專(zhuān)利名稱(chēng)：太陽(yáng)能反射體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能反射體及其制造方法。本發(fā)明的反射體可用于太陽(yáng)能或加熱設(shè)施中，例如聚光太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備。這樣的 設(shè)施使用太陽(yáng)能首先產(chǎn)生熱，所述熱可隨后轉(zhuǎn)化成電或用于蒸汽產(chǎn)生。其中可使用本發(fā)明 反射體的聚光太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備包括例如拋物線槽式發(fā)電設(shè)備、集中塔式發(fā)電設(shè)備(也稱(chēng)為 定日鏡式發(fā)電設(shè)備)、盤(pán)式集熱器和菲涅耳(Fresnel)反射發(fā)電設(shè)備。本發(fā)明的太陽(yáng)能反射 體可用于平面鏡子或曲面鏡子的這類(lèi)設(shè)施中。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能反射體可通過(guò)形成包含結(jié)合到支撐片的薄鏡子的層合體制成，所述支撐片 具有與該鏡子基本上相同的表面尺寸。如果鏡子是薄的，則可獲得其最大反射率，因此當(dāng)太 陽(yáng)能穿過(guò)鏡子的基材時(shí)被較少地吸收。但是，薄鏡子在機(jī)械抗性方面可能不良，因此可能需 要將它們層合在支撐基材如金屬片上。該鏡子和支撐基材則形成單一的層合結(jié)構(gòu)。另外可 選地，太陽(yáng)能反應(yīng)器可使用如下這樣的鏡子制成，所述鏡子被適應(yīng)不使用支持片而為該鏡 子提供足夠的機(jī)械抗性，例如具有更大厚度的鏡子。支撐裝置可被連接到鏡子上以用于固 定太陽(yáng)能設(shè)施和/或可有助于保持鏡子的曲面形狀。已知借助于環(huán)氧樹(shù)脂、基于有機(jī)硅的粘合劑、聚氨酯粘合劑、熱熔粘合劑、丙烯酸 類(lèi)樹(shù)脂基粘合劑或者聚氯乙烯結(jié)合層將鏡子層合到它們的支撐體上。通常發(fā)現(xiàn)對(duì)于結(jié)合材 料來(lái)說(shuō)有利地是包含丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂。在某些情況下，環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂可 釋放化學(xué)物質(zhì)，所述化學(xué)物質(zhì)可侵蝕鏡子的油漆層并且最終腐蝕銀層；當(dāng)發(fā)生交聯(lián)時(shí)，環(huán)氧 樹(shù)脂可在鏡子的油漆層和銀層之間產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，這可導(dǎo)致在鏡子結(jié)構(gòu)中發(fā)生分離；熱熔 粘合劑在暴露于較高溫度時(shí)可損失其彈性的至少一部分，這可引起鏡子與支撐片的分離； 當(dāng)金屬片在經(jīng)受操作的溫差而膨脹時(shí)，一些基于有機(jī)硅的材料(例如結(jié)構(gòu)化有機(jī)硅)可能 過(guò)于剛性，這可引起鏡子的油漆和銀層被拉出；有機(jī)硅在層合期間可產(chǎn)生平面缺陷；聚氨 酯樹(shù)脂可能不足以抵抗紫外線。丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂可能在化學(xué)中性、紫外線抵抗性以及撓性和 彈性方面顯示出優(yōu)勢(shì)。或者可選地，結(jié)合材料可包含EVA (乙烯醋酸乙烯酯)或其它基于醋 酸酯的聚合物膜、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)、TPU(熱塑性聚氨酯)或基于離子聚合物的膜。 這些材料在化學(xué)中性、紫外線抵抗性以及撓性和彈性方面可顯示出有利的性質(zhì)。其它已知 的結(jié)合材料可包含丙烯酸類(lèi)壓敏粘合劑，這可以作為轉(zhuǎn)移膠帶(transfer tape)提供，其中 粘合劑存在于意欲被除去的兩個(gè)支撐性釋放片之間。或者可選地，它可以作為負(fù)載型膠帶 (supported tape)提供，其中粘合劑在意欲保留的支撐片的兩側(cè)上提供。這樣的負(fù)載型膠 帶例如包含基本上由PET膜或聚酯箔構(gòu)成的芯材，該芯材被基本上由丙烯酸類(lèi)壓敏樹(shù)脂構(gòu) 成的層包圍。