多層聚合物片材和由其制備的輕量層合體的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及多層聚合物片材和由其制備的輕量層合體。該層合體還具有改善的隔 音特性。
【背景技術】
[0002] 本說明書中引用了若干份專利和出版物以更全面地描述本發明所屬的現有技術 水平。這些專利和出版物各自的全部公開內容均以引用方式并入本文。
[0003] 用于安全玻璃應用的玻璃層合制品的特征在于高抗沖擊性和耐穿透性。這些在破 碎時不飛濺玻璃碎片和碎肩的層合體，通常由兩塊玻璃片材或平板與聚合物膜或片材的夾 層粘結在一起的夾心板構成，所述夾層布置在兩塊玻璃片材之間。這兩塊玻璃片材中的一 者或兩者均可被光學透明的剛性聚合物片材替換，例如由聚碳酸酯材料制成的片材。安全 玻璃已進一步演變為包括多層玻璃片材(或代替玻璃使用的光學透明的剛性聚合物片材）， 它們通過聚合物膜或片材的夾層粘結在一起。
[0004] 夾層通常由相對較厚的聚合物膜或片材制成，它們表現出韌性和可粘結性以便在 發生斷裂或破碎的情況下為玻璃提供粘合力。多年以來，人們開發出了用于制備層合產品 的多種聚合物夾層。一般來講，這些聚合物夾層必須具有多種特性的組合，包括:極高的光 學透明度(低霧度）、高抗沖擊性、高耐穿透性、優異的耐紫外線性能、良好的長期熱穩定性、 與玻璃和其它剛性聚合物片材之間的優異粘合力、低紫外線透射比、低吸潮性、高防潮性、 優異的長期耐侯性以及其它要求。目前廣泛使用的夾層材料包括復合多組分組合物，它們 基于聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、線性低密度聚乙烯(優選地茂金 屬催化的）、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、聚合脂肪酸聚酰胺、聚酯樹脂，諸如聚對苯二甲酸乙二 醇酯、硅氧烷彈性體、環氧樹脂、彈性體聚碳酸酯、離聚物等。
[0005] 這種趨勢中的一部分已經將共聚乙烯離聚物樹脂用作玻璃層合體夾層材料。此類 離聚物樹脂提供比對于其它常用夾層材料，諸如聚乙烯醇縮丁醛和乙烯-乙酸乙烯酯材料 所發現的顯著更高的強度。參見例如美國專利3,344,014;4,663,228;4,668,574;4,799， 346 ;5,002,820和5,763,062;以及國際專利申請公布1099/58334和恥2004/011755。此外， 在提供具有改善的透明度的離聚物樹脂方面也取得了進步。參見，例如美國專利8,399,096 和8,399,097。
[0006] 現有技術已經描述了包括離聚物夾層材料的多層層合構造。例如，Clock等人在美 國專利3,762,988中描述了玻璃層合體多層夾層，其具有已經被金屬離子或胺中和的聚（乙 烯-共聚-甲基丙烯酸)材料作為芯層和負荷分配層。Friedman等人在美國專利6,432,522中 描述了包括夾層膜的光學透明窗用玻璃，所述夾層膜包括至少兩個聚合物膜層:具有至少 25,000psi的模量的芯層，其可以為離聚物材料，和具有15,000psi的最大模量的表面膜層。 Vogel等人在美國專利申請公布2002/0055006和2005/0106386中描述了多層膜或片材，其 包括:a)第一共擠出的聚合物層，其基本上由離聚物組成，和b)至少一個共擠出的第二聚合 物層，其選自離聚物、離聚物-聚乙烯共混物和離聚物-聚酰胺共混物。Roberts等人在美國 專利申請公布2005/0136263中描述了柔性窗，其包括透明的多層片材，所述透明多層片材 依次包括由基本上不含增塑劑的聚合物材料形成的透明柔性基底層，所述聚合物材料可包 含離聚物，和具有比透明柔性基底層大的耐磨性的第一透明柔性保護層。