保护性窗用玻璃层叠物制造技术

描述了包含氟聚合物中间层薄膜的光学屏蔽和隔火的保护性窗用玻璃层叠物。薄膜和其层叠物包含ＴＨＶ以及ＴＨＶ和ＦＥＰ、ＥＣＴＦＥ或ＥＣＣＴＦＥ的混合物，并用诸如偶联剂、颜料或色剂浓缩物、和ＩＲ或ＵＶ光阻挡剂的添加剂改性，还可进行薄膜电晕放电处理。这类薄膜还可以与纤维网相结合，使其进一步强化。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

Protective glazing for windows

Optical shielding and protective glazing of laminated glass films containing fluoropolymer intermediate films are described. The film and laminate containing THV and a mixture of THV and FEP, ECTFE or ECCTFE, and used as coupling agent, pigment or color concentrate, and IR or UV light blocking agent additive modified, also can make the film corona discharge treatment. Such films can also be combined with fiber webs to further strengthen them.

【技术实现步骤摘要】
为了安全，抗冲击和防火，在许多建筑物的内部和外部应用，包括窗、玻璃隔墙、门等使用保护性窗用玻璃。保护性窗用玻璃一般是通过放置在片或面板之间的聚合物膜中间层将几层玻璃片或聚合物面板结合在一起的夹层材料构成的层叠结构。一层或多层玻璃片可以被任选的透明刚性聚合物片取代，如聚碳酸酯聚合物片。中间层由相对较厚的聚合物膜构成，聚合物膜具有韧性和可粘合性，在玻璃破裂或破碎情况下可将玻璃粘合在中间层上。采用通用的中间膜构成的保护性窗用玻璃，用于窗、门和隔墙时必须隔绝环境大气，以使它具备阻燃性，防止火灾时玻璃的破裂或粉碎。为了防止火灾的蔓延，在门、窗和隔墙中常加入包含钢材和其它不透明材料的阻燃性材料以及膨胀材料。然而，这些材料很重，不能达到视觉透明窗用玻璃应用所需要的光学透明度。美国专利A-5,244,709描述了一种方法，该方法将膨胀材料，通常是水合的碱金属硅酸盐膜层叠在两个不同厚度的透明玻璃面板之间。这种方法要求膜和透明玻璃都相当厚(分别为0.5-5.0毫米和8.0-21.0毫米)，才能得到需要的火焰保护，无论是通过火焰或其它方式，一旦达到膜的局部热限，该材料就膨胀，由此使该材料不再能用作光学层叠物。许多情况下，加入添加剂以降低发生膨胀时的温度。这些添加剂除了可以降低膨胀温度外，还提高了最终材料的雾度和成本。美国专利A-4,978,405描述了一种制造阻燃的保护性窗用玻璃的方法，该方法在甲基丙烯酸酯和其它添加剂的树脂薄膜中加入金属丝网，将这一组合的薄膜层叠在玻璃板之间。加入金属丝网虽可提高安全性特征但会影响并且很可能降低了最终玻璃产品的光学质量。在甲基丙烯酸酯树脂中加入添加剂以提高阻燃性，也会降低透光率和机械性能，造成不能接受的雾度，并增加最终产品的成本。另外，在薄膜中加入金属丝网造成不美观的效果，增加最终隔火玻璃板的重量，使板更难以处理。美国专利A-4,681,810中，在PVB中加入了复杂的制剂以提高其阻燃性，该制剂包括形成炭的有机磷酸酯和氧螯合的有机亚磷酸酯。在昂贵的PVB薄膜中加入大量添加剂会将该材料的最终成本提高到在许多工业应用中无法接受的地步。在美国专利A-5,230,954中描述了在特别配制的玻璃板之间夹有氟碳树脂夹层薄膜的层叠物。氟碳树脂特别是氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)；四氟乙烯全氟烷氧基乙烯共聚物(PFA)；聚氯三氟乙烯(PCFE)；乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)；和聚偏二氟乙烯(PVDF)在330℃，12Kg/cm2压力下热压粘合到玻璃上。由于这种方法需要高温和高压，需要特别配制的玻璃和高温高压釜才能减少层叠期间玻璃开裂和碎裂的可能。现有技术的各种保护性窗用玻璃层叠物在透明玻璃之间夹有膨胀材料的层叠物；在甲基丙烯酸酯树脂/加有添加剂的薄膜和玻璃片之间夹有金属丝网的层叠物；有大量阻燃添加剂的PVB薄膜层叠物；以及在高温和高压下粘合在特别配制的玻璃上的氟碳树脂的层叠物；都明显具有由结构和制造过程带来的固有的缺陷。本专利技术的一个目的是提供可以在标准的工业层叠温度和工艺下制造，适用于保护性窗用玻璃层叠物的阻燃性氟聚合物的中间层薄膜。