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的方面之一，本發(fā)明提供如權(quán)利要求1所限定的太陽(yáng)能反射體。其它權(quán)利要求限定了優(yōu)選和/或可選的本發(fā)明方面。根據(jù)本發(fā)明的太陽(yáng)能反射體包含通過(guò)包含泡沫膠帶的結(jié)合材料被層合到支撐體 的鏡子，這樣鏡子和支撐體形成層合的組件，即單一的層合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)以結(jié)合材料將鏡子 和支撐體結(jié)合在一起的方式構(gòu)建。優(yōu)選地，結(jié)合材料基本上由泡沫膠帶(foam tape)構(gòu)成。這可提供包括以下之一或任何組合的有利性能·直接在施加后的粘合可比利用未被泡沫載體負(fù)載的相同粘合劑要更大；·泡沫膠帶的厚度和撓性可提供有效的結(jié)合表面，其大于例如使用丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂 的PET的典型的薄且更剛性的負(fù)載型膠帶。實(shí)際上，與泡沫材料相反，薄且更剛性的結(jié)合 材料不會(huì)適應(yīng)鏡子和/或支撐體中的平面的不規(guī)則性，并且因此不會(huì)恰當(dāng)?shù)刭N合在其整個(gè) 表面，產(chǎn)生被截留在鏡子和/或支撐體和結(jié)合材料之間的空氣泡。這些缺陷被稱(chēng)作“爆裂 (popping)，，；它們可在反射體中產(chǎn)生光學(xué)缺陷。本發(fā)明可減少或避免爆裂的風(fēng)險(xiǎn)?！づ菽z帶的彈性可允許鏡子和支撐體的結(jié)合面的輕微的相對(duì)平行位移，例如由 于鏡子和支撐體的差示熱膨脹或?qū)雍象w的彎曲的緣故； 泡沫膠帶的高耐水程度或耐濕程度和充分的結(jié)合強(qiáng)度可為反射體提供良好的耐 腐蝕性；·良好的紫外線抵抗性。該泡沫膠帶可有利地包含或者優(yōu)選地基本上由下述物質(zhì)構(gòu)成泡沫載體，在該泡 沫載體的兩個(gè)主要表面上涂覆有粘合劑，即由粘合劑材料的層圍繞的泡沫芯材。優(yōu)選地，該泡沫載體包括或者更優(yōu)選地基本上由以下物質(zhì)構(gòu)成至少一種選自聚 乙烯、聚氨酯、乙烯基樹(shù)脂、氯丁橡膠、EPDM和聚酯。聚乙烯由于其低成本而可以是優(yōu)選的。 我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，除了涂覆在泡沫載體上的粘合劑之外，看起來(lái)是泡沫本身的機(jī)械抗性決定 了反射體防分層的性能。反射體的內(nèi)聚可通過(guò)選擇合適的泡沫載體進(jìn)行控制。有利地，泡 沫載體可基本上由聚乙烯構(gòu)成，并且可具有根據(jù)DIN53455為至少5，優(yōu)選至少8，更優(yōu)選至 少ΙΟΝ/mm2的拉伸強(qiáng)度(在15mm寬樣品上測(cè)量)；其拉伸強(qiáng)度可小于或等于50，優(yōu)選小于 或等于40，更優(yōu)選小于或等于30，或者再優(yōu)選小于或等于25N/mm2。對(duì)于聚乙烯泡沫載體可 有利地具有根據(jù)DIN53455為至少80，優(yōu)選至少100，更優(yōu)選至少200，再更優(yōu)選至少240% 的伸長(zhǎng)率；伸長(zhǎng)率可小于或等于500，優(yōu)選小于或等于450，或者更優(yōu)選小于或等于400 %。 該泡沫載體可具有至少0. 2，優(yōu)選至少0. 4mm的厚度；厚度可以小于或等于3. 5mm，優(yōu)選小于 或等于2mm。有利地，該泡沫載體基本上由閉孔泡沫材料構(gòu)成。這可有助于提供良好的水、水蒸 汽和濕度密封，并且因此有助于為反射體提供良好的持久性。優(yōu)選地，涂覆該泡沫載體的粘合劑包含丙烯酸類(lèi)或結(jié)構(gòu)化粘合劑；它可包含或者 更優(yōu)選地基本上由以下材料構(gòu)成至少一種選自丙烯酸類(lèi)、有機(jī)硅、聚氨酯、環(huán)氧、MS聚合 物和橡膠。粘合劑優(yōu)選可基本上由丙烯酸類(lèi)構(gòu)成。丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂可在化學(xué)中性、紫外線抵 抗性和撓性和彈性方面具有有利的性能。它們可進(jìn)一步提供快速的粘合性粘著。在特定的 實(shí)施方案中，該粘合劑可在該泡沫載體的兩側(cè)是不同的。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，該結(jié)合材料在面向鏡子的支撐體的基本上整個(gè)表面 上存在。這可提供良好的粘合性和耐分層性和/或可減少水進(jìn)入支撐體和鏡子之間的空間 的風(fēng)險(xiǎn)，否則會(huì)提高鏡子腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。
