CN103931001B - 组合物、由其制造的多层片材以及用于制造和使用该多层片材的方法 - Google Patents

组合物、由其制造的多层片材以及用于制造和使用该多层片材的方法 Download PDF

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Abstract

在一个实施方式中，光伏模块包括透明覆板；背板；以及覆板和背板之间的光伏电池，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组合物的核心层，第一聚碳酸酯包含二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元和双酚A，其中，第一聚碳酸酯具有结构其中基于核心组合物中的总重复单元，二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；第二聚碳酸酯选自由以下组成的组：双酚A聚碳酸酯均聚物、聚邻苯二甲酸酯碳酸酯共聚物、包含2‑苯基‑3,3‑双(4‑羟基苯基)苯并吡咯酮碳酸酯和双酚A碳酸酯重复单元的聚碳酸酯共聚物、包含双酚A碳酸酯和四溴双酚A碳酸酯重复单元的聚碳酸酯共聚物以及包含前述中的至少一种的组合。

Description

组合物、由其制造的多层片材以及用于制造和使用该多层片 材的方法
技术领域
本申请涉及聚碳酸酯组合物、聚碳酸酯片材以及光伏模块。
背景技术
光伏(PV)模块通常包括由层压至覆板(superstrate)和背板(backsheet)的封装物封装的太阳能电池。用于PV模块的背板通常由三层层压材料结构如聚氟乙烯(PVF，例如，Tedlar*)-聚对苯二甲酸乙二酯(PET)-PVF层压材料(即，TPT层压材料)组成。PVF层提供耐候性(耐风化性，weathering resistance)，而PET提供机械强度、介电绝缘以及水蒸气阻度(water vapor resistance)，PV模块背板的所有期望的性能。然而，PVF是不仅昂贵而且对环境不友好、并且难以制造的氟聚合物。PET通常可以形成具有良好的机械、电和水蒸气阻挡(water vapor barrier)性能的低成本塑料薄膜，然而，当在长期使用过程中暴露于高湿度和热环境时，PET薄膜容易水解。因此，在PV模块的寿命期间可以劣化整个背板的性能。此外，制造TPT层压材料需要另外的(separate)粘合剂层以将PET和PVF层结合在一起。这种粘接通常不具有用于PV模块应用的足够的强度以维持模块的使用寿命，并且在背板的长期户外暴露过程中，结合强度也可以劣化，其可以导致夹层分层问题。
除了TPT型结构之外，背板可以具有包括氟聚合物层(T)、PET层(P)以及聚乙烯层(E)的TPE结构。TPE背板可以用于减少氟聚合物在整个背板结构中的使用。然而，这种背板可以仍然需要制造单个层和另外的使用PET层和氟聚合物层之间以及PET层和聚乙烯层之间的粘合剂层的层对层(layer-to-layer)的层压过程的步骤。因此，总的制造成本可能相对高，并且由于长期户外使用过程中层之间的不充分的粘结，使得产品也可能遭受夹层分层的风险。
聚碳酸酯类片材能够改善PVF-PET-PVF背板中缺乏的一些性能。例如，与在美国专利号US 4,304,899中示出的双酚A(BPA)类聚碳酸酯(PC)聚合物相比，1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(二甲基双酚环己烷，DMBPC)类聚碳酸酯共聚物(例如，Lexan*DMX树脂，可商购自SABIC创新塑料(SABIC Innovative Plastics))可以提供可比较的耐湿性和较好的水蒸气阻挡，但是由DMBPC聚碳酸酯共聚物制造的制品通常经受不充足的抗冲击性。美国专利申请号US 2009/0176946公开了DMBPC聚碳酸酯共聚物和BPA聚碳酸酯的共混物以平衡铅笔硬度和抗冲击性。美国专利申请号US 2008/0254299公开了包括含有DMBPC聚碳酸酯的顶层和BPA聚碳酸酯类第二层的复合材料，其中，优化其中的配方用于获得包含DMBPC聚碳酸酯的顶层的较好的铅笔硬度。美国专利号US 7,521,119公开了当将两者暴露于如在使用PV能源系统的农村地区中将会发现的富氨环境时，与BPA聚碳酸酯相比，表现出较好的耐聚合物降解性的DMBPC类聚碳酸酯共聚物。
许多PV模块可以经受的通用环境条件是环境热和高湿度的组合，对于这种组合，期望PV包装材料的耐水热性(hydrothermal resistance)。因此，存在对于可以有效地用于PV模块应用中的优化的聚碳酸酯配方的需要。
发明内容
在各种实施方式中，公开了聚碳酸酯组合物和聚碳酸酯片材以及用于制造和使用该聚碳酸酯片材的方法。
在一个实施方式中，光伏模块包括：透明覆板；背板；以及覆板和背板之间的光伏电池(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组合物的核心层，第一聚碳酸酯包含二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元和双酚A重复单元，其中，第一聚碳酸酯具有结构
其中，基于核心组合物中的总重复单元，二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；第二聚碳酸酯选自由以下组成的组：双酚A聚碳酸酯均聚物、聚邻苯二甲酸酯碳酸酯共聚物、包含2-苯基-3,3-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮碳酸酯和双酚A碳酸酯重复单元的聚碳酸酯共聚物、包含双酚A碳酸酯和四溴双酚A碳酸酯重复单元的聚碳酸酯共聚物以及包含前述中的至少一种的组合。
在另一个实施方式中，多层片材包括：核心层；以及设置在核心层表面上的第一盖层；核心层由包含第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯以及第三聚碳酸酯的核心组合物形成，第一聚碳酸酯包含二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元和双酚A重复单元，其中，第一聚碳酸酯具有结构
其中，基于核心组合物中的总重复单元，二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；第二聚碳酸酯，包含具有结构
的聚邻苯二甲酸酯碳酸酯共聚物；第三聚碳酸酯包含双酚A聚碳酸酯均聚物。
在一种实施方式中，组合物包含：第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯以及第三聚碳酸酯，第一聚碳酸酯包含二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元和双酚A重复单元，其中，第一聚碳酸酯具有结构
其中，基于组合物中的总重复单元，二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；第二聚碳酸酯，包含具有结构
的聚邻苯二甲酸酯碳酸酯共聚物；第三聚碳酸酯包含双酚A聚碳酸酯均聚物。
在一种实施方式中，制造多层片材的方法包括：共挤出核心层和第一盖层，其中，核心层包括含有第一聚碳酸酯组合物和第二聚碳酸酯以及第三聚碳酸酯的核心组合物，第一聚碳酸酯组合物包含二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元和双酚A重复单元，其中，第一聚碳酸酯具有结构
其中，基于核心组合物中的总重复单元，二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；第二聚碳酸酯包含具有结构
的聚邻苯二甲酸酯碳酸酯共聚物；第三聚碳酸酯包含双酚A聚碳酸酯均聚物；并且其中，第一盖层包括选自由以下组成的组中的成员：聚碳酸酯和UV光吸收稳定剂、间苯二酚聚芳酯碳酸酯共聚物以及包含前述中的至少一种的组合。
以下将更具体地描述这些和其他特征和特性。
附图说明
