CN103348192A - 新型太阳光聚集器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及层压的太阳光聚集器件及其由聚合物材料的制备。本发明太阳光聚集器件可以在光伏体系或太阳热能体系中应用。本发明太阳光聚集器件包括菲涅耳透镜并使得能够将太阳辐射有效聚集到物体例如太阳能电池或吸收器单元上，不论它们的几何结构如何。这例如涉及用于聚集的光伏器件(CPV)的高性能太阳能电池领域，并同样涉及用于聚集的太阳热能体系(CSP)的吸收器。本发明尤其涉及UV稳定剂和气候老化稳定剂包用于所述层压的太阳光聚集器件，用于改进光学寿命和耐候性，和用于防止脱层的应用。本发明进一步涉及与太阳光聚集器件的耐刮擦性、抗污性能、抗反射性能和化学耐性有关的表面整饰层。

Description

新型太阳光聚集器件
技术领域
本发明涉及层压的太阳光聚集器件及其由聚合物材料的制备。本发明太阳光聚集器件可以在光伏体系或太阳热能体系中应用。
本发明太阳光聚集器件包括菲涅耳透镜并使得能够将太阳辐射有效聚集到物体例如太阳能电池或吸收器单元上，不论它们的几何结构如何。这例如涉及用于聚集的光伏器件(CPV)的高性能太阳能电池领域，并同样涉及用于聚集的太阳热能体系(CSP)的吸收器。
本发明尤其涉及UV稳定剂和气候老化稳定剂包用于所述层压的太阳光聚集器件，用于改进光学寿命和耐候性，和用于防止脱层的应用。本发明进一步涉及与太阳光聚集器件的耐刮擦性、抗污性能、抗反射性能和化学耐性有关的表面整饰层。
背景技术
菲涅耳透镜始于19世纪并已经用于投影TV、高射投影仪、汽车头灯、灯塔等。最近，菲涅耳透镜已经用于将太阳能聚焦在将太阳能转化成电的光伏太阳能接收器上。
为了改进压花有光学元件的膜的性能，例如刚性、耐候性和耐磨性，将该压花膜层压至支撑膜上是合乎需要的。通常，薄的支撑膜对大多数目的是足够的。然而，当菲涅耳透镜用于太阳光聚集器时，将该菲涅耳膜层压至厚片基材上是合乎需要的，以提高该菲涅耳透镜的刚性，以致它可以容易地安装在太阳光聚集器中。
热层压已经被提出作为制造层压菲涅耳透镜的优选方法。离线热层压可以用薄的膜进行，但是对厚膜如菲涅耳膜是成问题的。这是因为将菲涅耳膜热粘结至厚片材上要求大量热，并且这种热通常破坏光学结构。
US5,945,042和US6,375,776中公开的在线层压方法采用薄的压花膜和薄的载体膜都非常有效。专利‘042特别公开了压花膜具有10-100μm的厚度并且载体膜的厚度一般是35-150μm。
厚的压花片材，例如具有丙烯酸系基材的菲涅耳透镜的在线生产已经公开在Benz，美国专利5,656,209中。Benz‘209描述了使用为高粘度模塑配混料和低粘度模塑配混料的共挤出而设计的三辊抛光机组制造线性菲涅耳透镜的方法。该专利全文引入本文。虽然Benz‘209提供了制造菲涅耳透镜的在线方法，但是发现通过该方法制备的透镜在边缘处不太清晰。
WO2009/121708另一方面描述了将具有压花光学结构的膜热层压到聚合物片材上而不会损害所述压花结构的完整性的方法。
虽然现有技术中的大多数方法集中于层压方法和菲涅耳透镜结构的品质，但是还没有找到改进光学寿命和耐候性，并防止脱层的充分解决方案。
发明内容
问题
本发明目的是提供用于具有光伏用途(CPV)或具有太阳热能用途(CSP)的体系的新型太阳光聚集器件。应该避免或至少最小化上述已知的太阳光聚集器件的缺点。
该新型聚光器应该优选具有至少10年的寿命和与现有技术相比改进的对环境影响的稳定性。在一个特定问题中，应用期限应该在沙漠条件下至少20年。
本发明另一个目的是提供非常简单的制备方法，该方法与现有技术相比可以按不太贵、更能量有效、简单和快速的方式进行，并要求不太复杂的后勤。
没有明确提出的其它目的从随后的说明书、权利要求书和实施例的总体关联而是明显的。
解决方案
现已令人惊奇地发现，特殊的UV防护包在层压菲涅耳透镜的载体层中和/或在施加到层压菲涅耳透镜上的UV防护层中的使用帮助避免现有聚光器设计的所述缺点。
本发明权利要求书、说明书和实施例中进一步限定的本发明层压的太阳光聚集器件以及本发明太阳能器件显示改进的耐候性。
本发明太阳光聚集器件的机械性能在整个使用期内非常好，即在使用过程中分子量的降低被最小化并且抗冲改性剂从聚合物层的降解或损失被最小化或避免。
本发明层压的太阳光聚集器件显示非常好的耐热性，这帮助改进本发明太阳能器件的效率。
与美国专利5,656,209中公开的共挤出菲涅耳透镜相比，菲涅耳结构的表面品质好很多，这进一步改进根据本发明的器件的效率。
另外，所述新型的本发明的聚光器具有以下性能，组合地作为优于现有技术的优点，尤其是在光学性能方面：本发明聚光器的组件是尤其颜色中性的并在湿气的影响下不变得混浊。所述聚光器还显示优异的耐候性并且在任选的整饰情况下具有非常好的化学耐受性，例如对所有商业清洁组合物。这些方面也有助于长期保持太阳光聚集。为了有利于清洁，所述表面可以具有防污性能。另外，所述表面是任选耐磨的和/或耐刮擦的。
本发明方法允许本发明菲涅耳透镜的连续生产并在本发明层压体的层结构或层厚度方面是非常灵活的。结果，已经达到重大的经济优点。
本发明主题因此是UV防护的层压太阳光聚集器件，其特征在于所述器件从光源方向观察由至少以下层组成：
-聚合物载体层3
-具有第一表面和第二表面的聚合物膜1，该第一表面压花有形成一个或多个菲涅耳透镜的光学结构，该第二表面与载体层3直接地或经由粘合剂层2粘结
其中
所述载体层3包含至少一种UV吸收剂和至少一种UV稳定剂
和/或其中
包含至少一种UV吸收剂和至少一种UV稳定剂的UV防护聚合物层5与载体层3的面对光源的表面直接地或者经由粘合剂层4粘结。
本发明的另一个实施方案是太阳能器件，其特征在于
它是包括至少一个根据本发明的太阳光聚集器件和至少一个太阳能电池的CPV元件，
或
它是包括至少一个根据本发明的太阳光聚集器件和至少一个吸热器单元的CSP元件。
最后，本发明涉及UV防护的层压太阳光聚集器件用于制备太阳能器件，尤其CSP或CPV器件的用途。
在更详细地描述本发明之前，定义重要的术语。
术语″聚合物层″和″层″下文中包括基于聚合物的板材、片材、膜、涂层体系或涂层。此种层原则上可以具有1μm-2cm的厚度。
术语“(甲基)丙烯酸酯”涵盖丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯以及两者的组合。
发明详述
本发明聚光器可以具有0.5mm-50mm，优选1mm-25mm，更优选2-20mm，尤其优选3mm-10mm的总厚度。
下面在参照图1的同时详细描述根据本发明的优选的太阳光聚集器件。
聚合物膜1
具有压花的菲涅耳透镜结构的聚合物膜的制造是本领域中熟知的，例如它在US5,656,209、WO01/196000和WO2010/097263中进行了描述，上述文献都全文在此引入供参考。合适的膜也可例如从3MCorp商购。