在太陽(yáng)能反射體中使用的現(xiàn)有技術(shù)的鏡子通常以用于內(nèi)部應(yīng)用的常規(guī)家用鏡子 的方式來(lái)制造，即為如下首先將平板玻璃(浮法鈉鈣硅酸鹽玻璃)片拋光，然后典型地使 用SnCl2的水溶液進(jìn)行敏化；在沖洗后，通常通過(guò)氨化硝酸銀處理將玻璃表面活化，然后施 加鍍銀溶液以形成銀的不透明涂層；然后用防護(hù)性銅層覆蓋該銀涂層，然后用一個(gè)或多個(gè) 含鉛油漆層覆蓋該銀涂層以便產(chǎn)生成品鏡子。據(jù)認(rèn)為，防護(hù)性銅層與含鉛油漆的組合對(duì)于 提供可接受的老化特性和足夠的抗腐蝕性是必要的。最近，開(kāi)發(fā)了無(wú)需常規(guī)銅層的鏡子，該鏡子可使用基本無(wú)鉛的油漆且仍具有可接 受甚至改善的老化特性和抗腐蝕性。例如，美國(guó)專(zhuān)利6，565，217披露了一種無(wú)銅層的鏡子 的實(shí)施方案，據(jù)記載該鏡子依次包含玻璃質(zhì)基材；提供在玻璃質(zhì)基材表面處的錫與鈀；在 所述基材表面上的銀涂覆層；存在于銀涂覆層表面處的錫，所述銀涂覆層與至少一個(gè)油漆 層相鄰；以及至少一個(gè)覆蓋銀涂覆層的油漆層。這樣的鏡子相對(duì)于常規(guī)鍍銅鏡子提供了顯 著的進(jìn)步。根據(jù)本發(fā)明的太陽(yáng)能反射體優(yōu)選包括無(wú)銅層的鏡子并且包括玻璃基材、在玻璃基 材的表面提供的銀涂覆層和至少一個(gè)覆蓋銀涂覆層的油漆層。優(yōu)選地，該鏡子被層合到支 撐體，使得至少一個(gè)油漆層面對(duì)支撐體。銀涂覆層提供鏡子的反射層(其反射穿過(guò)玻璃片 的太陽(yáng)射線)。該至少一個(gè)油漆層可為銀層提供保護(hù)以防由于結(jié)合材料的可能的化學(xué)侵蝕， 以及結(jié)合材料可粘合到的表面。根據(jù)本發(fā)明的太陽(yáng)能反射體可包含在鏡子的邊緣上提供的邊緣保護(hù)。這可有助于 保護(hù)銀層的暴露的邊緣以防腐蝕。支撐體可以基本上由至少一種選自以下的材料構(gòu)成金屬材料、塑料材料、復(fù)合材 料和玻璃。優(yōu)選地，它由鋼、不銹鋼、鍍鋅鋼、涂漆鋼或鋁制成。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，支撐體是具有與鏡子基本上相同的表面尺寸的片材，即相 同的長(zhǎng)度和相同的寬度。這包括以下的實(shí)施方案，其中支撐體可以在尺寸上稍大于鏡子，且 可將鏡子結(jié)合到支撐體以使得例如5mm的突出邊緣可延伸出鏡子的外緣。優(yōu)選地，當(dāng)為金屬片時(shí)，支撐體的厚度可大于0.5mm或0.6mm，且小于Imm或
0.9mm ；它可優(yōu)選為約0. 7或0. 8mm。有利地，當(dāng)鏡子在其整個(gè)表面上層合到支撐體上時(shí)，鏡子的厚度可大于0. 9mm或
1.Imm ；其可為小于2mm或1. 5mm ；它可優(yōu)選為約0. 95或1. 25mm。這種薄且撓性的鏡子可 用于其中需要曲面反射體的應(yīng)用中。曲面反射體還可利用較厚的鏡子制造，所述鏡子不以 它們的整個(gè)表面層合到支持體上；在這種情況下，鏡子的厚度可以大于2mm或2. 5mm ；它可 小于5mm或4. 5mm。當(dāng)使用平面反射體時(shí)，鏡子的總厚度可大于2mm或2. 5mm ；其可為小于 6mm 或 5mm。優(yōu)選地，鏡子的銀涂覆層具有的厚度為至少80nm，至少lOOnm，更優(yōu)選至少120nm， 或至少140nm ；其厚度可為小于200nm，優(yōu)選小于180nm。銀層可包含800-2000mg/m2的銀， 優(yōu)選1400-1800mg/m2的銀。這些值在反射體的良好的高能(energetic)反射系數(shù)值與可 接受的制造成本之間提供了良好折衷。優(yōu)選地，鏡子的玻璃基材由超透明玻璃(即具有的 總鐵含量以Fe2O3計(jì)小于0.02重量％的玻璃)制成。這還可有利于反射體的良好的高能反 射系數(shù)值。在根據(jù)本發(fā)明的用于太陽(yáng)能反射體的鏡子的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，施加于銀層上
