具有无机基材和聚合物膜层的制品制造技术

本申请公开了具有无机基材和聚合物膜层的制品，所述无机基材包含以下材料，所述材料包含陶瓷、玻璃、玻璃

【技术实现步骤摘要】
具有无机基材和聚合物膜层的制品


[0001]本公开的领域是具有无机基材和聚合物膜层的制品。

技术介绍

[0002]无机(例如，陶瓷和玻璃)层压产品长期以来被用于多种应用，如用于建筑物、车辆和人员的装甲，以及用于透明应用的安全玻璃。除了用于挡风玻璃的众所周知的、日用汽车安全玻璃外，层压玻璃还被用作火车、飞机、船舶和几乎所有其他运输方式的窗。安全玻璃的特征在于高的抗冲击性和抗穿透性并且在破碎时不散落玻璃碎片和碎屑。
[0003]安全玻璃典型地由与聚合物膜或片的中间层粘合在一起的两个玻璃片或板的夹层组成，该中间层被置于该两个玻璃片之间。一个或两个玻璃片可以用光学透明的刚性聚合物片，如聚碳酸酯材料片来代替。安全玻璃已经进一步发展到包括与聚合物膜或片的中间层粘合在一起的多层玻璃和聚合物片。
[0004]中间层典型地是相对厚的聚合物片，其表现出韧性和粘合性以在裂纹或碰撞的情况下提供对玻璃的粘附。一般来说，希望这些聚合物中间层具有以下特性的组合，包括非常高的光学清晰度、低雾度、高抗冲击性、高抗穿透性、优异的耐紫外光性、良好的长期热稳定性、对玻璃和其他刚性聚合物片的优异粘附、低紫外光透射率、低吸湿性、高防潮性、以及优异的长期耐候性、以及其他要求。
[0005]最近的趋势是在住宅和办公建筑物(structure)的建设中使用玻璃层压产品。随着设计者将更多的玻璃表面结合到建筑物中，建筑玻璃的使用多年来已经迅速扩大。抗威胁性(Threat resistance)已经成为建筑玻璃层压产品的日益增长的要求。这些较新的产品被设计用来抵抗自然和人为的灾害。这些需求的实例包括最近开发的抗飓风玻璃(现在在易受飓风影响的地区被强制)、防盗玻璃制品、以及被设计用来保护建筑物及其居住者的最近的防爆玻璃层压产品。这些产品中的一些具有足够大的强度，即使在玻璃层压物已经被破坏后也能抵抗侵入；例如，当玻璃层压物受到飓风中可能发生的强力风和飞行碎片的冲击时，或者当罪犯试图闯入车辆或建筑物而对窗进行重复冲击时。
[0006]光滑的玻璃表面对于在不使用粘合剂的情况下粘附聚合物层提出挑战。硅烷化是用于将多种官能团引入到玻璃表面上的众所周知的方法。例如，可以将具有氨基官能的硅烷偶联剂的涂覆溶液沉积到玻璃基材上并干燥以去除溶剂，得到具有改性表面能的玻璃表面。
[0007]聚酰亚胺膜可以通过将聚酰胺酸溶液涂覆到已经使用氨基官能的硅烷偶联剂进行官能化的硅基材上而粘附至无机基材，如硅基材(A.V.Patsis和S.Cheng,J Adhesion[粘接杂志](1988),25,145
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157)。当溶液被施加到经处理的表面时，硅烷偶联剂通过聚酰胺酸上的羧酸和胺基团与硅基材上的硅醇基团之间的相互作用与酰胺酸相互作用。在随后的固化过程中，聚酰胺酸被转化为聚酰亚胺。