对聚合物膜1的材料或制造方法没有特别限制，尽管如下事实：它必须具有压花的菲涅耳透镜的结构和足够透明性。因此，包含聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、环状烯烃聚合物、聚苯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氨酯或它们的混合物或共聚物的聚合物膜1是优选的。尤其优选的是由如WO2010/097263中所述的聚合物制成的聚合物膜1。
膜1的菲涅耳透镜结构优选是正方形或矩形，但是也可以具有任何其它所需形状。在另一个优选的型式中，膜1作为线性菲涅耳透镜配置，其中图案对于膜的长度是连续的。虽然对膜的厚度没有特别限制，但是其优选可以在0.01-10mm，优选0.025-2mm，更优选0.025-1mm，尤其优选0.05-0.75mm，非常尤其优选0.1-0.5mm或5-0.9mm的范围内。聚合物膜1还可以由按网格图案排列的大致4”-36”×4”-36”正方形个体透镜构成(参见图2)。
聚合物膜1可以包含添加剂，优选热稳定剂、抗冲改性剂、UV吸收剂、UV稳定剂、隔离剂、润滑剂或用以改进熔体流动或化学耐受性和耐开裂性的添加剂。这些添加剂是本领域中已知的。
聚合物载体层3
载体层3由高度透明的(共)聚合物或不同聚合物的共混物制成。它优选以片材形式施加。优选的聚合物包括聚酯，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯或PETG，聚碳酸酯，聚苯乙烯，苯乙烯共聚物，含氟聚合物和聚(甲基)丙烯酸酯。尤其优选的是PMMA或含氟聚合物，所述含氟聚合物是，例如，聚偏二氟乙烯(PVDF)。特别地，可以使用下面对于防紫外保护层5描述的PMMA或PVDF-聚合物。
载体层3可以是不同聚合物的单层或多层体系。多层体系的一个实例是由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚偏二氟乙烯(PVDF)层组成的体系。在多层体系中，各个添加剂均匀地分布和/或彼此分开地分布在这些层中的一个或多个中。
载体层3可以包含添加剂，优选用于改进下文所述气候老化稳定性的添加剂和/或热稳定剂。不希望受特殊理论束缚，发明人认为，UV辐射引发丙烯酸类链打开。然而，如果链在防紫外保护的载体层3中打开，则热稳定剂使所述链的″开链″终止/最小化。因此，特别优选地，使用防紫外保护层5和/或在载体层3中仅存在热稳定剂和/或没有UV稳定剂。这提供更经济和有效的体系。适合的热稳定剂是本领域中已知的。
优选的是，载体层3包含抗冲改性剂，尤其丙烯酸丁酯基抗冲改性剂。另外，可以使用下面对于防紫外保护层5描述的抗冲改性剂。已经发现，此类改性剂当添加到载体层3中时可以显著地减少膜1和层3的热层压体的产生的翘曲。不希望受特定理论束缚，膜1的基础聚合物树脂可以包含抗冲改性剂，其减少其脆性并有利于卷绕到辊子上。如果载体层3的基础聚合物没有抗冲改性剂，则它具有与所述膜不同的热膨胀系数。随着载体层3冷却，层3和膜1收缩至不同的最终尺寸，引起翘曲。抗冲改性剂引入到载体层3基材中降低了膜1和层3之间的热膨胀系数差别，并因此显著地降低了翘曲。
不管组成如何，高度透明的载体层3优选具有0.1mm-50mm，优选0.5-25mm，更优选1-20mm，尤其优选2-20mm，非常尤其优选2-10mm和2-7mm的总厚度。
高度透明的聚合物层的厚度与总体透镜尺寸相关地是关键的，其中透镜越大要求厚度越大(除非提供额外的支撑体系)。这确保足够的刚度以避免透镜在风负荷、雪负荷下或在其自重下由于聚合物蠕变引起的偏斜。透镜的偏斜会导致透镜和太阳能接收器间距离的改变。这由于光的差的聚焦将负面影响体系效率。此外，透镜厚度必须足够以致透镜具有足够的冲击强度以抵抗冰雹的损害。
稳定剂包(光稳定剂)
本发明层压的太阳光聚集器件是由包含至少一种UV吸收剂和至少一种UV稳定剂的特殊防紫外保护包加以防紫外保护的。所述包可以添加到载体层3中，和/或包含所述防紫外保护包的防紫外保护层5可用来覆盖载体层3。
根据本发明的防紫外保护的太阳光聚集器件的特别的成分是防紫外保护包，其有助于聚光器的长寿命和气候老化稳定性。更具体地说，根据本发明制备的层压太阳光聚集器件的突出之处是，其与现有技术相比显著改善的UV稳定性和相关的更长寿命。本发明材料因此可以在至少15年，优选甚至至少20年，更优选至少25年的非常长的时期内，在具有尤其大量的日照时间，尤其强的太阳辐射的地方，例如美国西南部或撒哈拉沙漠，用于太阳光聚集器中。
光稳定剂是公知的并且例如在Hans Zweifel，Plastics AdditivesHandbook，Hanser Verlag，第5版，2001，第141页及后续页中进行了详细描述。光稳定剂应被理解包括UV吸收剂、UV稳定剂和自由基清除剂。
UV吸收剂可以例如来源于取代的二苯甲酮、水杨酸酯、肉桂酸酯、草酰替苯胺、苯并嗪酮、羟基苯基苯并三唑、三嗪或丙二酸亚苄酯。
UV稳定剂/自由基清除剂的最熟悉的代表由空间位阻胺(受阻胺光稳定剂，HALS)类提供。
所述防紫外保护包的各添加剂可以均匀地分布和/或彼此分开地分布在本发明太阳光聚集器件的层中的一个或多个层之间。
可以使用的典型的UV吸收剂是可内聚的UV吸收剂，其含有在290-370nm的波长范围中具有高吸收的基团。优选这样的单体，其以0.002重量％浓度的氯仿(光谱质量)溶液的5mm厚的层形式的UV吸收至少为10％。适合的化合物的实例是2-羟基二苯甲酮、羟基苯乙酮、氰基-β，β-联苯、羟基苯甲酸酯、草酰替苯胺、对氨基苯甲酸酯或6，8-二烷基-4-氧代-5-苯并二氢吡喃基的衍生物。存在于这些单体中的并且能够自由基聚合的烯属不饱和基团优选是丙烯酸类基团、甲基丙烯酸类基团、烯丙基或乙烯基。
适合的单体的实例是：甲基丙烯酸-2-(氰基-β，β-二苯基丙烯酰氧基)乙基-1-酯，2-(2’-羟基-3’-甲基丙烯酰氨基甲基-5’-辛基苯基)苯并三唑，2-羟基-4-(2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基)丙氧基二苯甲酮，2-(α-氰基-β，β-二苯基丙烯酰氧基)乙基-2-甲基丙烯酰胺，2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮，2-羟基-4-丙烯酰氧基乙氧基二苯甲酮，N-(4-甲基丙烯酰基苯酚)-N’-(2-乙基苯基)草酰胺，4-乙基-α-氰基-β-苯基肉桂酸乙烯酯，2-(2-羟基-5-乙烯基苯基)-2-苯并三唑。
UV吸收性单体在本发明太阳光聚集器件的层中的所选择的比例可以有利地足够高，以致箔层吸收波长为290-370nm的入射UV辐射的至少98％。为此要求的浓度取决于层厚度和单体的有效性。它一般是0.1重量％-2重量％，基于用于制备层的单体的重量。
可共聚的UV吸收剂具有不迁移的缺点。在气候老化过程中，遭受UV光和气候老化作用的上层的UV吸收剂变得越来越少，但是没有未用的UV吸收剂能扩散来替换它，原因在于分子已经固定为聚合物的成分，并且该层对UV辐射和气候老化作用的侵袭没有得到保护。
