TW201410804A - 塗料組成物、太陽電池模組之背板、及太陽電池模組 - Google Patents

塗料組成物、太陽電池模組之背板、及太陽電池模組 Download PDF

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TW201410804A
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Hidenori Ozaki
Hideto Nakagawa
Kenji Gobou
Shigehito Sagisaka
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Abstract

本發明之目的為提供一種長期之儲藏安定性優異,於塗膜形成時可形成無紋路、不均、顆粒的塗膜,且可形成紫外線遮蔽性優異的塗膜之塗料組成物。本發明係一種塗料組成物,其特徵係含有含硬化性官能基的含氟聚合物、二氧化鈦、分散劑、及有機溶劑,上述分散劑為具有酸基的化合物(但,具有不飽和基者除外)。

Description

塗料組成物、太陽電池模組之背板、及太陽電池模組
本發明係關於塗料組成物、太陽電池模組之背板、及太陽電池模組。
太陽電池模組一般係由太陽電池胞、用以密封太陽電池胞的密封材、分別設置於密封材的受光面側(表面側)與背面側的表面層和背板所構成。
太陽電池模組係在野外使用。因而,大陽電池模組之背板,係與受光面側之表面層相同地,需要高耐候性、耐濕性、耐熱性、及絕緣性。此外,亦需要耐受因反射光所致之紫外線劣化的性能。
太陽電池模組之背板,已知有於基材薄片上形成有氟樹脂層者。上述氟樹脂層方面,現有將含有含氟聚合物、顏料、分散劑、有機溶劑等之塗料組成物塗佈於基材薄片上並使其硬化所形成者。於如此之背板的塗料組成物中,係使用有二氧化鈦作為白色顏料。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2010-238760號公報
然而,二氧化鈦,係比重大,此外,亦容易引起粒子彼此之凝聚。因而,若將上述塗料組成物儲藏數個月單位之長時間,則二氧化鈦粒子會巨大化,而造成沉澱,其結果產生了在塗膜之形成時,發生紋路、不均、顆粒的問題。進而,若二氧化鈦的凝聚發展,則會使其沉澱,而產生了無法作為塗料使用的問題。
此外,因二氧化鈦粒子巨大化,使所形成的塗膜之紫外線的遮蔽能力降低,亦會產生導致作為基材之PET薄片、或接著劑層劣化的問題。
於專利文獻1中係揭示有:為了防止塗料顏料的凝聚,而添加由含有羥基之不飽和羧酸所構成的分散劑。
然而,於如此之分散劑中,係含有不飽和基,因此產生了若塗料組成物曝露於紫外線中便會導致劣化的問題。此外,於專利文獻1中,並未針對長期儲藏後之塗料組成物中的顏料之沉澱防止效果進行探討。
此外,針對紫外線遮蔽效果亦未加以探討。
本發明係鑑於上述現狀,其目的為提供一種長期之儲藏安定性優異,於塗膜形成時可形成無紋路、不 均、顆粒的塗膜,且可形成紫外線遮蔽性優異的塗膜之塗料組成物。
本發明者們經探討該要求的結果發現,於含有含硬化性官能基的含氟聚合物、二氧化鈦之塗料組成物中,藉由適用由具有酸基之化合物(但,具有不飽和基者除外)所構成的分散劑、或者由具有酸基及鹼基之締合型丙烯酸系聚合物所構成的流動性改善劑,而能出乎意料地改善長期之儲藏安定性,因而完成本發明。
亦即,本發明係一種塗料組成物,其特徵係含有含硬化性官能基的含氟聚合物、二氧化鈦、分散劑、及有機溶劑,上述分散劑為具有酸基的化合物(但,具有不飽和基者除外)。
上述分散劑係以具有磷酸基,且實質上不含鹼為佳。
又,本發明係一種塗料組成物,其特徵係含有含硬化性官能基的含氟聚合物、二氧化鈦、流動性改善劑、及有機溶劑,且上述流動性改善劑為具有酸基及鹼的締合型丙烯酸系聚合物。
上述流動性改善劑,係以羧酸與由羥基胺或者羥基亞胺所構成的含氮化合物之反應物為佳。
本發明之塗料組成物,係以更含有分散劑,且上述分散劑為具有酸基的化合物(但,具有不飽和基者除外)為佳。
上述含硬化性官能基的含氟聚合物,較佳為含有基於含氟單體的聚合單位與基於選自由含羥基單體、含羧基單體、酸酐單體、含胺基單體、及矽酮系乙烯單體所構成群中的至少1種的含硬化性官能基單體的聚合單位。
上述含氟單體,較佳為選自由四氟乙烯、氯三氟乙烯、及偏二氟乙烯所構成群中的至少1種。
上述含氟單體係以四氟乙烯為佳。
又,本發明亦為一種太陽電池模組之背板, 其特徵係具有基材、及在上述基材之至少一面的氟樹脂層,上述氟樹脂層為使用上述塗料組成物所形成的硬化塗膜。
又,本發明亦為一種太陽電池模組,其特徵係具備上述太陽電池模組之背板。
本發明之塗料組成物,係於塗膜形成時可形成無紋路、不均、顆粒的塗膜,且可形成紫外線遮蔽性優異的塗膜,進而長期之儲藏安定性優異者。
1‧‧‧太陽電池胞
2‧‧‧密封材層
3‧‧‧表面層
4‧‧‧背板
5‧‧‧基材
6‧‧‧氟樹脂層
7‧‧‧其他材料層
[第1圖]第1圖係本發明之太陽電池模組的一例之概略模式圖。
[第2圖]第2圖係本發明之太陽電池模組的一例之概 略模式圖。
以下對於本發明進行詳細地說明。
第一本發明係一種塗料組成物,其特徵係含有含硬化性官能基的含氟聚合物、二氧化鈦、分散劑、及有機溶劑,上述分散劑為具有酸基的化合物(但,具有不飽和基者除外)。因而,長期之儲藏安定性優異,且可形成無塗佈紋路、不均、顆粒的硬化塗膜。此外,所得到的硬化塗膜係紫外線遮蔽性優異。
藉由使用具有酸基之分散劑,而可防止塗料組成物中之二氧化鈦的凝聚,且長期間維持塗料組成物之儲藏安定性的原因,係可推測為因分散劑之酸基會吸附於二氧化鈦表面,而發揮因高分子樹脂層所致之立體安定化作用的緣故。
第一本發明之塗料組成物中所含有的分散劑,係具有酸基(但,具有不飽和基者除外)的化合物。
上述酸基係可列舉:磷酸基、羧酸基、磺酸基等。其中,就更長期間防止顏料的凝聚,且塗料之儲藏安定性優異的觀點而言,較佳為選自由磷酸基及羧酸基所構成群之至少1種,更佳為磷酸基。
此外,上述分散劑係由不具有不飽和基的化合物所構成。由於不具有不飽和基,因此不易產生因紫外線曝露所致之化合物的改質。
上述分散劑,係以重量平均分子量為300~ 1000000為佳。若未達300,則恐有吸附樹脂層之立體安定化不充分,且無法防止二氧化鈦的凝聚之虞。若超過1000000,則恐有導致顏色不均、或耐候性降低之虞。上述重量平均分子量係以1000以上為更佳,且以100000以下為更佳。
上述重量平均分子量係可藉由凝膠滲透層析儀(GPC)(聚苯乙烯換算)來進行測量。
上述分散劑,就有效地吸附於二氧化鈦表面 的觀點而言,係以酸價為3~2000mgKOH/g為佳。酸價係以5mgKOH/g以上為更佳,以10mgKOH/g以上再更佳,且以1000mgKOH/g以下為更佳,以500mgKOH/g以下再更佳。
酸價係可藉由使用有鹼性物質之酸鹼滴定法來進行測量。
上述分散劑亦可進一步具有鹼。上述鹼係可列舉例如:胺基等。
上述分散劑之鹼價,就分散劑之長期儲藏安定性為良好的觀點而言,係以15mgKOH/g以下為佳,以5mgKOH/g以下為更佳。上述分散劑之酸價為15mgKOH/g以下時,鹼價係以未達5mgKOH/g為更佳。
