KR20140042957A - Fluoropolymer coating compositions and fluoropolymer coated films useful for backsheets with high durability in photovoltaic modules - Google Patents

Fluoropolymer coating compositions and fluoropolymer coated films useful for backsheets with high durability in photovoltaic modules Download PDF

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Abstract

Provided in the present invention is a fluoropolymer coating composition comprising: a fluorinate polymer selected among a homopolymer of a vinylidene fluoride monomer, and a copolymer comprising a vinylidene fluoride monomer and one or more comonomer; an acrylic polymer containing a hydroxyl group; and polyisocyanate containing a perfluoroalkyl group, and by using the composition, a backsheet with high durability and high weatherability in a photovoltaic module can be manufactured.

Description

태양전지 모듈용 고내구성 백시트 제조를 위한 불소고분자 코팅 조성물과 불소고분자 코팅 필름 {Fluoropolymer Coating Compositions and Fluoropolymer Coated Films useful for Backsheets with High Durability in Photovoltaic Modules}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluoropolymer coating composition and a fluoropolymer coating film for producing a highly durable back sheet for a solar cell module. 2. Description of the Related Art Fluoropolymer Coating Compositions and Fluoropolymer Coated Films for High Durability in Photovoltaic Modules

본 발명은 태양전지 모듈용 고내구성 백시트를 제조할 수 있는 불소고분자 코팅 조성물과 이를 이용하여 제조된 불소고분자 코팅 필름에 관한 것이다. The present invention relates to a fluoropolymer coating composition capable of producing a highly durable back sheet for a solar cell module, and a fluoropolymer coating film produced using the same.

태양전지 모듈은 외각 유리재료, 일반적으로 투명한 보호 포장으로 캡슐화된 태양전지 및 배면의 백시트(Backsheet)로 구성된다. 태양전지는 태양광 포집 용도의 실리콘, CIS(cadmium indium selenide), CIGS(cadmium indium galliumselenide), 양자점(quantom dot) 등을 포함하는 재료로 만들어진다. The solar cell module consists of an outer glass material, typically a solar cell encapsulated in a transparent protective package, and a backsheet on the backside. Solar cells are made of materials that contain silicon for photovoltaic collection, cadmium indium selenide (CIS), cadmium indium galliumselenide (CIGS), and quantum dots.

태양전지 모듈은 옥외에서 사용되기 때문에 그 구성과 재질 구조 등에 있어서 고도의 내구성과 내후성이 요구된다. 특히, 환경에 노출되는 태양전지 모듈 배면에 백시트는 태양전지가 가혹한 환경에서도 25년 이상의 장기간 특성을 유지할 수 있도록 하는 역할을 하기 때문에 장기 내후성과 내구성이 우수할 뿐만 아니라, 수증기와 산소의 차단성 및 UV 저항성이 뛰어나야 한다. 백시트는 수분, 산소 또는 UV 광선 등과의 반응으로 유발되는 실리콘 웨이퍼의 성능 저하로부터 보호하는 중요한 역할을 한다. Since the solar cell module is used outdoors, high durability and weather resistance are required in its structure and material structure. In particular, since the back sheet on the back surface of the solar cell module exposed to the environment plays a role in maintaining the long-term characteristics of the solar cell for more than 25 years even in harsh environments, it not only has excellent weather resistance and durability, And UV resistance. The backsheet plays an important role in protecting against degradation of the silicon wafer caused by reaction with water, oxygen, or UV rays.

일반적으로 백시트는 3개의 기능층으로 적층된 필름 형태로 사용되는데, 수증기와 산소 차단성이 우수한 고분자 기재 필름을 내후성이 뛰어난 불소고분자 필름으로 양면에서 감싸는(encapsulate) 형태의 구조로 되어 있다. 고분자 기재 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)가 주로 사용되어 왔고, 내후성 불소고분자 필름으로는 미국 듀퐁사의 폴리비닐 플루오라이드(PVF) 필름인 Tedlar(상품명)(미국 특허 6,646,196)가 주로 사용되어 왔다. 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 수증기 차단성이 우수하고 비교적 저렴한 고분자이지만, UV 광선, IR 광선과 오존과 같은 환경적 영향에 노출로 인하여 성능이 쉽게 저하된다. 이에 내후성이 우수한 Tedlar(PVF)로 PET를 보호할 수 있게 한다. 그러나 Tedlar 필름이 접착된 백시트는 비교적 고가이고 수분에 대한 저항성이 양호하지 않다. Generally, the backsheet is used in the form of a film laminated with three functional layers. The polymer base film having excellent water vapor and oxygen barrier properties is a fluoropolymer film excellent in weather resistance and encapsulated in both sides. Polyethylene terephthalate (PET) has been mainly used as a polymer base film, and Tedlar (trade name) (United States Patent 6,646,196), a polyvinyl fluoride (PVF) film produced by DuPont, USA, has been mainly used as a weather resistant fluoropolymer film. The polyethylene terephthalate is excellent in water vapor barrier property and relatively inexpensive, but the performance is easily deteriorated due to exposure to environmental influences such as UV light, IR light and ozone. Therefore, it is possible to protect PET with weather resistant Tedlar (PVF). However, the back sheet on which the Tedlar film is adhered is relatively expensive and resistant to moisture.

전형적인 태양전지 백시트는 PVF/PET/PVF 층의 라미네이트 필름으로 제조된다. 상기 구조에서 PVF의 PET에 대한 부착성은 좋지 않은 단점이 있어, 일반적으로 코로나 방전이나 이와 유사한 기술로 고분자 표면을 처리하거나, PET 상에 접착제를 도포하여 접착력을 향상시켜 사용한다. A typical solar cell backsheet is made of a laminate film of a PVF / PET / PVF layer. In this structure, the adhesion of PVF to PET has a disadvantageous point. Generally, the polymer surface is treated with a corona discharge or a similar technique, or an adhesive is applied on PET to improve adhesion.

이와 같은 PVF/PET/PVF 라미네이트 필름 복합체들은 종래에는 폴리에스테르 기재에 부착된 불소고분자, 특히 PVF의 미리 제조된 라미네이트 필름으로부터 생산되어 왔다. 그러나 미리 제조된 불소고분자 라미네이트 필름을 고분자 기재 위에 접착제를 이용하여 결합시키는 라미네이트 공정은 제조공정이 복잡하고, 수년간 옥외 노출 후에는 불소고분자 라미네이트가 다시 분리되는 문제가 있다. Such PVF / PET / PVF laminate film composites have conventionally been produced from fluoropolymers adhered to polyester substrates, particularly pre-made laminate films of PVF. However, the lamination process of bonding a preliminarily prepared fluoropolymer laminate film to a polymer substrate using an adhesive has a complicated manufacturing process, and there is a problem that the fluoropolymer laminate is separated again after outdoor exposure for several years.

또한 기존기술은 라미네이트 공정 단계 이전에 적어도 하나의 접착제 층, 또는 하나의 프라이머와 하나의 접착제 층을 형성시켜야 하며, 라미네이트 공정 단계에서 열과 압력이 요구되어 미리 제조된 불소고분자 필름을 사용하는 라미네이트 필름은 제조하는데 많은 비용이 소요되며 많은 투자비가 요구된다. 또한, 미리 제조된 불소고분자 라미네이트 필름은 제조과정과 후속과정에서 요구되는 강도를 부여하기 위하여 충분한 두께를 가져야만 하며, 이로 인하여 불소고분자 라미네이트 필름은 효율적인 보호층으로 요구되는 두께 이상으로 두꺼운 불소고분자 층을 함유하게 된다. 이것은 태양전지 모듈 백시트의 가격 상승 요인이 된다. Further, the prior art is required to form at least one adhesive layer or one adhesive layer with one primer layer prior to the lamination process step, and a laminate film using a fluoropolymer film prepared in advance and requiring heat and pressure in the lamination process step It is expensive to manufacture and requires a lot of investment. In addition, the previously prepared fluoropolymer laminate film must have a sufficient thickness to impart the required strength in the manufacturing process and the subsequent process. As a result, the fluoropolymer laminate film is required to have an effective protective layer, . This increases the price of the solar cell module back sheet.