该薄膜具有优良的阻燃性和光学质量，以及高机械强度。这些薄膜可以配制成透明、半透明或不透明的，取决于它们的具体应用。薄膜可以加入纤维增强层，以提高该层叠物的结构强度。本专利技术的保护性窗用玻璃层叠物包括至少两层保护性窗用玻璃层，至少一层氟聚合物中间层，该中间层包括至少85％(重量)四氟乙烯/六氟丙烯/偏二氟乙烯(THV)共聚物，和至少一层嵌埋在氟聚合物中间层中的增强层。本专利技术还包括制造保护性窗用玻璃层叠物的方法，该方法包括下列步骡a)使包括至少85％(重量)THV共聚物的氟聚合物薄膜在包括至少一种气相有机化合物的惰性气氛下经0.045-0.76瓦特/小时/米2(0.15-2.5瓦特/小时/英尺2)的电晕放电处理；b)提供至少两片保护性窗用玻璃；和c)将氟聚合物薄膜的中间层层叠到保护性窗用玻璃板上。氟聚合物薄膜包括至少85％(重量)的THV聚合物即含四氟乙烯(ECTFE)、六氟丙烯(HFP)和偏二氟乙烯(VDF)链段的热塑性弹性体三元共聚物。在美国专利A-3,235,537、A-3,132,123、A-3,635,926、A-3,528,954、A-3,642,742和A-4,029,868中描述了THV聚合物和其制造方法，这些专利的内容在此引用作为参考。THV聚合物是嵌段或接枝共聚物，由弹性软链段(即六氟丙烯和偏二氟乙烯)与氟塑料硬链段(即四氟乙烯)构成。较好的THV聚合物是市售的聚合物，其ECTFE∶HFP∶VDF的摩尔比约为42-60∶20-18∶38-22。还可以使用THV和其它氟聚合物的混合物，这些氟聚合物包括但不限于氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、全氯四氟乙烯(PCFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、氯乙烯四氟乙烯(ECTFE)和二氯乙烯四氟乙烯(ECCTFE)。由THV和其它氟化聚合物的混合物构成的层叠物可用于补偿原料成本和改善THV的材料强度性能。加入的氟聚合物具有较大的机械韧性和热稳定性，当与THV混合时，制得的材料除了具有提高的机械强度外，还具有优良的阻燃性和热稳定性。THV和其它氟聚合物的混合物(掺合聚合物)可根据具体应用以不同浓度混合。对保护性窗用玻璃层叠物，薄膜的至少85％(重量)必须是THV，以保持透明。本文中使用的“透明”指按ASTM D-1003法其雾度值小于4％，“半透明”指雾度值为4-25％，“不透明”指雾度值大于25％。按照ASTM D-1003法定义，“透光度”指透射光与入射光的比值。“雾度”是指通过样品时，前向散射光中相对于入射光束的偏离大于2.50的百分比。这些数值是在光通过样品时用BYK Gardner Hazemeter记录的。保护性窗用玻璃层叠物可用于光学层叠物(军用和紧急救护车辆的挡风玻璃或窗用玻璃)，其可视透明度很重要，层叠物必须是透明的；在光透射应用中(如一些建筑物用途)，半透明特性可以被接受。未经训练人员的眼睛不能检测到低于2-4％的雾度。对在大多数机动车辆、窗和门的光学隔火或安全玻璃的应用，根据ASTM D-1003法测定的合适雾度值应小于4.0％，较好的小于3.0％，最好小于2.0％。不透明的保护性窗用玻璃层叠物可用于不要求视觉透明的一些结构。99-85％THV与1-15％FEP的混合物显示的雾度值＜4％，因此是透明薄膜。当FEP在混合物中的浓度上升到15-50％时，薄膜成为半透明，雾度值为4-25％。对THV和CETFE或ECCTFE的混合物，当次要聚合物的浓度为1-30％时，也是半透明的。当FEP浓度上升至50-75％时，薄膜丧失其“看穿”性能，成为不透明。不透明薄膜制得的玻璃层叠物的雾度值＞25％。ECTFE或ECCTFE以30-70％浓度与THV混合也显示前面所述的薄膜的不透明性。含有THV和＞75％的FEP或＞75％ECTFE或ECCTFE的混合物的薄膜不能以满意的方式与玻璃粘合，因此不适合于在工业高压条件下制造的玻璃层叠物。THV聚合物具备的许多性能使它成为优秀的隔火中间层薄膜的候选者。THV具有优异的阻燃性、优良的光学透明度、低粘合温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保护性窗用玻璃层叠物，它包括至少两层保护性窗用玻璃层，至少一层氟聚合物中间层，所述中间层包含至少８５％重量的四氟乙烯／六氟丙烯／偏二氟乙烯共聚物，和至少一层嵌埋在氟聚合物中间层中的增强层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M弗德曼，L劳西卡，GT菲瑟尔，
申请(专利权)人：诺顿操作塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]