5方的油漆層或油漆層的至少之一是無(wú)鉛的或基本上無(wú)鉛的。這是有利的，因?yàn)殂U是有毒的 且對(duì)其加以避免具有環(huán)境益處。這里的基本上無(wú)鉛意指鉛在油漆中的比例顯著低于鉛在常 規(guī)用于鏡子的含鉛油漆中的比例。鉛在如本文所限定的基本上無(wú)鉛油漆層中的比例為小于 500mg/m2，優(yōu)選小于400mg/m2，更優(yōu)選小于300mg/m2。鉛在如本文所限定的無(wú)鉛油漆層中的 比例小于100mg/m2，優(yōu)選小于80mg/m2，更優(yōu)選小于60mg/m2。成品反射體可具有根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 9050 :2003大于90%，優(yōu)選大于92%的高能反射 系數(shù)。高能反射系數(shù)可小于97%或小于96%。


現(xiàn)在，將通過(guò)參考圖1-2與實(shí)施例1-5及對(duì)比實(shí)施例1-4以?xún)H舉例的方式說(shuō)明本 發(fā)明的實(shí)施方案。圖1是本發(fā)明的太陽(yáng)能反射體的橫截面示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的曲面太陽(yáng)能 反射體的示意圖。圖3是動(dòng)態(tài)剪切試驗(yàn)的示意圖。這些圖未按比例繪制。
具體實(shí)施例方式圖1顯示了太陽(yáng)能反射體(1)，所述太陽(yáng)能反射體⑴包含通過(guò)結(jié)合材料(9)層合 到例如金屬的片材形式的支撐體(6)上的鏡子(5)，該結(jié)合材料基本上由泡沫膠帶構(gòu)成。該 鏡子包含玻璃基材(2)、銀層(3)和至少一個(gè)油漆層(4)。泡沫膠帶(9)包含泡沫載體(7)， 在其兩個(gè)主要面上涂覆有粘合劑(8，8’)。圖2示出了曲面太陽(yáng)能反射體(10)，其包含通過(guò)泡沫膠帶(90，90’ )層合到例如 金屬的兩個(gè)不同輪廓(profiles) (60,60')形式的支撐體上的鏡子(5)。圖3示出了經(jīng)受動(dòng)態(tài)剪切試驗(yàn)的包含鏡子(5)、膠帶(99)和鋼支撐體(6)的樣品。 箭頭顯示運(yùn)動(dòng)的方向。實(shí)施例1-4和對(duì)比實(shí)施例1-3(非根據(jù)本發(fā)明)報(bào)告了針對(duì)粘合到MNGifS 鏡子即由AGC Flat Glass Europe SA銷(xiāo)售的無(wú)銅層鏡子上的結(jié)合材料進(jìn)行的粘合試驗(yàn)測(cè) 量。結(jié)果在表I和II中給出。AF表示粘合破壞(adhesive failure)，而CF表示內(nèi)聚破壞 (cohesive failure)。在實(shí)施例1中，結(jié)合材料是具有以純丙烯酸類(lèi)粘合劑涂覆的0. 8mm厚的聚乙烯泡 沫載體的泡沫膠帶。實(shí)施例2具有與實(shí)施例1相同的結(jié)合材料，但泡沫載體具有1. 6mm的 厚度。實(shí)施例3具有與實(shí)施例1相同的結(jié)合材料，但泡沫載體具有2mm的厚度。實(shí)施例4 具有與實(shí)施例1相同的結(jié)合材料，但泡沫載體具有3. 2mm的厚度在對(duì)比實(shí)施例1中，結(jié)合材料是丙烯酸類(lèi)轉(zhuǎn)移膠帶；這種轉(zhuǎn)移膠帶的丙烯酸類(lèi)粘 合劑與實(shí)施例1-4中的丙烯酸類(lèi)粘合劑相同。在對(duì)比實(shí)施例2中，結(jié)合材料是包含12μπι 厚的PET支撐體的75 μ m厚的丙烯酸類(lèi)負(fù)載型膠帶；這種負(fù)載型膠帶的丙烯酸類(lèi)粘合劑在 粘合方面的質(zhì)量低于實(shí)施例1-4的丙烯酸類(lèi)粘合劑。在對(duì)比實(shí)施例3中，結(jié)合材料是包含 12 μ m厚的PET支撐體的130 μ m厚的丙烯酸類(lèi)負(fù)載型膠帶；這種負(fù)載型膠帶的丙烯酸類(lèi)粘 合劑與實(shí)施例1-4的丙烯酸類(lèi)粘合劑相同。剝離試驗(yàn)測(cè)量撕開(kāi)結(jié)合的表面所需的強(qiáng)度。剝離試驗(yàn)的測(cè)量在無(wú)負(fù)載下在20分 鐘和24小時(shí)之后以180°在鏡子上進(jìn)行。這些試驗(yàn)的結(jié)果(表I)顯示出泡沫膠帶和丙烯酸類(lèi)負(fù)載型膠帶(對(duì)比實(shí)施例3)的最佳結(jié)果。