이와 같은 기존기술의 문제점을 개선하기 위하여 불소고분자를 고분자 기재에 코팅하여 백시트를 제조하는 기술이 개발되고 있다. 미국공개특허 2007-0154704, 2009-0260677에는 고분자 기재필름 상에 불소고분자가 코팅된 태양전지용 백시트로 불소고분자와 접착성 고분자와의 혼합물이 개시되어 있으며, 미국공개특허 2010-0247789, 2011-0086172에는 불소고분자 코팅 조성물에 함유된 접착성 고분자와 상호작용 가능한 관능기를 갖는 기재를 포함하는 불소고분자가 코팅된 태양전지용 백시트의 제조방법이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 공개특허 2010-0105505, 2011-0030857, 2011-0010386에는 불소고분자와 아크릴 수지를 포함하거나 기재에 폴리아미드계 수지 또는 우레탄계 접착층을 포함하는 코팅층을 포함하여 접착력을 향상시킨 태양전지용 백시트가 개시되어 있다. 그러나, 이들은 불소고분자 코팅층과 고분자 기재 사이의 접착층의 결합력이 부족하거나 고온 다습한 환경에서 장기간 사용시 접착층이 변질되어 결합력을 상실할 수 있는 문제가 있다.In order to solve the problems of the conventional technology, a technique for manufacturing a back sheet by coating a fluorine polymer on a polymer substrate has been developed. U.S. Patent Application Publication No. 2007-0154704, 2009-0260677 discloses a back sheet for a solar cell on which a fluoropolymer is coated on a polymer base film, and a mixture of the fluoropolymer and the adhesive polymer is disclosed in U.S. Patent Nos. 2010-0247789, 2011-0086172 Discloses a method for producing a back sheet for a solar cell coated with a fluoropolymer containing a substrate having a functional group capable of interacting with an adhesive polymer contained in a fluoropolymer coating composition. Korean Unexamined Patent Publication Nos. 2010-0105505, 2011-0030857, and 2011-0010386 disclose a back sheet for a solar cell comprising a fluoropolymer and an acrylic resin, or a coating layer including a polyamide resin or a urethane adhesive layer on a substrate, Lt; / RTI > However, they have a problem that the bonding strength between the fluoropolymer coating layer and the polymer substrate is insufficient, or the bonding layer is deteriorated when used for a long period of time in a high temperature and high humidity environment, and the bonding force is lost.

따라서, 태양전지 수요가 급신장하고 있는 것에 맞추어 고온다습한 환경에서도 우수한 접착력을 유지하면서 고도의 내후성과 내구성을 갖으면서 제조비용을 절감할 수 있는 새로운 태양전지 모듈용 백시트 재료에 대한 필요성이 증대되고 있다.Accordingly, there is an increasing need for a backsheet material for a new solar cell module, which can reduce manufacturing cost while having excellent weatherability and durability while maintaining excellent adhesion even in a high temperature and high humidity environment in accordance with the rapid growth of solar cell demand .

미국공개특허 제2007-0154704호(2007.07.05)U.S. Published Patent Application No. 2007-0154704 (2007.07.05) 미국공개특허 제2009-0260677호(2009. 10. 22)U.S. Published Patent Application No. 2009-0260677 (Oct. 22, 2009) 대한민국공개특허 제2010-0105505호(2010.09.29)Korean Patent Publication No. 2010-0105505 (September 29, 2010)

본 발명은 상기와 같이 불소고분자 코팅층과 고분자 기재 사이의 접착층의 결합력이 부족하거나 고온 다습한 환경에서 장시간 사용시 접착층이 변질되어 결합력을 상실하는 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 불소고분자 코팅층과 고분자 기재 사이의 접착층의 결합력이 우수할 뿐만 아니라 접착층의 내수성이 뛰어나 장기간 사용시 수분 침투에 의한 접착층의 변질을 방지함으로써 고온 다습한 환경에서도 내구성 및 내후성이 월등하게 향상시킨 불소고분자 조성물 및 이를 고분자 기재에 코팅하여 제조된 불소고분자 코팅 필름 및 이를 이용한 태양전지 모듈의 백시트를 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention was conceived to overcome the problem that the adhesive force between the fluoropolymer coating layer and the polymer substrate is insufficient and the adhesive layer is deteriorated when used for a long time in a high temperature and high humidity environment to lose bonding force. The fluorine polymer composition is superior in durability and weatherability even in a high temperature and high humidity environment by preventing deterioration of the adhesive layer due to moisture penetration during long-term use, and the fluorine polymer composition is coated on the polymer base material And a back sheet of a solar cell module using the fluorine polymer coating film.

또한, 본 발명은 기재에 접착제층을 미리 형성시킬 필요가 없어 제조 공정 단계를 획기적으로 단축시킬 수 있으며, 불소고분자 코팅층의 두께를 가능한 얇게 조절하여도 기재에 대한 강한 접착력 및 내수성을 부여함으로써 원가 비용을 현저히 절감할 수 있는 태양전지용 모듈 백시트를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, since it is not necessary to previously form an adhesive layer on a substrate, the present invention can dramatically shorten the manufacturing process steps, and even when the thickness of the fluoropolymer coating layer is adjusted as thin as possible, Which is capable of significantly reducing the size of the solar cell module back sheet.

본 발명자들은 불소계 고분자와 불소계 고분자와 상용성이 있으며 가교결합 가능한 관능기를 갖는 아크릴계 접착성 고분자 바인더 수지 및 퍼플루오로알킬기(perfluoroalkyl group)를 갖는 폴리이소시아네이트의 가교결합제를 포함하는 불소고분자 코팅 조성물을 사용하여 불소고분자를 폴리에스테르 테레프탈레이트(PET)와 같은 고분자 기재에 코팅하는 경우, 불소고분자 코팅층과 고분자 기재 사이의 접착력을 획기적으로 향상시켜 우수한 내후성 및 내수성을 갖는 필름을 제공할 수 있으며, 이 필름을 사용하여 제조되는 태양전지 모듈용 백시트는 고도의 내후성과 내구성을 발현할 수 있다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다. The present inventors have used a fluoropolymer coating composition comprising a crosslinking agent of a polyisocyanate having an acrylic adhesive polymer binder resin and a perfluoroalkyl group which are compatible with a fluoropolymer and a fluoropolymer and have a functional group capable of crosslinking When a fluorine polymer is coated on a polymer base material such as polyester terephthalate (PET), the adhesion between the fluorine polymer coating layer and the polymer base material is remarkably improved to provide a film having excellent weather resistance and water resistance. The present inventors have found that a back sheet for a solar cell module manufactured using the same can exhibit high weather resistance and durability.

본 발명은 비닐리덴플루오라이드 단량체의 단일중합체, 및 비닐리덴플루오라이드 단량체 및 하나 이상의 공단량체를 포함하는 공중합체 중에서 선택되는 불소계 고분자; 하이드록시기를 함유한 아크릴계 고분자; 및 퍼플루오로알킬기를 함유한 폴리이소시아네이트;를 포함하는 불소고분자 코팅 조성물을 제공할 수 있다.The present invention relates to a fluoropolymer selected from a homopolymer of a vinylidene fluoride monomer and a copolymer comprising a vinylidene fluoride monomer and at least one comonomer; An acrylic polymer containing a hydroxy group; And a polyisocyanate containing a perfluoroalkyl group can be provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 고분자 코팅 조성물은 비닐리덴플루오라이드를 60 mole% 이상 함유하는 불소계 고분자를 포함한다.The polymer coating composition according to one embodiment of the present invention includes a fluorinated polymer containing 60 mole% or more of vinylidene fluoride.

본 발명의 일 실시예에 따른 고분자 코팅 조성물은 알킬기에 1~18개의 탄소원자를 갖는 알킬아크릴레이트 및 알킬메타크릴레이트 중 선택되는 어느 하나 이상의 단량체, 및 알킬기에 1~4개의 탄소원자를 갖는 하이드록시 알킬아크릴레이트 및 메타크릴레이트 중 선택되는 어느 하나 이상의 단량체를 중합하여 제조된 아크릴계 고분자를 포함한다.The polymer coating composition according to an embodiment of the present invention is any one or more monomers selected from alkyl acrylate and alkyl methacrylate having 1 to 18 carbon atoms in the alkyl group, and hydroxy alkyl having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl group. It includes an acrylic polymer prepared by polymerizing any one or more monomers selected from acrylate and methacrylate.

본 발명의 일 실시예에 따른 불소계 고분자 및 하이드록시기 함유 아크릴계 고분자는 각각 전체 조성물의 고체함량 기준 60~90중량% 및 10~40 중량% 포함될 수 있다.The fluorine-based polymer and the hydroxyl group-containing acrylic polymer according to one embodiment of the present invention may be included in the solid content of the total composition of 60 to 90% by weight and 10 to 40% by weight, respectively.

본 발명의 일 실시예에 따른 퍼플루오로알킬기를 함유한 폴리이소시아네이트는 전체 조성물의 고체함량 기준 0.1~10중량% 포함될 수 있다.Polyisocyanate containing a perfluoroalkyl group according to an embodiment of the present invention may be included 0.1 to 10% by weight based on the solids content of the total composition.

