[发明专利]半透明白色聚合物组合物及其在玻璃层合件和其它制品中的用途

说明书

相关申请的交叉引用

根据美国法典第35编第119条，本专利申请要求提交于2012年2月24日的美国临时申请61/602,920的优先权，该临时申请全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及半透明白色聚合物组合物。具体地讲，所述组合物包括颜料和聚合物树脂，所述聚合物树脂为乙烯酸共聚物的离聚物。氧化铝三水合物(ATH)是一种优选的颜料。氧化铝是另一种优选的颜料。半透明白色聚合物组合物可用于各种制品，诸如模塑制品。所述半透明白色聚合物组合物具体地讲可用作包括安全玻璃层合件和结构玻璃层合件在内的玻璃层合件中的夹层。

背景技术

本说明中引用了多项专利和出版物，以便更全面地描述与本发明有关的技术水平。这些专利和出版物的所有公开内容均以引用方式并入本文。

建筑师和设计师常常使用磨砂玻璃，以允许光线进入空间，同时向空间内的人们提供隐私。喷砂和酸蚀是由平滑的透明玻璃层片制备磨砂玻璃的两种方法。然而，磨砂玻璃难以清洁和维护。此外，因为喷砂和酸蚀的许多废弃物，并且因为来自处理酸的烧伤以及由于喷砂导致吸入粉尘而造成矽肺的风险，所以喷砂和酸蚀不是医学上或环境上友好的工艺。因此，开发了具有漫射半透明夹层的层合玻璃。所述夹层提供期望的光学特性，并且其可被层合在容易清洁和维护的平滑玻璃层片之间。常常，漫射半透明夹层基于聚乙烯醇缩丁醛组合物。

半透明白色聚乙烯醇缩丁醛组合物可从每个主要的聚乙烯醇缩丁醛制造商商购获得。通常，这些组合物的光学特性的特征在于：大约65％的透光率(LT)；大约15至30％的清晰度；以及95％或更高的雾度。可商购获得的聚乙烯醇缩丁醛组合物包括作为扩散剂的碳酸钙。为了实现期望的半透明外观，厚度为0.76mm的夹层片材包含大约2.5重量％碳酸钙，所述碳酸钙的粒度为3.5左右。

就某些结构或高强度应用而言，需要离聚物夹层如DuPont^TM的优异的机械性能。这些结构应用包括建筑结构，诸如易受例如恶劣天气或物理攻击造成的损坏侵害的楼梯、阳台和栏杆、以及窗户和天窗。

就这一点而言，由离聚物制成的多种制品还被用于我们的日常生活中。这些制品可例如由注塑工艺制成，并且包括如下物品：诸如容器、顶盖或塞子、托盘、医疗装置或器械、柄部、旋钮、按钮、面板、储物箱、鞋类部件、小雕像或其它装饰性制品以及中间体制品如预成型件或型坯。DuPont^TM是已被用于制造这些和其它制品的一种类型的离聚物材料，因为的物理性能和光学性能优于许多热塑性材料的物理性能和光学性能。

此外，还可认为与蚀刻玻璃、毛玻璃或磨砂玻璃相关联的光学特性是这些日常制品中所期望的。具有与的那些特性相似的特性的半透明白色聚合物组合物将提供给制品期望的外观和物理特性。此外，使用合适的半透明白色聚合物组合物将消除对加工专用模具或用容剂或研磨剂处理制品的表面以获得期望的磨砂玻璃外观的需要。

如上文所讨论的，碳酸钙是常用于可商购获得的半透明聚乙烯醇缩丁醛组合物中的扩散剂。然而，当将碳酸钙混合入合适的离聚物树脂中时，由于由离聚物和碳酸钙之间的化学反应产生气体，所以在很多情况下观察到大量泡沫。

另一种常用的增白剂为二氧化钛。然而，二氧化钛的平均粒度太小不能实现期望的光学效果，无论玻璃层合件包括聚乙烯醇缩丁醛夹层还是离聚物夹层。更具体地，将二氧化钛加入夹层中减小了其透光率而不是其清晰度。因此，没有实现提供隐私的关键设计功能。

具有与碳酸钙的折射率相当的相对低折射率的其它颜料是可用的。例如，已将二氧化硅、氧化铝、滑石粉、粘土、蛭石、玻璃纤维、硫酸钡、氧化铝三水合物(ATH)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化镁(方镁石)、铝酸铍、硫酸钙、磷酸锌四水合物以及富铝红柱石用作离聚物组合物中的填料。事实上，已经将氧化铝三水合物(ATH)以大约65份ATH对100份树脂的高加载量混合入离聚物中以实现阻燃性。Handbook of Fillers for Plastics(《用于塑料的填料手册》)，Harry S.Katz和John Milewski主编，Springer出版，1988，第296页(ISBN 978-0-442-26024-8)。然而，所得的组合物是不透明的，不是半透明的。此外，已知向离聚物中加入ATH在混配的组合物中产生大量凝胶。