高太阳能加权反射率聚合物膜反射器制造技术

提供了包括层的数量降低的反射薄膜构造，其提供了提高的太阳能加权半球反射率和耐久性。反射膜包括在金属层之上包含紫外线吸收耐磨涂层的那些。还提供了紫外线吸收耐磨涂层和用于优化耐磨涂层的紫外线吸收性的方法。本文公开的反射膜可用于太阳能反射、太阳能收集和太阳能聚集应用，例如用于电能的产生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】高太阳能加权反射率聚合物膜反射器 相关申请的交叉引用 本申请要求于2013年3月8日提交的美国申请第13/790, 099号的权益和优先权， 其全部内容在此以引证的方式纳入本说明书。 关于联邦政府赞助的研究或开发的声明 本专利技术是在能源部授予的奖项DE-EE0003584. 000和DE-SC0009224TDD下通过政 府支持完成的。政府对本专利技术享有一定权利。
技术介绍
本专利技术属于反射膜领域。本专利技术通常涉及一种用于反射大部分入射太阳辐射例如 用于聚集太阳能应用中的改进的太阳能反射器。 太阳能反射器的总反射率主要取决于太阳能反射器中有源反射材料的反射效率， 该反射效率作为入射太阳电磁辐射的波长的函数。早期的薄膜反射器纳入薄铝膜作为有源 反射器。例如，1981年12月21日发布的关于耐候性太阳能反射器的美国专利4, 307, 150 公开了一种包含沉积于柔性聚酯支撑板上的铝表面的太阳能反射器。之后，利用银薄膜反 射器，这是因为对于太阳光谱的大多数波长而言银的反射率比铝高。1987年2月24日发布 的关于抗腐蚀银镜的美国专利4, 645, 714公开了一种包含沉积于聚酯支撑膜上的银表面 的镜面反射镜膜。 最近，先进光学材料和结构被纳入至太阳能反射器中。例如，2012年1月19日 出版的关于宽带反射器、聚集太阳能系统以及使用它们的方法的美国专利申请公开物US 2012/0011850公开了一种宽带紫外线反射型多层光学膜，所述膜包括四分之一波长叠堆构 型的较高和较低折射率材料的交替层（alternatinglayer)，对反射入射紫外线福射进行 优化。
技术实现思路
现有太阳能反射膜的简单性、效率和耐候性通过本专利技术得到改善。例如，公开了包 括层的数量降低的反射薄膜构造，其提供了提高的太阳能加权半球反射率和耐久性。本发 明的反射膜包括包含设置在金属层之上且任选地聚合物层之上的紫外线吸收耐磨涂层的 那些反射膜。还公开了紫外线吸收耐磨涂层和用于优化耐磨涂层的紫外线吸收的方法。本 文所公开的反射膜可用于太阳能反射、太阳能收集和太阳能聚集应用中，例如用于电能的 产生。在一个实施方案中，本专利技术的反射膜在反射入射地面太阳辐射方面得到提高，所述提 高与目前现有技术水平可用的太阳能聚合物膜反射器相比等于1%或更大。 在一方面，提供了多层反射膜。此方面的反射膜包含：粘合剂层；设置在粘合剂层 之上且任选地与粘合剂层物理接触的金属层；设置在金属层之上且任选地与金属层物理接 触的聚合物层；以及设置在聚合物层之上且任选地与聚合物层物理接触的耐磨层。此方面 的另一反射膜包含：聚合物层；设置在聚合物层之上且任选地与聚合物层物理接触的金属 层；设置在金属层之上且任选地与金属层物理接触的耐磨层；以及任选地设置在聚合物层 之下且任选地与聚合物层物理接触的粘合剂层。任选地，耐磨层为涂层。任选地，耐磨层为 硬涂层。 在一个实施方案中，耐磨层相对于入射太阳电磁辐射的路径而言为外层。在一个 实施方案中，聚合物层相对于入射太阳电磁辐射的路径而言为内层，所述聚合物层直接或 间接地位于耐磨层和金属反射层之间。在一个实施方案中，金属层相对于入射太阳电磁辐 射的路径而言为内层，所述金属层直接或间接地位于耐磨层和聚合物层之间。 对于某些实施方案而言，在多层反射膜的外部设置耐磨层用于保护下面的层免于 例如过度暴露于破坏性紫外线电磁辐射或暴露于可损害或以其他方式恶化下面的层的功 能的磨损条件。任选地，耐磨层在电磁波谱的紫外线区域或近紫外线区域内具有截止波长 (cut-offwavelength)。例如，对于某些应用而言，耐磨层具有小于385nm的截止波长，或 者在某些实施方案中具有小于382nm或小于380nm的截止波长。任选地，耐磨层具有小于 375nm、小于370nm、小于365nm、小于360nm、小于355nm或小于350nm或者选自355至385nm 的范围或者选自350nm至365nm的范围的截止波长。 