CN108369966A - 用于太阳能电池模块的背板 - Google Patents

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Abstract

用于光伏模块(5)的背板(1)，包含：‑载体(300)，‑在载体的一侧上提供的粘合层(100)，和‑在载体的另一侧上提供的外层(200)，特征在于粘合层和外层的至少一个被水性组合物涂布，所述水性组合物包含水溶性或水分散性粘合剂和水分散性核/壳多异氰酸酯。

Description

用于太阳能电池模块的背板
发明领域
本发明涉及用于光伏模块的背板和制备这种背板的方法。
发明背景
随着能源价格增加和对烃类燃料的匮乏及环境影响的担忧增加，工业界正转向备选的能源，例如太阳能。
光伏(PV)模块，又称为太阳能模块，用于从日光产生电能。这种模块基于可吸收光并将其转化为电能的多种半导体电池系统(太阳能电池)。
在典型的PV模块中，太阳电池阵列放置在两个密封剂层之间，其进一步放置在前板(模块面对射入光的上侧)和背板(模块的背侧)之间。最广泛使用的密封剂为EVA，即乙烯-乙酸乙烯酯。
背板向太阳能电池模块提供耐气候性、耐UV性、水分阻隔性、低介电常数和高击穿电压。为了向PV模块提供这些性质，背板包含耐气候膜，例如TedlarTM膜和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜。例如，市场上如今广泛用作背板的有：TPT类型的背板，其中TedlarTM膜层压在PET膜两侧，或TPE类型背板，其中TedlarTM层压在PET膜一侧，而另一侧上设置密封剂粘合层。
不在载体上层压耐气候板，而是有利地，可将耐气候层涂布在载体上，例如以降低背板的成本价格。这种耐气候层可由含水或不含水涂料溶液涂布。例如US 2009/0151774公开了一种背板，其中耐气候层涂布在塑性载体上来代替层压。
背板通常包含在载体的一侧的粘合层(以改善背板对密封剂的粘合)和在载体的另一侧的耐气候外层。
从环境的观点来看，对于粘合层和/或外层，优选使用水性涂料溶液。此外，这样的水性涂料溶液可在生产载体期间在线涂布，使得制造背板的过程更加成本有效。
粘合层和/或外层通常包含粘合剂和交联剂。在固化时(例如通过加热)，所述层变得固化，导致物理性质改善。
这样的交联剂通常是多异氰酸酯化合物。
多异氰酸酯交联剂的优点是它们的高固化速度。目前已观察到，在热和潮湿条件下贮存时，在水性层中使用这样的多异氰酸酯化合物可导致针孔、粘合差或层的变黄增加。
发明简述
本发明的目标是提供用于PV模块的背板，其中背板包含水性粘合层和/或外层，在热和潮湿条件下贮存时其没有或具有少量的针孔、良好的粘合和可接受的变黄。
这一目标通过权利要求1定义的背板实现。
本发明的其它优点和实施方案由以下描述和所附权利要求变得显而易见。
附图简述
图1显示实施例1的粘合层的光学显微镜照片。
图2显示本发明的背板的实施方案。
图3显示本发明的光伏模块的实施方案。
发明详述
定义
本文使用的术语聚合物载体和板是指自承式的基于聚合物的板，其可与一个或多个底层结合。聚合物载体通常通过挤出制造。聚合物板通常在(聚合物)载体上任选地通过粘合剂层压。
本文使用的术语层被认为不是自承式的，和通过将其涂布在(聚合物)载体或箔上制造。
PET是聚对苯二甲酸乙二醇酯的缩写。
BOPET是双轴取向PET的缩写。
背板
本发明的用于光伏模块(5)的背板(1)包含：
- 载体(300)，
- 在载体的一侧上提供的粘合层(100)，和
- 在载体的另一侧上提供的外层(200)，
特征在于粘合层和外层的至少一个用水性组合物涂布，所述水性组合物包含水溶性或水分散性粘合剂和水分散性核/壳多异氰酸酯。
本发明提及的水性组合物或涂料溶液是指这样的组合物或溶液，其中溶剂包括60wt%或更多、更优选80 wt%或更多、最优选90 wt%或更多的水。
粘合层位于面向密封剂(3')的载体一侧上，和确保在背板和密封剂之间的良好粘合。
耐气候层位于面向背板外部的载体另一侧上，和确保背板良好的气候性质。
可在载体和粘合层或耐气候外层之间提供底漆层。
背板可包含在载体一侧的粘合层，其用包含水溶性或水分散性粘合剂和水分散性核/壳多异氰酸酯的水性组合物涂布；和在载体另一侧的外层，其通过层压聚合物板(通常聚偏氟乙烯(PVDF)或聚氟乙烯(PVF))形成。
背板还可包含在载体一侧的粘合层，其用包含水溶性或水分散性粘合剂和水分散性核/壳多异氰酸酯的水性组合物涂布；和外层，其用基于溶剂的(即，非水性)组合物涂布。
背板还可包含外层，其用包含水溶性或水分散性粘合剂和水分散性核/壳多异氰酸酯的水性组合物涂布；和在载体另一侧的粘合层，其用基于溶剂的(即，非水性)组合物涂布。
背板优选地包含在载体一侧的粘合层和在载体另一侧的外层，两个层均用包含水溶性或水分散性粘合剂和水分散性核/壳多异氰酸酯的水性组合物涂布。
粘合层优选地包含0.05-5 g/m2、更优选0.1-1 g/m2的核/壳多异氰酸酯。
耐气候层优选地包含0.1-25 g/m2、更优选1-10 g/m2的核/壳多异氰酸酯。
耐气候层优选地包含具有可交联基团、优选羟基的粘合剂。在固化时，核/壳多异氰酸酯的异氰酸酯基团可与粘合剂的羟基反应，产生交联的粘合剂。
为了确保足够的交联，相对于耐气候层的羟基总量，NCO基团的总量优选地为0.25-1.50、更优选0.50-1.25、最优选0.75-1。当NCO基团与羟基的比率太高时，例如大于1，在高温和高湿度下贮存时观察到层的变黄。
为了使NCO基团的量最小和确保足够的交联效率，核/壳多异氰酸酯化合物可与其它交联剂，例如噁唑啉或碳二亚胺组合。
核/壳多异氰酸酯化合物
用于本发明的水基粘合层和/或外层的交联剂是水分散性核/壳多异氰酸酯。
多异氰酸酯的核优选地包括疏水性多异氰酸酯，和多异氰酸酯化合物的壳包括包含亲水性分散基团和疏水性异氰酸酯-屏蔽基团的聚合物。
包含亲水性分散基团和疏水性异氰酸酯-屏蔽基团的聚合物能够在水性介质中分散疏水性多异氰酸酯(由于亲水性分散基团)，和保护疏水性多异氰酸酯的异氰酸酯基团免于水(由于异氰酸酯屏蔽基团)。
包含亲水性分散基团和疏水性异氰酸酯-屏蔽基团的聚合物优选地共价键合至疏水性多异氰酸酯。
相对于核/壳多异氰酸酯的总重量，异氰酸酯基团的含量优选地为2.5-50 wt%、更优选5-20 wt%、最优选10-20 wt%。
核
多异氰酸酯的核优选地包括疏水性多异氰酸酯。
疏水性多异氰酸酯可以是脂族二异氰酸酯，例如1,4-四亚甲基二异氰酸酯、乙基(2,6-二异氰氧基)己酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,12-十二亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-或2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯；脂族三异氰酸酯，例如1,3,6-六亚甲基三异氰酸酯、1,8-二异氰氧基-4-异氰氧基甲基辛烷或2-异氰氧基乙基(2,6-二异氰氧基)己酸酯；脂环族二异氰酸酯，例如1,3-或1,4-双(异氰氧基甲基环己烷)、二环甲烷-4,4'-二异氰酸酯、1,3-或1,4-二异氰氧基-环-己烷、3,5,5-三甲基(3-异氰氧基-3-甲基)环己基异氰酸酯、二环-己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯或2,5-或2,6-二异氰氧基甲基降莰烷；脂环族三异氰酸酯，例如2,5-或2,6-二异氰氧基甲基-2-异氰氧基丙基-降莰烷；亚芳烷基二异氰酸酯，例如间苯二甲基二异氰酸酯或a,a,a',a'-四甲基-间苯二甲基二异氰酸酯；芳族二异氰酸酯，例如间-或对-亚苯基二异氰酸酯、甲苯基-2,4-或2,6-二异氰酸酯、联苯甲烷-4,4'-二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、联苯-4,4' -二异氰酸酯、4,4' -二异氰氧基-3,3' -二甲基联苯、3-甲基-联苯甲烷-4,4' -二异氰酸酯或二苯醚-4,4'-二异氰酸酯；芳族三异氰酸酯，例如三苯甲烷三异氰酸酯或三(异氰氧基苯基)-硫代磷酸酯；具有尿烷二酮结构的二异氰酸酯或多异氰酸酯，其通过上述各种二异氰酸酯和三异氰酸酯的异氰酸酯基团的环二聚化获得；具有异氰脲酸酯结构的多异氰酸酯，其通过上述各种二异氰酸酯和三异氰酸酯的异氰酸酯基团的环二聚化获得；具有双缩脲结构的多异氰酸酯，其通过上述各种二异氰酸酯或三异氰酸酯与水反应获得；具有噁二嗪三酮结构的多异氰酸酯，其通过各种二异氰酸酯或三异氰酸酯与二氧化碳反应获得；和具有脲基甲酸酯结构的多异氰酸酯。