以下是附图的简要说明，其中，相同元素被相同地编号，并且它们是为了阐明本文中所公开的示例性实施方式的目的而不是为了限制示例性实施方式的目的而给出。
图1是如在本文中描述的多层片材的一种实施方式的视图。
图2是如在本文中描述的多层片材的一种实施方式的视图。
图3是如在本文中描述的多层片材的一种实施方式的视图。
图4是PV模块的示意图。
具体实施方式
在本文的各种实施方式中，公开了包括核心层和盖层(例如，可以与核心层连接的耐候保护层)的多层片材(在本文中，薄膜和片材可互换地使用)。多层片材可以用于各种电子应用中，包括但不限于PV模块并且可以提供具有大于或等于30％的抗穿刺性保留和小于或等于1％的机器方向和/或横向上的热收缩率(thermal shrinkage)的水热稳定的片材。核心层可以由核心组合物形成，核心组合物包含第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯，第一聚碳酸酯包含含有DMBPC碳酸酯和BPA碳酸酯(例如，DMBPC碳酸酯重复单元和BPA碳酸酯重复单元)的DMBPC碳酸酯均聚物或共聚物，其中，基于核心组合物中总的重复单元，DMBPC碳酸酯重复单元以10重量百分数(wt.％)至50wt.％的量存在；第二聚碳酸酯选自由以下组成的组：BPA聚碳酸酯均聚物、包含BPA邻苯二甲酸酯嵌段和BPA碳酸酯嵌段的聚邻苯二甲酸酯碳酸酯(PPC)共聚物、包含2-苯基-3,3-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(p,p-PPPBP)碳酸酯和BPA碳酸酯作为重复单元(例如，Lexan*XHT树脂，可商购自SABIC创新塑料)的高热聚碳酸酯共聚物、包含BPA碳酸酯和四溴双酚A(TBBPA)碳酸酯作为重复单元的聚碳酸酯共聚物以及包含上述中的至少一种的组合。
在一种实施方式中，核心组合物可以包含：第一聚碳酸酯，包含DMBPC碳酸酯重复单元，其中，基于核心组合物的总重复单元，DMBPC碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；第二聚碳酸酯，包含PPC共聚物；以及第三聚碳酸酯，包含BPA聚碳酸酯均聚物。
在晶体硅PV模块(参见，例如，其中示出PV模块40的图4)中，如在图4中示出的，太阳能电池48通常用连接件52保持在合适的位置，并且还被透明封装物(封装剂，encapsulant)46围绕并在两边层压至透明覆板42和背板44。PV模块还被密封胶50围绕。在一种示例性PV模块组装方法中，覆板42、封装物46、太阳能电池48以及背板44以层对层的直接接触放置(如在图4中示出的)，然后，在热和压力下层压以达到太阳能电池48的完全封装以及层之间的充分的结合强度。在长期户外使用过程中，覆板42和背板44可以为太阳能模块提供机械保护、耐侯性保护以及电绝缘。由于其暴露于直接的日光，可以期望覆板42具有良好的UV耐侯保护能力。通常，在大多数PV模块应用中，不会对背板44经受直接的日光暴露，但是由于来自周围环境的间接光如反射或散射的UV光，仍然可以期望背板44受到保护免于UV暴露。
此外，当PV模块暴露于高温(例如，大于或等于50℃)和高湿度(例如，大于或等于50％相对湿度)时，背板和覆板的耐水热性可以确保背板和覆板存留(survive)并长期使用且在这种恶劣的条件下没有劣化。例如，IEC61730-2要求PV模块在85℃和85％的相对湿度的条件下通过最少1,000小时的湿热试验。由于水蒸气阻挡可以帮助降低由来自环境的水分的侵入引起的电池腐蚀的机会和覆板和背板从封装物的潜在的分层，对于覆板和背板，水蒸气阻挡也是期望的。
具有25wt.％至35wt.％的乙酸乙烯酯含量的聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)(EVA)树脂，连同包括有机过氧化物作为交联剂、光稳定剂、和/或粘合促进剂的复合添加剂(additive package)可以用作太阳能电池封装剂。使用EVA作为封装剂的PV模块组装方法可以包括：将组件加热至135℃至150℃，并且施加真空和压力数分钟以实现EVA材料的充分固化来封装太阳能电池，并且也将覆板和背板结合至组件。在这种情况下，背板和覆板的低热收缩率对于避免由PV模块组装过程中背板或覆板的热收缩率引起的太阳能电池阵列的电池与电池间隔的中断可以是重要的。
本文中公开的聚碳酸酯组合物和包含该组合物的片材能够提供良好的耐水热性和良好的抗穿刺性，意味着片材可以通过IEC61730-2(即，在85℃和85％的相对湿度的条件下，通过最少1,000小时的湿热试验)中列出的要求；低热收缩率(例如，小于或等于3％，具体地，小于或等于1％)、低水蒸气透过率(WVTR)(例如，小于或等于15g/m2-24小时)、UV耐候性、如果核心层和耐风化的盖层可以在一步共挤出工艺中生产并且结合在一起时的低成本制造方法；以及在盖层(例如，耐候保护层)可选地包含无卤聚合物时的环境友好。例如，在环境暴露之后，本文中公开的片材可以提供大于或等于30％，具体地，大于或等于40％，更具体地，大于或等于50％，甚至更加具体地，大于或等于60％，并且还更具体地，大于或等于70％的抗穿刺性保留(retention of puncture resistance)。
在一种实施方式中，公开了多层片材，其中，多层片材包括核心层和盖层(例如，可耐候盖层)。核心层可以包括含有第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯的核心组合物，第一聚碳酸酯包括含有DMBPC碳酸酯和BPA碳酸酯的DMBPC碳酸酯均聚物或共聚物，其中，基于核心组合物中的重复单元的总数，DMBPC碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；第二聚碳酸酯选自由以下组成的组：BPA聚碳酸酯均聚物、PPC共聚物、包含p,p-PPPBP碳酸酯和BPA碳酸酯的聚碳酸酯共聚物、和包含BPA碳酸酯和TBBPA碳酸酯的聚碳酸酯共聚物以及包含前述中的至少一种的组合。这种多层片材能够具有良好的耐水热性、低热收缩率、良好的抗冲击性、低WVTR和UV耐候性。多层片材可以用于PV模块中作为背板和/或覆板(如果多层片材是透明的)，其中，PV模块包括覆板、背板以及覆板和背板之间的太阳能电池。如果第二聚碳酸酯包括PPC共聚物、包含p,p-PPPBP碳酸酯和BPA碳酸酯的碳酸酯共聚物或包含TBBPA碳酸酯和BPA碳酸酯的聚碳酸酯共聚物，包含BPA聚碳酸酯的第三聚碳酸酯也可以可选地存在于核心组合物中。将第三聚碳酸酯包含在核心组合物中可以起增加包含DMBPC碳酸酯重复单元的第一聚碳酸酯和包含PPC共聚物、p,p-PPPBP碳酸酯共聚物或TBBPA碳酸酯共聚物的第二聚碳酸酯的相容性的作用，并且起调节核心组合物的熔融流动(例如，降低核心组合物的粘度)的作用。将PPC包含在核心组合物中可以帮助降低多层片材的热收缩率。
如果第二聚碳酸酯包括PPC共聚物、和/或p,p-PPPBP碳酸酯共聚物、和/或TBBPA碳酸酯共聚物，基于组合物的100wt.％的总重量，第二聚碳酸酯可以以20wt.％至50wt.％的量存在，并且第三聚碳酸酯以0wt.％至40wt.％的量存在。在另一个实施方式中，基于组合物的100wt.％的总重量，第二聚碳酸酯可以以40wt.％至50wt.％的量存在，并且第三聚碳酸酯可以以10wt.％至25wt.％的量存在。
如果第二聚碳酸酯包括BPA聚碳酸酯，BPA聚碳酸酯可以以第二聚碳酸酯的20wt.％至90wt.％，具体地，30wt.％至80wt.％，并且更具体地，45wt.％至75wt.％的量存在。
如在本文中使用的，术语“聚碳酸酯”是指具有式(1)的重复结构碳酸酯单元的组合物：
其中，R1基团总数的至少60％包含芳香族部分并且其余的部分是脂肪族部分、脂环族部分、或芳香族部分。在一种实施方式中，每个R1是C6-30芳香基，即，包含至少一个芳香族部分。R1可以源自式HO-R1-OH、特别是式(2)的二羟基化合物：
HO–A1–Y1–A2–OH (2)