上述分散劑係以實質上不含鹼為更佳。另外,實質上不含鹼,係指考慮污染、反應殘差、測量誤差等,以鹼價為0.5mgKOH/g以下作為測量值。
鹼價係可藉由使用有酸性物質之酸鹼滴定法來進行測量。
上述分散劑亦可使用市售品。
本發明之分散劑所能適用的市售品係可列舉例如:DISPARLON 2150、DISPARLON DA-325、DA-375、DA-1200(商品名,楠本化成公司製)、Flowlen G-700、G-900(商品名、共榮社化學公司製)、SOLSPERSE 26000、32000、36000、36600、41000、55000(商品名、Lubrizol Japan公司製)、DISPERBYK-102、106、110、111、140、142、145、170、171、174、180(商品名、BYK Japan公司製)等。
其中,就長期之儲藏安定性為良好的觀點而言,較佳為DISPARLON DA-375、Flowlen G-700、SOLSPERSE 36000,更佳為DISPARLON DA-375。
第一本發明之塗料組成物中之上述分散劑的含量,係以相對於二氧化鈦100質量份為0.1~100質量份為佳。若未達0.1質量份,則恐有無法得到顏料沉澱防止效果。若超過100質量份,則恐有導致顏色不均、或耐候性降低之虞。上述分散劑之含量係以0.5質量份以上為更佳,以1.5質量份以上再更佳,且以50質量份以下為更佳,以20質量份以下再更佳。
此外,第一本發明之塗料組成物,亦可進一步含有流動性改善劑,其係被使用於後述的第二本發明之塗料組成物中。
第二本發明係一種塗料組成物,其特徵係含 有含硬化性官能基的含氟聚合物、二氧化鈦、流動性改善劑、及有機溶劑,且上述流動性改善劑為具有酸基及鹼的締合型丙烯酸系聚合物。因而,長期之儲藏安定性優異,且可形成無塗佈紋路、不均、顆粒的硬化塗膜,進而,所得到的硬化塗膜係紫外線遮蔽性優異。
藉由使用具有酸基及鹼之締合型丙烯酸系聚 合物的流動性改善劑,而可防止塗料組成物中之二氧化鈦的凝聚,且長期間維持塗料組成物之儲藏安定性的原因,係可推測為因酸基會吸附於二氧化鈦表面,進而,聚合物鏈會藉由氫鍵結或因電性相互作用所致之部分性吸附等而在溶劑中進行締合,藉以發揮結構黏性的緣故。
第二本發明之塗料組成物中所含有的流動性 改善劑,係由具有酸基及鹼的締合型丙烯酸系聚合物所構成。
上述締合型丙烯酸系聚合物,係指丙烯酸系聚合物鏈中所含有的極性基會藉由聚合物鏈內,或聚合物鏈間的氫鍵結或者因電性相互作用所致之部分性吸附等,而形成結構,結果具有使液之黏度增加的效果者。
上述丙烯酸系聚合物係可列舉例如:由主要 單體成分為甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、n-丁基(甲基)丙烯酸酯、異丁基(甲基)丙烯酸酯、t-丁基(甲基)丙烯酸酯、n-辛基(甲基)丙烯酸酯、異辛基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯 酸酯、異壬基(甲基)丙烯酸酯、環己基(甲基)丙烯酸酯等之(甲基)丙烯酸酯所構成的共聚物。
另外,於本發明說明書中,「(甲基)丙烯酸酯」係包含丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
上述酸基係以羧酸基、磷酸基、磺酸基為佳。其中,就更長期間防止顏料的凝聚,維持塗料之儲藏安定性的觀點而言,係以羧酸基為佳。
上述鹼係可列舉:胺基等。
此外,流動性改善劑,亦可為羧酸、與羥基胺或者羥基亞胺的含氮化合物之反應物。
進行反應的羧酸與含氮化合物之比率係以1:1為最佳。
羧酸係可列舉:二羧酸、酸酐。
羥基胺係可列舉例如:單乙醇胺、丙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、n-丁基二乙醇胺等之1級、2級、3級烷醇胺或其混合物。
羥基亞胺係可列舉例如:具有唑啉結構者,具體而言係Alkaterge T(商品名、Angus Chemical公司製)等。
上述流動性改善劑,係以重量平均分子量為1000~1000000為佳。若未達1000,則恐有因締合所致之結構形成不充分,且無法防止二氧化鈦的沉澱之虞。若超過1000000,則恐有液之黏度會過度增加,而損及塗裝性。上述重量平均分子量係以5000以上為更佳,且以100000以下為更佳。
上述重量平均分子量係可藉由凝膠滲透層析儀(GPC)(聚苯乙烯換算)來進行測量。
上述流動性改善劑亦可使用市售品。
本發明之流動性改善劑所能適用的市售品,係可列舉例如:SOLTHIX 250(商品名、Lubrizol Japan公司製)等。
上述流動性改善劑之含量係以塗料組成物中 為0.05~20質量%為佳。若未達0.05質量%,則恐有無法防止二氧化鈦的沉澱之虞。若超過20質量%,則恐有分離或顏色不均之虞。上述流動性改善劑之含量係以0.1質量%以上為更佳,以0.3質量%以上再更佳,且以10質量%以下為更佳,以5質量%以下再更佳。
第二本發明之塗料組成物,亦可進一步含有 分散劑,其係被使用於上述第一本發明之塗料組成物中。
第一及第二本發明之塗料組成物,除上述分 散劑或流動性改善劑以外,亦含有含硬化性官能基的含氟聚合物、二氧化鈦及有機溶劑。以下係針對此等進行說明。此外,於本說明書中,亦將「第一本發明之塗料組成物」與「第二本發明之塗料組成物」,併稱為「本發明之塗料組成物」。
本發明之塗料組成物係含有含硬化性官能基 的含氟聚合物。藉由含有含硬化性官能基的含氟聚合物,而可形成耐候性、耐濕性、耐熱性及絕緣性優異的塗膜。
上述含硬化性官能基的含氟聚合物係可列 舉:於含氟聚合物中導入硬化性之官能基的聚合物。另外,於含氟聚合物中,係含有具有明確的熔點之樹脂性的聚合物、顯示橡膠彈性之彈性體性的聚合物、其中間之熱可塑性彈性體性的聚合物。
賦予含氟聚合物硬化性的官能基係可列舉例 如:羥基(但,排除羧基中所含有的羥基,以下相同)、羧基、以-COOCO-所表示的基、胺基、環氧丙基、矽烷基、氰酸酯基、異氰酸酯基等,可配合聚合物之製造的容易度或硬化系而適當選擇。其中,就硬化反應性為良好的觀點而言,以羥基、羧基、以-COOCO-所表示的基、胺基、矽烷基為佳,特別是就容易取得聚合物的觀點或反應性為良好的觀點而言,係以羥基為佳。此等之硬化性官能基,一般係藉由將含氟單體與含硬化性官能基單體進行共聚合,而導入含氟聚合物中。
含硬化性官能基單體係可列舉例如:含羥基 單體、含羧基單體、含酸酐單體、含胺基單體、及矽酮系乙烯單體,且可使用此等之1種或2種以上。
上述含硬化性官能基的含氟聚合物,較佳為含有基於含氟單體的聚合單位與基於選自由含羥基單體、含羧基單體、酸酐單體、含胺基單體、及矽酮系乙烯單體所構成群中的至少1種的含硬化性官能基單體的聚合單位,更佳為含有基於選自由含羥基單體、含羧基單體所構成群中的至少1種的含硬化性官能基單體的聚合單位。
上述含硬化性官能基單體雖可例示如下所述 者,但並不僅限定於此等。另外,可使用此等之1種或2種以上。
(1-1)含羥基單體:
含羥基單體係可列舉例如:2-羥基乙基乙烯基醚、3-羥基丙基乙烯基醚、2-羥基丙基乙烯基醚、2-羥基-2-甲基丙基乙烯基醚、4-羥基丁基乙烯基醚、4-羥基-2-甲基丁基乙烯基醚、5-羥基戊基乙烯基醚、6-羥基己基乙烯基醚等之含羥基乙烯基醚類;2-羥基乙基烯丙基醚、4-羥基丁基烯丙基醚、甘油單烯丙基醚等之含羥基烯丙基醚類等。此等之中,就聚合反應性、官能基之硬化性優異的觀點而言,係以含羥基乙烯基醚類,特別是4-羥基丁基乙烯基醚、2-羥基乙基乙烯基醚為佳。
其他的含羥基單體係可例示例如:丙烯酸2- 羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯等(甲基)丙烯酸之羥基烷基酯等。
另外,後述之含羧基單體,係於上述含羥基單體中並未包含。
(1-2)含羧基單體:
含羥基單體係可列舉例如:以一般式(1):
(式中,R3、R4及R5為相同或相異,皆為氫 原子、烷基、芳基、羧基或烷氧基羰基;n為0或1)所表示的不飽和單羧酸、不飽和二羧酸、其之單酯等不飽和羧酸類;或者以一般式(2):
(式中,R6及R7為相同或相異,皆為飽和或 不飽和之直鏈或環狀烷基;n為0或1;m為0或1)所表示的含羧基乙烯基醚單體等。
上述以一般式(1)所表示的不飽和羧酸類之 具體例係可列舉例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、乙酸乙烯基酯、巴豆酸、桂皮酸、衣康酸、衣康酸單酯、馬來酸、馬來酸單酯、富馬酸、富馬酸單酯等。此等之中,均聚性低的巴豆酸、衣康酸、馬來酸、馬來酸單酯、富馬酸、富馬酸單酯,由於均聚性低而不易均聚,故為佳。
上述以一般式(2)所表示的含羧基乙烯基醚 單體之具體例係可列舉例如:3-烯丙氧基丙酸、3-(2-烯丙氧基乙氧基羰基)丙酸、3-(2-烯丙氧基丁氧基羰基)丙酸、3-(2-乙烯氧基乙氧基羰基)丙酸、3-(2-乙烯氧 基丁氧基羰基)丙酸等之1種或2種以上。此等之中3-(2-烯丙氧基乙氧基羰基)丙酸等,就單體之安定性或聚合反應性為佳的觀點而言有利,故為佳。
上述含羧基單體,係除了以上述一般式(1) 或(2)所表示者以外,亦可使用例如:鄰苯二甲酸乙烯基酯、苯均四酸乙烯基酯等之多元羧酸的烯基酯等。
(1-3)含酸酐單體:
酸酐單體係可列舉例如:馬來酸酐等之不飽和二羧酸的酐。
(1-4)含胺基單體:
含胺基單體係可列舉例如:以CH2=CH-O-(CH2)x-NH2(x=0~10)所表示的胺基乙烯基醚類;以CH2=CH-O-CO(CH2)x-NH2(x=1~10)所表示的胺類;其他為胺基甲基苯乙烯、乙烯基胺、丙烯醯胺、乙烯基乙醯胺、乙烯基甲醯胺等。
(1-5)矽酮系乙烯單體:
矽酮系乙烯單體係可例示例如:CH2=CHCO2(CH2)3Si(OCH3)3、CH2=CHCO2(CH2)3Si(OC2H5)3、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3Si(OCH3)3、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3Si(OC2H5)3、 CH2=CHCO2(CH2)3SiCH3(OC2H5)2、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3SiC2H5(OCH3)2、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3Si(CH3)2(OC2H5)、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3Si(CH3)2OH、CH2=CH(CH2)3Si(OCOCH3)3、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3SiC2H5(OCOCH3)2、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3SiCH3(N(CH3)COCH3)2、CH2=CHCO2(CH2)3SiCH3[ON(CH3)C2H5]2、CH2=C(CH3)CO2(CH2)3SiC6H5[ON(CH3)C2H5]2等之(甲基)丙烯酸酯類;CH2=CHSi[ON=C(CH3)(C2H5)]3、CH2=CHSi(OCH3)3、CH2=CHSi(OC2H5)3、CH2=CHSiCH3(OCH3)2、CH2=CHSi(OCOCH3)3、CH2=CHSi(CH3)2(OC2H5)、CH2=CHSi(CH3)2SiCH3(OCH3)2、CH2=CHSiC2H5(OCOCH3)2、CH2=CHSiCH3[ON(CH3)C2H5]2、乙烯基三氯矽烷或此等之部分水解物等之乙烯基矽烷類;三甲氧基矽烷基乙基乙烯基醚、三乙氧基矽烷基乙基乙烯基醚、三甲氧基矽烷基丁基乙烯基醚、甲基二甲氧基矽烷基乙基乙烯基醚、三甲氧基矽烷基丙基乙烯基醚、三乙氧基矽烷基丙基乙烯基醚等之乙烯基醚類等。
用以形成含氟單體,亦即,導入有硬化性官 能基的含氟聚合物之單體,係可列舉例如:四氟乙烯、氯三氟乙烯、偏二氟乙烯、氟乙烯、及氟乙烯基醚,且可使用此等之1種或2種以上。
其中,較佳為選自由四氟乙烯、氯三氟乙烯、及偏二氟乙烯所構成群中的至少1種,更佳為四氟乙烯。
導入有硬化性官能基的含氟聚合物,係因應構成該聚合物的聚合單位,可例示例如下述者。
(1)以全氟烯烴單位為主體之全氟烯烴系聚合物:
具體例係可列舉:四氟乙烯(TFE)之均聚物、或者TFE與六氟丙烯(HFP)、全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)等之共聚物、進而,能與此等共聚合的其他單體與此等所成之共聚物等。
上述能共聚合的其他單體雖可列舉例如:乙 酸乙烯基酯、丙酸乙烯基酯、丁酸乙烯基酯、異丁酸乙烯基酯、三甲基乙酸乙烯基酯、己酸乙烯基酯、新癸酸(Versatic acid)乙烯基酯、月桂酸乙烯基酯、硬脂酸乙烯基酯、環己基羧酸乙烯基酯、苯甲酸乙烯基酯、p-t-丁基苯甲酸乙烯基酯等之羧酸乙烯基酯類;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、環己基乙烯基醚等之烷基乙烯基醚類;乙烯、丙烯、n-丁烯、異丁烯等非氟系烯烴類;偏二氟乙烯(VdF)、氯三氟乙烯(CTFE)、氟乙烯(VF)、全氟乙烯基醚等之氟系單體等,但並不僅限定於此等。
此等之中,以TFE作為主體的TFE系聚合 物,係就顏料分散性或耐候性、共聚合性、耐藥品性優異的觀點而言為佳。
具體的含硬化性官能基的全氟烯烴系聚合物 係可列舉例如:TFE/異丁烯/羥基丁基乙烯基醚/其他單體之共聚物、TFE/新癸酸乙烯基酯/羥基丁基乙烯基醚/其他單體之共聚物、TFE/VdF/羥基丁基乙烯基醚/其他單體之共聚物等,特別是以TFE/異丁烯/羥基丁基乙烯基醚/其他單體之共聚物、TFE/新癸酸乙烯基酯/羥基丁基乙烯基醚/其他單體之共聚物等為佳。
TFE系之塗料用硬化性聚合物組成物係可例 示例如:大金工業(股)製之ZEFFLE GK系列等。
(2)以氯三氟乙烯(CTFE)單位為主體之CTFE系聚合物:
具體例係可列舉例如:CTFE/羥基丁基乙烯基醚/其他單體之共聚物等。