相对照而言，使用不可共聚合的UV吸收剂允许UV吸收剂随后迁移到表面上。然而，同时希望避免迁移性UV吸收剂在加工期间，例如在挤出期间，从塑料模制品渗出。因此在这里优选使用不挥发性光稳定剂。可以根据DIN ISO11358经由TGA中的重量损失测定挥发性。在此优选这样的光稳定剂，当在空气中用20℃/min的加热速率对纯物质进行这一试验时，其在温度大于240℃，优选大于270℃，尤其优选大于300℃时显示2％的重量损失。
在本发明的一个优选的实施方案中，防紫外保护包包含以下组分中至少两种：
A)苯并三唑型UV吸收剂，
B)三嗪型UV吸收剂，
C)UV稳定剂，优选HALS化合物。
组分A)和B)可以作为个体物质或以混合物形式使用。至少一种UV吸收剂组分必须存在于本发明层压体中。组分C)必定存在于本发明层压体中。
组分A：苯并三唑型UV吸收剂
可以使用的苯并三唑型UV吸收剂的实例是2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-[2-羟基-3，5-二(α，α-二甲基苄基)苯基]苯并三唑、2-(2-羟基-3，5-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3，5-丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3，5-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3，5-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-3-仲丁基-5-叔丁基苯基)苯并三唑和2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、苯酚、2，2′-亚甲基双[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)]。
苯并三唑型UV吸收剂的用量为0.1重量％-10重量％，优选0.2重量％-6重量％，非常尤其优选0.5重量％-4重量％，基于用来制备相应层的单体的重量。也可以使用不同苯并三唑类型的UV吸收剂的混合物。
组分B：三嗪型UV吸收剂
在混合物中还可以使用三嗪，例如2-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)-5-己氧基苯酚作为UV稳定剂。
三嗪的用量为0.0重量％-5重量％，优选0.1重量％-5重量％，尤其优选0.2重量％-3重量％，非常尤其优选0.5重量％-3重量％，特别优选0.5重量％-2重量％，基于用来制备相应层的单体的重量。也可以使用不同三嗪的混合物。
组分C：UV稳定剂
这里可以提及用于自由基清除剂/UV稳定剂的实例是空间位阻胺，称作HALS(受阻胺光稳定剂)。它们可在油漆和塑料中，尤其在聚烯烃塑料中用于抑制老化现象(Kunststoffe，74(1984)10，第620-623页；Farbe+Lack，第96卷，9/1990，第689-693页)。存在于HALS化合物中的四甲基哌啶基团担负起稳定化的作用。这类化合物可在哌啶氮上没有取代，或可在哌啶氮上被烷基或酰基取代。空间位阻的胺在UV区域内不吸收。它们清除已经形成的自由基，而UV吸收剂则不能这样。具有稳定化作用并还可以以混合物的形式使用的HALS化合物的实例是：癸二酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯、8-乙酰基-3-十二烷基-7，7，9，9-四甲基-1，3，8-三氮杂螺(4，5)-癸烷-2，5-二酮、琥珀酸双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯、聚(N-β-羟基乙基-2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶-琥珀酸酯)或癸二酸双(N-甲基-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)酯。
HALS化合物的使用量为0.0重量％-5重量％，优选0.1重量％-5重量％，尤其优选0.1重量％-3重量％，非常尤其优选0.2重量％-2重量％，基于用来制备相应层的单体的重量。也可以使用不同HALS化合物的混合物。
可以另外使用的其它助稳定剂是上述HALS化合物、二亚硫酸盐，例如二亚硫酸钠，和空间位阻酚和亚磷酸盐。
与″太阳热能用途″相关的太阳辐射的波长谱为从300nm到2500nm。然而，400nm以下，特别是375nm以下的范围应该滤去以延长聚光器的寿命，以致保持从375nm或400nm到2500nm的″有效波长范围″。根据本发明使用的UV吸收剂和UV稳定剂的混合物显示在宽的波长谱(300nm-400nm)内稳定的、长寿命的防紫外保护。
尤其优选的是，本发明层压体包含以防紫外保护层5形式的防紫外保护包。发明人已经发现，这种构造出于避免使聚合物层在本发明太阳光聚集器件使用过程中的分子量降低最小化或抗冲改性剂从聚合物层溢出(quary out)的考虑是尤其有利的。
这种备选方案与其中将防紫外保护包添加到载体层3中的备选方案相比的另一个优点是，达到相同效果需要的UV吸收剂和稳定剂的量更低，因为层5通常比层3薄。
可以用作防紫外保护层5的膜的合适的防紫外保护可以参见，例如，WO 2007/073952(Evonik
Figure BPA0000175258030000101
)或DE 10 2007 029 263 A1或WO 2007/074138，各自将在下面进行更详细地描述。所有的所述文献以全文引入作为参考。
防紫外保护层5
优选的防紫外保护层5由透明的单或多层(多子层)塑料箔组成，所述箔在每种情况下在至少一个子层中包含聚(甲基)丙烯酸甲酯(PMMA)或聚(甲基)丙烯酸甲酯(PMMA)和聚偏二氟乙烯(PVDF)，或在至少一个子层中包含以混合物形式的PMMA和PVDF。
防紫外保护层5优选可以具有10-250μm，更优选40-120μm，尤其优选50-90μm的厚度。
所述层5的除UV稳定性包之外的尤其优选的组分是如下所述的PMMA基塑料和PVDF聚合物：
聚甲基丙烯酸甲酯塑料一般通过含有甲基丙烯酸甲酯的混合物的自由基聚合获得。这些混合物一般包含至少40重量％，优选至少60重量％，尤其优选至少80重量％的甲基丙烯酸甲酯，基于单体的重量。
用于制备聚甲基丙烯酸甲酯的这些混合物还可以包含可与甲基丙烯酸甲酯共聚的其它(甲基)丙烯酸酯。表述“(甲基)丙烯酸酯”包括甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯和这两者的混合物。这些单体是公知的。它们尤其包括衍生自饱和醇的(甲基)丙烯酸酯，例如丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯和(甲基)丙烯酸2-乙基己酯；以及衍生自不饱和醇的(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸油烯基酯、(甲基)丙烯酸2-丙炔基酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸乙烯基酯；