其中，A1和A2各自是单环二价芳香基，并且Y1是单键或使A1与A2隔开的具有一个或多个原子的桥连基。在一种示例性实施方式中，一个原子将A1与A2隔开。具体地，每个R1都可以源自式(3)的二羟基芳香族化合物：
其中，Ra和Rb各自表示卤素或C1-12烷基，并且可以相同或不同；以及p和q各自独立地是0至4的整数。应理解的是，当p是0时，Ra是氢，并且类似地，当q是0时，Rb是氢。同样，在式(3)中，Xa表示连接两个羟基取代的芳香基的桥连基，其中，每个C6亚芳基的桥连基和羟基取代基彼此排列在C6亚芳基上的邻位、间位或对位(特别是对位)。在一种实施方式中，桥连基Xa是单键、-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-C(O)-或C1-18有机基团。C1-18有机桥连基可以是环状或非环状、芳香族或非芳香族的，并且可以进一步包括杂原子如卤素、氧、氮、硫、硅、或磷。可以排列C1-18有机基团使得连接至其的C6亚芳基各自连接至普通的亚烷基(烷叉基，alkylidene)碳或连接至C1-18有机桥连基的不同碳。在一个实施方式中，p和q各自是1，以及Ra和Rb各自是C1-3烷基，具体地是甲基，排列在每个亚芳基上的羟基的间位。
在一种实施方式中，Xa是取代或未取代的C3-18环烷叉基；式-C(Rc)(Rd)-的C1-25烷叉基，其中，Rc和Rd各自独立地是氢、C1-12烷基、C1-12环烷基、C7-12芳烷基、C1-12杂烷基、或环状的C7-12杂芳烷基；或式-C(＝Re)-的基团，其中，Re是二价C1-12烃基。这种类型的示例性基团包括亚甲基、环己基亚甲基、乙叉基、新戊叉基、和异丙叉基以及2-[2.2.1]-二环庚叉基、环己叉基、环戊叉基、环十二烷叉基和金刚烷叉基。其中Xa是取代的环烷叉基的具体实例是式(4)的环己叉基桥连的、烷基取代的双酚：
其中，Ra'和Rb'各自独立地是C1-12烷基，Rg是C1-12烷基或卤素，r和s各自独立地是1至4，并且t是0至10。在一个具体实施方式中，每个Ra'和Rb'中的至少一个排列在环己叉基桥连基的间位。当包括适当数目的碳原子时，取代基Ra'、Rb'和Rg可以是直链、环状、双环、支链、饱和或不饱和的。在一种实施方式中，Ra'和Rb'各自独立地是C1-4烷基，Rg是C1-4烷基，r和s各自是1，并且t是0至5。在另一个具体实施方式中，Ra'、Rb'和Rg各自是甲基，r和s各自是1，并且t是0至3。环己叉基桥连的双酚可以是2摩尔的邻甲酚与1摩尔的环己酮的反应产物。在另一个示例性实施方式中，环己叉基桥连的双酚是2摩尔的甲酚与1摩尔的氢化异佛尔酮(例如，1,1,3-三甲基-3-环己烷-5-酮)的反应产物。这种含环己烷的双酚，例如2摩尔的苯酚与1摩尔的氢化异佛尔酮的反应产物可用于制备具有高玻璃化转变温度和高热变形温度的聚碳酸酯聚合物。
在另一个实施方式中，Xa是C1-18亚烷基、C3-18环亚烷基、稠合C6-18环亚烷基、或式-B1-W-B2-的基团，其中，B1和B2是相同或不同的C1-6亚烷基，并且W是C3-12环烷叉基或C6-16亚芳基。
Xa还可以是式(5)的取代的C3-18环烷叉基：
其中，Rr、Rp、Rq和Rt独立地是氢、卤素、氧或C1-12有机基团；I是直键、碳或二价氧、硫或-N(Z)-，其中，Z是氢、卤素、羟基、C1-12烷基、C1-12烷氧基或C1-12酰基；h是0至2，j是1或2，i是0或1的整数，以及k是0至3的整数，条件是：Rr、Rp、Rq和Rt中的至少两个一起是稠合的环脂族、芳香族、或杂芳香族环。应该理解，当稠环是芳香族的时，如式(5)中示出的环在该环的稠合处将具有不饱和的碳-碳连接。当k是1并且i是0时，式(5)示出的环包含4个碳原子；当k是2时，式(5)示出的环包含5个碳原子；并且当k是3时，该环包含6个碳原子。在一个实施方式中，两个相邻的基团(例如，Rq和Rt一起)形成芳香族基团，并且在另一个实施方式中，Rq和Rt一起形成一个芳香族基团，而Rr和Rp一起形成第二芳香族基团。当Rq和Rt一起形成芳香族基团时，Rp可以是双键氧原子，即酮。
其他有用的式HO-R1-OH的芳香族二羟基化合物包括式(6)的化合物：
其中，每个Rh独立地是卤素原子、C1-10烃基如C1-10烷基、卤素取代的C1-10烷基、C6-10芳基或卤素取代的C6-10芳基，并且n是0至4。卤素通常是溴。
具体的芳香族二羟基化合物的一些说明性实例包括如下：4,4'-二羟基联苯、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、双(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基苯基)二苯基甲烷、双(4-羟基苯基)-1-萘基甲烷、1,2-双(4-羟基苯基)乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、2-(4-羟基苯基)-2-(3-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)苯基甲烷、2,2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、1,1-双(羟基苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)异丁烯、1,1-双(4-羟基苯基)环十二烷、反式-2,3-双(4-羟基苯基)-2-丁烯、2,2-双(4-羟基苯基)金刚烷、α,α'-双(4-羟基苯基)甲苯、双(4-羟基苯基)乙腈、2,2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-乙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-正丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-异丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-仲丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-烯丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷、1,1-二氯-2,2-双(4-羟基苯基)乙烯、1,1-二溴-2,2-双(4-羟基苯基)乙烯、1,1-二氯-2,2-双(5-苯氧基-4羟基苯基)乙烯、4,4'-二羟基二苯甲酮、3,3-双(4-羟基苯基)-2-丁酮、1,6-双(4-羟基苯基)-1,6-己二酮、乙二醇双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)硫化物、双(4-羟基苯基)亚砜、双(4-羟基苯基)砜、9,9-双(4-羟基苯基)氟、2,7-二羟基芘、6,6'-二羟基-3,3,3',3'-四甲基螺(二)茚满(“螺二茚满双酚”)、3,3-双(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺、2,6-二羟基二苯并-对二噁英、2,6-二羟基噻蒽、2,7-二羟基酚黄素、2,7-二羟基-9,10-二甲基吩嗪、3,6-二羟基二苯并呋喃、3,6-二羟基二苯并噻吩以及2,7-二羟基咔唑、间苯二酚、取代的间苯二酚化合物如5-甲基间苯二酚、5-乙基间苯二酚、5-丙基间苯二酚、5-丁基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-枯基间苯二酚、2,4,5,6-四氟间苯二酚、2,4,5,6-四溴间苯二酚等；邻苯二酚(catechol)；氢醌(对苯二酚，hydroquinone)；取代的氢醌如2-甲基氢醌、2-乙基氢醌、2-丙基氢醌、2-丁基氢醌、2-叔丁基氢醌、2-苯基氢醌、2-枯基氢醌、2,3,5,6-四甲基氢醌、2,3,5,6-四叔丁基氢醌、2,3,5,6-四氟氢醌、2,3,5,6-四溴氢醌等，或包含前述二羟基化合物中的至少一种的组合。