透明的多層片材 是足夠柔性的以卷繞成圓筒形狀但不斷裂或破碎。Durbin等人在國際專利申請公布WO 01/ 60604中描述了層合窗用玻璃，其包括透明柔性塑料，所述柔性透明塑料反射紅外線輻射并 粘結在離聚物樹脂層片和具有比離聚物層高的粘度的聚合物材料層片之間。Samuels等人 在美國專利8，101，267中描述了包封材料，所述包封材料包括三個離聚物材料層，其中中間 離聚物層的模量低于外層中離聚物材料的模量。Lenges等人在美國專利申請公布2012/ 0067420A11和美國專利8,080,728中描述了三層夾層，其具有兩個離聚物外層和非離聚物 中間層。
[0007] 公眾不斷要求優于上述安全性和強度特性的層合玻璃制品的更多功能。例如，期 望玻璃層合體用作隔音件，以降低侵入玻璃層合體所附接的結構諸如建筑物和汽車中的噪 音水平。隔音層合玻璃一般是本領域中已知的并已描述于例如，美國專利5,190,826;5， 340,654；5,368,917；5,464,659；5,478,615；5,773,102；6,074,732；6,119,807；6,132, 882 ;6,432,522;和6,825,255;以及國際專利申請公布恥01/19747和恥2004/039581中。隔 音玻璃層合體通常包括低模量、重增塑聚（乙烯醇縮醛)片材。然而，由此類材料制備的層合 體遭受與低耐穿透性相關的缺點。例如，隔音層合體可不具有足夠強度或剛度來用作安全 層合體。
[0008] 由前述顯而易見的是仍然需要夾層片材和輕量層合體，其提供改善的隔音特性， 同時保持通常認為是安全玻璃性能所必要的高透明性、粘附性、耐耐穿透、剛度和強度。
【發明內容】
[0009] 因此，本文提供了包括三個層的多層聚合物片材。所述多層聚合物片材的兩個外 層包含離聚物組合物并且定位在多層聚合物片材的內層的任一側上。所述內層包含乙烯_ 乙酸乙烯酯組合物。優選地，包含離聚物的外層的厚度介于約0.1mm和約1.5mm之間。另外， 優選地，包含乙稀-乙酸乙稀酯的內層的厚度介于約0.1mm和約1.5mm之間，并且多層聚合物 片材的總厚度介于約0.3mm和約2.0mm之間。包含離聚物的外層可以為例如，二聚物或三元 聚合物的離聚物。
[0010] 本發明還提供一種層合體，其包括多層聚合物片材和至少一個附加層。在優選的 層合體中，多層聚合物片材置于兩個玻璃層之間并層合以形成多層聚合物層合體;每個玻 璃層的厚度介于約0.5mm和約2.0mm之間；并且所述多層聚合物層合體的總厚度介于約 1 · 5mm和約7 · 0mm之間。優選的層合體表現出如通過ASTM E314所測量的大于25的聲音傳播 等級；或如通過ASTM C158所測量的約3 · 0mm至約5 · 0mm的有效彎曲剛度。還優選地，層合體 具有比相當厚度和抗彎強度的整體玻璃低的面密度。
【具體實施方式】
[0011] 在本文中使用下列定義來進一步定義和描述本公開。除非在特定情況下另有限 定，否則這些定義適用于本說明書中通篇所用的術語。
[0012] 除非另外定義，否則本文所用的所有技術和科學術語的含義均與本發明所屬領域 的普通技術人員通常理解的一樣。如發生矛盾，則以本說明書及其所包括的定義為準。
[0013] 除非另有明確說明，否則在限定的環境下，本文所用的所有百分比、份數、比率等 量均由重量限定。
[0014] 當材料、方法、或機械用術語"本領域的技術人員已知的"、"常規的"或同義的單詞 或短語在本文中描述時，該術語表示在提交本專利申請時常規的材料、方法、或機械涵蓋于 該描述中。同樣涵蓋于該描述中的是，目前不常規的但是當適用于相似目的時將成為本領 域公認的材料、方法和機械。
