多層結構。
【文檔編號】B32B17/10GK104105594SQ201280070065
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2012年12月19日 優先權日:2012年2月20日
【發明者】R.奧澤爾, T.庫爾曼 申請人:拜耳材料科技股份有限公司