CTFE系之塗料用硬化性聚合物組成物係可例 示例如:旭硝子(股)製之Lumiflon、DIC(股)製之FLUONATE、Central Glass(股)製之CEFRAL COAT、東亞合成(股)製之Zaffron等。
(3)以偏二氟乙烯(VdF)單位為主體之VdF系聚合物:
具體例係可列舉例如:VdF/TFE/羥基丁基乙烯基醚/其他單體之共聚物等。
(4)以氟烷基單位為主體之含氟烷基聚合物:
具體例係可列舉例如:CF3CF2(CF2CF2)nCH2CH2OCOCH=CH2(n=3與4之混合物)/2-羥基乙基甲基丙烯酸酯/硬脂基丙烯酸酯共聚物等。
含氟烷基聚合物係可例示例如:大金工業(股)製之UNIDYNE或FTONE、Dupont公司製等之Zonyl等。
此等之中,若考慮耐候性、防濕性,則以全氟烯烴系聚合物為佳。
上述含硬化性官能基的含氟聚合物,係可藉由例如日本特開2004-204205號公報所揭示的方法進行製造。
本發明之塗料組成物中之上述含硬化性官能基的含氟聚合物之含量,係以相對於塗料組成物中之非揮發成分的總量100質量%為20~90質量%為佳。
本發明之塗料組成物係含有二氧化鈦。
上述二氧化鈦係只要不損及本發明之效果則無特別限定,亦可為金紅石型、銳鈦礦型中任一者,但就耐候性的觀點而言係以金紅石型為佳。
此外,上述二氧化鈦,亦可為將二氧化鈦微粒子之表面進行無機處理而成的二氧化鈦或經有機處理而成的二氧化鈦,或者經無機及有機兩者處理而成的二氧化鈦。
經無機處理而成的二氧化鈦係可列舉例如:二氧化鈦微粒子之表面經氧化鋁(Al2O3)或二氧化矽(SiO2)、 氧化鋯(ZrO2)被覆者。經有機處理而成的二氧化鈦係可列舉:藉由矽烷偶合劑加以表面處理者、或藉由有機矽氧烷加以表面處理者、藉由有機多元醇加以表面處理者、藉由烷基胺加以表面處理者等。
進而,二氧化鈦係以藉由滴定法所得到的鹼價高於酸價者為佳。
本發明之塗料組成物所能適用的二氧化鈦之 市售品係可列舉例如:D-918(商品名、堺化學工業公司製)、R-960、R-706、R-931(Dupont公司製)、PFC-105(石原產業公司製)等。
本發明之塗料組成物中之二氧化鈦的含量, 係以相對於含硬化性官能基的含氟聚合物100質量份為1~500質量份為佳。若未達1質量份,則恐有無法遮蔽紫外線之虞。若超過500質量份,則恐有因紫外線所致之黃變、劣化之虞。
上述二氧化鈦之含量係以5質量份以上為更佳,以10質量份以上再更佳,且以300質量份以下為更佳,以200質量份以下再更佳。
本發明之塗料組成物中之有機溶劑係可列舉 例如:乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丙酯、乙酸異丁酯、乙酸賽路蘇、丙二醇甲基醚乙酸酯等之酯類;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等之酮類;四氫呋喃、二烷等之環狀醚類;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等之醯胺類;二甲苯、甲苯、溶劑石腦油等之芳香族 烴類;丙二醇甲基醚、乙基賽路蘇等之二醇醚類;卡必醇乙酸酯等之二乙二醇酯類;n-戊烷、n-己烷、n-庚烷、n-辛烷、n-壬烷、n-癸烷、n-十一烷、n-十二烷、礦油精(mineral spirit)等之脂肪族烴類;此等之混合等。
此等亦可單獨或併用2種以上。
其中,以酯類為佳,以乙酸丁酯為更佳。
本發明之塗料組成物係以含有硬化劑為佳。 藉由含有硬化劑,而可使用本發明之塗料組成物來形成硬化塗膜。
上述硬化劑,係可因應硬化性聚合物之官能基而加以選擇,例如,對於含羥基之含氟聚合物,係可例示較佳者為異氰酸酯系硬化劑、三聚氰胺樹脂、矽酸鹽化合物、含異氰酸酯基之矽烷化合物等。此外,對於含羧基之含氟聚合物,一般採用胺系硬化劑或環氧系硬化劑,對於含胺基之含氟聚合物,一般採用含羰基之硬化劑或環氧系硬化劑、酸酐系硬化劑。
上述硬化劑,其中較佳為選自由下述化合物 所構成群中之至少1種的化合物:選自由伸二甲苯二異氰酸酯(XDI)及雙(異氰酸甲酯)環己烷(氫化XDI、H6XDI)所構成群中之至少1種的異氰酸酯所衍生之聚異氰酸酯化合物、基於六亞甲基二異氰酸酯(HDI)的封閉異氰酸酯化合物、由六亞甲基二異氰酸酯(HDI)所衍生之聚異氰酸酯化合物、以及由異佛酮二異氰酸酯(IPDI)所衍生之聚異氰酸酯化合物。
藉由使用選自由伸二甲苯二異氰酸酯(XDI) 及雙(異氰酸甲酯)環己烷(氫化XDI、H6XDI)所構成群中之至少1種的異氰酸酯(以下,亦稱為異氰酸酯(i))所衍生之聚異氰酸酯化合物(以下,亦稱為聚異氰酸酯(I))作為硬化劑,而使由本發明之塗料組成物所得到的硬化塗膜,成為與太陽電池模組之密封材的密著性優異者。進而,使具有上述硬化塗膜的太陽電池模組之背板,成為於捲取步驟等中對於該硬化塗膜所接觸的面之耐阻斷性優異者。
上述聚異氰酸酯化合物(I)係可列舉例如:將上述異氰酸酯(i)與3元以上之脂肪族多元醇加成聚合所得到的加成物、由上述異氰酸酯(i)所構成的異氰尿酸酯結構體(尿酸酯結構體)、及由上述異氰酸酯(i)所構成的雙脲。
上述加成物係以具有例如:以下述一般式 (3):
(式中,R1係表示碳數3~20之脂肪族烴 基。R2係表示伸苯基或伸環己基。k為3~20之整數)所表示的結構者為佳。
上述一般式(3)中之R1係基於上述3元以上的脂肪族多元醇之烴基,且以碳數3~10之脂肪族烴基為更佳, 以碳數3~6之脂肪族烴基再更佳。
上述R2為伸苯基時,亦可為1,2-伸苯基(o-伸苯基)、1,3-伸苯基(m-伸苯基)、及1,4-伸苯基(p-伸苯基)中任一者。其中,以1,3-伸苯基(m-伸苯基)為佳。 此外,上述一般式(3)中之所有R2係可同為伸苯基,亦可2種以上混合存在。
上述R2為伸環己基時,亦可為1,2-伸環己基、1,3-伸環己基、及1,4-伸環己基中任一者。其中,以1,3-伸環己基為佳。此外,上述一般式(3)中之所有R2可同為伸環己基,亦可2種以上混合存在。
上述k係與3元以上之脂肪族多元醇的價數相對應之數。上述k較佳為3~10之整數,更佳為3~6之整數。
上述異氰尿酸酯結構體係於分子中具有1個或2個以上以下述一般式(4):
所表示的異氰尿酸酯環者。
上述異氰尿酸酯結構體係可列舉:藉由上述異氰酸酯之三聚合反應所得到的三聚物、藉由五聚合反應所得到的五聚物、藉由七聚合反應所得到的七聚物等。
其中,較佳為以下述一般式(5):
(式中,R2係與一般式(3)中之R2相同) 所表示的三聚物。亦即,上述異氰尿酸酯結構體,較佳為選自由伸二甲苯二異氰酸酯及雙(異氰酸甲酯)環己烷所構成群中的至少1種之異氰酸酯的三聚物。
上述雙脲係具有以下述一般式(6):
(式中,R2係與一般式(3)中之R2相同) 所表示的結構之化合物,可在與得到上述異氰尿酸酯結構體的情況不同之條件下,藉由將上述異氰酸酯進行三聚合而得到。
上述聚異氰酸酯化合物(I),其中,較佳為 將上述加成物,亦即,選自由伸二甲苯二異氰酸酯及雙(異氰酸甲酯)環己烷所構成群中的至少1種之異氰酸 酯、與3元以上之脂肪族多元醇進行加成聚合所得到者。
