一種高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材及其制造方法

專利名稱：一種高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材及其制造方法。
背景技術：
透明聚碳酸酯(PC)板材透光率最高可達90%，可與玻璃的透光率相妣美。PC板材的抗沖擊強度是同等厚度普通玻璃的250-300倍，是亞克力(PMMA)板的30倍，具有良好安全性能，PC的比重僅為玻璃的一半，節省了運輸、搬卸、安裝以及支撐框架的成本。此外， 與玻璃相比，PC板在隔音效果、溫度適應性、防結露以及耐候性等方面顯示出明顯的優勢。 所以，目前越來越多的公共交通設備使用透明PC板材代替玻璃作為透明視窗材料。但是由于聚碳酸酯表面硬度較低(表面鉛筆硬度儀為3B)，不抗劃傷，未經表面處理的PC板材作為透明視窗材料使用時，容易被劃傷而影響其光學性能及使用壽命，需要對其表面進行表面硬化處理而提高其表面處理。傳統的常見的聚碳酸酯片材表面硬化處理方法是在其表面涂布UV硬化液，之后通過UV固化，在其表面形成一層硬化層，由于硬化層的存在可使聚碳酸酯表面硬度得以提高。經過硬化處理后的聚碳酸酯片材表面鉛筆硬度可達1H。雖然聚碳酸酯薄膜表面硬度提高至1H，但是還是難以滿足某些需要高抗劃傷場合(比如高鐵窗戶)的使用需求。透明聚甲基苯烯酸甲酯(PMMA，俗稱亞克力)透光率可達92%，適合做光學材料， 表面硬度高(可達2H)，表面經表面硬化處理后鉛筆硬度可達4H以上，能夠滿足某些高抗劃傷場合對表面硬度的使用需求。但是PMMA板的沖擊強度卻不如同等厚度的PC板，難以滿足某些需要高抗沖擊強度的使用需求。高速鐵路是我國十二五期間大力發展的一項公共設施，高速列車具有輸送能力大、速度快、能源消耗低、舒適方便等優點，同時也要求其具有優異的安全性，尤其是其車窗，要求不僅具有良好的光學性能，同時還要求具有難燃、高抗沖擊、耐候、耐刮花等特性。

發明內容
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材及其制造方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材，具有一厚度為1. 5-3. 5mm的透明聚碳酸酯片材，在所述透明聚碳酸酯片材的單面或雙面上覆有厚度為0. 1-0. 2mm的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，所述透明聚碳酸酯片材與聚甲基丙烯酸甲酯薄膜之間通過膠粘劑層相粘結，所述膠粘劑層厚度約為25-30 μ m,所述聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的外表面上覆有硬化層，所述硬化層厚度為1-10 μ m。上述高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材的制造方法，具體如下將透明聚碳酸酯片材送至貼合裝置中，然后在膠輥加熱加壓作用下將帶有粘結層的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜貼合在該透明聚碳酸酯片材的上下表面，最后在所述高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的外表面上噴淋UV硬化液，隨后進行光固化處理。
本發明結構簡單，易制備，具有高抗沖擊強度及其他力學性能，其表面鉛筆硬度可達4H以上，具有良好的隔音效果、溫度適應性、難燃性，且質輕易于搬運等優點，完全可以滿足高鐵窗戶的使用需求。


圖1為本發明無硬化層時的結構示意圖。圖2為本發明的結構示意圖。圖3為未使用時的帶有粘結層的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的結構示意圖。圖4為為貼合工藝示意圖。圖中11、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜；12、膠粘劑層；13、PET離型層；21、透明聚碳酸酯片材；31、硬化層。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。如圖2所示的一種高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材，具有一厚度為1. 5-3. 5mm的透明聚碳酸酯片材21，在所述透明聚碳酸酯片材21的單面或雙面上覆有厚度為0. 