[0015] 如本文所用，術語"含有"、"包括"、"包含"、"特征在于"、"具有"或其任何其它變型 旨在涵蓋非排他性的包含。例如，包括要素列表的工藝、方法、制品或設備不必僅限于那些 要素，而是可以包括未明確列出的或該工藝、方法、制品或設備所固有的其它要素。
[0016] 連接短語"由......組成"不包括未在權利要求中指定的任何要素、步驟或成分， 從而將權利要求限定為只包括列出的那些材料，而不含除雜質外通常與其相關的那些物 項。當短語"由......組成"出現在權利要求的主體的子句中，而非緊接前序時，其僅限制在 該子句中提到的要素;其它要素不作為整體從權利要求中被排除。
[0017]連接短語"基本上由......組成"將權利要求的范圍限制為指定的材料或步驟，以 及不會對受權利要求書保護的發明所具有的基本特征和新型特征造成實質影響的那些材 料或步驟。"基本上由......組成"的權利要求處于以"由......組成"格式書寫的封閉式權 利要求和以"包括/包含"格式起草的全開放式權利要求之間的中間地帶。就術語"基本上 由......組成"來說，如本文所定義的、含量適合于此類添加劑的任選添加劑和微量雜質并 不排除于組合物。
[0018] 當使用開放式術語例如"包含"在本文中描述組合物、工藝、結構、或者組合物、工 藝或結構的一部分時，除非另有規定，否則該描述也包括"基本上由"或者"由"該組合物、工 藝、結構的要素、或者該組合物、工藝或結構的一部分的要素"組成"的實施例。
[0019] 另外，就這一點而言，為清楚起見本文描述在不同實施例的上下文中的本發明的 某些特征也可組合在單個實施例中被提供。反之，為簡化起見在單個實施例的上下文中描 述的本發明的多個特征也可分別給出，或以任何子組合給出。
[0020] 冠詞"一個"和"一種"可與本文所述的組合物、工藝或結構的各種要素和組分結合 使用。這只是為了方便起見，并且表示該組合物、工藝或結構的一般意義。這樣的描述包括 要素或組分的"一個或至少一個/一種或至少一種"。此外，如本文所用，單數形式的冠詞"一 個/ 一種"也包括多種要素或組分的描述，除非從特定上下文中可以明顯看出排除復數。
[0021] 此外，除非有相反的明確說明，否則連接詞"或"是指包含性的或，而不是指排他性 的或。例如，以下任何一種情況均滿足條件"A或B"：A為真實(或存在）的且B為虛假(或不存 在)的，A為虛假(或不存在)的且B為真實(或存在)的，以及A和B均為真實(或存在)的。例如， 排他性的"或"在本文中是通過諸如"A或B"和"A或B中的一者"之類的術語來指定。
[0022] 術語"約"是指數量、尺寸、配方、參數、以及其它量和特性是不精確的并且不必是 精確的，但可為期望的近似值和/或較大值或較小值，從而反映公差、轉換因子、四舍五入、 測量誤差等、以及本領域的技術人員已知的其它因子。一般來講，無論是否進行此類明確表 述，數量、尺寸、配方、參數或者其它量或特性均為"約"或者"近似的"。
[0023] 此外，本文所示出的范圍包括它們的端點，除非另外明確表述。此外，當數量、濃 度、或者其它值或參數以范圍、一個或多個優選范圍或優選上限值和優選下限值的列表形 式給出時，這應當理解為具體地公開由任何范圍上限值或優選值和任何范圍下限值或優選 值中的任何一對所構成的所有范圍，而不管該對是否被單獨地公開。當定義一個范圍時，本 發明的范圍不限于列出的具體值。
[0024] 如本文所用，術語"烷基"單獨或以組合形式使用，諸如例如"烷基基團"或"烷氧基 基團"，是指含有具有一個取代基的