考虑到异氰酸酯基团在水中的稳定性和含有这样的多异氰酸酯的固化层的耐气候性，优选的疏水性多异氰酸酯是脂族或脂环族二或三异氰酸酯、亚芳烷基二异氰酸酯或从它们衍生的多异氰酸酯。
高度优选的多异氰酸酯是具有三个或更多个官能团的多异氰酸酯，例如异氰脲酸酯型多异氰酸酯、具有双缩脲结构的多异氰酸酯、具有尿烷二酮结构的多异氰酸酯、具有脲基甲酸酯结构的多异氰酸酯，或通过二异氰酸酯与具有三个或更多个官能团的多元醇反应获得的多异氰酸酯。
多异氰酸酯的核优选地包括脂族多异氰酸酯或从其衍生的三聚体。已观察到，在温暖和潮湿条件下贮存时或在大量暴露于UV辐射后，芳族多异氰酸酯可导致层的更加变黄。
特别优选地，多异氰酸酯化合物的核包括六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或从其衍生的异氰脲酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)-基异氰脲酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)-基异氰脲酸酯。
壳
多异氰酸酯化合物的壳优选地包括包含亲水性分散基团和疏水性异氰酸酯-屏蔽基团的聚合物。
亲水性分散基团优选地选自聚氧化烯基团、硫酸酯基团、磺酸酯基团、磷酸酯基团、膦酸酯基团和羧酸基团。
羧酸基团作为亲水性分散基团可以指羧酸或其盐。
高度优选的亲水性分散基团是聚氧化烯基团，特别是聚氧乙烯基团。
异氰酸酯屏蔽基团优选地选自聚丙烯酸酯、聚酯、聚醚、聚氨酯、含氟聚合物、聚碳酸酯、聚酰胺和聚烯烃。
高度优选的异氰酸酯屏蔽基团是聚丙烯酸酯。在聚丙烯酸酯的情况下，容易向其中加入反应性基团(即，可与疏水性多异氰酸酯反应的基团)和亲水性基团(见下文)。此外，聚丙烯酸酯的玻璃化转变温度(Tg)和疏水性可容易优化。
核/壳多异氰酸酯的制备
优选的水分散性核/壳多异氰酸酯是以下的反应产物：
a) 疏水性多异氰酸酯，和
b) 具有亲水性基团和能够与异氰酸酯基团反应的反应性基团的聚合物。
包含疏水性多异氰酸酯和含有亲水性分散基团和疏水性异氰酸酯屏蔽基团的聚醚的核/壳多异氰酸酯公开于EP-A 1788050，[0031]-[0037]段。
具有亲水性基团和能够与异氰酸酯基团反应的反应性基团的聚醚化合物的实例是具有羟基的聚醚，例如单烷氧基聚氧乙烯二醇、单烷氧基聚氧乙烯-聚氧丙烯二醇、聚氧乙烯二醇、聚氧乙烯-聚氧丙烯二醇可被提及。这些可单独或作为两种或更多种的混合物使用。
疏水性多异氰酸酯与上述具有亲水性基团和能够与异氰酸酯基团反应的反应性基团的聚醚的反应导致疏水性多异氰酸酯共价键合至包含异氰酸酯屏蔽基团(即聚醚)和亲水性基团的聚合物。
为了提高异氰酸酯屏蔽性质，可能有利的是，将疏水性基团加入聚醚。这样的疏水性基团通常具有三个或更多个碳原子和包括烷基，例如正丙基、异丙基、正丁基和己基；脂环族烷基，例如环戊基和环己基；芳族基团，例如苯基。
包含疏水性多异氰酸酯和含有亲水性分散基团和疏水性异氰酸酯屏蔽基团的乙烯基聚合物的核/壳多异氰酸酯公开于EP-A 1788050，[0038]-[0052]段，和EP-A 1329468，[0017]-[0095]段。
特别优选的乙烯基聚合物是包含亲水性分散基团和疏水性异氰酸酯屏蔽基团的聚丙烯酸酯。
包含亲水性分散基团和能够与异氰酸酯反应的反应性基团的乙烯基聚合物可通过具有亲水性基团的乙烯基单体和具有反应性基团的乙烯基单体共聚获得。
具有亲水性基团的乙烯基单体的实例是具有烷氧基-聚氧乙烯基团的乙烯基单体，例如甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯(例如，由Geo Chemicals提供的Bisomer® S20W)、丁氧基-聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚氧乙烯乙烯基，和具有阴离子基团的乙烯基单体，例如烷基芳基磺酸酯钠、烷基芳基磷酸酯钠、2-磺基乙基甲基丙烯酸酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(例如，由Lubrizol提供的AMPS 2401)。
能够与异氰酸酯基团反应的反应性基团的实例是羟基、氨基、羧基、磷酸酯基团、亚磷酸酯基团、磺酸酯基团、亚磺酸酯基团、巯基、硅烷醇基团、活化亚甲基、氨基甲酸酯基团、脲基、羧酸酰胺基团或磺酸酰胺基团。优选的反应性基团是羟基、氨基、羧基和活化亚甲基，因为它们容易加入乙烯基聚合物。特别优选的反应性基团是羟基和羧酸基团。
包含反应性基团的乙烯基单体的实例是丙烯酸酯单体，例如丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯或甲基丙烯酸2-羟基丙酯。
为了提高异氰酸酯屏蔽性质，可能有利的是，将疏水性基团加入乙烯基聚合物。这可通过将具有疏水性基团的乙烯基单体与具有亲水性基团的乙烯基单体和具有反应性基团的乙烯基单体共聚实现。
具有疏水性的乙烯基单体的实例是具有包括四个或更多个碳原子的疏水性基团的乙烯基单体，所述疏水性基团例如正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、2-乙基己基、正辛基、正十二烷基和正十八烷基；或具有四个或更多个碳原子的环烷基，例如环戊基、环己基、环辛基、二环戊基、冰片基和异冰片基。
具有疏水性基团的优选乙烯基单体是丙烯酸酯单体，例如丙烯酸正丁酯或甲基丙烯酸正丁酯。
除了上述乙烯基单体之外，还可使用其它乙烯基单体以进一步优化具有亲水性分散基团和疏水性异氰酸酯屏蔽基团的聚合物的性质。
作为这样的其它乙烯基单体的实例，丙烯酸类单体例如丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯可被提及。
具有亲水性基团和异氰酸酯基团的乙烯基聚合物的重均分子量优选地在2000-100000的范围内，更优选在3000-50000的范围内。
包含亲水性分散基团和疏水性异氰酸酯屏蔽基团的另一种聚合物是例如具有羟基末端基团的磺基异酞酸的聚酯共聚物。磺基异酞酸基团，即亲水性分散基团，提供了良好的水分散性。羟基，即反应性基团，能够与疏水性多异氰酸酯反应，导致在异氰酸酯(核)和聚酯(壳)之间的共价键合。
可提供亲水性分散基团的基团的其它实例是3-[(2-氨基乙基)氨基]-1-丙烷磺酸(例如以商品名EPS获自Raschig GmbH)。在此情况下，氨基可与疏水性异氰酸酯反应，形成脲共价键。
疏水性多异氰酸酯与包含亲水性分散基团和疏水性异氰酸酯屏蔽基团的聚合物的重量比优选地为30/70至85/15、更优选50/50至80/20、最优选60/40至80/20。
上述本发明的多异氰酸酯化合物的制备优选地在非反应性水混溶溶剂例如1-甲氧基-2-丙基乙酸酯中进行。
将多异氰酸酯化合物放入水性介质中时，化合物形成核/壳结构，其中核通过疏水性多异氰酸酯形成，和壳由包含亲水性分散基团和疏水性异氰酸酯-屏蔽基团的聚合物形成。
