[发明专利]制备防污涂料组合物的方法和由所述方法制备的涂料

说明书

本公开涉及提供具有改善的防污性能的基材的方法。本发明还涉及防污涂料组合物，以及制备防污涂料组合物的方法。所述涂料组合物用于改善基材的防污性能的用途。

本公开涉及提供具有改善的防污性能的基材的方法。本公开进一步涉及制备防污(AS)涂料组合物的方法，该方法包括以下步骤：制备有机-无机核-壳纳米颗粒的水性分散体，以及任选地添加无机或有机聚合化合物或可聚合化合物作为粘合剂。本发明还涉及防污涂层。本发明还涉及具有抗反射性能的防污涂层。

本公开还涉及通过所述方法获得的AS涂料组合物(ASC组合物)，并涉及使用所述组合物在基材上涂覆防污涂层(ASC)的方法，以及所得的经涂布的基材。本发明还涉及包含防污涂层的基材。本公开的另在一个方面包括本文所述的涂料配制物用于改善基材例如太阳能模块的盖玻璃的防污性能的用途。本公开的另在一个方面包括本文所述的涂料配制物用于改善基材的防污性能的用途。在另在一个方面，本文所述的涂料配制物的使用还向基材提供抗反射性能，即，与参照物相比，提供增加的经涂布基材的透射率。在一个方面，参照物是未涂布的玻璃。

经涂布的基材(例如太阳能模块的经涂布的盖玻璃)通常需要在某个时间点进行清洁。在世界干旱地区尤为如此。清洁涉及时间和成本等，并且会产生废物清洁材料。因此，需要降低经涂布基材的清洁频率。本发明通过改善经涂布基材的防污性能解决了减少清洁的问题。本发明提供了具有改善的防污性能的经涂布基材。本发明提供了一种涂料组合物，将这种组合物涂覆到基材上并将干燥的涂料组合物转化成经涂布的基材之后，所述涂料组合物表现出改善的防污性能。经涂布的基材的涂层在本文中被称为防污涂层(ASC)，其提供了一种涂料组合物，将这种组合物涂覆到基材上并将干燥的涂料组合物转化成经涂布的基材之后，所述涂料组合物表现出改善的防污性能，在本文中被称为防污涂料组合物(ASC组合物)。

本发明方法的实践可提供展示出改善的防污性能的太阳能模块。涂料组合物在本文中也可以称为涂料配制物。

改善的防污性能可以通过清洗频率降低(例如与未涂布的基材相比)，同时在一段时间(例如3个月)内具有相同的功率输出来证明。改善的防污性能可以通过在一段时间(例如3个月)内，例如与未涂布的基材相比，在相同清洗频率下改善的功率输出来证明。

防污涂层(ASC)可以是多孔涂层。在一个方面，ASC是进一步提供AR性能的多孔涂层。提供AR性能的涂层(抗反射涂层，也称为ARC)的一个典型的例子是多孔无机氧化物薄层，例如具有小于0.2μm厚度的层，其基本上由无机氧化物(例如二氧化硅)组成并具有一定的孔隙率。这种涂层可以被涂覆于透明基材以减少从其表面(即从空气-基材界面)反射的光的量，从而增加透过基材的光的量。这种涂层可以单层或以多层涂层(或涂层叠层)的一部分的形式被应用。典型的基于薄多孔二氧化硅层的单层ARC已被描述于例如EP0597490、US4830879、US5858462、EP1181256、W02007/093339、WO2008/028640、EP1674891、WO2009/030703、WO2009/140482、US2009/0220774和WO2008/143429中。

为了有效降低被反射的光的量，透明基材上的单层ARC通常具有介于基材的折射率和空气的折射率之间的折射率。例如，在折射率为1.5的玻璃的情况下，AR层通常具有约1.2-1.3的折射率，并且理想地为约1.22。如果层厚度约为光波长的1/4，则具有足够高孔隙率的多孔二氧化硅(或其他无机氧化物层)可以提供如此低的折射率并起AR涂层的作用；这意味着，在300-800nm的相关波长范围内，厚度优选地在70-200nm范围内。

在ARC中最佳的孔隙率和孔尺寸不仅取决于涂布层厚度，而且取决于其他所期望性能特征。例如，孔尺寸不应当太大以致于无法使光散射最小并使透明度最佳。另在一个方面，如果层包含非常小的孔，这可能导致(在环境使用条件下)经由毛细凝聚而不可逆地摄入水分；从而影响折射率并使涂布层更易于沾污。对于所谓的介孔二氧化硅、尤其具有1-20nm范围内的孔的二氧化硅，已经报道了这种毛细凝聚效应。需要孔隙率来降低折射率，但过高的孔隙率水平可损害涂层的机械强度，例如降低(铅笔)硬度和耐磨性。