式(3)的双酚化合物的具体实例包括：1,1-双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(以下，“双酚A”或“BPA”)、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)正丁烷、2,2-双(4-羟基-2-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、3,3-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮、2-苯基-3,3-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(p,p-PPPBP)以及1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(DMBPC)。也可以使用包括前述二羟基化合物中的至少一种的组合。在一个具体实施方式中，聚碳酸酯是源自双酚A的线性(直链)均聚物，其中，A1和A2各自是对亚苯基并且Y1是式(3)中的异丙叉基。
DMBPC碳酸酯的均聚物由式(7)的x部分表示，或DMBPC碳酸酯与BPA碳酸酯的共聚物具有由式(7)表示的总化学结构：
如之前所描述的，DMBPC碳酸酯可以与BPA碳酸酯共聚以形成DMBPC BPA共聚碳酸酯。例如，DMBPC类聚碳酸酯作为共聚物或均聚物(DMBPC)可以包含10mol％至100mol％的DMBPC碳酸酯以及90mol％至0mol％的BPA碳酸酯，具体地，25mol％的DMBPC碳酸酯和75mol％的BPA碳酸酯，更具体地，50mol％的DMBPC碳酸酯和50mol％的BPA碳酸酯。
没有特别限制本文中所述的任何聚碳酸酯的制备方法。它可以通过包括使用光气的界面方法和/或使用碳酸二芳酯如碳酸二苯基酯或碳酸双甲基水杨基酯作为碳酸酯源的熔融方法的生产聚碳酸酯的任何已知方法生产。
如所提及的，第二聚碳酸酯可以包括如在式(8)中示出的含有BPA碳酸酯嵌段和芳香族酯嵌段(例如，间苯二甲酸酯(isophthalate)和对苯二甲酸酯)的PPC聚合物：
在一种实施方式中，PPC聚合物可以包含10mol％至50mol％的BPA碳酸酯嵌段以及50mol％至90mol％的芳香族酯嵌段，具体地，20mol％的BPA嵌段和80mol％的芳香族酯嵌段，间苯二甲酸酯与对苯二甲酸酯的比率是93:7。
式(2)的二羟基化合物的具体实例可以是以下式(9)：
(也称为3,3-双(4-羟基苯基)-2-苯基异吲哚啉-1-酮(PPPBP)也称为2-苯基-3,3-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮。
式(2)的二羟基化合物还可以是以下式(10)：
其中，R3和R5各自独立地为卤素或C1-6烷基，R4是C1-6烷基、苯基、或用上达至5个卤素或C1-6烷基取代的苯基，并且c是0至4。在一个具体实施方式中，R4是C1-6烷基或苯基。在又一个实施方式中，R4是甲基或苯基。在另一个具体实施方式中，每个c是0。
在一种实施方式中，第二聚碳酸酯可以包括如相对于式(9)和(10)所描述的p,p-PPPBP碳酸酯与BPA碳酸酯的共聚物，其中，共聚物具有在式(11)中示出的结构。
p,p-PPPBP碳酸酯和BPA碳酸酯的共聚物可以包含25mol％至75mol％的p,p-PPPBP碳酸酯以及75mol％至25mol％的BPA碳酸酯，具体地，35mol％的p,p-PPPBP碳酸酯和65mol％的BPA碳酸酯。
在某些实施方式中，第二聚碳酸酯可以是溴化聚碳酸酯，即，含有源自2,2',6,6'-四溴-4,4'-异丙叉基二酚(TBBPA)的溴化碳酸酯单元和源自非TBBPA的至少一种二羟基芳香族化合物的碳酸酯单元的聚碳酸酯。二羟基芳香族化合物可以是式(5)和式(6)中的一种。
在一些实施方式中，用于制备TBBPA共聚物的TBBPA与二羟基芳族化合物的相对比将取决于所用的TBBPA共聚物的量和聚碳酸酯组合物中所需的溴的量。在一种实施方式中，由具有30wt％至70wt％的TBBPA和30wt％至70wt％的二羟基芳族化合物特别是双酚A，或特别是45wt％至55wt％的TBBPA和45wt％至55wt％的二羟基芳香族化合物特别是双酚A的组合物制备TBBPA共聚物。在一种实施方式中，在TBBPA共聚物中不存在其他单体。
可以使用不同的TBBPA共聚物的组合。具体地，可以使用具有苯酚封端的TBBPA共聚物。同样，具体地，可以使用具有2,4,6-三溴苯酚封端的TBBPA碳酸酯。
TBBPA共聚物可以具有使用聚碳酸酯标准由凝胶渗透色谱(GPC)所测定的18,000至30,000道尔顿，具体地，20,000至30,000道尔顿的Mw。TBBPA碳酸酯与BPA碳酸酯的共聚物的结构由式(12)示出：
TBBPA碳酸酯和BPA碳酸酯的共聚物可以包含25mol％至75mol％的TBBPA以及75mol％至25mol％的BPA，具体地，35mol％的TBBPA和65mol％的BPA。
如在本文中使用的，“聚碳酸酯”进一步包括均聚碳酸酯(其中，聚合物中的每个R1是相同的)、碳酸酯中包含不同R1部分的共聚物(在此，称为“共聚碳酸酯”)、包含碳酸酯单元和其他类型的聚合物单元如酯单元的共聚物以及包含均聚碳酸酯和/或共聚碳酸酯中至少一种的组合。如在本文中使用的，“组合”包括共混物、混合物、熔合物(alloy)、反应产物等。
聚碳酸酯组合物可以进一步包含一种或多种抗冲改性剂。示例性抗冲改性剂包括天然橡胶、氟弹性体、乙烯-丙烯橡胶(EPR)、乙烯-丁烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯单体橡胶(EPDM)、丙烯酸酯橡胶、氢化的丁腈橡胶(HNBR)、硅酮弹性体以及弹性体改性的接枝共聚物如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯(AES)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)、高橡胶接枝物(HRG)等。基于组合物中的聚合物的总重量，抗冲改性剂通常以1wt.％至30wt.％的量存在。
除了聚碳酸酯之外，组合物可以包含通常结合到这类聚合物组合物中的各种添加剂，条件是：选择一种或多种添加剂以不显著不利地影响热塑性树脂组合物的期望的性能，尤其是耐水热性、耐水蒸气透过性、抗穿刺性以及热收缩率。可以在使用于形成组合物的组分混合的过程中的合适时间混合这些添加剂。示例性添加剂包括填料、增强剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外(UV)光稳定性、增塑剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂、着色剂如二氧化钛、炭黑和有机染料、表面效应添加剂、放射稳定剂、阻燃剂和抗滴落剂。可以使用添加剂的组合，例如，热稳定剂、脱模剂、和紫外光稳定剂的组合。通常，以通常已知的有效量使用添加剂。基于组合物的总重量，添加剂总量(除了任何抗冲改性剂、填料、或增强剂以外)通常是0.01wt.％至5wt.％。
也可使用光稳定剂和/或紫外光(UV)吸收稳定剂。示例性光稳定剂添加剂包括苯并三唑如2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-苯并三唑和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、或包含前述光稳定剂中的至少一种的组合。基于除了任何填料之外100重量份的总组合物，以0.01重量份至5重量份的量使用光稳定剂。
可用的UV吸收稳定剂包括三嗪类和/或二苯甲酰基间苯二酚类。三嗪类包括：
其中，R1＝H，R2、R3＝独立地是H、脂肪族C1-C12、环脂族C3-C12、或芳香族的，R4＝H、C1-C24脂肪族、C3-C24环脂族。脂肪族和环脂族基团还可以包含醇、醚、酯、和羧酸官能度。它们还可以是直链的或支链的并且可以包含硅。期望地，R1、R2和R3＝H。具体实例是R1、R2、R3＝H，R4＝C6H13(例如，1577)以及R1、R2、R3＝H，R4＝CH2CH2OOCCH(C2H5)CH2CH2CH2CH3(例如，LA-46)。
