[发明专利]包含紫外线吸收基团的共聚物以及包含其的含氟聚合物组合物

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求于2012年12月20日提交的美国临时专利申请61/740,125的优先权，其公开内容以引用方式全文并入本文中。

背景技术

已知含氟聚合物具有多种可用特性，包括可清洁性、耐候性和耐化学品性。此类有益特性使得含氟聚合物可用于(例如)多种户外应用，包括标记、用于建筑覆盖物的膜或涂层、以及用于光伏组件的保护性覆盖物。

可能期望的是将紫外线吸收剂(UVA)结合到暴露于紫外线(UV)辐射的材料中，例如，以保护面涂层或顶片或下面基底或粘合剂免遭紫外线劣化。一些UVA可分散到一些组合物中，但有时它们可能由于挥发或迁移至表面而损失。已提出将UVA共价结合到某些组合物中。参见例如美国专利申请公布2011/0297228(Li等人)。

已报道，普通UVA可能与含氟聚合物不相容。参见例如美国专利6,251,521(Eian等人)。该不相容性可导致物理或光学特性的劣化(例如清晰度损失或模糊度增加)以及由迁移、渗色、或起霜所致的UVA损失增加或加速。

发明内容

本公开提供一种共聚物，其包括具有侧链紫外线吸收基团的第一二价单元和氟化的第二二价单元。这些共聚物通常与含氟聚合物完全相容，使得共聚物和含氟聚合物容易共混到一起。包含含氟聚合物和共聚物的组合物提供针对紫外光的保护，并且对可见光和红外光具有良好透射率。甚至在加速紫外线暴露和暴露在高温和湿度条件下之后，这些特性通常良好地维持。

在一个方面，本公开提供一种共聚物，其包括具有侧链紫外线吸收基团的第一二价单元和由下式表示的第二二价单元：

在该式中，Rf表示具有1至6个碳原子并任选地插入有一个-O-基团的氟代烷基基团，或Rf表示多氟聚醚基团。R¹为氢或甲基。Q为键、-SO₂-N(R)-、或-C(O)-N(R)-，其中R为具有1至4个碳原子的烷基或氢，并且m为0至11的整数。该共聚物为热塑性共聚物。

在另一方面，本公开提供一种组合物，其包含含氟聚合物和上述或下述实施例中任一项中的共聚物。

在另一方面，本公开提供一种制备组合物的方法。该方法包括将其上述或下述实施例中任一项中的共聚物与含氟聚合物共混以制备组合物。

在另一方面，本公开提供了一种制备膜的方法。该方法包括在其实施例中的任一项中提供组合物以及将该组合物挤出成膜。

如上文所述，包含含氟聚合物和共聚物的组合物通常提供针对紫外光的保护，并且对可见光和红外光具有良好透射率。因此，本公开提供一种光伏器件，该光伏器件在其实施例中的任一项中包括根据本公开的组合物。

在本申请中：

诸如“一个”、“一种”和“所述”这样的术语并非旨在指单数个体，而是包括一般类别，其中的具体示例可用来作举例说明。术语“一个”、“一种”和“所述”可以与术语“至少一种”互换使用。

列表之前的短语“包括...中的至少一种”指包括列表中的任何一项以及列表中两项或多项的任何组合。短语“……中的至少一者”，后面跟着列表，是指该列表中的任何一个项或该列表中的两个或更多个项的任意组合。

术语“紫外线吸收基团”是指共价连接的紫外线吸收剂(UVA)。UVA能够消散从UV射线吸收的光能(如通过可逆分子内质子传递的热)是本领域中技术人员已知的。选择UVA，使得本文所公开的共聚物或第二共聚物的实施例中的任一项中共聚物吸收至少70％、80％、或90％的波长范围为从180纳米(nm)至400nm的入射光。

“烷基基团”和前缀“烷”包括直链基团和支链基团以及环状基团。除非另外指明，否则本文的烷基基团具有至多20个碳原子。环状基团可以是单环或多环的，并且在一些实施例中，具有3至10个环碳原子。

关于烷基(其可能氟化或可能未氟化)、亚烷基、或亚芳基烷基的短语“插入有至少一个-O-基团”(例如)是指在–O-基团的两侧上具有烷基、亚烷基、或亚芳基烷基的部分。例如，-CH₂CH₂-O-CH₂-CH₂-为插入有–O-的亚烷基基团。

术语“氟代烷基基团”包括直链、支链、和/或环状烷基，其中所有C-H键被C-F键替代，以及其中存在氢或氯原子而非氟原子的基团。在一些实施例中，每两个碳原子呈现氢或氯中的至多一个原子。