当制备多异氰酸酯化合物的水性分散体时，已观察到关于避免在水性粘合层和外层中形成针孔，优选的是添加多异氰酸酯化合物至水中，而不是各种其它途径。
可以各种方式优化通过壳屏蔽在多异氰酸酯化合物的核中的异氰酸酯基团免于水性介质。
壳的厚度可通过以下进行改变：
- 疏水性多异氰酸酯和包含亲水性基团和氰酸酯屏蔽基团的聚合物的重量比，
- 包含亲水性基团和异氰酸酯屏蔽基团的聚合物的疏水性，
- (疏水性多异氰酸酯的)异氰酸酯基团与包含亲水性基团和异氰酸酯屏蔽基团的聚合物的反应性基团的量的比率。如果通过疏水性多异氰酸酯和包含亲水性基团和氰酸酯屏蔽基团的反应性聚合物的反应消耗较多NCO，则较少的异氰酸酯基团保持可用。包含亲水性基团和异氰酸酯屏蔽基团的反应性聚合物的反应性基团的量决定壳的厚度和可用的异氰酸酯基团的量二者，
- 采用壳聚合物的玻璃化转变温度(Tg)。低Tg聚合物可具有形成良好的覆盖壳的优点，因为聚合物在低于环境温度的温度下仍可移动。
包含亲水性基团和异氰酸酯屏蔽基团的聚合物的Tg优选地低于25℃，特别是对于丙烯酸酯聚合物。对于聚氨酯或聚酯聚合物，聚合物的Tg较不重要，因为对于这些聚合物的膜形成较不依赖于Tg或Tm。
水性粘合层
水性粘合层包含水溶性或水分散性粘合剂和交联剂，其中交联剂是水分散性核/壳多异氰酸酯。
水性粘合层优选地进一步包含白色颜料、UV吸收剂和无机氧化物填料。粘合层可进一步包含另外的交联剂、表面活性剂或消光剂。
水溶性或水分散性粘合剂
粘合层包含水溶性或水分散性粘合剂。
粘合剂可包含可交联基团，亦称为官能团或可固化基团。这样的可交联基团可选自羟基、羧基、氨基、缩水甘油基、甲硅烷基、硅烷化物(silanate)基、环氧基、1,3-二羰基(例如，双丙酮丙烯酰胺的乙酰乙酰氧基甲基丙烯酸酯)，或异氰酸酯基。这些之中，特别优选羟基。
对粘合剂没有特别限制，只要粘合剂是水溶性或水分散性的。粘合剂可选自聚烯烃、聚氨酯(PU)基聚合物、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸类(丙烯酸类树脂)和聚酯。
优选的粘合剂是丙烯酸类树脂、聚烯烃或聚氨酯基聚合物。
其它优选的粘合剂是尿烷-丙烯酸杂化聚合物，即，复合树脂。也可使用丙烯酸类和硅酮的复合树脂。
粘合层还可包含上文公开的粘合剂的组合。
聚烯烃粘合剂优选地是改性的聚烯烃，和更优选是酸改性的聚烯烃。
用于聚烯烃树脂的酸单元优选地是(甲基)丙烯酸单元，和更优选是丙烯酸单元。
聚烯烃树脂的一些或所有酸单元优选地被阳离子中和。阳离子可以是金属，例如钠离子、锌离子、镁离子、铜离子、锂离子或钾离子；或胺或氨。金属离子优选地是钠离子或锌离子，胺或氨优选地是三乙基胺、N, N'-二甲基乙醇胺或氨。
聚烯烃的实例包括可市售获自Mitsui Chemicals的CHEMIPEARL® S-120、S-80N和S-75N，和可市售获自Michelman的Michem® Prime 4990R，其全都是乙烯-丙烯酸共聚物的离聚物。
已观察到，当上文公开的烯烃粘合剂存在于粘合层中时，对密封剂、通常乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物的粘合增加。
聚氨酯基粘合剂的实例是可市售获自Incorez的Incorez W835/494。
聚氨酯/丙烯酸类杂化树脂的实例是可市售获自INCOREZ的Incorez W2205；可市售获自Air Products的Hybridur 870和Hybridur 878；可市售获自EOC Belgium的EH3070E和EH1050。
丙烯酸类树脂的实例是可市售获自Nihon Junyaku的JURYMER ET-410和SEK-301；可市售获自ARKEMA的Encor 2171；可市售获自BASF的Luhydran S945T、Joncryl OH 8312和Joncryl OH 8313；可市售获自DSM的Neocryl XK110；和可市售获自Nuplex的Setaqua 510。
丙烯酸类和硅酮的复合树脂的实例是可市售获自DIC Corporation的CERANATEWSA 1060、WSA 1070；和可市售获自Asahi Kasei Corporation的H7620、H7630和H76S0。
特别优选的粘合层包含聚烯烃粘合剂和聚氨酯/丙烯酸类杂化树脂。
粘合层的粘合剂的总量优选地是0.5-5 g/m2，更优选1-3 g/m2。
粘合层可通过任何已知的涂布技术，例如辊涂、刮刀涂布、凹版涂布或幕式涂布在载体上提供。
粘合层可在制造载体，优选地双轴取向的聚对苯二甲酸乙二醇酯(BOPET)载体期间在线涂布。
粘合层可在BOPET载体上提供，或可在PET载体的纵向和横向拉伸之间提供。
底漆可在粘合层和BOPET载体之间提供，以改进对载体的粘合。
白色颜料
粘合层优选地包含白色颜料以使日光反射最大化，从而增加太阳能电池模块的效率。
对白色颜料没有特别限制，只要其是白色的颜料，和白色颜料可以是无机颜料或有机颜料。
无机颜料的实例包括氧化钛、硫酸钡、氧化硅、氧化铝、氧化镁、碳酸钙、高岭土、滑石、靛蓝、普鲁士蓝和炭黑，和有机颜料的实例包括酞菁蓝和酞菁绿。
白色颜料的体积平均粒度优选地是0.03 µm至0.8 µm，和更优选是0.15µm至0.50µm。当白色颜料的体积平均粒度在该范围内时，光反射效率的降低可受到抑制。白色颜料的体积平均粒度是通过由Horiba, Ltd.制造的激光衍射/散射型粒度分布分析仪LA9S0 (商品名)测量的值。
粘合层中白色颜料的量优选地是0.5-7.5 g/m2，更优选1-5 g/m2，最优选1.5-3 g/m2。
粘合层还可包含并非白色颜料的着色剂(颜料或染料)。
无机氧化物填料
粘合层优选地进一步包含无机氧化物填料。
无机氧化物填料优选地是二氧化硅、氧化镁和氧化锡，更优选氧化锡或二氧化硅，最优选二氧化硅。
无机氧化物填料的体积平均粒度优选地是5 nm至500 nm，和更优选10 nm至250nm。无机氧化物填料的体积平均粒度是通过由Horiba, Ltd.制造的激光衍射/散射型粒度分布分析仪LA950 (商品名)测量的值。
细颗粒的形状不特别受到限制，和可使用球形、无定形和针形颗粒等的任一种。
无机氧化物填料的量优选地是0.01至2 g/m2、0.025至1 g/m2、最优选0.05至0.5g/m2。
其它交联剂
核/壳多异氰酸酯交联化合物可与其它交联剂组合。
这样的交联剂的实例包括环氧-基、异氰酸酯-基、三聚氰胺-基、碳二亚胺-基和噁唑啉-基交联剂。
核/壳多异氰酸酯交联化合物优选地与噁唑啉-基交联剂组合。
噁唑啉-基交联剂的实例包括2-乙烯基-2-噁唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-4-甲基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-5-乙基-2-噁唑啉、2,2'-双-(2-噁唑啉)、2,2'-亚甲基-双-(2-噁唑啉)、2,2'-亚乙基-双-(2-噁唑啉)、2,2'-三亚甲基-双-(2-噁唑啉)、2,2'-四亚甲基-双-(2-噁唑啉)、2,2'-六亚甲基-双-(2-噁唑啉)、2,2'八亚甲基-双-(2-噁唑啉)、2,2'-亚乙基-双-(4.4'-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-对亚苯基-双-(2-噁唑啉)、2,2'-间亚苯基-双-(2-噁唑啉)、2,2'-间亚苯基-双-(4.4'二甲基-2-噁唑啉)、双-(2-噁唑啉基环己烷)硫化物、双-(2-噁唑啉基降莰烷)硫化物等。
上文公开的噁唑啉的聚合物或共聚物也可与核/壳多异氰酸酯化合物组合使用。
市售产品可用作噁唑啉-基交联剂。市售产品的实例包括EPOCROS K2010E、K2020E、K2030E、WS500、WS700 (商品名，全部由NIPPON SHOKUBAI CO., LTD制造)等。