可用的二苯甲酰基间苯二酚类包括：
其中：R5＝H、脂肪族C1-C12、环脂族C3-C12、CH2CH2CH2SiRn(OR8)3-n，n＝0-2，R8＝H、脂肪族C1-C12；R6、R7＝独立地是H、脂肪族C1-C12、环脂族C3-C12、或芳香族的。
另一个可用的UV吸收稳定剂是二苯甲酰基间苯二酚。
其中，R9、R10、R11、R12独立地是H、脂肪族C1-C12、环脂族C3-C12、或芳香族的。
稳定的UV吸收稳定剂的一些具体实例是4,6-二苯甲酰基间苯二酚、如在美国专利号US 5,391,795和US 5,679,820中所描述的甲硅烷基化的4,6-二苯甲酰基间苯二酚，以及2,4-二苯基-6-(2′-羟基-4′烷氧基苯基)-1,3,5-三嗪(如可商购自BASF的Tinuvin*1577和可商购自Asahi Denka的ADK STAB LA-46)。稳定的UV吸收稳定剂由如通过暴露于3MJ/m2(在340nm下测量的)滤过的氙弧加速风化所估计的在330nm的极端风化下小于0.15吸光度单位/年的损耗率表征。可以使用UV吸收稳定剂的混合物来改善相容性。
UV吸收稳定剂具有小于0.15吸光度单位/年的损耗率，获得如通过氙弧加速风化所测量的估计的小于4微米/年(μm/年)的侵蚀速率。示例性UV吸收剂是2,4-二苯基-6-(2′-羟基-4′烷氧基苯基)-1,3,5-三嗪(如，可商购自BASF Corporation,Florham Park,NJ07932的Tinuvin*1577以及可商购自Adeka Corporation,Tokyo,Japan的ADK STAB LA-46)、间苯二酚(如，4,6-二苯甲酰基间苯二酚和/或如在美国专利号US 5,763,674中描述的偶联的4,6-二苯甲酰基间苯二酚)以及包含上述中的至少一种的组合。
其他示例性UV光吸收稳定剂包括：羟基二苯甲酮类；羟基苯并三唑类；羟基苯基三嗪类(例如，2-羟基苯基三嗪)；羟基苯并三嗪；氰丙烯酸酯；草酰替苯胺；苯并噁嗪酮；2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯酚(CYASORB*5411)；2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(CYASORB*531)；2-[4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)-苯酚(CYASORB*1164)；2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)(CYASORB*UV-3638)；1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷(UVINUL*3030)；2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并噁嗪-4-酮)；1,3-双[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]-2,2-双[[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰基)氧基]甲基]丙烷；纳米尺寸的无机材料，如氧化钛、氧化铈以及氧化锌，所有均具有小于或等于100纳米的颗粒尺寸，或包括前述UV光吸收稳定剂中的至少一种的组合。基于除了任何填料之外100重量份的总组合物，以0.01重量份至5重量份的量使用UV光吸收稳定剂。
通过参考附图可以获得对本文中公开的部件、方法、和装置更全面的了解。这些附图(在此，也称为“图”)仅是基于方便和容易说明本公开的示意图，因此并不旨在指定设备或其部件的相对大小和尺寸和/或限定或限制示例性实施方式的范围。虽然为了清楚的原因，在以下说明中使用了特定术语，但是这些术语旨在仅是指附图中为了说明而选择的实施方式的具体结构，而并不旨在限定或限制本公开的范围。在附图以及下面的描述中，应当理解，相同的数字标识指相同功能的部件。
通常，最接近PV模块中的太阳能电池的多层片材的一侧被称为电池侧，并且片材的相反侧被称为空气侧。例如，在图1中，核心层12最接近太阳能电池，而在图2和图3中，第二盖层22最接近太阳能电池，因而图1至3中的第一盖层14通常可以被描述为多层片材的空气侧。图1示出了包括核心层12和第一盖层14的多层片材10。多层片材10的电池侧的核心层12可以由核心组合物形成，该核心组合物包含第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯，第一聚碳酸酯包含如在式(7)中示出的DMBPC碳酸酯重复单元，其中，基于核心组合物中的重复单元的总数，DMBPC碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％，具体地，25wt.％至50wt.％，更具体地，35wt.％至40wt.％，并且更具体地，40wt.％的量存在；第二聚碳酸酯选自由以下组成的组：BPA聚碳酸酯均聚物、PPC共聚物、包含p,p-PPPBP碳酸酯和BPA碳酸酯重复单元的聚碳酸酯共聚物、包含BPA碳酸酯和TBBPA碳酸酯的聚碳酸酯共聚物以及包含前述中的至少一种的组合。如之前所描述的，如果第二聚碳酸酯包括PPC共聚物，那么，可选地，还可以存在包含BPA碳酸酯均聚物的第三聚碳酸酯。
第一盖层14可以起耐候保护层的作用。在各种实施方式中，第一盖层14可以包括耐候的聚碳酸酯、丙烯酸类树脂或涂层、或氟聚合物类树脂或涂层以及包含上述中的至少一种的组合。耐候的聚碳酸酯组合物可以包含，但不限于如之前所描述的BPA聚碳酸酯和UV光吸收稳定剂、间苯二酚聚芳酯碳酸酯共聚物以及包含前述中的至少一种的组合。如果第一盖层14包括耐候的聚碳酸酯组合物，可以使用共挤出方法生产在图1中示出的多层片材10。如果第一盖层14包括氟聚合物树脂，在核心层12和第一盖层14之间可以使用可选的粘合剂层以帮助将层结合在一起。氟聚合物树脂可以选自由以下组成的组：聚氟乙烯(PVF)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE或CTFE)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)、四氟乙烯六氟丙烯偏氟乙烯(THV)以及包含前述中的至少一种的组合。
在PV模块的组装过程中，如在图1中示出的多层片材10的核心层12可以直接粘合至EVA封装物，给EVA提供良好的粘附性(例如，大于或等于4牛顿/毫米(N/mm)的粘合强度)。
对于图1的多层片材10，图2和图3示出了相似的实施方式，分别将可选的层22和/或32添加至多层片材20和30。核心层12和第一盖层14如之前所描述的。如果存在第二盖层22，则其设置在多层片材10的电池侧上。如在图3中示出的，可以可选地采用粘合剂层32以促进核心层12和第二盖层22之间的结合。在各种实施方式中，第二盖层22可以包括聚碳酸酯组合物、聚烯烃树脂、氟聚合物树脂或包含氟聚合物树脂的氟聚合物涂层以及包含前述中的至少一种的组合。聚碳酸酯组合物可以包括但不限于，BPA碳酸酯。用于第二盖层22的聚烯烃树脂可以包括但不限于，具有2wt％至10wt％的乙酸乙烯酯含量的EVA共聚物、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯、环烯烃共聚物(COC)以及包含前述中的至少一种的组合。
如果第二盖层22包括聚碳酸酯组合物，则可以使用共挤出方法以在一步中制备第二层22和核心层12而不使用粘合剂层(参见，例如图2)。如果第二盖层22包括聚烯烃，则可以在第二盖层22和核心层12之间采用粘合剂层32以促进层之间的结合(参见，例如图3)。当第二盖层22包括聚烯烃时，当用于PV模块组件时，它还可以为多层片材30提供另外的水蒸气阻挡性能。
在以上所描述的任何实施方式中，如果存在，则第一盖层14和第二盖层22是多层片材20、30的最外层。当不存在第二盖层22时，第一盖层14和核心层12可以是多层片材10最外层。