1-0. 2mm 的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜11，所述透明聚碳酸酯片材21與聚甲基丙烯酸甲酯薄膜11之間通過膠粘劑層12相粘結(如圖1)，所述膠粘劑層12厚度約為25-30 μ m，所述膠粘劑層12 所采用的粘結劑為聚氨酯(PU)膠粘劑類或者丙烯酸酯類膠粘劑，所述膠粘劑內含有紫外光吸收劑，其具有良好的耐候性、光學性能及粘結性能。所述聚甲基丙烯酸甲酯薄膜11的外表面上覆有硬化層31，所述硬化層31厚度為1-10 μ m。而為了防止產品在運輸過程中產生不同程度的表面刮傷，在上述硬化層31的外表面上覆有一層保護膜，所述保護膜為PE材料，優選耐高溫PE材料，覆膜采用加熱覆膜的方式進行。上述透明聚碳酸酯片材可通過下述質量分數計的原材料配制而成聚碳酸酯粉料100% ；抗氧劑0.1-0.6%紫外光吸收劑0. 1-0. 6%紫外光穩定劑0. 1-0. 6%其制備方法如下步驟a、按照質量分數稱取上述所有原料，然后將其在高速混合器中混合3-7分鐘。b、將上述混好的原料投置于雙螺桿擠出機中，經過熔融擠出，造粒；混合料在螺桿中輸送時間為1-2分鐘。其中雙螺桿擠出機的溫控1-2區溫度為200-300°C，溫控3-4區溫度為200-300°C，溫度5-6區溫度為200-300°C，溫控7-8區為200-300°C，溫控9_10區溫度為200-300°C，螺桿轉速控制在15轉/分-45轉/分，所述雙螺桿擠出機具有抽真空系統， 在造粒過程中，抽出熔融塑化粒子中的低分子揮發性物質。C、將擠出后的熔融共混物經水浴冷卻進行切粒，其中水浴的溫度控在 40 0C -60 0C ；d、將上述方法制得的粒子投入成型裝置進行制板，制板前必須對粒子進行預干燥，以消除粒子本身含有的水份，提高板的表面質量。成型輥為鏡面輥，板的厚度為 1. 5-3. 5mm,寬度為960_1250mm。制板必須在高凈化車間進行，凈化等級在1萬級以上，以防止由于環境塵埃污染到板表面而導致影響到產品的光學特性。所述聚甲基丙烯酸甲酯薄膜要求具有一定的耐候性可以通過購買得到，也可以由下述質量分數計的原材料配制而成光學級聚甲基丙烯酸甲酯100% ；抗氧劑0.1-0.6%紫外光吸收劑0. 1-0. 6%紫外光穩定劑0. 1-0. 6%所述聚甲基丙烯酸甲酯薄膜制備方法如下A、按照質量分數稱取上述所有原料，然后將其在高速混合器中混合3-7分鐘。B、將上述混好的原料投置于雙螺桿擠出機中，經過熔融擠出，造粒；混合料在螺桿中輸送時間為1-2分鐘。其中雙螺桿擠出機的溫控1-2區溫度為180-270°C，溫控3_4區溫度為180-270°C，溫度5-6區溫度為180_270°C，溫控7_8區為180_270°C，溫控9_10區溫度為180-270°C，螺桿轉速控制在15轉/分-45轉/分，所述雙螺桿擠出機具有抽真空系統， 在造粒過程中，抽出熔融塑化粒子中的低分子揮發性物質。C、將擠出后的熔融共混物經水浴冷卻進行切粒，其中水浴的溫度控在 40 0C -60 0C ；D、將上述方法制得的粒子投入成型裝置進行制板，制板前必須對粒子進行預干燥，以消除粒子本身含有的水份，提高板的表面質量。成型輥為鏡面輥，薄膜的厚度為 0. 1-0. 2mm,寬度為960_1250mm。制膜必須在高凈化車間進行，凈化等級在1萬級以上，以防止由于環境塵埃污染到板表面而導致影響到產品的光學特性。在本發明中由于透明聚碳酸酯片材21和聚甲基丙烯酸甲酯薄膜11之間需要通過粘結的方式復合，所以通過上述制備方法制備出來的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜11最后還需要在其上面涂抹一層膠粘劑層12，并且在在膠粘劑層12上貼合一層PET離型層13 (其結構如圖3)，當透明聚碳酸酯片材21和聚甲基丙烯酸甲酯薄膜11貼合時時，只要剝離PET離型層13即可。所述高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材的制造方法如下(見圖4)將透明聚碳酸酯片材送至貼合裝置中，然后在膠輥加熱加壓作用下將帶有粘結層的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜貼合在該透明聚碳酸酯片材的上下表面(PET離型層13貼合前已撕除)，最后在所述高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的外表面上噴淋UV硬化液，隨后進行光固化處理。