可与本发明的多异氰酸酯化合物组合使用的其它优选的交联剂是碳二亚胺化合物。
优选的碳二亚胺化合物是Carbodilite V02 L2、Carbodilite V02、CarbodiliteV04，全都可市售获自GSI Europe。特别优选的碳二亚胺化合物是Carbodilite V02 L2。
UV吸收剂
为防止由紫外线辐射引起的背板降解，粘合层优选地包含UV吸收剂。UV吸收剂可以是有机或无机UV吸收化合物。
优选的无机UV吸收剂是ZnO和TiO2颗粒。
上述的白色颜料优选地用作UV吸收化合物。
水分散性有机UV吸收剂的实例是可市售获自BASF的Tinosorb® S aqua和Tinuvin® 99-DW；可市售获自Clariant的Hostavin® 3041 DISP。
粘合层优选地包含无机UV吸收剂和水分散性有机UV吸收剂。
水性耐气候层
水性耐气候层包含水溶性或水分散性粘合剂和交联剂，其中交联剂是水分散性核/壳多异氰酸酯化合物。
水性耐气候层优选地进一步包含UV吸收剂。耐气候层可进一步包含另外的交联剂、无机氧化物填料、表面活性剂或消光剂。
水溶性或水分散性粘合剂
耐气候层可包含上文对于水性粘合层公开的水溶性或水分散性粘合剂。
为最大化耐气候性，耐气候层优选地包含水溶性或水分散性含氟聚合物。
优选的水溶性或水分散性含氟聚合物公开于例如EP-A 2309551。含氟聚合物包含基于氟代烯烃的单元、基于包含可交联基团的单体的单元和基于包含烷基的单体的单元，其中没有季碳原子和具有可聚合不饱和基团的C2-20直链或支链烷基通过醚键或酯键彼此连接。
氟代烯烃可例如是氯三氟乙烯(在本文称为"CTFE")、四氟乙烯(在本文称为"TFE")、六氟丙烯、氟乙烯或偏氟乙烯。其中，从耐气候层的耐气候性和溶剂抗性的观点，CTFE或TFE是优选的。
可使用一类氟代烯烃或可按两种或更多种类型的组合使用。随着在含氟聚合物中氟代烯烃单体的比例变得更大，涂膜的耐气候性将得到改善。另一方面，当其变得更小时，含氟聚合物的可溶性改善。氟代烯烃单体相对于单体总量的比例优选为30-70mol%，更优选40-60mol%。
包含可交联基团的单体是具有可交联基团以及具有可聚合不饱和基团的单体。包含可交联基团的单体优选地是没有季碳原子或环结构的单体。可交联基团优选地是羟基。
具有羟基作为可交联基团的包含可交联基团的单体优选地是其中具有羟基和上述可聚合不饱和基团的C2-20直链或支链烷基团通过醚键或酯键彼此连接的单体。
包含可交联基团的水溶性或水分散性含氟聚合物的实例是可市售获自AsahiGlass的Lumiflon FD1000。
其它水溶性或水分散性含氟聚合物公开于EP-A 2781549。含氟聚合物可以是均聚物、共聚物或其混合物，包括聚合形式的至少一种选自偏氟乙烯(VDF)、氟乙烯(VF)、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、氯三氟乙烯(CTFE)、三氟乙烯、六氟异丁烯、全氟丁基乙烯、全氟(甲基乙烯基醚) (PMVE)、全氟(乙基乙烯基醚) (PEVE)、全氟(丙基乙烯基醚) (PPVE)、全氟(己基乙烯基醚) (PHVE)、全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯(PDD)和全氟-2-亚甲基-4-甲基-1,3-二氧杂环戊烷(PMD)的单体。
其中，可使用包括聚合形式的偏氟乙烯(VDF)的聚合物或共聚物。此外，氟基聚合物可以是包括偏氟乙烯(VDF)或氟乙烯(VF)和共聚单体的共聚物。此处，能够以共聚形式包括在氟基共聚物中的共聚单体的类型不特别受到限制，和可以是选自四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、氯三氟乙烯(CTFE)、三氟乙烯、六氟异丁烯、全氟丁基乙烯、全氟(甲基乙烯基醚) (PMVE)、全氟(乙基乙烯基醚) (PEVE)、全氟(丙基乙烯基醚) (PPVE)、全氟(己基乙烯基醚) (PHVE)、全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯(PDD)和全氟-2-亚甲基-4-甲基-1,3-二氧杂环戊烷(PMD)的至少一种。例如，氟基聚合物可以是包括至少一种选自聚合形式的四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、氯三氟乙烯(CTFE)、三氟乙烯、六氟异丁烯、全氟丁基乙烯、全氟(甲基乙烯基醚) (PMVE)、全氟(乙基乙烯基醚) (PEVE)、全氟(丙基乙烯基醚)(PPVE)、全氟(己基乙烯基醚) (PHVE)、全氟-2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯(PDD)和全氟-2-亚甲基-4-甲基-1,3-二氧杂环戊烷(PMD)的共聚单体的聚偏氟乙烯(PVDF)或聚氟乙烯(PVF)。
水溶性或水分散性含氟聚合物的其它实例是Neocryl® AF10，一种丙烯酸类含氟共聚物乳液，可市售获自DSM Neoresins；Eterflon® 4302、Eterflon® 4303、Eterflonl® 4311A和 Eterflon®4312，全部可市售获自Eternal Chemical Co；ZH-01，可市售获自Changshu 3F Zhonghao；和Richflon SRF E620，可市售获自Beijing Sino-RichMaterials Science；和DF-01，可市售获自Shanghai Ofluorine Chemical Technology。
耐气候层优选地包含水溶性或水分散性丙烯酸类树脂，其包含可交联基团，优选羟基，与含氟聚合物组合，特别是当含氟聚合物不包括可交联基团时，例如DF-01和公开于EP-A 2781549的偏氟乙烯共聚物。
耐气候层中水溶性或水分散性粘合剂的总量优选地是2.5-25 g/m2、更优选5-20g/m2、最优选7.5-15 g/m2。
含氟聚合物和包含可交联基团的丙烯酸类树脂之间的比率优选地是1/10至20/10、更优选2/10至10/10、最优选3/10至6/10。
UV光吸收剂-UV光稳定剂
为了保护载体免受紫外线辐射，耐气候层优选地包含UV吸收剂。
上文对于粘合层所述的水溶性或水分散性UV吸收剂也可用于耐气候层。
优选的UV吸收剂是上文描述的TiO2颗粒。
TiO2颗粒的量优选地是5-30 g/m2、更优选7.5-20 g/m2、最优选10-15 g/m2。
TiO2 分散体
TiO2颗粒通常作为水性分散体加入水性涂料溶液。为避免在涂料溶液中太多水，TiO2分散体优选地包含相对于分散体的总量，超过或等于25 wt%、更优选超过40 wt%、最优选超过50 wt%的TiO2。
为了稳定这样的浓TiO2分散体表面活性剂，可使用聚合物粘合剂或分散剂。然而，这样的有机稳定剂的存在可导致其中使用TiO2的水性层的耐刮性降低，和/或在潮湿和热条件下贮存时层的变黄增加。
已观察到，当TiO2颗粒用纳米-SiO2颗粒稳定时，可制备较稳定的TiO2分散体。
TiO2颗粒优选地是0.05-1 µm、更优选0.1-0.75 µm、最优选0.15-0.50 µm。
用于稳定TiO2分散体的纳米-SiO2颗粒的粒度优选地是2-50 nm、更优选5-25 nm、最优选7.5-15 nm。
纳米-SiO2颗粒优选地是阴离子纳米-颗粒。围绕TiO2的这样的阴离子SiO2颗粒可在静电方面稳定TiO2分散体。
市售可得的阴离子纳米-SiO2颗粒的表面通常是钠或铵稳定的，硅烷改性的或铝改性的。
优选的实例是Bindzil®和Levasil®类型的纳米-SiO2颗粒，可市售获自AKZONOBEL，例如Levasil 300F、Levasil 500、Levasil 200A/30、Levasil 100/45、BindzilCC151 HS、Bindzil 159/500、Bindzil 15/750、Bindzil CC301和Bindzil CC151 HS。