본 발명의 일 실시예에 따른 퍼플루오로알킬기를 함유한 폴리이소시아네이트는 하기 화학식 1로 표시되는 퍼플루오로알킬기 함유 알코올 및 유기 폴리이소시아네이트를 반응시킨 것일 수 있다.The perfluoroalkyl group-containing polyisocyanate according to an embodiment of the present invention may be obtained by reacting perfluoroalkyl group-containing alcohol represented by the following general formula (1) and an organic polyisocyanate.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

F(CF2)n(CH2)2OH (n=4~20의 정수) F (CF 2 ) n (CH 2 ) 2 OH (n = an integer of 4 to 20)

본 발명의 일 실시예에 따른 퍼플루오로알킬기를 함유한 폴리이소시아네이트는 하기 화학식 2로 표시되는 퍼플루오로알킬기 함유 알코올 및 유기 폴리이소시아네이트를 반응시킨 것일 수 있다.The perfluoroalkyl group-containing polyisocyanate according to an embodiment of the present invention may be obtained by reacting perfluoroalkyl group-containing alcohol represented by the following general formula (2) with an organic polyisocyanate.

[화학식 2](2)

H(CF2CF2)nCH2OH (n=1~6의 정수) H (CF 2 CF 2) n CH 2 OH (n = integer of 1 to 6)

본 발명은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈렌 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 어느 하나의 폴리에스테르계 고분자 기재 및 상기 고분자 기재 상에 본 발명에 따른 불소고분자 코팅 조성물을 함유한 코팅층을 포함하는 불소고분자 코팅 필름을 제공할 수 있다.The present invention relates to a fluoropolymer coating film comprising a polyester polymer base material selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalene and mixtures thereof, and a coating layer containing the fluoropolymer coating composition according to the present invention on the polymer base, .

본 발명은 상기 불소고분자 코팅 필름을 포함하는 태양전지 모듈용 백시트를 제공할 수 있다.The present invention can provide a back sheet for a solar cell module comprising the fluoropolymer coating film.

또한, 본 발명은 상기 백시트를 포함하는 태양전지 모듈을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a solar cell module including the back sheet.

본 발명에 따른 불소고분자 코팅 조성물은 코팅층과 기재 사이의 접착층의 접착력을 획기적으로 향상시키는 것과 동시에 내수성이 매우 뛰어나 상기 불소고분자 코팅 조성물을 이용한 불소고분자 코팅 필름을 포함하는 태양전지 모듈용 백시트는 고온 다습한 환경에서 장시간 사용하여도 수분 침투에 의한 접착층의 변질을 방지할 수 있다.The fluoropolymer coating composition according to the present invention dramatically improves the adhesion of the adhesive layer between the coating layer and the substrate and has excellent water resistance. The back sheet for a solar cell module containing the fluoropolymer coating film using the fluoropolymer coating composition has a high temperature Deterioration of the adhesive layer due to moisture penetration can be prevented even when used for a long time in a high humidity environment.

또한, 본 발명에 따른 불소고분자 코팅 조성물을 사용하면 종래 라미네이트 필름 구조를 갖는 백시트에 비하여 기재에 접착체층을 미리 형성시킬 필요가 없어 제조 공정을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 코팅층의 두께를 얇게 하여도 고도의 내구성 및 내후성을 갖는 백시트를 제공할 수 있어 원재료의 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다. In addition, when the fluoropolymer coating composition according to the present invention is used, it is not necessary to previously form an adhesive layer on a substrate as compared with a back sheet having a conventional laminated film structure, so that the manufacturing process can be shortened, It is possible to provide a back sheet having a high durability and weather resistance, thereby reducing the cost of the raw material.

본 발명은 비닐리덴플루오라이드 단량체의 단일중합체, 및 비닐리덴플루오라이드 단량체 및 하나 이상의 공단량체를 포함하는 공중합체 중에서 선택되는 불소계 고분자; 하이드록시기를 함유한 아크릴계 고분자; 및 퍼플루오로알킬기를 함유한 폴리이소시아네이트;를 포함하는 불소고분자 코팅 조성물을 제공할 수 있다.The present invention relates to a fluoropolymer selected from a homopolymer of a vinylidene fluoride monomer and a copolymer comprising a vinylidene fluoride monomer and at least one comonomer; An acrylic polymer containing a hydroxy group; And a polyisocyanate containing a perfluoroalkyl group can be provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 불소계 고분자는 비닐리덴플루오라이드 단량체의 단일중합체, 및 비닐리덴플루오라이드 단량체 및 하나 이상의 공단량체를 포함하는 공중합체 중에서 선택될 수 있다. The fluorine-based polymer according to an embodiment of the present invention may be selected from a homopolymer of vinylidene fluoride monomer, and a copolymer comprising vinylidene fluoride monomer and at least one comonomer.

본 발명의 일 실시예에 따른 불소계 고분자는 비닐리덴플루오라이드(VDF)의 단일중합체 및 공중합체에서 선택되며, 비닐리덴플루오라이드를 60 mole% 이상 함유하는 것이 좋으며, 바람직하게는 80 mole% 이상의 VDF를 함유하는 VDF의 단독중합체와 공중합체에서 선택될 수 있다. 상기 비닐리덴플루오라이드를 60 mole% 미만 함유하면 백시트의 내후성이 저하될 수 있다. The fluorine-based polymer according to one embodiment of the present invention is selected from homopolymers and copolymers of vinylidene fluoride (VDF), preferably contains 60 mole% or more of vinylidene fluoride, and preferably contains 80 mole% or more of VDF ≪ RTI ID = 0.0 > VDF. ≪ / RTI > If the vinylidene fluoride content is less than 60 mole%, the weather resistance of the back sheet may be lowered.

상기 비닐리덴플루오라이드 공중합체는 비닐리덴플루오라이드는 플루오로올레핀, 플루오로비닐 에테르 및 플루오로디옥솔(fluorodioxole)로 이루어진 군으로부터 선택되는 공단량체를 포함하는 것이 바람직하며, 구체적으로, 테트라플루오로에틸렌(TFE), 헥사플루오로프로필렌(HFP), 클로로티리플루오로에틸렌(CTFE), 트리플루오로에틸렌, 헥사플루오로이소부틸렌, 퍼플루오로부틸 에틸렌, 퍼플루오로 프로필 비닐 에테르(PPVE), 퍼플루오로 에틸비닐 에테르(PEVE), 퍼플루오로 메틸 비닐 에테르(PMVE), 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔 (PDD), 퍼플루오로-2-메틸렌-4-메틸-1,3-디옥솔란 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.The vinylidene fluoride copolymer is preferably vinylidene fluoride includes a comonomer selected from the group consisting of fluoroolefins, fluorovinyl ethers and fluorodioxoles, specifically, tetrafluoroethylene (TFE), hexafluoropropylene (HFP), chlorothyrifluoroethylene (CTFE), trifluoroethylene, hexafluoroisobutylene, perfluorobutyl ethylene, perfluoro propyl vinyl ether (PPVE), Perfluoro ethylvinyl ether (PEVE), perfluoro methyl vinyl ether (PMVE), perfluoro-2,2-dimethyl-1,3-diosol (PDD), perfluoro-2-methylene-4- Any one or more selected from methyl-1,3-dioxolane can be used.

본 발명의 일 실시예에 따른 가교결합 가능한 접착성 아크릴 고분자 바인더 수지는 코팅 및 경화 과정에서 고분자 기재와 불소고분자 코팅층 사이에 대부분 배향하여 접착층을 형성하며, 퍼플루오로알킬기를 갖는 폴리이소시아네이트는 상기 아크릴 고분자 바인더 수지와 가교 결합함으로써 불소고분자 코팅층과 고분자 기재 사이의 접착력을 향상시킬 뿐만 아니라 기계적 강도를 강화시킬 수 있다.The crosslinkable adhesive acrylic polymer binder resin according to an embodiment of the present invention is mostly oriented between the polymer substrate and the fluoropolymer coating layer to form an adhesive layer in the course of coating and curing and the polyisocyanate having a perfluoroalkyl group is a polymer Crosslinking with the polymeric binder resin not only improves the adhesion between the fluoropolymer coating layer and the polymer substrate but also enhances the mechanical strength.

본 발명의 일 실시예에 따른 퍼플루오로알킬기를 함유한 폴리이소시아네이트는 임계표면장력이 8 dynes/cm 정도로 소수성이 우수한 퍼플루오로알킬기를 포함하고 있어, 소수성이 우수한 퍼플루오로알킬기를 갖는 폴리이소시아네이트를 가교결합제로 사용하여 형성된 접착층은 우수한 내수성을 발현할 수 있으며, 더구나 본 발명에 따른 비닐리덴플루오라이드 단량체의 단일중합체, 및 비닐리덴플루오라이드 단량체 및 하나 이상의 공단량체를 포함하는 공중합체 중에서 선택되는 불소계 고분자 및 하이드록시기를 함유한 아크릴계 고분자와 조합하여 사용할 때 예측하지 못할 정도의 내후성 및 내구성의 향상 효과를 볼 수 있어, 특히 이러한 조성물을 포함하는 불소고분자 코팅 조성물을 적용한 불소고분자 필름 및 이를 이용한 태양전지 모듈용 백시트는 고온 다습한 조건에서 장기간 사용시 내후성, 내구성이 매우 뛰어난 이점이 있다. The polyisocyanate containing a perfluoroalkyl group according to an embodiment of the present invention has a perfluoroalkyl group having a critical surface tension of about 8 dynes / cm and excellent in hydrophobicity, so that a polyisocyanate having a perfluoroalkyl group As a crosslinking agent is capable of exhibiting excellent water resistance and is further selected from a homopolymer of a vinylidene fluoride monomer according to the present invention and a copolymer comprising a vinylidene fluoride monomer and at least one comonomer When used in combination with an acrylic polymer containing a fluorine-based polymer and a hydroxy group, an unpredictable effect of improving weatherability and durability can be obtained. Particularly, a fluorine polymer film to which a fluorine polymer coating composition containing such a composition is applied and a fluorine- For battery modules Has excellent long-term weathering using durable advantage in hot and humid conditions.