上述聚異氰酸酯化合物(I)為上述異氰酸酯(i)與3元以上之脂肪族多元醇的加成物時,該3元以上之脂肪族多元醇,具體而言係可列舉:甘油、三羥甲基丙烷(TMP)、1,2,6-己三醇、三羥甲基乙烷、2,4-二羥基-3-羥基甲基戊烷、1,1,1-參(雙羥基甲基)丙烷、2,2-雙(羥基甲基)丁醇-3等之3元醇;季戊四醇、二甘油等之4元醇;阿拉伯糖醇、核糖醇、木糖醇等之5元醇(戊五醇(Pentite));山梨醇、甘露醇、半乳糖醇、allo-dulcite等之6元醇(己糖醇)等。其中,以三羥甲基丙烷、季戊四醇為特別佳。
此外,作為上述加成物之構成成分所使用的伸二甲苯二異氰酸酯(XDI),雖可列舉:1,3-伸二甲苯二異氰酸酯(m-伸二甲苯二異氰酸酯)、1,2-伸二甲苯二異氰酸酯(o-伸二甲苯二異氰酸酯)、1,4-伸二甲苯二異氰酸酯(p-伸二甲苯二異氰酸酯),但其中,以1,3-伸二甲苯二異氰酸酯(m-伸二甲苯二異氰酸酯)為佳。
此外,作為上述加成物之構成成分所使用的雙(異氰酸甲酯)環己烷(氫化XDI、H6XDI),雖可列舉:1,3-雙(異氰酸甲酯)環己烷、1,2-雙(異氰酸甲酯)環己烷、1,4-雙(異氰酸甲酯)環己烷,但其中,以1,3-雙(異氰酸甲酯)環己烷為佳。
藉由將選自由伸二甲苯二異氰酸酯及雙(異氰酸甲酯)環己烷所構成群中的至少1種之異氰酸酯、與 上述之3元以上的脂肪族多元醇進行加成聚合,而可得到適合本發明所使用的加成物。
本發明所使用之較佳的加成物,具體而言係可列舉例如:藉由將以下述一般式(7):
(式中,R8係表示伸苯基或伸環己基)所表 示的化合物,亦即,選自由伸二甲苯二異氰酸酯及雙(異氰酸甲酯)環己烷所構成群中的至少1種之異氰酸酯、與三羥甲基丙烷(TMP)進行加成聚合所得到的聚異氰酸酯化合物。
針對上述一般式(7)中之R8所表示的伸苯基或伸環己基,係如針對上述一般式(3)中之R2所陳述。
以上述一般式(7)所表示的聚異氰酸酯化合 物之市售品係可列舉:Takenate D110N(三井化學股份有限公司製、XDI與TMP之加成物、NCO含量11.8%)、Takenate D120N(三井化學股份有限公司製、H6XDI與TMP之加成物、NCO含量11.0%)等。
上述聚異氰酸酯化合物(I)為異氰尿酸酯結 構體時之具體例係可列舉:Takenate D121N(三井化學股份有限公司製、H6XDI尿酸酯、NCO含量14.0%)、 Takenate D127N(三井化學股份有限公司製、H6XDI尿酸酯、H6XDI之3聚物、NCO含量13.5%)等。
藉由使用基於六亞甲基二異氰酸酯(HDI)之 封閉異氰酸酯(以下,僅稱為封閉異氰酸酯)作為硬化劑,而使本發明之塗料組成物,成為具有充分的使用期限(可用時間)者。
上述封閉異氰酸酯,較佳為利用封閉劑(blocking agent)使由六亞甲基二異氰酸酯所衍生的聚異氰酸酯化合物(以下,亦稱為聚異氰酸酯化合物(II))反應所得到者。
上述聚異氰酸酯化合物(II)係可列舉例如:將六亞甲基二異氰酸酯與3元以上之脂肪族多元醇加成聚合所得到的加成物、由六亞甲基二異氰酸酯所構成的異氰尿酸酯結構體(尿酸酯(Nurate)結構體)、及由六亞甲基二異氰酸酯所構成的雙脲。
上述加成物係以具有例如:以下述一般式 (8):
(式中,R9係表示碳數3~20之脂肪族烴基。k為3~20之整數)所表示的結構者為佳。
上述一般式(8)中之R9係基於上述3元以上的脂肪族多元醇之烴基,且以碳數3~10之脂肪族烴基為更佳, 以碳數3~6之脂肪族烴基再更佳。
上述k係與3元以上之脂肪族多元醇的價數相對應之數。上述k較佳為3~10之整數,更佳為3~6之整數。
上述異氰尿酸酯結構體係於分子中具有1個或2個以上以下述一般式(4):
所表示的異氰尿酸酯環者。
上述異氰尿酸酯結構體係可列舉:藉由上述異氰酸酯之三聚合反應所得到的三聚物、藉由五聚合反應所得到的五聚物、藉由七聚合反應所得到的七聚物等。
其中,較佳為以下述一般式(9):
所表示的三聚物。
上述雙脲係具有以下述一般式(10):
所表示的結構之化合物,可在與得到上述異 氰尿酸酯結構體的情況不同之條件下,藉由將六亞甲基二異氰酸酯進行三聚合而得到。
上述封閉劑係以具有活性氫之化合物為佳。 上述具有活性氫之化合物,較佳為使用選自由例如:醇類、肟類、內醯胺類、活性亞甲基化合物、及吡唑化合物所構成群中的至少1種。
如上所述,上述封閉異氰酸酯為利用封閉劑 使由六亞甲基二異氰酸酯所衍生的聚異氰酸酯化合物反應所得者,且上述密封劑選自由醇類、肟類、內醯胺類、活性亞甲基化合物、及吡唑化合物所構成群中的至少1種,係指本發明之較佳的實施形態之一。
用以得到上述封閉異氰酸酯之聚異氰酸酯化 合物(II)為六亞甲基二異氰酸酯與3元以上之脂肪族多元醇的加成物時,該3元以上之脂肪族多元醇,具體而言係可列舉:甘油、三羥甲基丙烷(TMP)、1,2,6-己三醇、三羥甲基乙烷、2,4-二羥基-3-羥基甲基戊烷、1,1,1-參(雙羥基甲基)丙烷、2,2-雙(羥基甲基)丁醇-3等之3元醇;季戊四醇、二甘油等之4元醇;阿拉伯糖醇、核 糖醇、木糖醇等之5元醇(戊五醇);山梨醇、甘露醇、半乳糖醇、allo-dulcite等之6元醇(己糖醇)等。其中,以三羥甲基丙烷、季戊四醇為特別佳。
藉由將六亞甲基二異氰酸酯、與上述之3元以上的脂肪族多元醇進行加成聚合,而得到上述加成物。
作為與上述聚異氰酸酯化合物(II)反應之具 有活性氫的化合物,具體而言係可列舉:甲醇、乙醇、n-丙醇、異丙醇、甲氧基丙醇等之醇類;丙酮肟、2-庚酮肟、環己酮肟等之肟類;ε-己內醯胺等之內醯胺類;乙醯乙酸甲酯、丙二酸乙酯等之活性亞甲基化合物;3-甲基吡唑、3,5-二甲基吡唑、3,5-二乙基吡唑等之吡唑化合物等,此等可使用1種或2種以上。
其中,以活性亞甲基化合物、肟類為佳,以活性亞甲基化合物為更佳。
上述封閉異氰酸酯之市售品係可列舉: DURANATE K6000(Asahi Kasei Chemicals股份有限公司製、HDI之活性亞甲基化合物封閉異氰酸酯)、DURANATE TPA-B80E(Asahi Kasei Chemicals股份有限公司製)、DURANATE MF-B60X(Asahi Kasei Chemicals股份有限公司製)、DURANATE 17B-60PX(Asahi Kasei Chemicals股份有限公司製)、CORONATE 2507(Nippon Polyurethane Industry股份有限公司製)、CORONATE 2513(Nippon Polyurethane Industry股份有限公司製)、CORONATE 2515(Nippon Polyurethane Industry股份有限公司製)、Sumidur BL-3175(Sumika Bayer Urethane股份有限公司製)、Luxate HC1170(Olin Chemicals公司製)、Luxate HC2170(Olin Chemicals公司製)等。
亦可使用由六亞甲基二異氰酸酯(HDI)所衍 生的聚異氰酸酯化合物(以下,亦稱為聚異氰酸酯化合物(III))作為硬化劑。聚異氰酸酯化合物(III)係可列舉:作為聚異氰酸酯化合物(II)所陳述者。