催化剂
催化剂可加入到粘合层或耐气候层以改进粘合剂的交联效率。
优选的催化剂是Sn、Zn或Bi基催化剂。Sn基催化剂的实例是二月桂酸二丁基锡(DBTL)或月桂酸二辛基锡。
锌基催化剂例如为来自King Industries的K-KAT-XK-622和XK-614，和来自Borchers的Octa-Soligen®Zn催化剂。
优选使用铋基催化剂。铋基催化剂例如为来自Borchers的Borchi®Kat 0243、Borchi®Kat 0244和Borchi®Kat 315和来自Air Products的Dabco®MB 20。
Borchi®Kat 0244包含铋和锌两者。
催化剂的量取决于催化剂的类型，但优选为0.005-3.00重量%，相对于具有可交联基团的粘合剂的总量，更优选0.05-2.00重量%，最优选0.1-1.00重量%。
载体
用于本发明的背板的载体，也称为基底，优选地为聚合载体。载体可提供有附加层以改善对密封剂和/或耐气候层的粘附。
聚合载体的实例包括由以下制备的载体：聚酯、聚烯烃例如聚丙烯和聚乙烯、或聚酰胺，例如聚酰胺12(尼龙12)。可用于载体的聚酯的实例为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、对苯二甲酸2,6-萘二酯(PEN)、1,4-环己烷二甲醇、1,2-乙烷二醇和1,4-苯二甲酸的共聚物(PETG)和包含异山梨糖醇的共聚酯。聚酯也可以是生物基的，例如聚对苯二甲酸异山梨糖醇乙二酯。特别优选的载体为PET载体。
聚酯载体的生产
典型的聚酯树脂生产过程包含两个阶段：二羧酸或它的酯衍生物和二醇化合物的酯化和/或酯交换步骤，后接缩聚步骤。
任选地，缩聚步骤之后得到的聚酯可经受所谓的固态聚合以进一步提高聚酯的分子量(MW)，例如以减少末端羧基的量。
得到的聚酯树脂然后进料至熔体挤出机以形成聚酯膜，然后将其双轴拉伸以形成具有特定厚度的双轴拉伸的聚酯膜(即聚酯载体)。
通常，催化剂用于聚酯生产过程。这种催化剂可存在于酯化步骤中、缩聚步骤中，或存在于两者中。
在聚酯生产过程期间可添加若干其它化合物，来优化得到的聚酯树脂或膜的聚合反应和/或物理性质。这种化合物可存在于酯化步骤、缩聚步骤、酯化和缩聚步骤两者中，或可连同聚酯树脂一起添加至熔体挤出机，然后形成膜。
二羧酸
二羧酸可选自脂族、脂环族和芳族二羧酸。
脂族二羧酸的实例为丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二酸、二聚酸、二十烷二酸、庚二酸、壬二酸、甲基丙二酸和乙基丙二酸。
脂环族二羧酸的实例为金刚烷二甲酸、降冰片烯二甲酸、环己烷二甲酸和十氢化萘二甲酸。
芳族二羧酸的实例为对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,8-萘二甲酸、4,4'-联苯二甲酸、4,4'-二苯醚二甲酸和5-磺酸钠间苯二甲酸。
优选地，使用至少一种芳族二羧酸。更优选，使用的二羧酸的至少80重量%为芳族二羧酸。最优选，使用的二羧酸选自对苯二甲酸和间苯二甲酸。
二醇化合物
二醇化合物可选自脂族二醇化合物、脂环族二醇化合物和芳族二醇化合物。
脂族二醇化合物的实例为乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇和1,3-丁二醇。
脂环族二醇化合物的实例为环己烷二甲醇、螺环乙二醇、异山梨糖醇和2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(CBDO)。
芳族二醇化合物的实例为双酚A、1,3-苯-二甲醇和1,4-苯二甲醇。
优选地，使用至少一种脂族二醇化合物。最优选，乙二醇用作二醇化合物。
具有三个或更多个羧基或羟基的化合物
当使用少量的具有三个或更多个羧基或羟基的化合物时，可诱导聚酯分子链支化，因此促进聚酯链的缠结。因此，当聚酯分子水解和从而降低聚酯的分子量时，可避免聚酯膜的脆裂。这样的缠结也可抑制聚酯膜的热收缩。这种化合物和它们的优选使用量在例如US2011/0306747，[0121]-[0127]段中公开。
酯化
芳族二羧酸和脂族二醇可通过以下引入到生产过程中：制备包含这些化合物的浆料，并将所述浆料供应至酯化阶段。可使用串联连接的至少两个反应器的多级单元进行酯化，其中乙二醇保持在回流下，且从系统中去除由反应形成的水和醇。
脂族二醇例如乙二醇的量优选为1.015-1.50mol/mol芳族二羧酸，例如对苯二甲酸或它的酯衍生物，更优选为1.10-1.30mol，最优选1.15-1.25mol。
缩聚
在酯化步骤中产生的酯化产物然后经缩聚。缩聚可在一个阶段或多个阶段中进行。缩聚通常在降低的压力下进行。
催化剂
在聚酯生产过程中，可使用任何已知的常规催化剂，例如碱金属化合物、碱土金属化合物、锌化合物、铅化合物、锰化合物、钴化合物、铝化合物、锑化合物、钛化合物、锗化合物或磷化合物。优选地，在聚酯生产中使用锑化合物、锗化合物或钛化合物。
最优选，使用钛催化剂(Ti催化剂)。Ti催化剂包括氧化物、氢氧化物、醇化物、羧酸酯、碳酸酯、草酸酯、有机螯合Ti络合物和卤化物。可使用两种或更多种不同类型的Ti化合物。优选的Ti催化剂为有机酸作为配体的有机螯合Ti络合物。有机酸可选自柠檬酸、乳酸、偏苯三酸和苹果酸。优选地使用柠檬酸作为配合体的螯合Ti络合物。这种柠檬酸根螯合Ti催化剂为市售可得的，如来自Dorf Ketal的Tyzor AC422或来自Catalytic Technologies的Ti184。
催化剂可在酯化阶段、缩聚阶段或两个阶段中添加。按照Ti元素，催化剂的量优选为1-50ppm，更优选2-30ppm，最优选3-15ppm。
磷化合物
优选地，不具有芳环的五价磷化合物作为取代基与Ti催化剂组合使用。
五价磷化合物可选自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三正丁酯、磷酸三辛酯、三(三甘醇)磷酸酯、酸式磷酸甲酯、酸式磷酸乙酯、磷酸一丁酯、磷酸二丁酯、磷酸二辛酯和三甘醇酸式磷酸酯。
最优选使用磷酸三甲酯和磷酸三乙酯。与上述柠檬酸根螯合Ti催化剂组合，使用磷酸三甲酯或磷酸三乙酯产生具有均衡的聚合活性、色调和热稳定性的聚酯树脂。
优选地在酯化阶段添加五价磷化合物，但也可添加至缩聚阶段或两个阶段中。按照P元素，五价磷化合物的量优选地为1-100ppm，更优选5-50ppm，最优选7.5-25ppm。
镁化合物
添加镁化合物(Mg化合物)给予树脂膜静电性质。镁化合物可选自氧化镁、氢氧化镁、烷醇镁、乙酸镁和碳酸镁。在这些镁化合物当中，优选乙酸镁。
Mg化合物可在酯化阶段、缩聚阶段或两个阶段中添加。Mg化合物还可在挤出机中添加，即在熔体中添加。按照Mg元素，镁化合物的量优选为1-100ppm，更优选2-50ppm，最优选3-30ppm。
聚酯膜形成
在缩聚步骤之后，缩聚产物直接供应给熔体挤出机，或缩聚产物首先粒化然后在挤出机中熔化。
挤出机中的熔化温度优选为250-320℃，更优选260-310℃，最优选270-300℃。挤出机可为单螺杆挤出机或多螺杆挤出机。挤出机可用氮吹扫以阻止通过热氧化(或热-氧化)分解形成末端羧基。
熔体优选通过挤出模经由齿轮泵和过滤单元挤出。
挤出的熔体然后在一个或多个冷却辊上冷却以在其上形成膜。冷却辊的温度优选为5-80℃，更优选15-70℃，最优选20-60℃。当使用两个冷却辊时，两个的温度可不同，例如第一冷却辊为5-25℃而第二冷却辊为30-60℃。
为了增强树脂熔体和冷却辊之间的粘附力和提高冷却效率，优选地在熔体引至与冷却辊接触之前，对冷却辊施加静电。
然后拉伸挤出膜，优选双轴拉伸，以获得聚酯膜。