技术实现思路

[0008]在第一方面，制品包含无机基材和聚合物膜层。该无机基材包含以下材料，该材料包括陶瓷、玻璃、玻璃
‑
陶瓷或其混合物。该材料包含选自由硅、铝、钛、锆、钽、铌及其混合物组成的组的金属阳离子以及氧。该聚合物膜层包括包含酰亚胺基团的聚合物。从该无机基材接触该聚合物膜层的界面开始，来自负二次离子质谱的CNO
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信号的谱线轮廓随着其远离该界面并进入该聚合物膜层的主体而降低。
[0009]在第二方面，抗冲击制品包含第一方面的制品。
[0010]在第三方面，抗穿透制品包含第一方面的制品。
[0011]在第四方面，减音制品包含第一方面的制品。
[0012]在第五方面，制品包含无机基材和聚合物膜层。该无机基材包含以下材料，该材料包括陶瓷、玻璃、玻璃
‑
陶瓷或其混合物。该材料包含选自由硅、铝、钛、锆、钽、铌及其混合物组成的组的金属阳离子以及氧。该聚合物膜层包括包含酰亚胺基团的聚合物，其中，该聚合物膜层与该无机基材层之间的I型层间断裂韧性(G
Ic
)是9J/m2或更大。
[0013]在第六方面，抗冲击制品包含第五方面的制品。
[0014]在第七方面，抗穿透制品包含第五方面的制品。
[0015]在第八方面，减音制品包含第五方面的制品。
[0016]在第九方面，描述了一种用于形成制品的方法，其中该制品包含无机基材和聚合物膜层。该无机基材包含以下材料，该材料包括陶瓷、玻璃、玻璃
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陶瓷或其混合物。该材料包含选自硅、铝、钛、锆、钽、铌及其混合物的金属阳离子，以及氧。该聚合物膜层包括包含酰亚胺基团的聚合物。该方法包括：(a)将胺试剂施加到该无机基材的表面、该聚合物膜层的表面、或两者上；(b)使该无机基材与该聚合物膜层接触，使得具有胺试剂的表面位于该无机基材与该聚合物膜层之间的界面处；以及(c)对该制品施加热量和压力。
附图说明
[0017]图1A是E13中移动通过无机基材(0至约40μm)、聚合物层(约40至约80μm)和用于对层压物进行截面的粘合剂材料(约80至约110μm)的CN
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物质的截面强度曲线。
[0018]图1B是E13中CNO
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物质的类似强度曲线。
[0019]图2A和2B是CE5的类似截面强度曲线。
具体实施方式
[0020]根据上下文，如本文所用的“二胺”旨在意指：(i)未反应的形式(即，二胺单体)；(ii)部分反应的形式(即，衍生自或以其他方式可归于二胺单体的低聚物或其他聚合物前体的一个或多个部分)或(iii)完全反应的形式(衍生自或以其他方式可归于二胺单体的聚合物的一个或多个部分)。根据在本专利技术的实践中选择的具体实施例，二胺可以用一个或多个部分官能化。
[0021]实际上，术语“二胺”不旨在限制(或字面上解释)为二胺组分中的胺部分的数目。例如，以上(ii)和(iii)包括可以具有两个、一个或零个胺部分的聚合物材料。可替代地，二
胺可以用附加的胺部分(除了与二酐反应以延长聚合物链的单体末端处的胺部分之外)官能化。此类附加的胺部分可以用于交联聚合物或用于向聚合物提供其他官能团。
[0022]类似地，如本文所用的术语“二酐”旨在意指与二胺反应(与其协作)并且组合能够反应以形成中间体(其然后可以被固化成聚合物)的组分。根据上下文，如本文所用的“酸酐”可以不仅意指酸酐部分本身，而且意指酸酐部分的前体，如：(i)一对羧酸基团(其可以通过脱水或相似类型的反应转化为酸酐)；或(ii)能够转化成酸酐官能团的酰基卤(例如，氯化物)酯官能团(或目前已知或将来开发的任何其他官能团)。
[0023]根据上下文，“二酐”可以意指：(i)未反应的形式(即，二酐单体，不论酸酐官能团是处于真正的酸酐形式还是前体酸酐形式，如前面上述段落中所讨论的)；(ii)部分反应的形式(即，反应自二酐单体或以其他方式可归于二酐单体的低聚物或其他部分反应的前体聚合物组合物的一个或多个部分)或(iii)完全反应的形式(衍生自或以其他方式可归于二酐单体的聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制品，其包含：包含以下材料的无机基材，所述材料包含陶瓷、玻璃、玻璃
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陶瓷或其混合物，其中，所述材料包含：选自由以下组成的组的金属阳离子：硅、铝、钛、锆、钽、铌及其混合物；以及氧；以及聚合物膜层，其包括包含酰亚胺基团的聚合物，其中，从所述无机基材接触所述聚合物膜层的界面开始，来自负二次离子质谱的CNO
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信号的谱线轮廓随着其远离所述界面并进入所述聚合物膜层的主体而降低。2.如权利要求1所述的制品，其中，所述包含酰亚胺基团的聚合物选自由以下组成的组：聚酰亚胺，聚(酰胺
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酰亚胺)，聚(醚
‑
酰亚胺)，聚(酯
‑
酰亚胺)，包含酰胺、酯或醚基团的共聚物，及其混合物。3.如权利要求2所述的制品，其中，所述聚酰亚胺衍生自二酐、氟化的芳香族二胺和脂肪族二胺。4.如权利要求3所述的制品，其中，所述二酐包含脂环族二酐。5.如权利要求1所述的制品，其中，所述无机基材包含玻璃。6.如权利要求1所述的制品，其中，所述金属阳离子包含硅。7.如权利要求1所述的制品，其中，所述无机基材与所述聚合物膜层之间的I型层间断裂韧性(G
Ic
)是9J/m2或更大。8.如权利要求1所述的制品，其中，所述聚合物膜层具有300℃或更低的T
g
。9.如权利要求1所述的制品，其中，当使用由ASTM E313描述的程序在25μm的厚度下测量时，所述制品具有1.25或更小的b*和2.25或更小的黄度指数。10.如权利要求1所述的制品，其中，当在25μm的厚度下测量时，所述制品具有15％或更小的雾度和93或更大的L*。11.如权利要求1所述的制品，其进一步包含在与所述无机基材相对的一侧上粘附至所述聚合物膜层的硬涂层。12.一种抗冲击制品，其包含如权利要求1所述的制品。13.一种抗穿透制品，其包含如权利要求1所述的制品。14.一种减音制品，其包含如权利要求1所述的制品。15.一种制品，其包含：包含以下材料的无机基材，所述材料包含陶瓷、玻璃、玻璃
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陶瓷或其混合物，其中，所述材料包含：选自由以下组成的组的金属阳离子：硅、铝、钛、锆、钽、铌及其混合物；以及氧；以及聚合物膜层，其包括包含酰亚胺基团的聚合物，其中，所述聚合物膜层与所述无机基材层之间的I型层间断裂韧性(G
Ic
)是9J/m2或更大。16.如权利要求15所述的制品，其中，所述包含酰亚胺基团的聚合物选自由以下组成的组：聚酰亚胺，聚(酰胺
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酰亚胺)，聚(醚

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：杜邦电子公司，
类型：发明
国别省市：