以及(甲基)丙烯酸芳基酯，例如(甲基)丙烯酸苄基酯或(甲基)丙烯酸苯基酯，在每种情况下，芳基在此可以是未取代的或可以具有最多至四个取代基；
(甲基)丙烯酸环烷基酯，例如(甲基)丙烯酸3-乙烯基环己酯、(甲基)丙烯酸冰片酯；(甲基)丙烯酸羟基烷基酯，例如(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3，4-二羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯；
二醇二(甲基)丙烯酸酯，例如1，4-丁二醇(甲基)丙烯酸酯，醚醇的(甲基)丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸乙烯氧基乙氧基乙酯；
(甲基)丙烯酸的酰胺和腈，例如N-(3-二甲基氨基丙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(二乙基膦酰基)(甲基)丙烯酰胺、1-甲基丙烯酰氨基-2-甲基-2-丙醇；含硫的甲基丙烯酸酯，例如(甲基)丙烯酸乙基亚磺酰基乙酯、(甲基)丙烯酸4-氰硫基丁酯、(甲基)丙烯酸乙基磺酰基乙酯、(甲基)丙烯酸氰硫基甲酯、(甲基)丙烯酸甲基亚磺酰基甲酯、双((甲基)丙烯酰氧基乙基)硫醚；多官能(甲基)丙烯酸酯，例如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯。
聚合反应一般用已知的自由基引发剂进行引发。优选的引发剂尤其包括为本领域技术人员熟知的偶氮引发剂，如AIBN和1，1-偶氮二环己烷腈，和过氧化合物，如过氧化甲基乙基酮，过氧化乙酰丙酮，过氧化二月桂酰，2-乙基过己酸叔丁酯，酮过氧化物，过氧化甲基异丁基酮，过氧化环己酮，过氧化二苯甲酰，过苯甲酸叔丁酯，过氧化异丙基碳酸叔丁基酯，2，5-双(2-乙基己酰-过氧)-2，5-二甲基己烷，2-乙基过己酸叔丁酯，3，5，5-三甲基过己酸叔丁酯，过氧化二枯基，1，1-双(叔丁基过氧)环己烷，1，1-双(叔丁基过氧)-3，3，5-三甲基环己烷，氢过氧化枯基，氢过氧化叔丁基，双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯，两种或更多种上述化合物彼此间形成的混合物以及上述化合物与同样可以形成自由基但未提及的化合物形成的混合物。
待聚合的组合物不但可以包含上述(甲基)丙烯酸酯而且可以包含可与甲基丙烯酸甲酯和上述(甲基)丙烯酸酯共聚的其它不饱和单体。它们尤其包括1-链烯，例如1-己烯、1-庚烯；支化链烯，例如乙烯基环己烷、3，3-二甲基-1-丙烯、3-甲基-1-二异丁烯、4-甲基-1-戊烯；丙烯腈；乙烯基酯，例如乙酸乙烯酯；苯乙烯，在侧链中具有烷基取代基的取代的苯乙烯类，例如α-甲基苯乙烯和α-乙基苯乙烯，在环上具有烷基取代基的取代的苯乙烯类，例如乙烯基甲苯和对甲基苯乙烯，卤化的苯乙烯类，例如单氯苯乙烯、二氯苯乙烯、三溴苯乙烯和四溴苯乙烯；杂环乙烯基化合物，例如2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、2-甲基-5-乙烯基吡啶、3-乙基-4-乙烯基吡啶、2，3-二甲基-5-乙烯基吡啶、乙烯基嘧啶、乙烯基哌啶、9-乙烯基咔唑、3-乙烯基咔唑、4-乙烯基咔唑、1-乙烯基咪唑、2-甲基-1-乙烯基咪唑、N-乙烯基吡咯烷酮、2-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷、3-乙烯基吡咯烷、N-乙烯基己内酰胺、N-乙烯基丁内酰胺、乙烯基氧杂环戊烷、乙烯基呋喃、乙烯基噻吩、乙烯基硫杂环戊烷、乙烯基噻唑和氢化乙烯基噻唑、乙烯基
Figure BPA0000175258030000131
唑和氢化乙烯基
Figure BPA0000175258030000132
唑；乙烯基醚和异戊二烯基醚；马来酸衍生物，例如马来酸酐、甲基马来酸酐、马来酰亚胺、甲基马来酰亚胺；和二烯，例如二乙烯基苯。
这些共聚单体的一般用量为0重量％-60重量％，优选0重量％-40重量％，尤其优选0重量％-20重量％，基于单体的重量，并且所述化合物在此可以单个使用或以混合物形式使用。
进一步优选使用聚(甲基)丙烯酸酯的箔，该聚(甲基)丙烯酸酯可通过将含以下物质作为可聚合成分的组合物聚合获得：
a.＞50重量％至99.9重量％甲基丙烯酸甲酯，
b.0.1重量％至＜50重量％的含衍生自C1-C4醇的酯基的丙烯酸酯，
c.0重量％-10重量％可与单体a.和b.共聚合的单体。
进一步优选使用如下聚(甲基)丙烯酸酯的箔，该聚(甲基)丙烯酸酯可通过将含以下物质作为可聚合成分的组合物聚合获得：
a.78重量％-92重量％甲基丙烯酸甲酯，
b.8重量％-12重量％含衍生自C1-C4醇的酯基的丙烯酸酯，
c.0重量％-10重量％可与单体a.和b.共聚合的单体。
已经令人惊奇地发现，使用8-12重量％的共丙烯酸酯比例，优选使用该量的丙烯酸正丁酯，将箔的固有稳定性提升到明显超过迄今已知的程度。这因此不可容易预见到。随着所选择的共丙烯酸酯比例增加，箔的稳定性提高。另外，超过极限值的提高反过来又是不利的，因为附加比例的共丙烯酸酯不会引起开裂抑制的任何显著增加。
可以通过在分子量调节剂存在下将所述单体混合物聚合来调节聚合物的链长度，所述分子量调节剂的具体实例是为此目的已知的硫醇，例如正丁基硫醇，正十二烷基硫醇，2-巯基乙醇或巯基乙酸2-乙基己基酯，或季戊四醇四硫代乙醇酸酯；所述分子量调节剂的一般用量为0.05-5重量％，基于单体混合物，优选用量为0.1-2重量％，尤其优选用量为0.2-1重量％，基于单体混合物(例如参见H.Rauch-Puntigam，Th.“Acryl-und Methacrylverbindungen”[″丙烯酸类和甲基丙烯酸类化合物″]，Springer，Heidelberg，1967；Houben-Weyl，Methoden der organischen Chemie[有机化学方法]，第XIV/1卷，第66页，Georg Thieme，Heidelberg，1961，或Kirk-Othmer，Encyclopedia0f Chemical Technology，第1卷，第296页以及后续页，J.Wiley，纽约，1978)。
优选已经通过使用抗冲改性剂使得所述聚(甲基)丙烯酸酯耐冲击性。
在一个优选的变体中，抗冲改性剂的量为1重量％-50重量％，基于箔5中的聚(甲基)丙烯酸酯和抗冲改性剂的总体。
在另一个优选的变体中，箔5中的抗冲改性的聚(甲基)丙烯酸酯塑料由20重量％-80重量％，优选30重量％-70重量％聚(甲基)丙烯酸酯基体和80重量％-20重量％，优选70重量％-30重量％弹性体颗粒组成，所述弹性体颗粒的平均粒子直径是10-150nm(例如使用超离心法测量)。