본 발명의 일 실시예에 따른 가교결합 가능한 접착성 아크릴계 고분자는 (메타)아크릴 단량체, 하이드록시기 함유 아크릴 단량체, 중합개시제 및 용매를 중합반응기에 투입하여 60~120℃에서 1~8시간동안 반응시킨 것으로 아크릴 고분자의 중량평균 중합도는 1,000~20,000인 것이 바람직하다.The crosslinkable adhesive acrylic polymer according to one embodiment of the present invention is a (meth) acrylic monomer, a hydroxyl group-containing acrylic monomer, a polymerization initiator and a solvent are added to a polymerization reactor for reaction at 60 to 120 ° C. for 1 to 8 hours. It is preferable that the weight average polymerization degree of an acrylic polymer is 1,000-20,000.

본 발명의 일 실시예에 따른 접착성 아크릴 고분자를 형성할 수 있는 중합가능한 단량체는 알킬기에 1~18개의 탄소원자를 갖는 알킬아크릴레이트 및 알킬메타크릴레이트 중 선택되는 어느 하나 이상의 단량체, 및 알킬기에 1~4개의 탄소원자를 갖는 하이드록시 알킬아크릴레이트 및 메타크릴레이트 중 선택되는 어느 하나 이상의 단량체를 중합하여 제조될 수 있다.The polymerizable monomer capable of forming an adhesive acrylic polymer according to an embodiment of the present invention is any one or more monomers selected from alkyl acrylate and alkyl methacrylate having 1 to 18 carbon atoms in the alkyl group, and 1 It can be prepared by polymerizing any one or more monomers selected from hydroxy alkylacrylate and methacrylate having ˜4 carbon atoms.

본 발명의 일 실시예에 따른 알킬기에 1~18개의 탄소원자를 갖는 알킬아크릴레이트 및 알킬메타크릴레이트는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 펜틸 아크릴레이트, 펜틸 메타크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 노닐 아크릴레이트, 노닐 메타크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 데실 메타크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트; 스타이렌, 알파 메틸 스타이렌, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 아크릴로니트릴, 하이드록시 메타크릴아미드 및 이들의 혼합물에서 선택될 수 있다. The alkyl acrylate and alkyl methacrylate having 1 to 18 carbon atoms in the alkyl group according to an embodiment of the present invention may be selected from the group consisting of methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, iso Propyl methacrylate, butyl acrylate, isobutyl methacrylate, butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, pentyl acrylate, pentyl methacrylate, hexyl acrylate, hexyl methacrylate, octyl acrylate, octyl Methacrylate, nonyl acrylate, nonyl methacrylate, decyl acrylate, decyl methacrylate, lauryl acrylate, lauryl methacrylate, stearyl acrylate, stearyl methacrylate; Styrene, alpha methyl styrene, acrylamide, methacrylamide, acrylonitrile, hydroxy methacrylamide, and mixtures thereof.

본 발명의 일 실시예에 따른 접착성 아크릴 고분자에 가교결합 관능기인 하이드록시기를 부여하기 위하여 알킬기에 1~4개의 탄소원자를 갖는 하이드록시 알킬아크릴레이트 및 메타크릴레이트 중 선택되는 어느 하나 이상의 단량체를 알킬기에 1~18개의 탄소원자를 갖는 알킬아크릴레이트 및 알킬메타크릴레이트 중 선택되는 어느 하나의 단량체와 함께 사용할 수 있다.In order to give a hydroxy group that is a crosslinking functional group to the adhesive acrylic polymer according to an embodiment of the present invention, at least one monomer selected from hydroxy alkylacrylate and methacrylate having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl group is an alkyl group. It can be used together with any one monomer selected from alkyl acrylate and alkyl methacrylate having 1 to 18 carbon atoms in.

본 발명의 일 실시예에 따른 알킬기에 1~4개의 탄소원자를 갖는 하이드록시 알킬아크릴레이트 및 메타크릴레이트 중 선택되는 어느 하나 이상의 단량체는 하이드록시 메틸 아크릴레이트, 하이드록시 메틸 메타크릴레이트, 하이드록시 에틸 아크릴레이트, 하이드록시 에틸 메타크릴레이트, 하이드록시 프로필 메타크릴레이트, 하이드록시 프로필 아크릴레이트, 하이드록시 부틸 아크릴레이트, 하이드록시 부틸 메타크릴레이트 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게 아크릴 고분자는 알킬기에 2~6개의 탄소원자를 갖는 알킬 메타크릴레이트 또는 알킬기에 2-8개의 탄소원자를 갖는 알킬 아크릴레이트와 알킬기에 2-4개의 탄소원자를 갖는 하이드록시 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체에서 선택될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, at least one monomer selected from the group consisting of hydroxyalkyl acrylates and methacrylates having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl group may be hydroxymethyl acrylate, hydroxymethyl methacrylate, hydroxyethyl Acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, and mixtures thereof may be used. More preferably, the acrylic polymer is an alkyl methacrylate having 2 to 6 carbon atoms in the alkyl group or an alkyl acrylate having 2-8 carbon atoms in the alkyl group and a hydroxyalkyl (meth) acrylate having 2-4 carbon atoms in the alkyl group Can be selected from monomers.

본 발명의 일 실시예에 따른 중합개시제는 아조(azo) 함유 화합물, 퍼옥시 함유 화합물 또는 벤조산 화합물인 것일 수 있으며, 예를 들어, 아조-비스-이소부티로니트릴(azo-bis-isobutyronitrile), 1,1'-아조-비스시아노시클로헥산(1,1'-azo-bis(cyanocyclohexane)), t-부틸퍼아세테이트(t-butyl peracetate), 퍼옥시아세테이트(peroxy acetate), 디-t-부틸퍼옥사이드 등을 사용할 수 있다.The polymerization initiator according to an embodiment of the present invention may be an azo-containing compound, a peroxy-containing compound or a benzoic acid compound, and examples thereof include azo-bis-isobutyronitrile, But are not limited to, 1,1'-azo-bis (cyanocyclohexane), t-butyl peracetate, peroxy acetate, di- Butyl peroxide and the like can be used.

본 발명의 일 실시예에 따른 용매는 메틸에텔케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸아밀케톤과 같은 케톤류 화합물, 톨루엔, 자일렌과 같은 방향족 탄화수소 화합물, 프로필 카보네이트, n-메틸 피롤리돈, 에테르 에스테르, 아세테이트, 디메틸포름아미드, 이소포론 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. The solvent according to an embodiment of the present invention may include ketone compounds such as methyl ether ketone, methyl isobutyl ketone and methyl amyl ketone, aromatic hydrocarbon compounds such as toluene and xylene, propyl carbonate, n-methyl pyrrolidone, Acetate, dimethylformamide, isophorone, and mixtures thereof.

본 발명의 일 실시예에 따른 불소고분자 코팅 조성물은 퍼플루오로알킬기 함유 알코올과 유기 폴리이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 불소화 유기 폴리이소시아네이트(Perfluorinated organic polyisocyanate) 가교결합제를 고체 함량 기준으로 약 0.1~10 중량% 함유하며, 촉매 존재 하에서 약 50-120℃의 온도에서 유기 폴리이소시아네이트의 약 0.1~50 몰%의 활성 이소시아네이트기를 퍼플루오로알킬기 함유 알코올과 반응시켜 불소화 유기 폴리이소시아네이트를 형성할 수 있다. The fluoropolymer coating composition according to one embodiment of the present invention comprises a fluorinated organic polyisocyanate crosslinking agent obtained by reacting a perfluoroalkyl group-containing alcohol with an organic polyisocyanate in an amount of about 0.1 to 10 wt% , And about 0.1 to 50 mol% of the active isocyanate group of the organic polyisocyanate may be reacted with the perfluoroalkyl group-containing alcohol at a temperature of about 50-120 DEG C in the presence of a catalyst to form the fluorinated organic polyisocyanate.