纵向和横向两者的拉伸比优选为2-5。在双轴拉伸中，纵向拉伸(加工方向(MD)或膜的运行方向)和横向拉伸(横向(CD)或宽度方向)的顺序未特别限定。优选，首先进行纵向拉伸。
优选，横向拉伸比大于纵向拉伸比。优选，横向拉伸比/纵向拉伸比为1.05-1.25，更优选1.10-1.20。
拉伸温度优选80-160℃，更优选85-155℃。优选，在后一种拉伸（优选横向拉伸）中，拉伸温度优选比前一种拉伸（优选纵向拉伸）的温度更高。
除了该逐步双轴拉伸法(其中在纵向的拉伸和宽度方向的拉伸单独实施)以外，还可使用同步双轴拉伸法(其中纵向的拉伸和横向的拉伸同时实施)。
为了完成结晶取向并给予双轴拉伸膜平整度和尺寸稳定性，该膜优选经受1-30秒的热处理，同时固定双轴拉伸膜的侧边，优选在等于或高于树脂的玻璃态转化温度(Tg)但低于它们的熔融温度(Tm)的温度下。然后，在这种热处理之后均匀和逐渐冷却至室温。
这种处理通常称为热固化。
当热固化温度太低时，得到的膜的热收缩增加。另一方面，当热处理温度太高时，得到的膜的水解稳定性降低。优选的热固化温度为160-250℃，更优选175-235℃，最优选200-225℃。
除热固化之外和在热固化之后，可进行所谓的弛豫处理。这种弛豫处理优选在80-160℃，更优选100-140℃的温度下进行。弛豫度为1-30%，更优选2-25%，最优选3-20%。
弛豫可在膜的横向或纵向，或在两个方向获得。
膜的厚度
双轴拉伸聚酯膜的厚度优选为75μm-500μm，更优选100μm-350μm，最优选125μm-275μm。
聚酯中的羧基
聚酯中存在的羧基可作为聚酯分子水解中的酸催化剂。这种水解，例如当聚酯在高湿度条件下保存一段时间时，导致分子量减少，并因此导致聚酯膜的机械强度降低。为了获得聚酯膜的足够的水解稳定性，优选尽可能低的羧基含量。
另一方面，在聚酯膜表面的羧基可增强聚酯膜和在其上面提供的层之间的粘附。因此，优选羧基含量不为零。
聚酯膜的羧基含量优选为0-40meq/kg，更优选5-20meq/kg。
为了保证聚酯膜中羧基的低浓度，在膜的完全制备过程期间，例如在缩聚作用过程期间的高温保持尽可能低。
为了进一步减少聚酯的羧基量，与聚酯的羧基反应的化合物可添加到聚酯中。这种化合物的实例包括碳二亚胺化合物、环氧化合物和噁唑啉化合物。
碳二亚胺化合物
碳二亚胺化合物可分为单官能和多官能碳二亚胺。单官能碳二亚胺的实例包括N,N'-二环己基碳二亚胺、1,3-二异丙基碳二亚胺、N,N'-二异丙基苯基碳二亚胺、N,N'-二甲基碳二亚胺、N,N'-二异丁基碳二亚胺、N,N'-二辛基碳二亚胺、叔丁基异丙基碳二亚胺、N,N'-联苯碳二亚胺、N,N'-二叔丁基碳二亚胺、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和二萘基碳二亚胺。
市售可得的碳二亚胺化合物的实例包括来自Rheinchemie的Stabaxol I和来自Rashig的Stablizer 7000，两者都基于N,N'-二异丙基苯基碳二亚胺。
多官能碳二亚胺通常为聚碳二亚胺化合物，即通过碳二亚胺化合物聚合获得的聚合物。这种聚碳二亚胺的具体实例为聚(1,3,5-三异丙基亚苯基-2,4-二碳二亚胺)。
市售可得的聚合碳二亚胺的实例包括来自Raschig的Stablizer 9000和来自Rheinchemie的Stabaxol P。
其它的可得自Rheinchemie的聚合碳二亚胺为Stabaxol P100和Stabaxol P200。
由于碳二亚胺化合物通过热分解可产生异氰酸酯类气体，优选使用具有高耐热性的碳二亚胺化合物。已观察到聚合碳二亚胺的分子量增加导致热分解改善。
环氧化合物
优选的环氧化合物实例包括缩水甘油基化合物。优选的实例为WO 2012120260中公开的那些(例如Cardura E10P)。
其它优选的环氧化合物为例如US 2010/0120946，[0020]-[0067]段中公开的环氧脂肪酸酯或环氧脂肪酸甘油酯。
此外，其它优选的环氧化合物为在例如US 2010/0120947中公开的所谓增链剂。增链剂为具有至少两个反应性基团的分子，优选环氧基，其可在挤出期间与聚酯反应并使聚酯链彼此结合。通常，在挤出期间它们的反应性基团已基本耗尽(至75%或更高的程度)且在它们生产之后不再可用于聚酯膜使用期间的链修复。
优选的增链剂为双官能环氧化物，甚至更优选的增链剂为多官能环氧化物。环氧官能团在末端排列在分子链或侧链的尾部。优选多官能环氧化物，因为需要较低的量，形成更高分子量的终产物，和形成较低水平的气态分裂产物。市售可得的增链剂包括BASF出售的Joncryl ADR商标名下的聚合物。
噁唑啉化合物
噁唑啉化合物优选地为二噁唑啉化合物，例如2,2'-二(2-噁唑啉)、2,2'-二(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2'-二(4,4'-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-二(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2'-二(4-乙基-2-噁唑啉)、2,2'-二(4,4'-二乙基-2-噁唑啉)、2,2'-二(4-丙基-2-噁唑啉)、2,2'-二(4-丁基-2-噁唑啉)、2,2'-二(4-己基-2-噁唑啉)、2,2'-二(4-苯基-2-噁唑啉)、2,2'-二(4-二环己基-2-噁唑啉)、2,2'-二(4-苯甲基-2-噁唑啉)、2,2'-对亚苯基-二(2-噁唑啉)、2,2'-间亚苯基-二(2-噁唑啉)、2,2'-邻亚苯基-二(2-噁唑啉)、2,2'-对亚苯基-二(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2'-对亚苯基-二(4,4-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-间亚苯基-二(4,4-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-间亚苯基-二(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2'-间亚苯基-二(4,4-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-亚乙基-二(2-噁唑啉)、2,2'-亚丁基-二(2-噁唑啉)、2,2'-亚己基-二(2-噁唑啉)、2,2'-亚辛基-二(2-噁唑啉)、2,2'-亚癸基-二(2-噁唑啉)、2,2'-亚乙基-二(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2'-亚乙基-二(4,4-二甲基-2-噁唑啉)、2,2'-9,9'-二苯氧基乙烷-二(2-噁唑啉)、2,2'-亚环己基-二(2-噁唑啉)、2,2'-亚联苯基-二(2-噁唑啉)。这些当中，出于与聚酯的反应性的观点，最优选使用2,2'-二(2-噁唑啉)。
特别优选的噁唑啉化合物为2-苯基-4,5-二氢-噁唑和4,5-二氢-2-苯基-6H-1,3-噁嗪。
二噁唑啉化合物可单独使用，或两种或更多种不同的化合物可一起使用。
碳二亚胺化合物、环氧化合物或噁唑啉化合物在聚酯膜中的量通常为0.1-5重量%，优选0.3-4重量%，更优选0.5-3重量%，相对于聚酯树脂的总重量。
UV光吸收剂/UV光稳定剂
为了阻止由UV光引起的降解，UV光吸收剂和/或UV光稳定剂可添加到聚酯膜中。UV光吸收剂吸收UV光并将其转化为热能，而UV光稳定剂清除由聚酯树脂感光分解产生的自由基并阻止树脂的进一步分解。聚酯树脂的降解可导致局部放电电压的降低、聚酯膜强度的降低和聚酯膜色调的改变(例如变黄)。
UV光吸收化合物可为有机或无机UV吸收化合物。