所述聚(甲基)丙烯酸酯和抗冲改性剂优选衍生自核-壳型聚合物，其中所述壳形成后续箔5中的由聚合物组成的基体。
在聚(甲基)丙烯酸酯基体中分散的弹性体颗粒优选具有核，该核使用软弹性体相并使用与其结合的硬相。
抗冲改性的聚(甲基)丙烯酸酯塑料(imPMMA)由一定比例的基体聚合物(由至少80重量％甲基丙烯酸甲酯单元以及非必要的0重量％-20重量％可与甲基丙烯酸甲酯共聚的单体单元聚合的)和一定比例的在该基体中分散的基于交联的聚(甲基)丙烯酸酯的抗冲改性剂组成。
所述基体聚合物尤其是由80重量％-100重量％，优选90重量％-99.5重量％能够自由基聚合的甲基丙烯酸甲酯单元和非必要的0重量％-20重量％，优选0.5重量％-12重量％能够自由基聚合的其它共聚单体，例如(甲基)丙烯酸C1-C4-烷基酯，尤其是丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯组成。随着基体聚合物的分子量增加，防紫外保护箔的耐候性改进。
在本发明的一个特定的实施方案中，箔的特征在于所述聚(甲基)丙烯酸酯的利用凝胶渗透色谱(GPC)测定的重均分子量Mw≥80000g/mol。所述聚(甲基)丙烯酸酯的重均分子量Mw更优选≥120000g/mol，同样利用凝胶渗透色谱(GPC)测定。对于本发明目的，如果聚(甲基)丙烯酸酯的利用凝胶渗透色谱(GPC)测定的重均分子量Mw≥140000g/mol，则可以获得具有甚至更大耐候性的箔。所述基体的平均(重均)分子量Mw一般为80000g/mol-200000g/mol(至于对基体PMMA的所有Mw测定，Mw是利用凝胶渗透色谱参照聚甲基丙烯酸甲酯作为校准标准物测定的)。然而，尤其好的耐候性从以下箔获得：该箔的基体聚合物具有80000g/mol-180000g/mol，优选108000g/mol-180000g/mol，更优选122000g/mol-180000g/mol的平均分子量Mw(重均)，在每种情况下利用GPC相对于PMMA校准标准物测定。除GPC法之外，用于测定分子量Mw的另一种方法的实例是光散射法(例如参见H.F.Mark等人，Encyclopedia of PolymerScience and Engineering，第2版，第10卷，第1页及后续页，J.Wiley，1989)。
优选由85重量％-99.5重量％甲基丙烯酸甲酯和0.5重量％-15重量％丙烯酸甲酯组成的共聚物，该共聚物非必要地具有0-12重量％丙烯酸丁酯的任选部分，这里的量基于100重量％可聚合成分。尤其有利的共聚物是可通过使90重量％-99.5重量％甲基丙烯酸甲酯和0.5重量％-10重量％丙烯酸甲酯共聚获得的那些，该共聚物非必要地具有0重量％-10重量％丙烯酸丁酯的任选部分，其中所述量基于100重量％可聚合成分。更优选可由92.5重量％-97.5重量％甲基丙烯酸甲酯和2.5重量％-7.5重量％丙烯酸甲酯获得的共聚物，该共聚物非必要地具有0重量％-7重量％丙烯酸丁酯的任选部分，其中所述量基于100重量％可聚合成分。维卡软化点VSP(ISO306-B50)可在至少90℃，优选95-112℃的范围内。
可以在挤出机中将抗冲改性剂和基体聚合物以熔体形式混合而获得抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯模塑组合物。一般首先将排出的材料切短而获得粒料。可以进一步利用挤出或注塑将它们加工而获得模制品，例如片材、箔或注塑部件。
箔5中的所述聚甲基丙烯酸酯基体包含抗冲改性剂，其例如可以是具有两壳或三壳式结构的核-壳型聚合物，优选使用两壳式抗冲改性剂。
聚甲基丙烯酸酯塑料的抗冲改性剂是公知的。例如，EP-A0113924、EP-A0522351、EP-A0465049和EP-A0683028描述了抗冲改性的聚甲基丙烯酸酯模塑组合物的制备和结构。
1重量％-35重量％，优选2重量％-20重量％，尤其优选3重量％-15重量％，尤其是5重量％-12重量％抗冲改性剂存在于聚甲基丙烯酸酯基体中，该抗冲改性剂是由交联聚合物颗粒组成的弹性体相。抗冲改性剂是按本身已知的方式通过成珠聚合或通过乳液聚合获得的。
在最简单的情况下，涉及的材料是利用成珠聚合获得的交联颗粒，它们的平均粒子尺寸是10nm-150nm，优选20nm-100nm，尤其是30nm-90nm。它们一般由至少40重量％，优选50重量％-70重量％甲基丙烯酸甲酯，20重量％-40重量％，优选25重量％-35重量％丙烯酸丁酯和0.1重量％-2重量％，优选0.5重量％-1重量％交联单体，例如多官能(甲基)丙烯酸酯，例如甲基丙烯酸烯丙酯，和非必要的其它单体，例如0重量％-10重量％，优选0.5重量％-5重量％甲基丙烯酸C1-C4-烷基酯，例如丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸丁酯，优选丙烯酸甲酯或其它乙烯基方式可聚合单体，例如苯乙烯组成。
优选的抗冲改性剂是可具有两或三层核-壳式结构并通过乳液聚合而获得的聚合物颗粒(参见，例如，EP-A0113924、EP-A0522351、EP-A0465049和EP-A0683028)。然而，本发明要求这些乳液聚合物的适合的粒子尺寸在10nm-150nm，优选20nm-120nm，尤其优选50nm-100nm的范围内。
具有核和两个壳的三层或三相结构可以按如下方式产生。最内(硬)壳可以，例如，基本上由甲基丙烯酸甲酯，低比例的共聚单体，例如丙烯酸乙酯，和一定比例的交联剂，例如甲基丙烯酸烯丙酯组成。中间(软)壳可以，例如，由丙烯酸丁酯和非必要的苯乙烯组成，而最外面的(硬)壳基本上与基体聚合物相同，从而达到对基体的相容性和良好连接。聚丙烯酸丁酯在抗冲改性剂中的比例对于抗冲改性作用是决定性的并优选为20重量％-40重量％，尤其优选25重量％-35重量％。
尤其是对于箔制备而言，但并不限于此，优选使用原理上从EP0528196A1获知的体系，该体系是两相抗冲改性的聚合物，它由以下物质组成：
a1)10重量％-95重量％玻璃化转变温度Tmg大于70℃的内聚的硬相，其由以下组成：
a11)80重量％-100重量％(基于a1)甲基丙烯酸甲酯，和
a12)0重量％-20重量％一种或多种能够自由基聚合的其它烯属不饱和单体，和
a2)90重量％-5重量％分布在硬相中的、玻璃化转变温度Tmg低于-10℃的韧性相，其由以下组成：
a21)50重量％-99.5重量％丙烯酸C1-C10烷基酯(基于a2)
a22)0.5重量％-5重量％含两个或更多个能够自由基聚合的烯属不饱和基团的交联单体，和
a23)非必要的其它能够自由基聚合的烯属不饱和单体，
其中所述硬相a1)的至少15重量％与所述韧性相a2)具有共价键连接。