聚異氰酸酯化合物(III)之具體例係可列 舉:CORONATE HX(Nippon Polyurethane Industry股份有限公司製、六亞甲基二異氰酸酯之異氰尿酸酯結構體、NCO含量21.1%)、Sumidur N3300(Sumika Bayer Urethane股份有限公司製、六亞甲基二異氰酸酯之異氰尿酸酯結構體)、Takenate D170N(三井化學股份有限公司製、六亞甲基二異氰酸酯之異氰尿酸酯結構體)等。
藉由使用由異佛酮異氰酸酯(IPDI)所衍生 的聚異氰酸酯化合物(以下,亦稱為聚異氰酸酯化合物(IV))作為硬化劑,而使具有由本發明之塗料組成物所得到的硬化塗膜之太陽電池模組之背板,成為於捲取步驟等中對於該硬化塗膜所接觸的面之耐阻斷性優異者。
上述聚異氰酸酯化合物(IV)係可列舉例 如:將異佛酮二異氰酸酯與3元以上之脂肪族多元醇進行加成聚合所得到的加成物、由異佛酮二異氰酸酯所構成的異氰尿酸酯結構體(尿酸酯結構體)、及由異佛酮二異氰 酸酯所構成的雙脲。
上述加成物係以具有例如:以下述一般式(11):
(式中,R10係表示碳數3~20之脂肪族烴基。R11係以下述一般式(12):
所表示的基。k為3~20之整數)所表示的結構者為佳。
上述一般式(11)中之R10係基於上述3元以上的脂肪族多元醇之烴基,且以碳數3~10之脂肪族烴基為更佳,以碳數3~6之脂肪族烴基再更佳。
上述k係與3元以上之脂肪族多元醇的價數相對應之數。上述k較佳為3~10之整數,更佳為3~6之整數。
上述異氰尿酸酯結構體係於分子中具有1個或2個以上以下述一般式(4):
所表示的異氰尿酸酯環者。
上述異氰尿酸酯結構體係可列舉:藉由異佛酮二異氰酸酯之三聚合反應所得到的三聚物、藉由五聚合反應所得到的五聚物、藉由七聚合反應所得到的七聚物等。
其中,較佳為以下述一般式(13):
(式中,R11係與一般式(11)中之R11相 同)所表示的三聚物。亦即,上述異氰尿酸酯結構體,係以異佛酮二異氰酸酯之三聚物為佳。
上述雙脲係具有以下述一般式(14):
(式中,R11係與一般式(11)中之R11相 同)所表示的結構之化合物,可在與得到上述異氰尿酸酯結構體的情況不同之條件下,藉由將異佛酮二異氰酸酯進行三聚合而得到。
上述聚異氰酸酯化合物(IV),較佳為選自 由上述加成物及上述異氰尿酸酯結構體所構成群中的至少1種。亦即,上述聚異氰酸酯化合物(IV),較佳為選自由將異佛酮二異氰酸酯、與3元以上之脂肪族多元醇進行加成聚合所得到的加成物、及由異佛酮二異氰酸酯所構成的異氰尿酸酯結構體所構成群中的至少1種。
上述聚異氰酸酯化合物(IV)為異佛酮二異 氰酸酯與3元以上之脂肪族多元醇的加成物時,該3元以上之脂肪族多元醇,具體而言係可列舉:甘油、三羥甲基丙烷(TMP)、1,2,6-己三醇、三羥甲基乙烷、2,4-二羥基-3-羥基甲基戊烷、1,1,1-參(雙羥基甲基)丙烷、2,2-雙(羥基甲基)丁醇-3等之3元醇;季戊四醇、二甘油等之4元醇;阿拉伯糖醇、核糖醇、木糖醇等之5元醇(戊五醇);山梨醇、甘露醇、半乳糖醇、allo-dulcite等之6元醇(己糖醇)等。其中,以三羥甲基丙烷、季戊四醇為特別佳。
藉由將異佛酮二異氰酸酯、與上述之3元以 上的脂肪族多元醇進行加成聚合,而得到本發明所適合使用的加成物。
本發明所使用之較佳的加成物,具體而言係 可列舉例如:藉由將以下述一般式(15):
(式中,R12係以下述一般式(12):
所表示的基)所表示的化合物,亦即,異佛 酮二異氰酸酯與三羥甲基丙烷(TMP)進行加成聚合所得到的聚異氰酸酯化合物。
以上述一般式(12)所表示的聚異氰酸酯化 合物(異佛酮二異氰酸酯之TMP加成物)之市售品,係可列舉:Takenate D140N(三井化學股份有限公司製、NCO含量11%)等。
由異佛酮二異氰酸酯所構成的異氰尿酸酯結 構體之市售品,係可列舉:Desmodur Z4470(Sumika Bayer Urethane股份有限公司製、NCO含量11%)等。
其中,上述硬化劑,更佳為Takenate D140N(三井化學股份有限公司製、NCO含量11%)、Sumidur N3300(Sumika Bayer Urethane股份有限公司製、六亞甲基二異氰酸酯之異氰尿酸酯結構體)。
於本發明之塗料組成物中的硬化劑之含量,相對於含有硬化性官能基的含氟聚合物中之硬化性官能基1當量,較佳為0.1~5當量,更佳為0.5~1.5當量。
本發明之塗料組成物亦可進一步因應需要而含有其他成分。其他成分係可列舉其他樹脂或添加劑,上述添加劑係可列舉例如:硬化促進劑、消泡劑、整平劑、紫外線吸收劑、光安定劑、增黏劑、密著改良劑、消光劑等。
硬化促進劑係可列舉例如:有機錫化合物、酸性磷酸酯、酸性磷酸酯與胺之反應物、飽和或不飽和之多元羧酸或者其之酸酐、有機鈦酸酯化合物、胺系化合物、辛酸鉛等。
硬化促進化劑係可使用1種,亦可將2種以上合併使用。硬化促進劑之摻混比例,係相對於含硬化性官能基的含氟聚合物100重量份,較佳為1.0×10-6~1.0×10-2重量份左右,更佳為5.0×10-5~1.0×10-3重量份左右。
本發明之塗料組成物亦可進一步含有紫外線吸收劑。
紫外線吸收劑亦可使用有機系、無機系中任一者之紫外線吸收劑。有機系係可列舉例如:柳酸酯系、苯并三唑系、二苯基酮系、氰基丙烯酸酯系等之紫外線吸收劑等,無機系較佳為氧化鋅、氧化鈰等之填料型無機系紫外線吸收劑等。
本發明之塗料組成物係可藉由將上述含硬化 性官能基的含氟聚合物、二氧化鈦、分散劑或流動性改善劑、及因應需要之其他成分溶解或分散於有機溶劑中,而進行調製。
上述混合及分散並無特別限定,例如,可使用油漆攪拌器(paint shaker)、珠磨機、捏合機等之周知的裝置來進行。
本發明之塗料組成物的固體成分濃度並無特別限定,可因應使用方法而適當調整。
使用本發明之塗料組成物來形成硬化塗膜的 方法,雖無特別限定,但一般係將摻混有硬化劑的本發明之塗料組成物塗裝於基材上,使其硬化而形成硬化塗膜。
上述塗裝並無特別限定,只要使用周知的方法即可,可列舉例如:輥塗佈、簾塗佈、噴塗、模具塗佈、凹版塗佈等。
上述硬化,係可因應塗料組成物的成分,由乾燥、加熱或輻射照射等適當選擇而進行。
如此之本發明之塗料組成物係含有特定的分 散劑或流動性改善劑者。因而,長期之儲藏安定性優異。 此外,只要使用本發明之塗料組成物,則可形成無塗佈紋路、不均、顆粒的硬化塗膜,且可形成紫外線遮蔽性優異的硬化塗膜。
又,本發明亦為一種太陽電池模組之背板, 其特徵係具有基材、及在上述基材之至少一面的氟樹脂層,上述氟樹脂層為使用上述塗料組成物所形成的硬化塗膜。因此,在表面形成塗膜時無塗佈紋路、不均、顆粒而外觀良好,且紫外線遮蔽性亦優異。
本發明之太陽電池模組之背板,係具有基 材、與在上述基材之至少一面的氟樹脂層。
上述基材,一般係可列舉使用於太陽電池模組之背板的樹脂薄片。
上述樹脂薄片係可列舉由例如:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚醯胺、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚甲醛、聚碳酸酯、聚伸苯基氧化物、聚酯胺甲酸酯、聚m-伸苯基間苯二甲醯胺、聚p-伸苯基對苯二甲醯胺等之聚合物所構成的薄片。
其中,以聚對苯二甲酸乙二酯(PET)為佳。