有机UV光吸收剂的实例包括水杨酸化合物，例如对-叔丁基苯基水杨酸酯或对-辛基苯基水杨酸酯；苯甲酮化合物，例如2,4-二羟基苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基苯甲酮、2,2'4,4'-四羟基苯甲酮和二(2-甲氧基-4-羟基-5-苯甲酰苯基)甲烷；苯并三唑化合物，例如2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑和2,2'-亚甲基-二[4-(1,1,3,3-三甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)酚]；氰基丙烯酸酯化合物，例如乙基-2-氰基-3,3'-联苯丙烯酸酯；三嗪化合物，例如2-(4,6-联苯-1,3,5-三嗪(triadizine)-2-基)-5-[(己基)氧基]-苯酚(Tinuvin 1577)和2-(2-羟基-4-(2-乙基己基)氧苯基)-4,6-二(4-苯基苯基)-1,3,5-三嗪(Tinuvin 1600)和2-[4-[4,6-二([1,1'-联苯]-4-基)-1,3,5-三嗪-2-基]-3-羟苯氧基]-丙酸异辛酯(Tinuvin 479)。
无机UV吸收剂的实例为TiO2颗粒、ZnO颗粒和它们的混合物。
UV光稳定剂的实例为受阻胺类化合物，例如二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，和二甲基琥珀酸酯与1-(2-羟乙基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶的缩聚物。
UV光吸收剂或UV光稳定剂在聚酯树脂组合物中的含量优选为0.1-10重量%，更优选0.3-7重量%，甚至更优选0.7-4重量%。
其它添加剂
优选添加无机颗粒至聚酯中以优化性质，如聚酯膜表面的光滑性、抗磨性、抗刮性。无机颗粒的实例例如为粘土、云母、氧化钛、碳酸钙、高岭土、滑石、二氧化硅、磷酸钙、硫酸钡、氧化铝和氧化锆的颗粒。
优选的无机颗粒为二氧化硅和氧化铝。二氧化硅和/或氧化铝的量优选为0.025-1.500重量%，更优选0.050-1.000重量%。
光学增白剂例如2,5-噻吩二基双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑)(Uvitex OB、BenetexOB Plus)还可添加至聚酯。
母料技术
优选的是，将添加剂，例如无机颗粒、UV光吸收化合物、用于改善抗水解性的添加剂，通过所谓母料添加至聚酯树脂。为了制备这种母料，添加剂首先分散在载体材料中。载体材料优选地为聚酯，但其可为与聚酯相容的另一种聚合物。在膜生产之前，母料在熔体挤出机中添加到聚酯中，导致母料的组分溶解或细分散在聚酯中。
表面处理
聚合载体可经表面处理，通常用于增强载体和在其上提供的层之间的粘附力。
这种表面处理的实例包括电晕放电处理、火焰处理、UV处理、低压等离子体处理和大气压等离子体处理。表面的化学处理也为本领域已知的。
在电晕放电处理中，通常，高频和高压电施加在涂布有介电物质的金属辊与绝缘电极之间，以诱导电极之间空气的离子化，即电晕放电。载体的电晕放电处理通过将载体通过电晕放电来实施。电晕处理还可在改变的气氛条件下实施。
例如，在电极和介电辊之间的间隙距离可为1-3mm，可使用1-100kHz的频率和0.2-5kV.A.min/m2的施加能量。
在火焰处理中，火焰的外焰部分接触到载体。必需注意，火焰均匀到达载体表面。这可通过使用多个圆形燃烧器来实现。可用于火焰处理的燃烧气的实例包括基于链烷烃的气体，例如天然气、甲烷气、乙烷气、丙烷气和丁烷气，和基于烯烃的气体，例如乙烯气、丙烯气和乙炔气。这些气体可单独使用，或作为两种或更多种气体的混合物使用。氧或空气优选地用作与燃烧气混合的氧化气体。
如US 2011/0284075，[0247]-[0258]段公开，火焰处理优选地用于优化聚合载体的表面能。
在UV处理中，载体的表面用UV辐射照射以改善它的粘附力和湿润性。通常，低压汞UV灯用作UV辐射源。优选254nm，更优选185nm的UV辐射源用于这种UV处理。UV处理通常在大气压力下进行1-500秒。
在低压等离子体处理中，载体的表面用等离子体处理，所述等离子体由在低压气氛下气体中的放电(等离子体气体)产生。可使用的等离子体气体的实例包括氧气、氮气、水蒸汽、氩气和氦气。优选地使用氧，或氧气和氩气的混合气体。等离子体气体的压力优选地为0.005-10Torr，更优选为0.008-3Torr。等离子体输出功率优选地为100-2500W，更优选500-1500W。处理时间优选地为0.05-100秒，更优选0.5-30秒。等离子体可使用直流电辉光放电、高频波放电或微波放电产生。
在大气压力等离子体处理中，稳定的等离子体放电在大气压力下使用高频波产生。氩气或氦气可用作载气。氧气可与载气混合。大气压力等离子体处理优选地在大气压力或接近于大气压力或大气压力以下的压力下进行，例如500-800Torr。放电的电源频率优选地为1-100kHz，更优选1-10kHz。放电强度优选为50-500W.min/m2。
太阳能电池模块
图2示意性地表示本发明的光伏模块的实施方案。
根据本发明，太阳能电池模块(4)具有以下构造：太阳能电池元件(4)，其将太阳光的光能转化为电能，布置于透明板(2)（日光通过其进入(也称为前板)）和背板(1)之间。太阳能电池元件(4)被密封剂或封闭层(3，3')密封。
该太阳能电池模块通常通过将所有组件，即背板、前板、密封板和太阳能电池元件，在一个步骤中层压制备。
本发明的背板(1)的优选实施方案示意性地表示在图3中。
背板(1)包含聚合物载体(300)，在载体的一侧的耐气候层(200)，和在载体另一侧的粘合层(100)。
模块制造商为了简化太阳能电池模块的组件，可优选将背板(1)和密封剂层(3')集成。这样的“集成背板”可对太阳能电池模块的成本价格具有积极影响。
实施例
材料
在实施例中使用的全部材料可容易地从标准来源获取，例如Aldrich Chemical Co.(比利时)和Acros(比利时)，除非另作说明。
Bayhydur XP2655 sol是Bayhydur XP2655的40 wt%水性溶液。
Bayhydur XP2655是基于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的亲水性脂族多异氰酸酯，可市售获自BAYER。
Burnock L-PU 893 sol是Burnock L-PU 893的40 wt%水性溶液。
Burnock L-PU 893是基于HDI三聚体的脂族核/壳多异氰酸酯，可市售获自DIC。
Silane Z-6040是缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷，可市售获自DOW CORNING。
Incorez W2205是聚氨酯/丙烯酸类杂化分散体，可市售获自INCOREZ。
DR306是根据下表的表面活性剂溶液。
组分的g DR306
Chemguard S228 52.6
ChemguardS550 52.6
异丙醇 473.0
水 431.0
Chemguard S-228是含氟表面活性剂，可市售获自CHEMGUARD。
Chemguard S-550是含氟表面活性剂的50.0 wt%溶液，可市售获自CHEMGUARD。
Tividasol是TIVIDA FL2500的DW和乙醇(50/50)的2.5 wt%溶液。
TIVIDA FL2500是含氟表面活性剂，可市售获自MERCK。
DR212是Sunsphere H51的8.55 wt%水性分散体。
Sunsphere H51是二氧化硅，可市售获自ASAHI GLASS。
Chemipearl S80N是聚烯烃树脂，可市售获自MITSUI CHEMICALS。