在以上所描述的任何实施方式中，面对电池的多层片材的侧和面对空气的多层片材的相反侧可以可选地具有非平表面。可以有利的是，在多层片材的电池侧表面上具有糙面精整度(matte finish)以辅助消除模块层压过程中的滞留空气，并且从而促进多层片材与封装物(例如，EVA)的粘合。还可以有利的是，在多层片材的空气侧具有设计的表面纹理。例如，如果本文中公开的多层片材用作用于PV模块的透明覆板，设计的表面纹理可以增强太阳光通过覆板透射至PV模块。增强的透射可以转化为PV模块的增强的功率输出，从而改善PV模块的效率。可以实现该功能的设计表面纹理包括，但不限于，包含多个透镜、微透镜、线形棱镜、棱镜、锥体、透镜状结构以及包含前述中的至少一种的组合的表面纹理。可以通过一些方法如在美国专利号US 4,280,978、美国专利号US 7,092,163、和美国专利公开号US 2003/0108710中所描述的那些来制备具有设计的表面纹理的多层片材。这些方法包括热压印或冲压法、熔融压延挤出法、注塑模制法、或使用可辐射固化的涂层材料的微复制涂敷法。制作表面纹理化的塑料片的具体方法是不受限制的，并且是基于经济状况、可用性和另外的应用要求的选择问题。
以下实施例仅说明了本文中公开的组合物和片材并不旨在限制其范围。
实施例
制备包括本文中描述的组合物的片材，并针对多种性能测试片材。由水蒸气透过率(WVTR)表征并且根据ASTM F1249测定水蒸气阻挡。报告的所有WVTR数据是在38℃的温度以及100％的相对湿度下，并且以克/平方米-24小时(g/m2-24hr)测定的。在150℃下热处理片材30分钟，根据ASTM D1204测定热收缩率。根据ASTM D882测定拉伸强度，其中，以兆帕(MPa)测定断裂时的拉伸强度；根据ASTM D3763在断裂的总能量方面测定多轴冲击(MAI)性能并且以焦耳(J)报告；并且根据ISO 11339通过T-剥离方法测定多层片材与封装物片材(例如，EVA)的剥离强度。使用Atlas氙弧(Xe-arc)Ci4000风化试验机进行UV风化试验。在此试验中，包括Xe弧燃烧器的Xe弧灯、具有涂覆的红外线吸收层(CIRA)的石英内部过滤器以及钠钙玻璃外部过滤器持续存在(打开，on)，并且在340nm下样品表面的辐照水平为0.75瓦/平方米(W/m2)。当关闭喷水时，将风化试验机的腔室条件设置成35℃的空气温度和55℃的后板温度。每个测试样品还进行30次喷水/周，其中，喷水均匀分布贯穿每周并且每一次喷水持续18分钟。当进行喷水时，将腔室条件设置成30℃的空气温度和后板温度。Xe弧试验的每个样品持续至少2,000小时。在Xrite Color-Eye 7000A比色计上使用反射模式测定不透明样品的颜色，并且使用相同仪器的透射模式测定透明样品的颜色。光源是D65，并且对于反射和透射模式均使用10°观察角。
实施例1
表1表明了用于图2或图3中的第二盖层22的组合物(例如，直接粘附至EVA封装物的薄膜层)以及它们与EVA封装物片材的剥离强度值。第一薄膜包含BPA类聚碳酸酯均聚物并且示出4.5N/mm的剥离强度值。第二薄膜包含由40wt％的DMBPC碳酸酯均聚物和60wt％的BPA碳酸酯均聚物制备的聚合物共混物并且示出4.0N/mm的剥离强度。最后，包含具有6.5wt.％的乙酸乙烯酯(VA)含量的EVA共聚物的薄膜示出4.0N/mm的剥离强度。
表1表明由DMBPC碳酸酯和BPA碳酸酯的共混物制备的薄膜层对于EVA封装物具有与BPA碳酸酯薄膜层或基于具有6.5％的乙酸乙烯酯含量的EVA的薄膜层一样良好的剥离强度。
实施例2
在这个实施方式中，使用几种不同的材料组合以制备单层片材来确定用于核心层材料的最佳组合。使用具有压延捏辊装置的薄膜挤出方法。测定样品1至5和比较性样品1至4(C1至C4)的初始拉伸强度和断裂时的伸长率、多轴冲击(MAI)、WVTR以及热收缩率性能。针对样品1至3和C1至C3的片材为0.18mm厚，而样品4和5为0.25mm厚，以及C4为0.125mm厚。表2列出用于制备在该实施例中试验的片材的材料。使用具有已知分子量的标准聚碳酸酯样品，通过凝胶渗透色谱(GPC)方法测定重均分子量(Mw)。DMBPC碳酸酯的均聚物是指在式(7)中示出以100mol％存在的DMBPC聚碳酸酯重复单元。表3显示了用于C1至C4和样品1至5的片材组成与测试的物理性能，以及水热处理前后的结果，同时表4包含来自物理测试的更多结果。为了评价这些层的耐水热性，使用具有121℃的温度、1.2巴的饱和水蒸气压力以及100％的相对湿度的条件下的72小时高压锅测试(PCT)来处理薄膜作为加速水热老化过程。以相同方式测试PCT处理之后的片材，MAI和WVTR性能示出在表3和表4中。比较性样品同样包括具有两种不同级别的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的测试。用于抗穿刺性保留和WTVR测试的样品尺寸为4英寸×4英寸(102mm×102mm)。
**＝机器方向
***＝横向
如在表3和表4中示出的，在核心层的总重量中，以10wt.％至50wt.％，具体地，25wt.％至50wt.％，更具体地，35wt.％至40wt.％，并且更具体地，40wt.％存在的DMBPC碳酸酯重复单元给出对于断裂时的拉伸强度、断裂时的伸长率、MAI、抗穿刺性保留、热收缩率以及WVTR的良好的性能平衡。比较性样品2表明组合物中过多的DMBPC碳酸酯(例如，70wt％)对性能可以具有不良影响，其中，使得断裂时的拉伸强度和断裂时的伸长率减小，并且PCT之后MAI为0，并且抗穿刺性保留为0％。表3和表4进一步表明PET类片材具有较差的抗穿刺性保留，尽管它们可以提供PCT前后高的断裂时的拉伸强度值(比较性样品4)。PCT之后，比较性样品3具有值为0的断裂时的拉伸强度以及断裂时的伸长率。本文中公开的片材可以具有大于或等于30％、具体地大于或等于40％、更具体地大于或等于50％、并且甚至更具体地大于或等于60％的抗穿刺性保留。
实施例3
在此实施方式中，使用具有多支管模头(multi-manifold die)和压延捏辊装置的共挤出方法制备具有几种不同配方并且具有核心层和耐候保护盖层的多层片材。在表5中列出每个多层样品的核心层和耐候保护层的配方和厚度。针对初始拉伸强度、MAI、WVTR、热收缩率以及优化的性能(颜色和透射)测试多层片材。另外地，在PCT处理之后，针对MAI和WVTR性能测试片材。结果总结在表6中，其中，TS是指拉伸强度并且TE是指拉伸伸长率。在耐候保护盖层侧上UV暴露2,000小时后，还针对颜色变化和光透射(如果样品是透明的)测试多层片材。结果总结在表7中。
样品6是通过上文所描述的共挤出方法制备的0.35mm厚的不透明的双层片材。片材包括：0.25mm厚的核心层，包括40wt.％的DMBPC100和60wt.％的BPA-PC1的共混物作为树脂基质以及相对于树脂基质的重量的9.9份/一百(pph)的TiO2；以及0.10mm厚的盖层，包括BPA-PC1作为具有10.5pph的TiO2颜料以及5.8pph的Tinuvin 1577作为UV光吸收稳定剂的树脂基质。
样品7是通过上文所描述的共挤出方法制备的0.26mm厚的不透明的两层片材。片材包括：0.185mm厚的核心层，包括40wt.％的DMBPC100、40wt.％的PPC以及20wt.％的BPA-PC2的共混物作为树脂基质，以及相对于共混物的重量的9.9pph的TiO2颜料；以及0.075mm厚的具有与样品6相同的配方的盖层。
除了树脂基质包括40wt.％的DMBPC100、40wt.％的PPC、10wt.％的高热PC1以及10wt.％的BPA-PC2之外，样品8包括与样品7相同的结构和配方。
除了样品9是透明的而非不透明的之外，样品9包括与样品6相同的结构和配方。除了没有使用TiO2颜料之外，盖层和核心层的配方与样品6中的相同。这种配方可以用于其中期望透明度的应用中，例如，用于PV覆板应用中。
样品7和8表明将PPC添加至核心层改善了片材的WVTR性能，其由针对样品7和8的在PCT之后保留原值的WVTR值表明。样品7还表明74％的最大抗穿刺性保留(即，MAI-总能量)。例如，样品表明本文中公开的片材可以具有大于或等于70％的抗穿刺性保留以及小于或等于1％的机器方向和/或横向的热收缩率。