又,上述基材亦可為不透水性薄片。藉由使用透水性薄片,於使用本發明之背板而製成太陽電池模組的情況中,可防止水分透過密封材或太陽電池胞。
上述不透水性薄片係可列舉例如:PET薄片、蒸鍍有 二氧化矽之PET薄片、鋁或不鏽鋼材等之金屬薄片等。
其中,就輕量、低價格、可撓性豐富的觀點而言,以蒸鍍有二氧化矽之PET薄片為佳。
此外,為了提昇上述基材與氟樹脂層或者其他層或薄片等之接著性,上述基材亦可為經表面處理者。表面處理係例如:電暈放電處理、電漿放電處理、化成處理、金屬薄片的情況可例示噴砂處理等。任一種處理皆可採用以往所周知的方法。
上述表面處理係可形成於基材的一面,亦可形成於兩面。
上述基材,其厚度係以10~500μm為佳,以50~300μm為更佳。
本發明之太陽電池模組之背板,係在上述基材上之至少一面具有氟樹脂層。上述氟樹脂層係使用上述本發明之塗料組成物所形成的硬化塗膜。
上述氟樹脂層之形成,係可與使用上述本發明之塗料組成物來形成的硬化塗膜之方法相同地進行。
對上述基材之塗裝,係可藉由將上述塗料組成物直接塗佈於基材上而進行,此外,亦可藉由隔著底漆層等來塗佈而進行。
上述底漆層之形成,係可使用以往周知的底漆用塗料,並藉由常法而進行。底漆用塗料係可列舉例如:環氧樹脂、胺甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、矽酮樹脂、聚酯樹脂等。
上述氟樹脂層的膜厚,就隱蔽性、耐候性、 耐藥品性、耐濕性為良好的觀點而言,以設為5μm以上為佳。更佳為7μm以上,再更佳為10μm以上。由於若過厚則無法得到輕量化效果,因此上限係以1000μm左右為佳,以100μm為更佳。膜厚,特別是以10~40μm為佳。
上述氟樹脂層,其依據丙酮所致之索式萃取 法作為凝膠分率所計算的交聯度,係以90~100%為佳,以95~100%為更佳,以98~100%再更佳。
又,本發明之太陽電池模組之背板,亦可在 上述基材之兩面具有氟樹脂層。於基材之兩面具有氟樹脂層的情況中,此等2個氟樹脂層,係只要是由以上述範圍含有的成分所形成者即可,可為由相同成分所構成的氟樹脂層,亦可為由不同成分所構成的氟樹脂層。
此外,為了提昇與其他層之接著性,亦可於上述氟樹脂層實施表面處理。
表面處理係可例示例如:電暈放電處理、電漿放電處理、化成處理、矽烷偶合劑等之塗佈處理。
本發明之太陽電池模組之背板,除上述基材 與氟樹脂層以外,亦可具有其他的材料層。上述背板具有其他的材料層時,較佳為依序層合有其他材料層、基材、氟樹脂層。
上述其他材料層係可列舉:由接著劑所構成的接著劑層、不具硬化性官能基之含氟聚合物塗料的硬化塗膜、含氟聚合物薄片、聚酯薄片或聚酯塗料的塗膜(其他薄片或 塗膜)。此等之層亦可隔著底漆層來層合。
上述接著劑層係可列舉由例如:胺甲酸酯系 接著劑、聚酯系接著劑、環氧系接著劑、耐隆系接著劑、乙烯-乙酸乙烯基酯系接著劑、丙烯酸系接著劑、橡膠系接著劑等之周知的接著劑所構成之層。
上述不具硬化性官能基之含氟聚合物塗料的 硬化塗膜係可列舉例如:於日本特開2004-214342號公報所記載的PVdF中摻混有四烷氧基矽烷或其之部分水解物的塗料之硬化塗膜、含VdF/TFE/CTFE共聚物與含烷氧基矽烷單位之丙烯酸樹脂的混合塗料之硬化塗膜、VdF/TFE/HFP共聚物與含羥基之丙烯酸樹脂的混合塗料之硬化塗膜、於VdF/HFP共聚物中摻混有胺基矽烷偶合劑的塗料之硬化塗膜等。膜厚,就隱蔽性、耐候性、耐藥品性、耐濕性為良好的觀點而言,一般以設為5~300μm為佳。更佳為10~100μm,再更佳為10~50μm。
上述含氟聚合物係可列舉:PVdF薄片或PVF 薄片、PCTFE薄片、TFE/HFP/乙烯共聚物薄片、TFE/HFP共聚物(FEP)薄片、TFE/PAVE共聚物(PFA)薄片、乙烯/TFE共聚物(ETFE)薄片、乙烯/CTFE共聚物(ECTFE)薄片等,現在之背板所使用的含氟聚合物薄片。膜厚,就耐候性為良好的觀點而言,一般以設為5~300μm為佳。更佳為10~100μm,再更佳為10~50μm。
上述聚酯薄片係可直接使用在以往之背板所 使用者,其對不透水性薄片之接著係可藉由丙烯酸系接著 劑、胺甲酸酯系接著劑、環氧系接著劑、聚酯系接著劑等來進行。膜厚,就耐候性、成本、透明性為良好的觀點而言,一般以設為5~300μm為佳。更佳為10~100μm,再更佳為10~50μm。
上述聚酯塗料係可列舉:使用有使用多元羧 酸與多元醇等的飽和聚酯樹脂者、使用有使用馬來酸酐、富馬酸等與二醇類的不飽和聚酯樹脂者等,可藉由輥式塗佈、簾塗佈、噴塗、模具塗佈等之塗裝方法而形成塗膜。 膜厚,就隱蔽性、耐候性、耐藥品性、耐濕性為良好的觀點而言,一般以設為5~300μm為佳。更佳為10~100μm,再更佳為10~50μm。
本發明之太陽電池模組之背板,係可於上述 基材上,以上述的方法使用上述塗料組成物而形成氟樹脂層、或形成上述其他材料層、或將薄片層合而進行製造。 此外,亦可藉由周知的方法進行製造,以成為所期望的層構造。
又,本發明亦為一種太陽電池模組,其特徵 係具備上述太陽電池模組之背板。
本發明之太陽電池模組較佳為具有上述背板、及在上述背板上所形成的密封材層。
密封材層,係用以密封太陽電池胞的層,較佳為以乙烯/乙酸乙烯基酯共聚物(EVA)、聚乙烯丁醛(PVB)、矽酮樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂等所構成。其中,以使用有EVA為佳。
於第1圖及第2圖顯示本發明之太陽電池模 組的較佳實施樣態的一例之概略模式圖。
於第1圖所示的第1結構中,太陽電池胞1係被密封於密封材層2,密封材層2係被表面層3與背板4所挾持。背板4係由基材5與氟樹脂層6所構成,以成為最外層的方式備有氟樹脂層6。
表面層3係用以保護太陽電池模組的受光面 之層,一般雖使用玻璃板,但亦可使用樹脂薄片等之可撓的材料。
於第2圖所示的第2結構中,背板4係於基 材5的一面具有其他材料層7,且於另一面具有氟樹脂層6之3層結構者,以成為最外層的方式備有氟樹脂層6。
本發明之太陽電池模組,亦可進一步具有接 線盒。上述接線盒,係收納連接有用以取出來自太陽電池胞的輸出電力之電極或配線(與太陽電池胞連接的電極或配線)、或用以將輸出電力取出至太陽電池模組的外部之纜線的端子進行收納之箱體。
接線盒,較佳為隔著接著層而設置於太陽電池模組的背板側面。上述接著層係可為由周知的接著劑所構成之層。
如上所述,若依據本發明,則可得到長期間 之儲藏安定性優異的塗料組成物。此外,只要使用本發明之塗料組成物,則可形成無紋路、不均、顆粒,且具有優異的紫外線遮蔽性之硬化塗膜。因此,使用本發明之塗料 組成物而於基材上所形成的硬化塗膜,係可適合作為太陽電池模組之背板使用。
[實施例]
雖藉由實施例更加詳細地說明本發明,但本發明並不因實施例而有所限定。
<酸價之測量>
酸價係藉由使用有鹼性物質之酸鹼滴定法來進行測量。
<鹼價之測量>
鹼價係藉由使用有酸性物質之酸鹼滴定法來進行測量。
(實施例1)