Tinosorb S aqua是UV吸收剂的水性分散体(20 wt%)，可市售获自BASF。
PV Tisol是TiO2分散体，如下制备：215.8 g的Levasil 500、212.3 g的软化水(DW)和5.2 g的Proxel K disp在容器中使用DISPERLUXTM分配器混合。然后，650的RDI-STiO2在搅拌下加入。持续搅动30分钟，之后加入107.5 g的DW和109.2 g的Kieselsol 500以得到最终浓度。将体系搅拌另外5分钟。得到的浓缩颜料分散体显示289 nm的平均粒度(用MalvernTM nano-S测量)，和在25℃和剪切速率10 s-1下13 mPa.s的粘度。
Proxel K disp是生物杀灭剂Proxel K的0.4 wt%分散体。
Proxel K是1,2-苯并异噻唑啉-3-酮钾盐的5 wt%水性溶液(CASRN 127553-58-6，可市售获自Prom Chem)。
RDI-S是氧化铝表面处理的金红石二氧化钛颜料，可市售获自SACHTLEBEN。
Levasil 500是来自AKZO NOBEL的二氧化硅。
Hydran AP20是可市售获自DIC的聚酯尿烷。
Hydran AP40N是可市售获自DIC的聚酯尿烷。
Paresin是来自CYTEX INDUSTRIES的二甲基三羟甲基胺甲醛树脂。
Dowfax 2A1是来自DOW CHEMICALS的阴离子表面活性剂。
Surfynol 420是来自AIR PRODUCTS的非离子表面活性剂。
测量方法
针孔
通过在Copex LF505 (放大倍率是2x)上观察的大约63 cm2的涂布层上计算针孔数量，视觉评价在涂布层中针孔的出现率。
此外，使用可市售获自Leica-microsystems的Leica光学显微镜，使用10x和50x放大倍率，获取涂布层的照片。
粘合
使用Cross-Hatch(十字网格)试验方法，测试涂料的粘合。另外，在45小时PressureCooker Test (压力蒸煮试验)后测试粘合，其中样品在121℃的温度和100 %的相对湿度(RH)下在水分凝结的压力下保持45小时。粘合使用BS/ISO/DIN报告系统分级，即从0至5，其中0-1被认为是可接受的粘合，而2-5是差的粘合。
变黄
在Damp Heat Test (湿热试验，DHT)中，将样品在85℃和85 %的相对湿度(RH)下保持1000小时。在贮存期间的颜色变化通过CIE ∆E (1976)和黄色指数YI313 (ASTM E313)评价。
实施例1
本实施例说明在水基粘合层中使用水分散性核/壳化合物的优点。
BOPET载体的制备
2715 µm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)板首先纵向拉伸(x 3.13)，然后用水性底漆涂布一侧(湿涂料厚度10 µm)，其干燥组成显示在表1中。干燥后，纵向拉伸和涂布的PET经横向拉伸(x 3.33)以获得260 µm厚的双轴拉伸PET (BOPET)板，其在一侧上包含底漆。
表1
成分(mg/m2)
Hydran AP20 101.80
Hydran AP40N 101.50
Paresin 8.10
Dowfax 2A1 1.10
Surfynol 420 1.10
消光剂 1.70
在45℃下在实施例1描述的BOPET载体的底漆上通过使用Baker涂料施用器涂布表2的溶液获得粘合层AL-01至AL-04。湿涂料厚度是33 µm，将涂料在120℃干燥10分钟。
表2
成分(g) AL-01 AL-02 AL-03 AL-04
DW 933.5 928.5 747.0 742.0
Silane Z-6040 8.3 = 8.3 =
Incorez W2205 104.2 = 104.2 =
Chemipearl S80N - - 138.9 =
DR306 5.0 = 5.0 =
Tividasol 3.3 = 3.0 =
Tinosorb S aqua - - 7.5 =
PV Tisol 70.0 = 133.3 =
Bayhydur XP2655 8.33 = 8.33 -
Burnock L-PU8983 - 12.5 12.5
粘合层AL-01至AL-04的得到的干燥涂料重量在表3中给出。
表3
成分(g/m2) AL-01 AL-02 AL-03 AL-04
Silane Z-6040 0.25 = 0.25 =
Incorez W2205 1.250 = 1.250 =
Chemipearl S80N - - 1.0 =
Chemquard S-228 0.0043 = 0.0043 =
Chemquard S-550 0.0043 0.0043 =
Tividasol 0.00225 = 0.00225 =
Tinosorb S aqua - - 0.09 =
PV Tisol 1.050 = 2.000 =
Bayhydur XP2655 0.250 = 0.250 -
Burnock L-PU8983 - 0.3 - 0.3
通过光学显微镜(放大倍率x10和x50)，对于针孔来评价粘合层AL-01至AL-04。对于AL-01至AL-04，50 x放大倍率的实例在图1中给出。
结果清楚表明，粘合层01和03显示不可接受量的针孔，而对于粘合层02和04，几乎没有观察到针孔。
这清楚表明，通过使用核/壳多异氰酸酯化合物，在水基粘合层中可获得可接受水平的针孔。

Claims (15)

1.用于光伏模块(5)的背板(1)，包含：
- 载体(300)，
- 在载体的一侧上提供的粘合层(100)，和
- 在载体的另一侧上提供的外层(200)，
特征在于粘合层和外层的至少一个被水性组合物涂布，所述水性组合物包含水溶性或水分散性粘合剂和水分散性核/壳多异氰酸酯。
2.权利要求1的背板，其中所述多异氰酸酯的核包括疏水性多异氰酸酯。
3.权利要求2的背板，其中所述疏水性多异氰酸酯是脂族多异氰酸酯。
4.权利要求3的背板，其中所述脂族多异氰酸酯是六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或从其衍生的异氰脲酸酯三聚体。
5.前述权利要求中任一项的背板，其中所述多异氰酸酯的壳包括包含亲水性分散基团和疏水性异氰酸酯-屏蔽基团的聚合物。
6.权利要求5的背板，其中所述亲水性分散基团选自聚氧化烯基团、磺酸酯基团、硫酸酯基团、磷酸酯基团、膦酸酯基团和羧酸基团。
7.权利要求5或6的背板，其中所述疏水性异氰酸酯-屏蔽基团选自聚丙烯酸酯、聚酯、聚醚、聚氨酯、聚碳酸酯、聚烯烃和聚酰胺。
8. 前述权利要求中任一项的背板，其中所述疏水性多异氰酸酯和包含亲水性分散基团和疏水性异氰酸酯-屏蔽基团的聚合物的重量比在30:70 - 85:15的范围内。
9.前述权利要求中任一项的背板，其中所述疏水性多异氰酸酯和包含亲水性分散基团和疏水性异氰酸酯-屏蔽基团的聚合物彼此共价键合。
10.前述权利要求中任一项的背板，其中所述粘合层的水溶性或水分散性粘合剂选自丙烯酸类树脂、聚烯烃、聚氨酯和尿烷-丙烯酸类杂化聚合物。
11.前述权利要求中任一项的背板，其中所述外层的水溶性或水分散性粘合剂选自丙烯酸树脂和含氟聚合物。
12.权利要求11的背板，其中所述丙烯酸类树脂包含可交联基团。
13.前述权利要求中任一项的背板，其中所述水性组合物进一步包含噁唑啉或碳二亚胺交联剂。
14.光伏模块(5)，其包含前述权利要求中任一项定义的背板。
15.制造用于光伏模块(5)的背板(1)的方法，包括以下步骤：
- 提供载体(300)；
- 在载体的一侧上涂覆粘合层(100)，和
- 在载体的另一侧上涂覆外层(200)，
特征在于粘合层和外层的至少一个用水性组合物涂覆，所述水性组合物包含水溶性或水分散性粘合剂和水分散性核/壳多异氰酸酯。
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