상기 활성 이소시아네이트의 0.1 몰% 이하가 퍼플오로알킬기로 치환된 경우에는 접착층의 내수성(소수성) 향상 효과를 기대하기 어렵고, 50 몰% 이상인 경우에는 내수성이 더 이상 향상하지 않는 것에 반하여 가격이 비싼 퍼플오로알킬기 함유 알코올을 필요 이상으로 사용하게 되어 비경제적이다.When the amount of the active isocyanate is less than 0.1 mol%, the effect of improving the water resistance (hydrophobicity) of the adhesive layer is hardly expected. When the amount is more than 50 mol%, the water resistance is not improved any more, The alcohol-containing alcohol is unnecessarily used, which is uneconomical.

유기 폴리이소시아네트로는 아로마틱, 알리파틱, 사이클로알리파탁 2와 3 관능기 폴리이소시아네이트들을 사용할 수 있으며, 구체적으로 사용가능한 디이소시아네이트는 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 4,4‘-비페닐렌 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트, 비스 사이클로헥실 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 자일렌 디이소시아네이트, 에틸 에틸렌 디이소시아네이트, 2,3-디메틸 에틸렌 디이소시아네이트, 1-메틸트리메틸렌 디이소시아네이트, 1,3-사이클로펜틸렌 디이소시아네이트, 1,4-사이클로헥실 디이소시아네이트, 1,3-페닐렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 비스-(4-이소시아네이토사이클로헥실)-메탄, 4,4’-디이소시아네이토디페닐 에테르 등이 있다. 또한, 트리관능기 이소시아네이트에는 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 1,3,5-벤젠 트리이소시아네이트, 2,4,5-톨루엔 트리이소시아네이트 등이다. 헥사메틸렌 디이소시아네이트 트리머와 같은 디이소시아네이트의 올리고머 등을 사용할 수 있다. As the organic polyisocyanate, aromatic, aliphatic, cycloaliphatic 2 and 3-functional polyisocyanates can be used. Specific usable diisocyanates include 1,6-hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4'- Examples of the diisocyanate include bisphenylene diisocyanate, toluene diisocyanate, biscyclohexyl diisocyanate, tetramethylene xylene diisocyanate, ethylethylene diisocyanate, 2,3-dimethylethylene diisocyanate, 1-methyltrimethylene diisocyanate, 1,4-cyclohexyldiisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, bis- (4-isocyanatocyclohexyl) -methane, 4,4 ' - diisocyanatodiphenyl ether, and the like. Examples of the trifunctional isocyanate include triphenylmethane triisocyanate, 1,3,5-benzene triisocyanate, 2,4,5-toluene triisocyanate and the like. And oligomers of diisocyanate such as hexamethylene diisocyanate trimmer.

본 발명의 일 실시예에 따른 퍼플루오로알킬기를 함유한 폴리이소시아네이트는 하기 화학식 1로 표시되는 퍼플루오로알킬기 함유 알코올 및 유기 폴리이소시아네이트를 반응시킨 것일 수 있다.The perfluoroalkyl group-containing polyisocyanate according to an embodiment of the present invention may be obtained by reacting perfluoroalkyl group-containing alcohol represented by the following general formula (1) and an organic polyisocyanate.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

F(CF2)n(CH2)2OH (n=4~20의 정수) F (CF 2 ) n (CH 2 ) 2 OH (n = an integer of 4 to 20)

본 발명의 일 실시예에 따른 퍼플루오로알킬기를 함유한 폴리이소시아네이트는 하기 화학식 2로 표시되는 퍼플루오로알킬기 함유 알코올 및 유기 폴리이소시아네이트를 반응시킨 것일 수 있다.The perfluoroalkyl group-containing polyisocyanate according to an embodiment of the present invention may be obtained by reacting perfluoroalkyl group-containing alcohol represented by the following general formula (2) with an organic polyisocyanate.

[화학식 2](2)

H(CF2CF2)nCH2OH (n=1~6의 정수) H (CF 2 CF 2) n CH 2 OH (n = integer of 1 to 6)

본 발명의 일 실시예에 따른 불소고분자 코팅 조성물은 경화반응을 위한 촉매를 사용할 수 있다. 상기 촉매 사용량은 불소고분자 코팅 조성물의 고체 함량 기준으로 0.01~1.0 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. The fluoropolymer coating composition according to an embodiment of the present invention may use a catalyst for curing reaction. The amount of the catalyst used is preferably 0.01 to 1.0 wt% based on the solids content of the fluoropolymer coating composition.

상기 촉매로는 디부틸 틴 디라우레이트, 디부틸 틴 디아세테이트, 3급 아민 중에서 선택될 수 있는 어느 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 디부틸 틴 디라우레이트를 사용하는 것이 좋다.The catalyst may be any one or more selected from dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate and tertiary amine, preferably dibutyltin dilaurate.

본 발명의 일 실시예에 따른 접착성 아크릴 고분자 바인더 성분은 불소고분자 코팅 조성물의 고체함량 기준 약 10~40 중량%를 함유할 수 있다. 상기 함유량이 10 중량% 미만이면 불소고분자 코팅 층과 고분자 기재와의 결합력이 충분하지 않고, 40 중량% 초과이면 불소고분자 코팅층의 물성을 저하시켜 내구성과 내후성이 저하될 수 있다.Adhesive acrylic polymer binder component according to an embodiment of the present invention may contain about 10 to 40% by weight based on the solids content of the fluoropolymer coating composition. If the content is less than 10% by weight, the bonding force between the fluoropolymer coating layer and the polymer substrate is not sufficient. If the content is more than 40% by weight, the physical properties of the fluoropolymer coating layer may be deteriorated and durability and weatherability may be deteriorated.

본 발명은 백시트 제조 공정 상 필요에 따라 상기 불소고분자 코팅 조성물에 안료, 필러, 광안정제 등의 첨가제 또는 산소와 수분의 차단성을 향상시키기 위하여 차단성 입자를 포함할 수 있다. The present invention may include additives such as pigments, fillers, light stabilizers, etc., or barrier particles in order to improve the barrier properties of oxygen and moisture to the fluoropolymer coating composition as needed in the back sheet production process.

본 발명의 일 실시예에 따른 고분자 기재 필름은 폴리에스테르인 것으로, 구체적으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트/폴리에틸렌 나프탈레이트 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 폴리에스테르는 전기절연성과 수분 차단성이 우수할 뿐만 아니라 가격이 저렴하여 경제적이다. The polymeric base film according to one embodiment of the present invention is a polyester, and specifically, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalene, polyethylene terephthalate / polyethylene naphthalate, and mixtures thereof may be used. The polyester is excellent in electrical insulating property and moisture barrier property, and is inexpensive because it is economical.

본 발명의 일 실시예에 따른 고분자 기재 필름은 표면에 불소고분자 코팅이 기재 필름에 부착하는 것을 촉진하기 위하여 상용성 접착 고분자와의 상호 작용하는 관능기를 함유한다. 이때, 고분자 기재 필름은 양면을 불소고분자로 코팅하여 탁월한 강도, 내후성, UV 저항성 및 수분 차단성을 부여할 수 있으며, 샌드위치 형태의 구조를 형성하는 것이 바람직하다.The polymeric substrate film according to an embodiment of the present invention contains a functional group that interacts with the compatible adhesive polymer in order to promote adhesion of the fluoropolymer coating to the substrate film on the surface. At this time, the polymer base film may be coated with a fluorine polymer on both sides to impart excellent strength, weather resistance, UV resistance and moisture barrier property, and preferably form a sandwich type structure.

본 발명의 일 실시예에 따른 고분자 기재 필름은 프라이머 층이 코팅될 수 있다. 상기 프라이머 층은 불소고분자 코팅 조성물 내의 상용성 접착제 고분자와의 상호작용하는 관능기를 제공함으로써 불소고분자 코팅이 기재 필름에 부착하는 것을 촉진한다. 이때, 프라이머로는 폴리아민, 폴리아미드, 아크릴아미드 고분자 , 폴리에틸렌이민, 아크릴레이트 고분자, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 에폭시 고분자 및 이들의 혼합물을 포함하여 사용할 수 있다. The polymer base film according to an embodiment of the present invention may be coated with a primer layer. The primer layer promotes adhesion of the fluoropolymer coating to the substrate film by providing a functional group that interacts with the compatible adhesive polymer in the fluoropolymer coating composition. As the primer, a polyamine, a polyamide, an acrylamide polymer, a polyethyleneimine, an acrylate polymer, a polyester, a polyurethane, an epoxy polymer, and a mixture thereof may be used.

본 발명의 일 실시예에 따른 불소고분자 코팅 조성물은 용액(solution) 또는 분산액(dispersion) 형태인 것을 포함한다. 이때, 용매는 용액 또는 분산액으로 필름 형성/건조 과정 중에서 기포 발생을 피할 수 있는 정도의 높은 비점을 갖는 것일 수 있다. 상기 분산액 형태로 존재하는 고분자는 불소고분자의 응결(coalescence)를 돕는 용매가 필요하다. The fluoropolymer coating composition according to an embodiment of the present invention includes a solution or a dispersion. In this case, the solvent may be a solution or a dispersion having a boiling point that is high enough to avoid bubbling during the film forming / drying process. The polymer present in the form of a dispersion requires a solvent to help coalescence of the fluoropolymer.