所述两相抗冲改性剂可以通过在水中的两阶段乳液聚合反应而制备，例如DE-A3842796中所述那样。在第一阶段中，韧性相a2)由至少50重量％，优选大于80重量％丙烯酸低级烷基酯制备和组成，从而为该相赋予低于-10℃的玻璃化转变温度Tmg。所使用的交联单体a22)包含二醇的(甲基)丙烯酸酯，例如乙二醇二甲基丙烯酸酯或1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯，带有两个乙烯基或烯丙基的芳族化合物，例如二乙烯基苯，或其它带有两个能够自由基聚合的烯属不饱和基团的交联剂，例如甲基丙烯酸烯丙酯，作为接枝交联剂。可以作为实例提及的并且带有三个或更多个能够自由基聚合的不饱和基团，如烯丙基或(甲基)丙烯酸类基团的交联剂是氰脲酸三烯丙酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯以及季戊四醇四丙烯酸酯和季戊四醇四甲基丙烯酸酯。US4,513,118给出了在这方面的其它实例。
能够自由基聚合并在a23)下提及的烯属不饱和单体可以例如是丙烯酸或甲基丙烯酸或它们的含1-20个碳原子但是上面没有提到的烷基酯，并且这里的烷基可以是直链、支化或环状的。另外，a23)可以包含能够自由基聚合并可与丙烯酸烷基酯a21)共聚合的其它脂族共聚单体。然而，意于排除显著比例的芳族共聚单体，如苯乙烯，α-甲基苯乙烯或乙烯基甲苯，因为它们特别是在气候老化作用下导致模塑组合物的不希望的性能。
当在第一阶段中制备韧性相时，必须小心注意调节粒子尺寸及其多分散度。韧性相的粒子尺寸这里主要取决于乳化剂的浓度。可以有利地通过使用种子胶乳控制粒子尺寸。基于水相，使用0.15重量％-1.0重量％的乳化剂浓度获得平均(加权平均)粒子尺寸低于130nm，优选低于70nm且粒子尺寸多分散度P80低于0.5(P80是由对通过超离心测定的粒子尺寸分布的累积评价而测定的；关系式是：P80＝[(r90-r10)/r50]-1，其中r10、r50、r90＝平均累积颗粒半径，是大于颗粒半径的10、50、90％且小于颗粒半径的90、50、10％的值)，优选低于0.2的颗粒。这特别适合于阴离子乳化剂，实例是尤其优选的烷氧基化和硫酸盐化的链烷烃。所使用的聚合反应引发剂的实例是0.01重量％-0.5重量％的碱金属过氧二硫酸盐或过氧二硫酸铵，基于水相，并且在20-100℃的温度下引发聚合反应。优选在20-80℃的温度下使用氧化还原体系，实例是由0.01重量％-0.05重量％有机氢过氧化物和0.05-0.15重量％羟甲基亚磺酸钠组成的组合。
其中至少15重量％与韧性相a2)共价连接的硬相a1)的玻璃化转变温度为至少70℃，并且该相可以只由甲基丙烯酸甲酯组成。最多至20重量％的一种或多种其它能够自由基聚合的烯属不饱和单体可以作为共聚单体a12)存在于硬相中，并且这里使用的(甲基)丙烯酸烷基酯，优选具有1-4个碳原子的丙烯酸烷基酯的量满足玻璃化转变温度不低于上述玻璃化转变温度。
硬相a1)的聚合同样在乳液中，在第二阶段中，使用常规助剂，例如也用于韧性相a2)的聚合的那些进行。
防紫外保护箔5还可以包含PVDF聚合物。用于本发明目的的PVDF聚合物是聚偏二氟乙烯，它们一般是透明、半结晶、热塑性的氟塑料。聚偏二氟乙烯的基本单元是偏二氟乙烯，它借助于特定催化剂在高纯度水中在受控的压力和温度条件下反应(聚合)而获得聚偏二氟乙烯。偏二氟乙烯又可例如由作为起始材料的氟化氢和甲基氯仿，经由作为前体的一氯二氟乙烷获得。对于本发明目的，在原理上可以通过使用任何商品级PVDF获得好的成功。它们包括由Arkema生产的品级，由Dyneon生产的
Figure BPA0000175258030000192
品级以及由Solvay生产的
Figure BPA0000175258030000193
品级。
可以通过在本发明箔中，按1∶0.01-1∶1(w/w)的比例的本发明用量范围的聚(甲基)丙烯酸酯和聚偏二氟乙烯使用PMMA/PVDF的组合，连同本发明UV稳定剂和UV吸收剂包，获得极其高性能的气候老化防护箔5。
在一个优选的变体中，本发明层5是单层箔。这一低成本变体的特征在于PMMA和PVDF在单一层中的共混物。
这些实施方案作为单层气候老化防护箔5是非常特别令人感兴趣的。进一步优选其中箔5包含聚(甲基)丙烯酸酯和聚偏二氟乙烯按1∶0.15-1∶0.40(w/w)的比例的混合物的改进型，所述比例优选是1∶0.15-1∶0.30(w/w)。
在另一个优选的变体中，本发明箔5是多层箔。这是指它具有多于一个子层，并且所述至少两个子层在个体子层的组成方面彼此不同。一个层因此可以包含PMMA，另一个层可以包含PVDF。本发明还包括所有可想得到的组合，例如一个层可以包含由PMMA/PVDF组成的共混物，而复合材料的另一层可以仅包含PMMA或仅包含PVDF。也可以通过添加由各种材料组成的另外的层达到性能的进一步合适的调节。
特征在于箔包含的至少两个子层的实施方案对于多层气候老化防护箔是非常尤其令人感兴趣的，所述子层中至少一个由聚(甲基)丙烯酸酯组成并且至少一个其它子层由聚偏二氟乙烯组成。进一步优选其中箔由两个子层组成的箔，其中一个子层是聚(甲基)丙烯酸甲酯层且另一个子层是聚偏二氟乙烯层。
所提及的由多于一个子层组成的箔复合材料可通过本身已知的箔制备方法获得。在一个优选实施方案中，复合材料可通过共挤出获得。然而，层压方法也是可想得到的，例如有或者没有使用粘合促进剂的情况下。
优选的其它箔复合材料是其中两个层都包含共混物的那些，以提高对彼此的粘合。例如，外PMMA层可以包含次要比例的PVDF以确保对纯PVDF层的良好粘合。
可以制备具有任何所需厚度的以单膜或具有多于一个子层的膜的形式的防紫外防护层5。决定性因素在此总是外膜的高透明性，连同异常的耐候性，以及对基材提供的极其高水平的气候老化防护。
经由本身已知的方法制备单或多层外膜，例如经过平模模头的挤出、吹膜挤出或溶液浇铸。
表面保护层7
表面保护层7优选可以应用作为表面涂层7。本发明范围中的术语″表面涂层″应理解为经施加以降低表面刮擦和/或改善耐磨性和/或作为抗污涂层和/或作为具有抗反射性能的涂层的总称。抗反射性能，从而提高总的光透射。
为了改进耐刮擦性或耐磨性，可以使用聚硅氧烷，例如得自SDCTechnologies Inc.的CRYSTALCOATTM MP-100，AS400-SHP401或UVHC3000K(都得自Momentive Performance Materials)。这些涂层制剂，例如，利用辊涂、刀涂或流涂施加到聚光器的高透明性聚合物层的表面上。
抗污涂层的更精确的细节可以参见文献或是本领域技术人员已知的。
粘合剂层
任选地，粘合剂层可以存在于本发明层压体的各个层中的每一个之间。更确切地说，粘合剂层可以存在于
·聚合物膜1和载体层3之间
Figure BPA0000175258030000211
粘合剂层2
和/或
·载体层3和防紫外保护层5之间
Figure BPA0000175258030000212
粘合剂层4
和/或
·防紫外保护层5和表面保护层7之间
Figure BPA0000175258030000213
粘合剂层6
和/或
·多层3和/或5的各个层之间。
