耐冲击性优良的层合结构及其制造方法技术

本发明专利技术是一种层合制品，包含至少三层增塑聚乙烯醇缩丁醛（ＰＶＢ）片材，其中所述层合材料的至少一层是硬挺ＰＶＢ片材，和至少两层是软质ＰＶＢ片材。本发明专利技术的层合制品用来提供为免除发生于汽车、建筑物和窗户风挡之类的损坏而增加的防护，所述这些损坏乃是由于将它们暴露于诸如飓风级风中、狂风所推进的飞砂走石的冲击，或者故意的对包含本发明专利技术的层合材料的窗户风挡之类的冲击。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请要求2002年5月16日提交的美国临时申请No.60/381,494的权益。
技术介绍
增塑聚乙烯醇缩丁醛片材(PVB)被用于制造层合结构，例如，包括汽车、摩托车、船支和飞机等的交通工具的风档，家用和建筑用材，柜橱和陈列箱的档板材料以及玻璃片材形式的结构强度和层合稳定性均理想的其它制品。对于本申请而言，层合稳定性指的是保持玻璃与PVB处于粘合状态的能力和/或在严酷或甚至极端环境下保持层合材料层基本在一起的能力。在一些特殊用途中，需要或者高度优选耐冲击性和层合稳定性均优良。例如，能够优选，在住宅和其它建筑中应用的层合材料经受得住飓风、龙卷风和/或暴风雨雪情况下普遍存在的严酷条件。已知各种采用PVB形成的玻璃层合材料，并叙述在美国专利4,297,262、美国专利4,230,771和英国专利828,381中。一般说，使PVB塑化，以便具有低的硬挺性并且在受冲击时容易变形，这对于汽车风档来说是一种优良的性能，在这种用途中涉及人的冲击，需要在猛烈碰撞时隔离乘客以及因此减少伤亡。但是，这些性能既不是承受高应力的建筑物窗户也不是会经受过度作用力的汽车和卡车侧风档所需要的性能。硬挺性低和弹性高这些方面的性能会限制在下列情况下的性能，即，当在层合材料的玻璃破损之后层合材料必须提供抗流动塑性时，例如，在玻璃层合材料经受高的风力，和/或，在发生飓风时经受飞砂走石冲击的时候，或者，在通过过度攻击重复冲击窗户而侵入交通工具或结构之处。诸如风档等传统PVB层合材料或标准建筑层合玻璃，在所设计的评价在飓风条件下层合材料性能的试验中均表现拙劣，例如Dade County，满载(FL)飓风风档系统试验方案，其中有严酷的冲击试验，继之以在破碎层合材料上进行的压力循环试验。传统PVB层合材料，在经受压力负荷和循环试验时，最后均能在飓风中损坏。损坏的原因能够是，或者聚合物夹层发生了大的变形，能够使层合材料脱出风档框，和/或者，破损玻璃碎片的作用，最终切割到PVB层并使空气压或其它威胁因素渗透过用层合材料防护的结构。传统层合材料，采用借助过度攻击而增加通过层合材料的通路的手段，也能较容易地被穿透。应用比标准层合材料厚的PVB层得到较大的硬挺度和抗切断性，是不切实际的、因为所需要的夹层过厚还有费用方面的原因。类似地，难以应用传统厚度的较硬挺的PVB，因为硬挺PVB较难加工，并且制造产率损失相当大。较硬挺玻璃层合材料的制造已采用除了PVB之外的，诸如聚氨酯和热塑性共聚物和包括PVB的所有这些与聚酯薄膜和聚碳酸酯薄膜相组合，的夹层。例如，Bolton等的美国专利No.4,663,228叙述了采用离聚物树脂形成韧性玻璃层合材料。与日俱增的一种需求是用作抗暴风雨雪和飓风威胁的，特别是在沿海区域的建筑物窗户的玻璃层合材料。还有一种需求是抗流动塑性的机动交通工具的侧风档。需要这些玻璃层合材料具有改善的韧度和稳定性。它们还必须易于被制造，并且具有良好的光学性能，包括颜色或清晰度。理想的是采用韧性的、稳定的、易于制造的和具有良好光学性能的PVB层合材料来满足这些需要。本专利技术的这些以及其它目的对于读者来说会是显而易见的。专利技术概述以一方面而论，本专利技术是一种层合制品，其包含至少两层Tg为约32℃～约35℃的软质增塑聚乙烯醇缩丁醛(PVB)片材，和还包含至少一层硬挺PVB夹层片材，其中硬挺夹层(i)Tg为约35℃～约60℃，(ii)位于至少两层软质PVB之间，和(iii)包含漂白化合物。专利技术详述在一个实施方案中，本专利技术是一种包含至少三层增塑聚乙烯醇缩丁醛(PVB)片材的层合制品，其中层合材料的至少一层是硬挺PVB材料，和至少两层是软质PVB片材。