본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 조성물의 고분자 농도는 점도를 조절하여 작업성을 향상시킬 수 있으며, 이는 특정의 고분자, 조성물의 다른 성분과 사용하는 공정 장치와 조건에 따라 달라진다. The concentration of the polymer in the coating composition according to an embodiment of the present invention can improve the workability by controlling the viscosity, which depends on the specific polymer, the other components of the composition, and the processing apparatus and conditions to be used.

본 발명의 일 실시예에 따른 불소 고분자 코팅 조성물은 불소고분자를 조성물의 총중량 기준 10~50 중량% 함유하는 것이 바람직하다. The fluorine polymer coating composition according to an embodiment of the present invention preferably contains 10 to 50 wt% of the fluorine polymer based on the total weight of the composition.

본 발명의 일 실시예에 따른 불소고분자 코팅 조성물 내의 고분자 형태는 불소고분자 종류와 사용하는 용매에 따라 분산액 또는 용액 형태로 존재하며, 상기 용매는 아세톤, 메틸에틸케톤와 테트라하이드로푸란, 이소포론, 디메틸 아세트아미드, 프로필렌 카보네이트, y-부틸로락톤, N-메틸피롤리돈, 디메틸설포옥사이드 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.The polymer form in the fluoropolymer coating composition according to an embodiment of the present invention is present in the form of a dispersion or a solution depending on the type of the fluoropolymer and the solvent to be used and the solvent is acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, isophorone, dimethylacetate Amide, propylene carbonate, y-butylolactone, N-methylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, and mixtures thereof.

본 발명의 일 실시예에 따른 불소고분자 코팅 필름을 제조하기 위하여 불소고분자 조성물은 미리 형성된 필름을 제조할 필요없이 직접 종래의 코팅 방법으로 고분자 기재에 액상으로 적용할 수 있다. 상기 코팅 방법은 캐스팅, 침적, 분사, 도포 또는 롤, 나이프, 커튼 코팅 등을 사용할 수 있으며 이에 한정되지 않는다. In order to produce the fluoropolymer coating film according to an embodiment of the present invention, the fluoropolymer composition can be directly applied to the polymer substrate in a liquid state by a conventional coating method without preparing a preformed film. The coating method may be, but not limited to, casting, dipping, spraying, coating or roll, knife, curtain coating, and the like.

본 발명의 일 실시예에 따른 액상 코팅 후 분산액은 기재 필름에 불소고분자 코팅을 형성시키기 위하여 용매를 제거한다. 상기 제거는 건조 후 열적으로 응결시키는 방법을 사용할 수 있다. 이때, 온도는 상온(25℃)에서 200℃ 인 것이 바람직하며, 필름의 온도는 상기 온도보다 낮다. 코팅의 경화 온도는 불소고분자 코팅이 기재 필름에 완전히 부착하도록 하기 위하여 가교결합 접착성 아크릴 고분자의 관능기와 고분자 기재 필름의 관능기 및 가교결합제가 상호 작용할 수 있을 정도로 충분해야 한다. The liquid dispersion after the liquid coating according to one embodiment of the present invention removes the solvent to form a fluoropolymer coating on the substrate film. The removal can be performed by a method of thermally condensing after drying. At this time, the temperature is preferably 200 ℃ at room temperature (25 ℃), the temperature of the film is lower than the temperature. The curing temperature of the coating should be sufficient to allow the functional groups of the crosslinkable adhesive acrylic polymer and the functional groups and cross-linking agent of the polymer-based film to interact so that the fluoropolymer coating fully adheres to the substrate film.

고분자 기재에 불소고분자 조성물을 코팅한 후에 용매를 제거하고 불소고분자 입자들이 연속적인 필름으로 응결(coalescence)하도록 120℃ 내지 250℃로 가열하는 것이 좋다. 상기 온도는 불소고분자 코팅의 온도보다 높게 설정하는 것이 좋다. 이때, 용매는 응결을 도와 용매를 사용하지 않는 경우에 비하여 보다 낮은 온도에서 응결이 이루어지게 한다. 따라서 고분자를 응결시키는 조건은 사용하는 불소고분자의 종류, 캐스팅 분산액과 기재 필름의 두께 등의 운전 조건에 따라 조절할 수 있다.
It is preferable to heat the polymer substrate to 120 DEG C to 250 DEG C so that the fluoropolymer composition is coated on the polymer substrate, the solvent is removed, and the fluorine polymer particles coalesce into a continuous film. The temperature is preferably set to be higher than the temperature of the fluoropolymer coating. At this time, the solvent helps the condensation to be performed at a lower temperature than when the solvent is not used. Therefore, the conditions for coagulating the polymer can be controlled depending on the type of the fluorine polymer used, the operating conditions such as the casting dispersion and the thickness of the base film.

이하, 실시예를 기반으로 본 발명을 상술하나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. Various modifications and variations are possible in light of the above teachings.

본 발명의 일 실시예에 따른 불소고분자 코팅 필름은 폴리에스테르 (SKC skyrol SG00L, 두께 250㎛) 기재 위에 불소고분자 코팅층을 형성시키고, 폴리에스테르 기재와 불소고분자 코팅층 사이의 접착력을 평가하기 위하여 ASTM D1876-01 방법으로 박리 강도(Peel Strength)를 측정하였다.A fluoropolymer coating film according to an embodiment of the present invention is formed by forming a fluoropolymer coating layer on a polyester (SKC skyrol SG00L, thickness 250 탆) substrate and evaluating the adhesive strength between the polyester substrate and the fluoropolymer coating layer according to ASTM D1876- Peel Strength was measured by a < 01 > method.

(평가)(evaluation)

(1) 박리 강도(180 T-Peel Strength) 평가: 접착력 평가(1) Peel Strength (180 T-Peel Strength) Evaluation: Adhesive strength evaluation

박리 강도는 인스트론 모델 4482(Instron Model 4482)로 측정하여 최고치를 기록하고 3개의 샘플을 평균하여 측정하였다. (ASTM D1876-01 T-Peel Test). 상기 샘플이 박리 초기 단계에서 용이하게 손으로 벗겨지는 경우에 최고치 0 값을 기록한다.The peel strength was measured with an Instron Model 4482 (Instron Model 4482), and the highest value was recorded and the three samples were averaged. (ASTM D1876-01 T-Peel Test). A maximum value of 0 is recorded when the sample is easily hand-peeled at the initial stage of peeling.

(2) 온도와 습도 시험(Damp Heat Test)(2) Temperature and humidity test (Damp Heat Test)

85℃/85% 상대습도 조건을 유지하는 챔버 내에서 1000시간 동안 노출(Damp Heat test) 후 변형, 변질, 핀홀과 층분리 등이 발생하는지를 평가한다.
Evaluate whether deformation, alteration, pinhole and layer separation occurs after exposure to a damp heat test for 1000 hours in a chamber maintained at 85 ° C / 85% relative humidity.

제조예1Production Example 1 :  : 불소고분자Fluorine polymer 제조 Produce

본 발명의 일 실시예에 따른 비닐리덴플루오라이드의 단일중합체 및 공중합체는 하기와 같은 방법으로 제조하였다.
The homopolymers and copolymers of vinylidene fluoride according to one embodiment of the present invention were prepared as follows.

<불소고분자 (가)><Fluorine Polymer (A)>

교반기가 부착된 1000ml 압력 반응기에 620ml 탈이온수를 투입한 후 질소 가스를 이용하여 5atm으로 가압후 탈기하는 조작을 5회 반복 수행하여 공기를 제거한 후, 진공 하에서 20 중량%의 퍼플루오로옥탄산 암모니움염 수용액 6.3ml와 클로로포름 1.0ml를 투입하였다. 반응기의 온도를 80℃로 올리고, 비닐리덴플루오라이드(VDF)를 투입하여 압력을 300psig로 올렸다. 이후, 2g/L 암모니움 퍼셀페이트(APS) 수용액 10ml를 투입하였다. 반응 초기에 5psi 압력 강하가 발생한 후, 반응기 내의 압력을 300psig로 유지하면서 0.6ml/min 속도로 개시제 수용액을 공급하기 시작하였다. 반응 개시 후 205g의 VDF를 투입한 후에 모든 원료의 공급을 중단하고 반응기의 압력을 낮추어 생성물을 회수하였다. 생성물 분산액의 고체함량은 25.0%이었다. 생성물 분산액을 같은 양의 탈이온수로 희석한 후 냉동시켜 응집시켰다. 응집된 불소고분자 고체를 여과하여 회수한 후 1000ml의 탈이온수로 3회 세정한 후 50℃로 건조시켰다.
620 ml of deionized water was added to a 1000 ml pressure reactor equipped with a stirrer, and the mixture was depressurized at 5 atm with nitrogen gas and then degassed five times to remove air, and then 20% by weight of perfluorooctanoic acid 6.3 ml of aqueous solution of sodium chloride and 1.0 ml of chloroform were added. The temperature of the reactor was raised to 80 DEG C and the pressure was increased to 300 psig by adding vinylidene fluoride (VDF). Thereafter, 10 ml of an aqueous solution of 2 g / L ammonium ascorbate (APS) was added. After a 5 psi pressure drop occurred at the beginning of the reaction, the initiator aqueous solution was started to be supplied at a rate of 0.6 ml / min while maintaining the pressure in the reactor at 300 psig. After the initiation of the reaction, 205 g of VDF was added, the supply of all the raw materials was stopped, and the pressure of the reactor was lowered to recover the product. The solids content of the product dispersion was 25.0%. The product dispersion was diluted with the same amount of deionized water and then coagulated by freezing. The aggregated fluoropolymer solids were collected by filtration, washed three times with 1000 ml of deionized water, and dried at 50 ° C.