如以上所描述的，如在表7中示出的针对UV耐候性能测试样品6和9。在表7中，比较性实例5(C5)是没有UV光稳定吸收剂的0.35mm厚的BPA聚碳酸酯透明薄膜。
在2,000小时的UV暴露之后，样品9表明片材能够保留透明性，而不含UV光稳定吸收剂的C5的光透射百分数降低。
如在本文中所描述的透明通常是指大于或等于80％的光透射，而不透明是指小于或等于30％的光透射。根据ASTM D1003方法B(用仪器Macbeth(Xrite)7000A，D65光源，10°观察，并且包括反射分量(specular component)并且排除UV分量)测定光透射。如果多层片材在其空气侧(即，多层片材没有粘附至太阳能模块的一侧)具有设计的表面纹理，则当检测光透射时，纹理表面需要定向面对Macbeth仪器的光检波器。如果多层片材在两个表面都具有平表面，当进行光透射测定时，片材的方向无关紧要。
本文中公开的包括核心层和第一盖层的片材可以提供针对片材用于包括PV模块的各种电子应用的期望性能。相对于包含PET的背板，片材具有改善的水解稳定性以及由于核心层和盖层可以在一步共挤出方法中形成和结合产生的潜在的低成本制造。
还提供了包含本文中公开的组合物和片材的成型、成形或模制的制品。可以通过多种方法如注塑、旋转模制、吹塑和热成形以将组合物模制成有用的成形物品以形成制品如，例如，计算机和商用机器外壳如监视器用外壳、手持电子设备外壳如手机用外壳、绝缘膜、电连接件以及灯具部件、饰品、家用电器、屋顶、温室、日光室、游泳池罩等
在一个实施方式中，光伏模块包括：透明覆板；背板；以及覆板和背板之间的光伏电池，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组合物的核心层，第一聚碳酸酯包含二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元和双酚A重复单元，其中，第一聚碳酸酯具有结构
其中，基于核心组合物中的总重复单元，二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；第二聚碳酸酯选自由以下组成的组：双酚A聚碳酸酯均聚物、聚邻苯二甲酸酯碳酸酯共聚物、包含2-苯基-3,3-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮碳酸酯和双酚A碳酸酯重复单元的聚碳酸酯共聚物、包含双酚A碳酸酯和四溴双酚A碳酸酯重复单元的聚碳酸酯共聚物以及包含前述中的至少一种的组合。
在另一个实施方式中，多层片材包括：由包含第一聚碳酸酯和第二聚碳酸酯以及第三聚碳酸酯的核心组合物形成的核心层；以及设置在核心层表面上的第一盖层，第一聚碳酸酯包含二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元和双酚A重复单元，其中，第一聚碳酸酯具有结构
其中，基于核心组合物中的总重复单元，二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；第二聚碳酸酯包含具有结构
的聚邻苯二甲酸酯碳酸酯共聚物；第三聚碳酸酯包含双酚A聚碳酸酯均聚物。
在一种实施方式中，组合物包含：第一聚碳酸酯，包含二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元和双酚A重复单元，其中，第一聚碳酸酯具有结构
其中，基于组合物中的总重复单元，二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；以及第二聚碳酸酯，包含具有结构
的聚邻苯二甲酸酯碳酸酯共聚物；以及第三聚碳酸酯，包含双酚A聚碳酸酯均聚物。
在一种实施方式中，制造多层片材的方法包括：共挤出核心层和第一盖层，其中，核心层包括含有第一聚碳酸酯组合物和第二聚碳酸酯以及第三聚碳酸酯的核心组合物，第一聚碳酸酯组合物包含二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元和双酚A重复单元，其中，第一聚碳酸酯具有结构
其中，基于核心组合物中的总重复单元，二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；第二聚碳酸酯，包含具有结构
的聚邻苯二甲酸酯碳酸酯共聚物；第三聚碳酸酯包含双酚A聚碳酸酯均聚物；并且其中，第一盖层包括选自由以下组成的组中的成员：聚碳酸酯和UV光吸收稳定剂、间苯二酚聚芳酯碳酸酯共聚物以及包含前述中的至少一种的组合。
在各种实施方式中，(i)第一盖层设置在核心层的表面，其中，第一盖层包括存在的聚碳酸酯和UV光吸收稳定剂；和/或(ii)第一盖层包括间苯二酚聚芳酯碳酸酯共聚物；和/或(iii)存在第二盖层，其中，第二盖层包括选自由以下组成的成员：聚碳酸酯、具有2wt.％至10wt.％的乙酸乙烯酯含量的乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、环烯烃共聚物以及包含前述中的至少一种的组合；和/或(iv)第二盖层包括环烯烃共聚物，并且其中，粘合剂层设置在第二盖层和核心层之间；和/或(v)基于100wt.％的组合物的总重量，第二聚碳酸酯以20wt.％至50wt.％的量存在，并且第三聚碳酸酯以10wt.％至50wt.％的量存在；和/或(vi)基于100wt.％的组合物的总重量，第二聚碳酸酯以40wt.％至50wt.％的量存在，并且第三聚碳酸酯以10wt.％至25wt.％的量存在；和/或(vii)在150℃下热处理30分钟之后，沿着机器方向和横向，热收缩率小于1％；和/或(viii)在121℃的温度、1.2巴的饱和水蒸气压力以及100％的相对湿度下高压锅测试72小时之后，具有大于或等于30％的抗穿刺性保留；和/或(ix)第一盖层包括选自由以下组成的组的成员：聚碳酸酯和UV光吸收稳定剂、间苯二酚聚芳酯碳酸酯共聚物以及包含前述中的至少一种的组合；和/或(x)存在第二盖层，其中，核心层设置在第一盖层和第二盖层之间，其中，第二盖层包含选自由以下组成的组的材料：双酚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种的组合；和/或(xi)第一盖层包含选自由以下组成的组的氟聚合物：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种的组合；和/或(xii)基于100wt.％的组合物的总重量，第二聚碳酸酯以20wt.％至50wt.％的量存在，并且第三聚碳酸酯以0wt.％至40wt.％的量存在；和/或(xiii)共挤出包含聚碳酸酯的第二盖层，其中，核心层设置在第一盖层和第二盖层之间；和/或(xiv)将包含聚烯烃的第二盖层层压至核心层，其中，粘合剂层设置在核心层和第二盖层之间，并且其中，核心层设置在第一盖层和粘合剂层之间；和/或(xv)制品，其中，制品选自由以下组成的组：监视器用外壳、手机用外壳、绝缘膜、电连接件、灯具部件、饰品、家用电器、屋顶、温室、日光室以及游泳池罩。
本文中公开的所有范围包括端点，并且端点可彼此独立组合(例如，“上达至25wt.％，或更具体是5wt.％至20wt.％”的范围包括端点和“5wt.％至25wt.％”范围的所有中间值等)。“组合”包括共混物、混合物、熔合物、反应产物等。此外，本文中的术语“第一”、“第二”等并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于区分一种要素与另一种要素。除非在本文中另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文中的术语“一个(a)”和“一种(an)”以及“该(the)”并不表示数量的限制，而被解释为涵盖单数和复数。如本文中所用的前缀“一个或多个”旨在包括其修饰的术语的单数和复数两者，从而包括一个或多个该术语(例如，一个或多个膜包括一个膜或者多个膜)。贯穿说明书的参考“一个实施方式”、“另一个实施方式”、“一种实施方式”等，指与实施方式有关所描述的特定要素(例如，特征、结构、和/或特性)包括在本文中所述的至少一个实施方式中，并且可以或可以不存在于其他实施方式中。“可选的”或“可选地”指随后所描述的事件或情况可能发生或者可能不发生，而且该描述包括其中该事件发生的实例和其中不发生的实例。