靜態(tài)剪切試驗(yàn)顯示了結(jié)合材料隨時(shí)間抵抗固定負(fù)載的能力。對(duì)于這些試驗(yàn)來(lái)說(shuō)， 粘合劑被置于鏡子上并且對(duì)于一些樣品來(lái)說(shuō)在23°C下并且對(duì)于其它樣品來(lái)說(shuō)在80°C下放 置1小時(shí)；然后將Ikg的重量固定到樣品上。粘合劑表面是12. 5x12. 5mm。對(duì)于泡沫膠帶 獲得最佳的結(jié)果，尤其在室溫下(參見(jiàn)表I)。在較高的溫度下，較薄的泡沫膠帶看來(lái)給出了 更好的結(jié)果。對(duì)比實(shí)施例顯示出丙烯酸類(lèi)轉(zhuǎn)移膠帶或負(fù)載型膠帶給出了差的結(jié)果。表 I
權(quán)利要求
1.太陽(yáng)能反射體，包含通過(guò)結(jié)合材料層合到支撐體上的鏡子，其中該結(jié)合材料包含泡 沫膠帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽(yáng)能反射體，其中泡沫膠帶包含泡沫載體，在其兩個(gè)主要表面 上涂覆有粘合劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的太陽(yáng)能反射體，其中泡沫載體基本上由至少一種選自聚乙烯、聚 氨酯、乙烯基樹(shù)脂、氯丁橡膠、EPDM和聚酯的材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的太陽(yáng)能反射體，其中泡沫載體基本上由閉孔泡沫材料構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)的太陽(yáng)能反射體，其中粘合劑包含選自丙烯酸類(lèi)、有機(jī)硅、 聚氨酯、環(huán)氧、MS聚合物和橡膠的材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)的太陽(yáng)能反射體，其中泡沫載體基本上由聚乙烯構(gòu)成，并 且具有根據(jù)DIN 53455為5_50N/mm2的拉伸強(qiáng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)的太陽(yáng)能反射體，其中泡沫載體基本上由聚乙烯構(gòu)成，并 且具有根據(jù)DIN 53455為80-500%的伸長(zhǎng)率。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7任一項(xiàng)的太陽(yáng)能反射體，其中泡沫載體具有0.2-3. 5mm的厚度。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的太陽(yáng)能反射體，其中結(jié)合材料存在于面向鏡子的支撐體 的基本上整個(gè)表面上。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的太陽(yáng)能反射體，其中該鏡子沒(méi)有銅層，并且包含玻璃基 材、在玻璃基材的表面提供的銀涂覆層和至少一個(gè)覆蓋銀涂覆層的油漆層。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的太陽(yáng)能反射體，其中鏡子被層合到支撐體上，使得所述 至少一個(gè)油漆層面向支撐體。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的太陽(yáng)能反射體，其中支撐體基本上由至少一種選自金 屬材料、塑料材料、復(fù)合材料和玻璃的材料構(gòu)成。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的太陽(yáng)能反射體，其中支撐體是具有與鏡子基本上相同 的表面尺寸的片材。
14.泡沫膠帶作為結(jié)合材料用于在太陽(yáng)能反射體中將鏡子層合到支撐體上的用途。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的太陽(yáng)能反射體(1)包含通過(guò)結(jié)合材料(9)層合到支撐體(6)上的鏡子(5)，其中該結(jié)合材料包含泡沫膠帶。
文檔編號(hào)F24J2/10GK102007347SQ200980113675
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者L·梵泰隆, O·博斯納德 申請(qǐng)人:旭硝子歐洲玻璃公司