<불소고분자 (나)><Fluorine polymer (I)>

비닐리덴플루오라이드(VDF) 대신 비닐리덴플루오라이드/클로로테트라플루오로에틸(VDF/CTFE=80:20 중량비)을 사용한 것을 제외하고는 <불소고분자 제조 1>과 동일한 방법으로 제조하였다.
Except that a vinylidene fluoride / chlorotetrafluoroethyl (VDF / CTFE = 80: 20 weight ratio) was used in place of the vinylidene fluoride (VDF).

<불소고분자 (다)><Fluorine polymer (c)>

비닐리덴플루오라이드(VDF) 대신 비닐리덴플루오라이드/헥사플루오로프로필렌(VDF/HFP=70:30 중량비)을 사용한 것을 제외하고는 <불소고분자 제조 1>과 동일한 방법으로 제조하였다.
Except that a vinylidene fluoride / hexafluoropropylene (VDF / HFP = 70: 30 weight ratio) was used in place of the vinylidene fluoride (VDF).

제조예Manufacturing example 2 :  2 : 퍼플루오로알킬Perfluoroalkyl 함유  contain 폴리이소시아네이트Polyisocyanate 합성 synthesis

<퍼플루오로알킬 함유 폴리이소시아네이트 a>&Lt; Perfluoroalkyl-containing polyisocyanate a >

교반기, 응축기와 온도지시계를 갖춘 반응기에 헥사메틸렌디이소시아네이트(HMDI; MW= 168.19) 300g, 디메틸포름아미드 30g, 퍼플루오로알킬 알코올(F(CF2)n(CH2)2OH; n=평균 6; MW=364) 60g과 디부틸 틴 디라우레이트(2% 에틸아세테이트) 0.05g을 투입하고 질소로 치환하였다. 이 반응 혼합물을 75℃로 승온하여 이 온도에서 6시간 동안 반응시켰다.
300 g of hexamethylene diisocyanate (HMDI; MW = 168.19), 30 g of dimethylformamide, perfluoroalkyl alcohol (F (CF 2 ) n (CH 2 ) 2 OH, n = 6; MW = 364) and 0.05 g of dibutyltin dilaurate (2% ethyl acetate) were charged and replaced with nitrogen. The reaction mixture was heated to 75 DEG C and reacted at this temperature for 6 hours.

<퍼플루오로알킬 함유 폴리이소시아네이트 b><Perfluoroalkyl-containing polyisocyanate b>

교반기, 응축기와 온도지시계를 갖춘 500 ml 반응기에 헥사메틸렌디이소시아네이트(HMDI; MW=250.25) 300g, 디메틸포름아미드 30g, 퍼플루오로알킬 알코올(F(CF2)n(CH2)2OH; n=평균 8; MW=464) 3g과 디부틸 틴 디라우레이트(2% 에틸아세테이트) 0.05g을 투입하고 질소로 치환하였다. 이 반응 혼합물을 75℃로 승온하여 이 온도에서 6시간 동안 반응시켰다.
Stirrer, hexamethylene diisocyanate (HMDI; MW = 250.25) in 500 ml reactor equipped with a condenser and a temperature indicator 300g, dimethylformamide 30g, perfluoroalkyl alcohol (F (CF 2) n ( CH 2) 2 OH; n = Average 8; MW = 464) and 0.05 g of dibutyltin dilaurate (2% ethyl acetate) were charged and replaced with nitrogen. The reaction mixture was heated to 75 DEG C and reacted at this temperature for 6 hours.

<퍼플루오로알킬 함유 폴리이소시아네이트 c><Perfluoroalkyl-containing polyisocyanate c>

교반기, 응축기와 온도지시계를 갖춘 500 ml 반응기에 톨루엔이소시아네이트(TDI; MW=174.16) 300g, 디메틸포름아미드 50g, 퍼플루오로알킬 알코올(F(CF2)n(CH2)2OH; n=평균 8; MW=464) 180g과 디부틸 틴 디라우레이트(2% 에틸아세테이트) 0.05g을 투입하고 질소로 치환하였다. 이 반응 혼합물을 75℃로 승온하여 이 온도에서 6시간 동안 반응시켰다.
300 g of toluene isocyanate (TDI; MW = 174.16), 50 g of dimethylformamide, perfluoroalkyl alcohol (F (CF 2 ) n (CH 2 ) 2 OH; n = 8; MW = 464) and 0.05 g of dibutyltin dilaurate (2% ethyl acetate) were charged and replaced with nitrogen. The reaction mixture was heated to 75 DEG C and reacted at this temperature for 6 hours.

<퍼플루오로알킬 함유 폴리이소시아네이트 d><Perfluoroalkyl-containing polyisocyanate d>

교반기, 응축기와 온도지시계를 갖춘 500 ml 반응기에 헥사메틸렌디이소시아네이트 트리머(Desmodur N-3390; MW=504.58) 300g, 디메틸포름아미드 60g, 퍼플루오로알킬 알코올(F(CF2)n(CH2)2OH; n=평균 8; MW=464) 300g과 디부틸 틴 디라우레이트(2% 에틸아세테이트) 0.05g을 투입하고 질소로 치환하였다. 이 반응 혼합물을 75℃로 승온하여 이 온도에서 6시간 동안 반응시켰다.
300 g of hexamethylene diisocyanate trimmers (Desmodur N-3390; MW = 504.58), 60 g of dimethylformamide, 60 g of perfluoroalkyl alcohol (F (CF 2 ) n (CH 2 ) 2 OH; n = 8; MW = 464) and 0.05 g of dibutyltin dilaurate (2% ethyl acetate) were charged and replaced with nitrogen. The reaction mixture was heated to 75 DEG C and reacted at this temperature for 6 hours.

제조예3Production Example 3 : 아크릴 고분자 합성 : Acrylic polymer synthesis

<아크릴 고분자 A><Acrylic Polymer A>

190g의 증류수에 0.5g 소디움 도델실 설페이트와 0.3g 소디움 바이카본네이트를 용해한 후 이를 교반기, 응축기와 온도계가 설치된 500mL 4-neck 플라스크에 옮긴 후 80℃까지 승온시킨다. 여기에 10g의 증류수에 녹인 0.5g의 소디움 퍼설페이트 개시제를 첨가한 후 아크릴레이트 단량체 혼합물(메틸메타크릴레이트/에틸아크릴레이트/2-하이드록시 메틸 아크릴레이트=42.5/5/2.5) 50g과 1-옥탄티올(1-octanethiol) 0.5g 혼합물을 시린지 펌프를 이용하여 20mL/h의 유량으로 반응기내에 투입하면서 반응시켰다. 아크릴레이트 단량체 혼합물의 투입이 종료된 후 3시간 동안 반응을 계속하여 하이드록시기 함유 아크릴 고분자를 합성하였다. 반응 생성물인 고분자 수분산액을 건조시킨 후 500ml 증류수로 5회 세척하여 무기물과 계면활성제를 제거하였다. 이를 건조하여 분말형태의 하이드록시기 함유 아크릴 고분자를 얻었다.
After dissolving 0.5 g of sodium dodecyl sulfate and 0.3 g of sodium bicarbonate in 190 g of distilled water, it is transferred to a 500 mL 4-neck flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer, and then heated to 80 ° C. After adding 0.5 g of sodium persulfate initiator dissolved in 10 g of distilled water, 50 g of an acrylate monomer mixture (methyl methacrylate / ethyl acrylate / 2-hydroxymethylacrylate = 42.5 / 5 / 2.5) Octanethiol (0.5 g) was introduced into the reactor at a flow rate of 20 mL / h using a syringe pump. After the addition of the acrylate monomer mixture was completed, the reaction was continued for 3 hours to synthesize a hydroxyl group-containing acrylic polymer. The reaction product, polymer water dispersion, was dried and then washed with 500 ml of distilled water five times to remove inorganic substances and surfactants. This was dried to obtain a hydroxyl group-containing acrylic polymer in powder form.