使用标准命名来描述化合物。例如，将没有被任何所指基团取代的任何位置理解为具有其所指键或氢原子填充的化合价。不在两个字母或符号之间的短线(“-”)用于指示用于取代基的连接的点。例如，-CHO通过羰基中的碳连接。此外，应当理解，所描述的要素可以在各种实施方式中以任何合适的方式进行组合。
所有引用的专利、专利申请、和其他参考文献都通过参考的方式以其整体并入本文。然而，如果本申请中的术语与并入参考中的术语矛盾或冲突，来自本申请的术语优先于来自并入的参考文献的冲突术语。
尽管已描述了特定的实施方式，但目前无法预料的或可能无法预料的替代、修改、变化、改进、和实质等价物可能被申请人或本领域技术人员想到。因此，提交且可以修改的附加权利要求旨在包括所有这些替代物、改变体、变化、改进以及实质等同物。

Claims (20)

1.一种光伏模块，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组合物的核心层，所述第一聚碳酸酯包含二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元和双酚A重复单元，其中所述第一聚碳酸酯具有结构
其中，基于所述核心组合物中的总重复单元，所述二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；并且
所述第二聚碳酸酯选自由以下组成的组：双酚A聚碳酸酯均聚物、聚邻苯二甲酸酯碳酸酯共聚物、包含2-苯基-3,3-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮碳酸酯和双酚A碳酸酯重复单元的聚碳酸酯共聚物、包含双酚A碳酸酯和四溴双酚A碳酸酯重复单元的聚碳酸酯共聚物以及包含上述中的至少一种的组合；以及
光伏电池，在所述覆板和所述背板之间；
其中，所述背板是水热稳定的。
2.根据权利要求1所述的光伏模块，进一步包括设置在所述核心层的表面上的第一盖层，其中，所述第一盖层包含聚碳酸酯和UV光吸收稳定剂。
3.根据权利要求2所述的光伏模块，其中，所述第一盖层包含间苯二酚聚芳酯碳酸酯共聚物。
4.根据权利要求2-3中任一项所述的光伏模块，进一步包括第二盖层，其中，所述核心层设置在所述第一盖层和所述第二盖层之间，其中，所述第二盖层包括选自由以下组成的组中的成员：聚碳酸酯、具有2wt.％至10wt.％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、环烯烃共聚物以及包含前述中的至少一种的组合。
5.根据权利要求4所述的光伏模块，其中，所述第二盖层包含环烯烃聚合物，并且其中，在所述第二盖层和所述核心层之间设置粘合剂层。
6.一种多层片材，包括：
核心层，由核心组合物形成，核心组合物包含：
第一聚碳酸酯，包含二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元和双酚A重复单元，其中，所述第一聚碳酸酯具有结构
其中，基于所述核心组合物中的总重复单元，所述二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；
第二聚碳酸酯，包含具有结构
的聚邻苯二甲酸酯碳酸酯共聚物；和
第三聚碳酸酯，包含双酚A聚碳酸酯均聚物；以及
第一盖层，设置在所述核心层的表面上；
其中，所述多层片材是水热稳定的。
7.根据权利要求6所述的多层片材，其中，基于所述组合物的100wt.％的总重量，所述第二聚碳酸酯以20wt.％至50wt.％的量存在，并且所述第三聚碳酸酯以10wt.％至50wt.％的量存在。
8.根据权利要求7所述的多层片材，其中，基于所述组合物的100wt.％的总重量，第二聚碳酸酯以40wt.％至50wt.％的量存在，并且所述第三聚碳酸酯以10wt.％至25wt.％的量存在。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的多层片材，其中，在150℃热处理30分钟之后，沿着机器方向和横向热收缩率小于1％。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的多层片材，其中，以121℃的温度、1.2巴的饱和水蒸汽压力以及100％的相对湿度的高压锅测试72小时之后，所述片材具有大于或等于30％的抗穿刺性保留。
11.根据权利要求6-8中任一项所述的多层片材，其中，所述第一盖层包括选自由以下组成的组中的成员：聚碳酸酯和UV光吸收稳定剂、间苯二酚聚芳酯碳酸酯共聚物以及包含前述中的至少一种的组合。
12.根据权利要求6-8中任一项所述的多层片材，进一步包括第二盖层，其中，所述核心层设置在所述第一盖层和所述第二盖层之间，其中，所述第二盖层包括选自由以下组成的组中的材料：双酚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种的组合。
13.根据权利要求6-8中任一项所述的多层片材，其中，所述第一盖层包含选自由以下组成的组中的氟聚合物：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种的组合。
14.一种组合物，包含：
第一聚碳酸酯，包含二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元和双酚A重复单元，其中，所述第一聚碳酸酯具有结构
其中，基于所述组合物中的总重复单元，所述二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；
第二聚碳酸酯，包含具有结构
的聚邻苯二甲酸酯碳酸酯共聚物；以及
第三聚碳酸酯，包含双酚A聚碳酸酯均聚物；
其中，所述组合物具有耐水热性。
15.根据权利要求14所述的组合物，其中，基于100wt.％的所述组合物的总重量，所述第二聚碳酸酯以20wt.％至50wt.％的量存在，并且所述第三聚碳酸酯以0wt.％至40wt.％的量存在。
16.根据权利要求15所述的组合物，其中，基于100wt.％的所述组合物的总重量，所述第二聚碳酸酯以40wt.％至50wt.％的量存在，并且所述第三聚碳酸酯以10wt.％至25wt.％的量存在。
17.一种制造多层片材的方法，包括：
共挤出核心层和第一盖层，其中，所述核心层包含核心组合物，所述核心组合物包含：
第一聚碳酸酯，包含二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元和双酚A重复单元，其中，所述第一聚碳酸酯具有结构
其中，基于所述核心组合物中的总重复单元，所述二甲基双酚环己烷碳酸酯重复单元以10wt.％至50wt.％的量存在；
第二聚碳酸酯，包含具有结构
的聚邻苯二甲酸酯碳酸酯共聚物；以及
第三聚碳酸酯，包含双酚A聚碳酸酯均聚物；并且
其中，所述第一盖层包含选自由以下组成的组的成员：聚碳酸酯和UV光吸收稳定剂、间苯二酚聚芳酯碳酸酯共聚物以及包含前述中的至少一种的组合；
其中，所述多层片材是水热稳定的。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括共挤出包含聚碳酸酯的第二盖层，其中，所述核心层设置在所述第一盖层和所述第二盖层之间。
19.根据权利要求17-18中任一项所述的方法，进一步包括将包含聚烯烃的第二盖层层压至所述核心层，其中，在所述核心层和所述第二盖层之间设置粘合剂层，并且其中，所述核心层设置在所述第一盖层和所述粘合剂层之间。
20.一种由根据权利要求1-16中任一项所述的组合物制备的制品，其中，所述制品选自由以下组成的组：监视器用外壳、手机用外壳、绝缘膜、电连接件、灯具部件、饰品、家用电器、屋顶、温室、日光室以及游泳池罩。
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