在实施方案中，提供截止波长小于385nm的耐磨层例如使耐磨层用作屏蔽层以 减少或以其他方式防止下面的层暴露于过量的波长小于截止波长的电磁辐射。在实施方 案中，使用具有这些性质的耐磨层使得例如反射和收集波长小于385nm的地面太阳电磁辐 射一原本会被截止波长大于本文所述的耐磨层的截止波长的耐磨或紫外线屏蔽层吸收的 电磁辐射。任选地，此方面的反射膜具有用于入射太阳电磁辐射的反射率光谱，所述入射太 阳电磁福射包括具有在385nm和截止波长之间的波长的电磁福射的贡献。 在实施方案中，耐磨层吸收大部分波长小于截止波长的入射紫外线电磁辐射，例 如大部分波长小于截止波长的入射地面太阳紫外线辐射。在实施方案中，耐磨层对于波长 小于截止波长的电磁辐射（例如紫外线电磁辐射）例如波长小于截止波长的入射地面太阳 辐射而言具有大于或等于50%的吸收率。对于某些应用，耐磨层的吸收率对于波长小于截 止波长5至IOnm的电磁辐射而言提高至大于或等于90 %。任选地，耐磨层通过减少或消 除下面的金属层、聚合物层和/或粘合剂层暴露于波长小于截止波长的电磁辐射来对这些 层进行保护。在实施方案中，耐磨层透射大部分波长大于截止波长的入射电磁辐射，例如大 部分波长在截止波长和2. 5ym之间的电磁辐射，例如入射地面太阳电磁辐射。在实施方案 中，耐磨层对于波长大于截止波长或选自截止波长和2. 5ym之间的电磁辐射而言具有大 于或等于50%的透射率，或者对于波长大于截止波长的入射地面太阳电磁辐射而言具有大 于或等于50%的透射率。宽范围的材料可用于本专利技术的反射膜的耐磨层中。在某些实施方案中，例如，耐 磨层包含聚合物、丙烯酸酯、丙烯酸（acrylic)、聚烯烃、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物、热塑 性塑料、纳米颗粒涂料（nano-particlecoating)、溶胶凝胶涂料或这些物质的任意组合。 有用的耐磨层包括但不限于包含紫外线固化的丙烯酸酯、聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMM)、乙 稀-降冰片稀共聚物、聚降冰片稀、Zeouex?、Zeonoi**、CR-39、共聚苯乙稀和甲基丙稀 酸甲酯、腦$#、和这些的任意组合。有用的耐磨层包括任选地包含一种以上紫外线吸收化合物的那些，所述紫外线吸 收化合物例如分布于支撑介质如含聚合物的层中。示例性紫外线吸收化合物包括但不限 于N,N' -草酰二苯胺（oxanilide)、二苯甲酮、HP三嗪、苯并三唑、甲脒和这些的任意衍生 物。本文所述的耐磨层可用的具体紫外线吸收化合物包括但不限于：2, 4-二羟基二苯甲 酮、2-羟基-4-(辛氧基）二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、a--1-氧代丙基]-? -羟基聚（氧代-1，2-乙 烷二基）、a- -1-氧 代丙基]_ ? --1-氧 代丙基]-聚（氧基-1，2-乙烷二基）、2-(3, 5-二叔丁基-2-羟基苯基）-2H-苯并三唑、 2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基）-5-氯-2H-苯并三唑、2-(2' -羟基-3'，5' -二叔 丁基苯基）-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-3, 5-dipenryl-苯基）苯并三唑、2-(2H-苯并三 唑-2-基）-4-(1, 1，3, 3-四甲基丁基）苯酚、2-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层反射膜，包含：粘合剂层；粘合剂层之上的金属层；金属层之上的聚合物层；以及聚合物层之上的耐磨层；其中耐磨层的截止波长小于385nm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·乔根森，R·C·吉，D·怀特，
申请(专利权)人：天空燃料有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US