<아크릴 고분자 B, C, D, E, F><Acrylic polymers B, C, D, E, F>

<하이드록시기 함유 아크릴 고분자 A>와 동일한 방법으로 아크릴레이트 단량체의 종류와 함량을 변화시켜 아래 표 1에 나타낸 바와 같은 하이드록시기 함유 아크릴 고분자를 합성하였다.
The hydroxyl group-containing acrylic polymer as shown in Table 1 below was synthesized by changing the kind and content of the acrylate monomer in the same manner as in < Hydroxy group-containing acrylic polymer A &gt;.

Figure pat00001

Figure pat00001

(실시예 1)(Example 1)

상기의 방법으로 제조한 <불소고분자 1>(VDF 단독중합체) 분말 고체 21g과 상기의 방법으로 합성한 <아크릴 고분자 A> 9g과 <퍼플루오로알킬 함유 폴리이소시아네이트 a> 0.4g을 디메틸포름아미드 용매 50g에 현탁시킨 후 4mm 유리 구슬(glass bead)이 들어있는 볼밀을 이용하여 30분간 균일하게 혼합하여 불소고분자 코팅 조성물을 제조하였다. 이 조성물을 0.125mm 두께의 당기는 칼(draw knife)를 이용하여 SKC사 PET 필름(SKC skyrol SG00L, 두께 250㎛) 기재 위에 코팅하였다. 이것을 5분 동안 공기 중에서 증발하도록 한 다음 오븐 내에서 경화시켰다. 경화조건(온도 200℃의 오븐 내에서 3분간 경화시켰다. 건조한 코팅의 두께는 약 25㎛이었다. 이 코팅 필름의 불소고분자 코팅과 PET 기재 사이의 박리강도(접착력)를 상기한 T-Peel Test 방법으로 측정한 결과는 0.59 N/mm으로 우수한 박리강도를 나타내었다. 제조한 불소고분자 코팅 필름에 대하여 온도와 습도 시험(Damp Heat Test)을 80일 동안 실시한 후에 변형, 변질, 핀홀과 층분리 등이 발생하지 않았다.
21 g of the powdery solid of <Fluoropolymer 1> (VDF homopolymer) prepared by the above-mentioned method and 0.4 g of <Perfluoroalkyl-containing polyisocyanate a>, which was synthesized by the above-mentioned method, were mixed in a dimethylformamide solvent And then uniformly mixed using a ball mill containing 4 mm glass beads for 30 minutes to prepare a fluoropolymer coating composition. This composition was coated on SKC's PET film (SKC skyrol SG00L, 250 탆 thick) substrate using a draw knife of 0.125 mm thickness. This was allowed to evaporate in air for 5 minutes and then cured in an oven. Peel strength (adhesion) between the fluoropolymer coating and the PET substrate of the coating film was measured using the T-Peel Test method (Damp Heat Test) was conducted for 80 days, and then deformation, deterioration, pinhole and layer separation, etc. were observed. Did not occur.

(실시예 2 내지 14)(Examples 2 to 14)

상기 불소고분자에서 제조한 불소고분자, 아크릴 고분자와 퍼플루오로알킬기 함유 폴리이소시아네이트의 종류와 사용량을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 불소고분자 코팅 조성물을 제조하였고, 실시예 1과 동일한 방법으로 SKC PET 필름 위에 불소고분자를 코팅하여 형성된 코팅층에 박리강도 측정 결과 및 온도와 습도 시험(Damp Heat Test) 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 하기 표 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 불소고분자 코팅 조성물을 사용하여 제조한 불소고분자 코팅 필름은 접착력과 내구성이 우수함을 확인할 수 있었다.
A fluoropolymer coating composition was prepared in the same manner as in Example 1, except for the kind and amount of the fluoropolymer, the acrylic polymer, and the perfluoroalkyl group-containing polyisocyanate prepared in the fluoropolymer, and the same procedure as in Example 1 was carried out. The results of the peeling strength measurement and the temperature and humidity test (Damp Heat Test) on the coating layer formed by coating the fluorine polymer on the film are shown in Table 2 below. As shown in Table 2, the fluoropolymer coated film prepared using the fluoropolymer coating composition according to an embodiment of the present invention has excellent adhesion and durability.

Figure pat00002
Figure pat00002

Claims (10)

비닐리덴플루오라이드 단량체의 단일중합체, 및 비닐리덴플루오라이드 단량체 및 하나 이상의 공단량체를 포함하는 공중합체 중에서 선택되는 불소계 고분자; 하이드록시기를 함유한 아크릴계 고분자; 및 퍼플루오로알킬기를 함유한 폴리이소시아네이트;를 포함하는 불소고분자 코팅 조성물. Fluorine-based polymers selected from homopolymers of vinylidene fluoride monomers and copolymers comprising vinylidene fluoride monomers and one or more comonomers; An acrylic polymer containing a hydroxy group; And a polyisocyanate containing a perfluoroalkyl group. 제1항에 있어서,
불소계 고분자는 비닐리덴플루오라이드를 60 mole% 이상 함유하는 것인 불소고분자 코팅 조성물.
The method of claim 1,
Wherein the fluorine-based polymer contains vinylidene fluoride in an amount of 60 mole% or more.
제1항에 있어서,
아크릴계 고분자는 알킬기에 1~18개의 탄소원자를 갖는 알킬아크릴레이트 및 알킬메타크릴레이트 중 선택되는 어느 하나 이상의 단량체, 및 알킬기에 1~4개의 탄소원자를 갖는 하이드록시 알킬아크릴레이트 및 메타크릴레이트 중 선택되는 어느 하나 이상의 단량체를 중합하여 제조된 것인 불소고분자 코팅 조성물.
The method of claim 1,
The acrylic polymer is selected from any one or more monomers selected from alkyl acrylate and alkyl methacrylate having 1 to 18 carbon atoms in the alkyl group, and hydroxy alkyl acrylate and methacrylate having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl group. Fluoropolymer coating composition prepared by polymerizing any one or more monomers.
제1항에 있어서,
불소계 고분자 및 하이드록시기 함유 아크릴계 고분자는 각각 전체 조성물의 고체함량 기준 60~90중량% 및 10~40 중량% 포함되는 불소고분자 코팅 조성물.
The method of claim 1,
The fluorine-based polymer and the hydroxy group-containing acrylic polymer are 60 to 90% by weight and 10 to 40% by weight, respectively, based on the solids content of the total composition.
제1항에 있어서,
퍼플루오로알킬기를 함유한 폴리이소시아네이트는 전체 조성물의 고체함량 기준 0.1~10중량% 포함되는 불소고분자 코팅 조성물.
The method of claim 1,
Polyisocyanate containing a perfluoroalkyl group is a fluoropolymer coating composition containing 0.1 to 10% by weight based on the solids content of the total composition.
제1항에 있어서,
퍼플루오로알킬기를 함유한 폴리이소시아네이트는 하기 화학식 1로 표시되는 퍼플루오로알킬기 함유 알코올 및 유기 폴리이소시아네이트를 반응시킨 것인 불소고분자 코팅 조성물.
[화학식 1]
F(CF2)n(CH2)2OH (n=4~20의 정수)
The method of claim 1,
Wherein the polyisocyanate containing a perfluoroalkyl group is obtained by reacting a perfluoroalkyl group-containing alcohol represented by the following formula (1) and an organic polyisocyanate.
[Chemical Formula 1]
F (CF 2 ) n (CH 2 ) 2 OH (n = an integer of 4 to 20)
제1항에 있어서,
퍼플루오로알킬기를 함유한 폴리이소시아네이트는 하기 화학식 2로 표시되는 퍼플루오로알킬기 함유 알코올 및 유기 폴리이소시아네이트를 반응시킨 것인 불소고분자 코팅 조성물.
[화학식 2]
H(CF2CF2)nCH2OH (n=1~6의 정수)
The method of claim 1,
Wherein the polyisocyanate containing a perfluoroalkyl group is obtained by reacting a perfluoroalkyl group-containing alcohol represented by the following formula (2) and an organic polyisocyanate.
(2)
H (CF 2 CF 2) n CH 2 OH (n = integer of 1 to 6)
폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈렌 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 어느 하나의 폴리에스테르계 고분자 기재 및 상기 고분자 기재 상에 제1항 내지 제7항 중에서 선택되는 어느 하나의 조성물을 함유한 코팅층을 포함하는 불소고분자 코팅 필름.Based polymer substrate selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalene, and mixtures thereof, and a fluoropolymer containing a coating layer containing any one of the compositions selected from the group consisting of the first to seventh layers on the polymer substrate Coating film. 제8항의 불소고분자 코팅 필름을 포함하는 태양전지 모듈용 백시트. A back sheet for a solar cell module comprising the fluoropolymer coating film of claim 8. 제9항의 백시트를 포함하는 태양전지 모듈.
A solar cell module comprising the back sheet of claim 9.
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