本专利技术的层合制品用来提供为免除发生于汽车、建筑物和窗户风档之类的损坏而增加的防护，所述这些损坏乃是由于将其暴露于诸如飓风级风中，狂风所推进的飞砂走石的冲击、或者故意的对包含本专利技术的层合材料的窗户风档之类的冲击。在实施本专利技术中，软质PVB和硬挺PVB两者均能按照PVB制造领域已知的惯用方法制造。例如，一种生产适用于本专利技术实施的软质PVB组合物的方法叙述在美国专利No.3,153,009中，在此引入作为参考。增塑PVB片材能够通过本领域熟知的方法制备。美国专利4,276,351叙述了一种制备增塑PVB片材的方法。美国专利No.4,696,971也叙述了一种制造增塑PVB片材的方法。美国专利5,886,075叙述了制造增塑PVB片材的还有的另一种方法。本专利技术的层合材料包含至少两层或区软质PVB。作为用于本专利技术的术语，软质PVB指的是玻璃化转变温度(Tg)为约32℃～约42℃的PVB片材，Tg按照动态力学分析ASTM D4065(DMA)进行测定，采用tanδ(在1Hz下的相移)数值作为指示。除了至少两层软质PVB片材之外，本专利技术的层合材料包含至少一层硬挺PVB树脂。作为在本文中使用的术语，PVB硬挺层是Tg为约42℃以上至约60℃的PVB片材，Tg按照DMA ASTM D4065进行测定，采用tanδ(在1Hz下的相移)数值作为指出。优选Tg为约45℃～约57℃，更优选47℃～约57℃，最优选约50℃～约55℃。PVB片材的Tg能够取决于在组合物中增塑剂的含量。本专利技术的软质PVB片材每100份采用至少约30份(pph)增塑剂来增塑。优选本专利技术软质PVB采用约30～约50pph增塑，以所述树脂的总干重为基准计。本文所用的“干重”指的是干燥树脂的重量，即，在将水从未增塑的PVB树脂除去之后的树脂重量。更优选增塑剂存在量为约30～约45pph，和最优选存在量为约32～约45pph。优选，本专利技术硬挺PVB片材包含的增塑剂量为约5～约30pph，更优选增塑剂含量为约15～约30pph。甚至更优选增塑剂含量为约18～约28pph，和最优选约18～约22pph。本专利技术增塑剂能够选自在制造增塑PVB片材组合物中已知的或惯用的任何物质。例如，本专利技术中适用的增塑剂能够是选自下述的增塑剂或增塑剂混合物自脂族二醇与羧酸的化学反应制得的二酯，包括聚醚二醇或聚醚多元醇的二酯；和自多元羧酸和脂族醇制得的酯。为了方便起见，在叙述本专利技术的片材组合物时，在本文中能将增塑剂混合物称作“增塑剂”。即，在本文中所用的词“增塑剂”的单数形式，能够表示在给定片材组合物中或者使用一种增塑剂或者使用两种或两种以上增塑剂的混合物。对于熟悉本领域的读者显而易见所意欲的应用。在本专利技术中应用的优选增塑剂是通过三甘醇或四甘醇与含有6～10个碳原子的脂族羧酸的反应制得的二酯；和自癸二酸与含有1～18个碳原子的脂族醇的反应制得的二酯。更优选增塑剂是或者四甘醇二正庚酸酯(4GT)、三甘醇二-2-乙基己酸酯(3GO)或癸二酸二丁酯(DBS)。最优选增塑剂是3GO。本专利技术硬挺PVB树脂组合物的挤出，相对于挤出软质PVB所需要的温度而言，需要高的挤出温度。例如，采用约30pph以下的增塑剂增塑的PVB树脂能够在约225℃～约245℃下挤出。优选所述树脂能够在约227℃～约245℃下挤出。更优选所述树脂能够在约228℃～约242℃下挤出，和最优选约230℃～约240℃。软质PVB能够在约175℃～约225℃下挤出。在特别优选的实施方案中，在本专利技术层合材料中应用的PVB夹层的YID色泽为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层合制品，包含至少两层Ｔｇ为约３２℃～约３５℃的软质增塑聚乙烯醇缩丁醛（ＰＶＢ）片材，且还包含至少一层硬挺ＰＶＢ夹层片材，其中硬挺夹层：（ｉ）Ｔｇ为约３５℃～约６０℃，（ｉｉ）位于至少两层软质ＰＶＢ之间，和（ｉｉｉ）包含漂白化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BC王，CA史密斯，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]