將硬化性TFE系共聚物(大金工業(股)製之ZEFFLE GK570、固體成分65質量%、羥基價60mgKOH/g、溶劑:乙酸丁酯)202質量份、作為白色顏料之二氧化鈦(堺化學工業公司製之D918)263質量份、分散劑a(楠本化成公司製之DISPARLON DA-375)26.3質量份、乙酸丁酯167質量份在攪拌下預備混合之後,裝入直徑1.2mm之玻璃珠632質量份,利用顏料分散機以1500rpm進行分散1小時。然後,以#80網目之篩子過濾 玻璃珠,於該溶液中添加硬化性TFE系共聚物(ZEFFLE GK570)283質量份、乙酸丁酯85質量份,而調製出塗料組成物1。
(實施例2)
於實施例1中,除分散劑係使用分散劑a(楠本化成公司製之DISPARLON DA-375)18.4質量份以外,與實施例1相同的方式調製出塗料組成物2。
(實施例3)
於實施例1中,除分散劑係使用分散劑a(楠本化成公司製之DISPARLON DA-375)10.5質量份以外,與實施例1相同的方式調製出塗料組成物3。
(實施例4)
於實施例1中,除分散劑係使用分散劑b(Lubrizol Japan公司製之SOLSPERSE36000)26.3質量份取代分散劑a以外,與實施例1相同的方式調製出塗料組成物4。
(實施例5)
於實施例1中,除分散劑係使用分散劑b(Lubrizol Japan公司製之SOLSPERSE36000)10.5質量份取代分散劑a以外,與實施例1相同的方式調製出塗料組成物5。
(實施例6~8)
於實施例1中,除分散劑係分別使用表1所記載的分散劑取代分散劑a以外,與實施例1相同的方式調製出塗料組成物6~8。
(實施例9)
將硬化性TFE系共聚物(大金工業(股)製之ZEFFLE GK570、固體成分65質量%、羥基價60mgKOH/g、溶劑:乙酸丁酯)202質量份、作為白色顏料之二氧化鈦(堺化學工業公司製之D918)263質量份、乙酸丁酯167質量份在攪拌下預備混合之後,裝入直徑1.2mm之玻璃珠632質量份,利用顏料分散機以1500rpm進行分散1小時。然後,以#80網目之篩子過濾玻璃珠,於該溶液中添加硬化性TFE系共聚物(ZEFFLE GK570)283質量份、乙酸丁酯85質量份,而調製出塗料組成物。
於此塗料組成物中添加流動性改善劑f(Lubrizol Japan公司製之SOLTHIX 250)7質量份,利用顏料散機進行分散10分鐘,而調製出塗料組成物9。
(比較例1)
於實施例1中,除不添加分散劑以外,與實施例1相同的方式調製出塗料組成物10。
(比較例2)
除使用流動性改善劑g(楠本化成公司製之DISPARLON PFA-131)30g取代實施例9中之流動性改善劑f以外,與實施例9相同的方式調製出塗料組成物11。
另外,表1中之分散劑係如以下所述。
分散劑a:DISPARLON DA-375(商品名、聚醚磷酸酯、楠本化成公司製)
分散劑b:SOLSPERSE 36000(商品名、含磷酸基、多官能梳型聚合物、Lubrizol Japan公司製)
分散劑c:Flowlen G-700(商品名、分支多元羧酸共聚物之部分酯、楠本化成公司製)
分散劑d:SOLSPERSE 32000(商品名、含磷酸基、多官能梳型聚合物、Lubrizol Japan公司製)
分散劑e:DISPARLON DA-325(商品名、聚醚磷酸酯之胺鹽、楠本化成公司製)
流動性改善劑f:SOLTHIX 250(商品名、具有酸基及鹼的締合型聚合物、Lubrizol Japan公司製)
流動性改善劑g:DISPARLON PFA-131(商品名、醯胺蠟(amide wax)、楠本化成公司製)
針對所得到的塗料組成物1~11,以下述的方法評估出儲藏安定性、塗裝性及紫外線遮蔽性。將結果顯示於表1。
<塗料之儲藏安定性>
依據JIS K5600-2-7進行。亦即,將上述所得到的塗料組成物1~11裝入容積50ml的螺管(Screw Tube)容器並進行密閉,在室溫下靜置,評估出從靜置開始經過40日、60日、90日、180日後的塗料組成物之模樣。
若顏料未沉澱於容器的底面則判斷為「○」,若認定有沉澱則判斷為「×」。
<塗裝性>
將上述所得到的塗料組成物1~11,以與上述儲藏安定性的評估方法相同地,靜置40日或90日。於靜置後之各塗料組成物的100質量份中摻混異氰酸酯系硬化劑(Sumika Bayer Urethane股份有限公司製之Sumidur N3300)6.5質量份,而調製出白色塗料。
使用PET薄片(Toray(股)製之LUMIRROR S10、厚度250μm)作為背板基材,以使乾燥膜厚成為10μm的方式,利用刮棒塗佈將調製出的白色塗料塗裝於此薄片的單面,以120℃經2分鐘,使其乾燥硬化。
以目視觀察所得到的白色硬化塗膜表面,調查出有無條紋、顆粒、不均。
<紫外線遮蔽性>
將上述所得到的塗料組成物1~11,以與上述儲藏安定性的評估方法相同地,靜置40日或90日。於靜置後之各塗料組成物的100質量份中摻混異氰酸酯系硬化劑 (Sumika Bayer Urethane股份有限公司製之Sumidur N3300)6.5質量份,而調製出白色塗料。使用PCTFE薄膜(大金工業(股)製、NEOFLON PCTFE薄膜、厚度25μm)作為評估用基材,以使乾燥膜厚成為10μm的方式,利用刮棒塗佈將調製出的白色塗料塗裝於此薄膜的單面,以120℃經2分鐘,使其乾燥硬化。
使用分光光度計(日立公司製、U-4100),測量出所得到的塗裝薄膜之390nm波長的紫外線之穿透率。
[產業上之可利用性]
若依據本發明,則可提供一種具有長期之儲藏安定性的塗料組成物、紫外線遮蔽性優異的硬化塗膜、及紫外線遮蔽性優異的太陽電池模組之背板。

Claims (10)

  1. 一種塗料組成物,其特徵係含有含硬化性官能基的含氟聚合物、二氧化鈦、分散劑、及有機溶劑,前述分散劑為具有酸基的化合物(但,具有不飽和基者除外)。
  2. 如請求項1記載之塗料組成物,其中,分散劑具有磷酸基,且實質上不含鹼。
  3. 一種塗料組成物,其特徵係含有含硬化性官能基的含氟聚合物、二氧化鈦、流動性改善劑、及有機溶劑,且前述流動性改善劑為具有酸基及鹼的締合型丙烯酸系聚合物。
  4. 如請求項3記載之塗料組成物,其中,流動性改善劑為羧酸與由羥基胺或者羥基亞胺所構成的含氮化合物之反應物。
  5. 如請求項3或4記載之塗料組成物,其中,更含有分散劑,且前述分散劑為具有酸基的化合物(但,具有不飽和基者除外)。
  6. 如請求項1、2、3、4或5記載之塗料組成物,其中,含硬化性官能基的含氟聚合物含有基於含氟單體的聚合單位與基於選自由含羥基單體、含羧基單體、酸酐單體、含胺基單體、及矽酮系乙烯單體所構成群中的至少1種的含硬化性官能基單體的聚合單位。
  7. 如請求項6記載之塗料組成物,其中,含氟單體為選自由四氟乙烯、氯三氟乙烯、及偏二氟乙烯所構成群中的至少1種。
  8. 如請求項6記載之塗料組成物,其中,含氟單體為四氟乙烯。
  9. 一種太陽電池模組之背板,其特徵係具有基材、及在前述基材之至少一面的氟樹脂層,而前述氟樹脂層為使用請求項1、2、3、4、5、6、7或8記載之塗料組成物形成的硬化塗膜。
  10. 一種太陽電池模組,其特徵係具備請求項9記載之太陽電池模組之背板。
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