对为此目的使用的粘合剂体系在它们的组成方面从待用粘合剂彼此粘结的两个层的粘合性能进行测定。另外，粘合剂体系应该有助于长寿命性能，并防止相邻层的不利的相互作用。
在一些情况下，光学性能也具有显著的重要性。粘合剂层必须是高度透明的。适合的实例特别是丙烯酸酯粘合剂。
尤其优选本发明的层压体，其中不存在粘合剂层2，即其中将聚合物膜1和载体层3热层压。此类层压体的制备描述在WO2009/121708中，该文献全文引入作为参考。所述方法包括以下步骤：提供具有第一表面和相对的第二表面的膜1，该第一表面压花有形成一个或多个菲涅耳透镜的光学结构；将该膜1引导至一对层压辊的夹持点；将载体层3或防紫外保护的载体层3或载体层3和防紫外保护层5的层压体或载体层3和防紫外保护层5的共挤出物供给所述夹持点，所述层3的旨在与层1粘结的表面的表面温度对实现所述聚合物片材和膜之间的热粘结是有效的；和将该聚合物片材层压至该膜的另一表面上。
所述方法不要求粘合剂或附加的热。除膜本身以外存在最少的附加污染源。所要求的附加装置制造起来较简单和廉价。
所述方法的细节现将在参考图3和4的同时进行描述。
参考附图，初始参考图3，示出了举例说明将压花膜1层压到聚合物片材3上涉及的方法和设备的示意图。如具有显示作业流程方向的箭头指向100的示意图所示，将聚合物片材3和膜1供入两个压延辊10和11的夹持点12并使它们彼此粘结。所述压延辊都是冷硬金属辊。
如图4所示，膜1具有压花有菲涅耳结构的第一表面16和待层压到聚合物片材3上的第二表面15。膜1可以用任何已知的方法压花并在层压之前处于环境温度。膜1也可以从商业来源获得。再参考图3，在一个实施方案中，将膜1供应在辊8中并经过一个或多个导引辊9供入夹持点12。应意识到的是，膜1可以从不同角度供入夹持点12，如图3所示，例如通过偏斜导引辊9′。
在本发明的一个实施方案中，聚合物片材3是由常规片材挤出方法制备的。并且当该片材仍然热且柔韧时，将它供入夹持点12以与膜1的表面15(图4)紧密接触。聚合物片材3在夹持点12处的温度对层压的成功是关键的。如果表面温度过低，则将会不存在粘结。如果表面温度太高，则膜1的光学结构将被破坏。应意识到的是，聚合物片材3具有有效确保片材3和膜1之间的热粘结而同时保持膜1的光学结构完整性的表面温度。对于3mm PMMA聚合物片材3，在操作点的示例性的表面温度是大约120℃-大约175℃，优选140℃-160℃。
在使膜1与聚合物片材3在夹持点12紧密接触后，热粘结发生并且膜1被层压至片材3上。在层压期间无需外部加热。热粘结所要求的热由片材3的内部热提供。在层压工艺期间，保持膜1的表面温度低于其玻璃化转变温度以防止光学结构的扭曲。
在层压后，然后引导层压体到冷却区14，该冷却区14包括多个冷却辊。在将该层压体冷却到室温(名义上，22℃)后，切割成品，例如通过飞锯在端点切割。
在另一个优选的选项中，本发明层压体包括粘合剂层2，优选的粘合剂是溶剂胶结剂。特别地，氯化溶剂含量高的制剂由于低的可燃性和快速扩散到丙烯酸类层中而可以具有加工优点。此外，优选现有技术中已知的基于丙烯酸酯的粘合剂。尤其优选作为粘合剂的是以商品名
Figure BPA0000175258030000231
从Evonik
Figure BPA0000175258030000232
GmbH商购的二氯甲烷或胶结剂，或得自IPS的产品，
Figure BPA0000175258030000233
和其它厂商的相当的产品。
可以用于涂层2、4或6之一的其它粘合剂可以根据待彼此粘结的基材和对粘合剂层的透明性所施加的严格要求进行选择。对于PMMA和PET的组合，优选熔体粘合剂。此种熔体粘合剂的实例是乙烯-乙酸乙烯酯热熔体(EVA热熔体)或丙烯酸酯-乙烯热熔体。丙烯酸酯-乙烯热熔体是优选的。
PET膜，或聚酯或聚烯烃膜，可以利用2K-PU粘合剂，通过基于例如EVA或丙烯酸酯-乙烯的熔体粘合剂彼此接合。
其它适合的粘合剂是本领域中已知的。
粘合剂层可以具有1-100μm，优选2-80μm的厚度。
本发明层压体的制备方法是本领域技术人员熟知的。复合体的制备方法的实例是层压和/或(共)挤出涂覆。优选的选项是：
I)共挤出防紫外保护层5和载体层3，接着将聚合物膜1层压到载体层3背面，如上所述以热方式或通过使用粘合剂层2
II)挤出层压载体层3和防紫外保护层5，任选地通过使用粘合剂层4，接着将聚合物膜1层压到载体层3背面，如上所述以热方式或通过使用粘合剂层2
III)在有或者没有形成粘合剂层2的情况下将聚合物膜1层压到载体层3上，接着在有或者没有形成粘合剂层4的情况下将防紫外保护箔5层压到载体层3的面对光源的那面上，
IV)在有或者没有形成粘合剂层2的情况下将包含至少一种UV吸收剂和至少一种UV稳定剂的载体层3与聚合物膜1层压，优选没有随后用层4和5层压
可以通过已知的技术施加表面涂层，即层7和任选的6。
根据本发明制备的防紫外保护的层压太阳光聚集器件优选用作槽聚光器，其将光束聚焦到太阳能电池或吸热器单元。因此，本发明涵盖包括至少一个根据本发明的太阳光聚集器件和至少一个太阳能电池的CPV元件以及包括至少一个根据本发明的太阳光聚集器件和至少一个吸热器单元的CSP元件。
根据本发明的防紫外保护的层压太阳光聚集器件用来制备太阳能器件，尤其是CSP或CPV器件的用途也是本发明主题。
附图说明
图1示出了本发明层压太阳光聚集器件的不同层
图2是根据本发明一个实施方案的层压菲涅耳膜的正视图。
图3是显示压花膜与聚合物片材的层压中涉及的方法和设备的示意图。
图4是图1的设备的一部分的示意性放大剖视图。
具体实施方式
实施例：
实施例1
将具有多重圆形菲涅尔透镜的压花图案的改性丙烯酸系膜1在不用粘合剂层2的情况下层压到半熔的丙烯酸系聚合物片材3上。这种膜1是Minneapolis MN的3M公司的产品。将该压花膜供应在辊上并从该辊供入一对压延辊的夹持点。使用常规片材挤出方法形成聚合物片材3。该膜1被层压到其上的丙烯酸类片材3的厚度是3mm并在层压点具有148℃-150℃的表面温度。调节该对压延辊之间的间隙以提供足够的压力来保证该施加的膜在操作点与该丙烯酸系聚合物完全接触。保持该压花表面的温度低于其玻璃化转变温度是重要的以保持该压花图案的清晰度。保持最后的辊和牵引辊的速度之比到0.980-1.00的比例以保持压花菲涅耳透镜在该片材3和膜1层压体冷却到室温时不变得扭曲。
实施例2
该方法与实施例1中所公开的相同，不同之处在于将连续线性菲涅耳图案压花到被施加于形成中的片材上的膜1中。
实施例3
使用由以下组分组成的厚度为56μm的PMMA箔5：
a)87.85重量％由根据EP0528196的两相抗冲改性剂组成的聚合物，其总组成为：
61.35  重量％  MMA
37.1   重量％  丙烯酸丁酯
0.36   重量％  丙烯酸乙酯
0.66   重量％  甲基丙烯酸烯丙酯
0.53   重量％  十二烷基硫醇，基于上述单体，
b)10重量％
Figure BPA0000175258030000251
7H，可从
Figure BPA0000175258030000252
GmbH获得，