(結合圖4)本發明在經一系列的處理后，其表面鉛筆硬度可達4H以上，所以其表面可以滿足高鐵使用的高抗刮花要求；由于中間層為透明聚碳酸酯片材，所以具有高抗沖擊強度及其他力學性能；由于所用透明聚碳酸酯片材、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、膠粘劑都是光學級的， 所以其光學性能較為優異，可以滿足視窗要求；由于所用透明聚碳酸酯片材、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜及膠粘劑都含有抗老化劑，所以能夠滿足長期戶外使用要求。此外，由于中間層為透明聚碳酸酯片材，所以具有良好的隔音效果、溫度適應性、難燃性，且質輕易于搬運等優點，完全可以滿足高鐵窗戶的使用需求。
表1通過上述方法所得聚碳酸酯復合板材的性能參數表，其硬化層厚度為25 μ m, PMMA層厚度為0. 15mm,膠粘劑層厚度為25 μ m, PC板材厚度為2mm。表1聚碳酸酯復合板材性能參數
權利要求
1.一種高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材，其特征是所述高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材具有一厚度為1. 5-3. 5mm的透明聚碳酸酯片材(21)，在所述透明聚碳酸酯片材Ql)的單面或雙面上覆有厚度為0. 1-0. 2mm的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜(11)，所述透明聚碳酸酯片材與聚甲基丙烯酸甲酯薄膜(11)之間通過膠粘劑層(1 相粘結，所述膠粘劑層(12) 厚度約為25-30μπι，所述聚甲基丙烯酸甲酯薄膜(11)的外表面上覆有硬化層(31)，所述硬化層(31)厚度為1-10 μ m。
2.根據權利要求1所述的高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材，其特征是所述硬化層 (31)的外表面上覆有一層保護膜，所述保護膜為PE材料。
3.根據權利要求2所述的高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材，其特征是所述保護膜為耐高溫PE材料。
4.根據權利要求1所述的高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材，其特征是所述膠粘劑層所采用的粘結劑為聚氨酯膠粘劑類或者丙烯酸酯類膠粘劑，所述膠粘劑內含有紫外光吸收劑。
5.一種高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材的制造方法，其特征是所述高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材的制造方法如下將透明聚碳酸酯片材送至貼合裝置中，然后在膠輥加熱加壓作用下將帶有粘結層的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜貼合在該透明聚碳酸酯片材的上下表面，最后在所述高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的外表面上噴淋 UV硬化液，隨后進行光固化處理。
全文摘要
本發明涉及一種高鐵窗戶專用復合聚碳酸酯片材，具有一厚度為1.5-3.5mm的透明聚碳酸酯片材，在所述透明聚碳酸酯片材的單面或雙面上覆有厚度為0.1-0.2mm的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，所述透明聚碳酸酯片材與聚甲基丙烯酸甲酯薄膜之間通過膠粘劑層相粘結，所述聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的外表面上覆有硬化層，其制造方法如下將透明聚碳酸酯片材送至貼合裝置中，然后在膠輥加熱加壓作用下將帶有粘結層的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜貼合在該透明聚碳酸酯片材的上下表面，最后在其外表面上噴淋UV硬化液光固化處理。本發明結構簡單，易制備，具有高抗沖擊強度及其他力學性能。
文檔編號B61D25/00GK102259452SQ20111009457
公開日2011年11月30日 申請日期2011年4月15日 優先權日2011年4月15日
發明者任月璋, 王磊, 羅偉 申請人:蘇州奧美材料科技有限公司