c)1.0重量％Tinuvin360(得自Ciba SC的基于苯并三唑的UV吸收剂)
0.75重量％CGX UVA006(得自Ciba SC的基于三嗪的UV吸收剂)
0.4重量％Chimassorb119
并利用常规方法将这种混合物挤出而获得防紫外保护箔5。
然后将该箔5层压到实施例1和2的产品上并测试获得的产品。该产品与常规菲涅耳透镜相比显示改进的气候老化行为。

Claims (14)

1.防紫外保护的层压太阳光聚集器件，其特征在于
所述器件从太阳光源方向看包括至少以下层：
-聚合物载体层(3)
-具有第一表面和第二表面的聚合物膜(1)，该第一表面压花有形成一个或多个菲涅耳透镜的光学结构，该第二表面与聚合物层(3)直接地或经由粘合剂层(2)粘结
其中
所述载体层(3)包含至少一种UV吸收剂和至少一种UV稳定剂，
和/或其中
包含至少一种UV吸收剂和至少一种UV稳定剂的防紫外保护聚合物层(5)与载体层(3)的面对光源的表面直接地或者经由粘合剂层(4)粘结。
2.根据权利要求1的防紫外保护的层压太阳光聚集器件，其特征在于所述器件包括额外的聚合物表面保护层(7)，其与防紫外保护层(5)的面对光源的表面直接地或经由粘合剂层(6)粘结，或与载体层(3)的面对光源的表面直接地或经由粘合剂粘结，并且其具有防污性和/或耐刮擦性和/或耐磨性改进性能和/或抗反射性能。
3.制造根据权利要求1或2的防紫外保护的层压太阳光聚集器件的方法，其特征在于它包括以下步骤
共挤出载体层(3)和防紫外保护层(5)，接着在有或者没有形成粘合剂层(2)的情况下将聚合物膜(1)层压到载体层(3)的背面上，
或
在有或者没有形成粘合剂层(4)的情况下经由挤出层压将载体层(3)和防紫外保护层(5)层压，接着在有或者没有形成粘合剂层(2)的情况下将聚合物膜(1)层压到载体层(3)的背面上，
或
在有或者没有形成粘合剂层(2)的情况下层压载体层(3)和聚合物膜(1)，接着在有或者没有形成粘合剂层(4)的情况下将防紫外保护层(5)层压到载体层(3)的面对光源的那面上，
或
在有或者没有形成粘合剂层(2)的情况下层压包含至少一种UV吸收剂和至少一种UV稳定剂的载体层(3)和聚合物膜(1)。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于载体层(3)和聚合物膜(1)之间的层压体在没有粘合剂层的情况下形成并且所述方法包括以下步骤
-提供具有第一表面和相对的第二表面的膜(1)，该第一表面压花有光学结构；
-将所述膜(1)引导至一对层压辊的夹持点；
-将载体层(3)或防紫外保护的载体层(3)或载体层(3)和防紫外保护层(5)的层压体或载体层(3)和防紫外保护层(5)的共挤出物供给所述夹持点，所述载体层(3)的旨在与膜(1)粘结的表面的表面温度对实现所述载体层(3)和所述聚合物膜(1)之间的热粘结是有效的；和
-将所述载体层(3)层压到所述聚合物膜(1)的所述第二表面上。
5.根据权利要求1或2的防紫外保护的层压太阳光聚集器件或根据权利要求3或4的方法，其特征在于
聚合物膜(1)包括施加的正方形或矩形菲涅耳透镜图案，
或
聚合物膜(1)包括按网格图案排列的正方形个体菲涅耳透镜的矩阵，
或
所述膜(1)配置为线性菲涅耳透镜形式，其中图案对于所述膜的长度是连续的。
6.根据上述权利要求中任一项的防紫外保护的层压太阳光聚集器件或方法，其特征在于粘合剂层(2)是溶剂胶结剂，优选氯化溶剂含量高的制剂。
7.根据上述权利要求中任一项的防紫外保护的层压太阳光聚集器件或方法，其特征在于
聚合物膜(1)由选自聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、环状烯烃聚合物、聚苯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氨酯或它们的混合物或共聚物的聚合物组成，
和/或
载体层(3)是聚碳酸酯，聚苯乙烯，苯乙烯共聚物，聚酯，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯或PETG，含氟聚合物和/或PMMA基膜或片材和/或双层的PMMA/PVDF膜或片材和/或由PMMA/PVDF共混物制成的膜或片材，
和/或
防紫外保护层(5)由透明的单或多层(多子层)塑料箔组成，其在每种情况下在至少一个子层中包含聚(甲基)丙烯酸甲酯或聚(甲基)丙烯酸甲酯和聚偏二氟乙烯，或在至少一个子层中包含以混合物形式的聚(甲基)丙烯酸甲酯和聚偏二氟乙烯。
8.根据上述权利要求中任一项的防紫外保护的层压太阳光聚集器件或方法，其特征在于
所述载体层(3)和/或防紫外保护层(5)包含由至少一种三嗪和至少一种苯并三唑组成的UV吸收剂的混合物，并包含是HALS化合物或各种HALS化合物的混合物的至少一种UV稳定剂。
9.根据权利要求8的防紫外保护的层压太阳光聚集器件或方法，其特征在于UV稳定剂和UV吸收剂的混合物由如下量组成，每种量基于用来制备相应层的单体的重量：
0.1重量％-10重量％，优选0.5重量％-4重量％的苯并三唑型UV吸收剂，
0.1重量％-5重量％，优选0.5重量％-3重量％的三嗪型UV吸收剂，和
0.1重量％-5重量％，优选0.2重量％-2重量％的HALS型UV稳定剂。
10.根据上述权利要求中任一项的防紫外保护的层压太阳光聚集器件或方法，其特征在于
所述防紫外保护层(5)由聚(甲基)丙烯酸酯和聚偏二氟乙烯按1∶0.01-0.3∶1，优选1∶0.1-0.4∶1的重量比组成，并包含UV稳定剂和UV吸收剂，
或
所述防紫外保护层(5)包括两个子层，一个子层是由聚(甲基)丙烯酸酯组成的子层且另一个子层是由聚偏二氟乙烯组成的子层。
11.根据上述权利要求中任一项的防紫外保护的层压太阳光聚集器件或方法，其特征在于
所述聚合物膜(1)具有0.01-10mm，优选0.025-2mm，更优选0.025-1mm，尤其优选0.05-0.75mm，非常尤其优选0.1-0.5mm或5-0.9mm的厚度，
和/或
所述载体片(3)具有0.1mm-50mm，优选0.5-25mm，更优选1-20mm，尤其优选2-20mm，非常尤其优选2-10mm，和2-7mm的厚度，
和/或
所述防紫外保护聚合物层(5)膜具有10-250μm，更优选40-120μm，尤其优选50-90μm的厚度。
12.根据上述权利要求中任一项的防紫外保护的层压太阳光聚集器件或方法，其特征在于
所述载体层(3)包含至少一种热稳定剂。
13.太阳能器件，其特征在于
它是包括至少一个根据权利要求1-2或5-12中任一项的太阳光聚集器件和至少一个太阳能电池的CPV元件，
或
它是包括至少一个根据权利要求1-2或5-12中任一项的太阳光聚集器件和至少一个吸热元件的CSP元件。
14.根据上述权利要求中任一项的防紫外保护的层压太阳光聚集器件用于制备太阳能热器件，尤其是CSP器件，或用于制备光伏器件，尤其是CPV器件的用途。
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