[发明专利]热塑性中间膜

说明书

本发明涉及热塑性掺混物的膜。该膜可用于生产光学层叠材料的安全玻璃中间层。

安全玻璃已有八十多年的历史，它广泛应用于火车、飞机、轮船等中作为窗户，在汽车工业，如小汽车、卡车和其它交通运输设备中用作挡风玻璃。其特点是具有高的抗冲击性和抗穿透性，而且当它碎裂时，不会散射出玻璃碎片和碎屑。安全玻璃还应用于建筑业和现代建筑的设计中。例如用作商店和办公大楼的窗户。

安全玻璃通常是借助于放置在两层玻璃板之间的聚合物膜中间层将两层玻璃板或片固定在一起的夹层物。可以用透光的硬质聚合物板，如聚碳酸酯聚合物板代替一层或两层玻璃板。

中间层由相对较厚的聚合物膜构成，该聚合物膜所具备的韧性和粘合性可以使玻璃即使在破裂或破碎情况也能粘结在中间膜上。已有各种聚合物和聚合物组合物用于生产双层或多层无机或聚合物玻璃板的透明中间膜。

用于无机和塑料玻璃的聚合物中间层必须具备多种性能，包括非常高的透明度(低雾度)、高的抗冲击性和抗穿透性、极佳的UV光稳定性、对玻璃的高粘合性、低UV光透射率、低吸湿性、高抗湿性以及极高的耐天候性。目前安全玻璃生产中广泛使用的中间层是由复杂的多组分配料构成，这类配料包括聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯共聚物(如乙烯-醋酸乙烯酯(EVA))、聚合的脂肪酸聚酰胺(PAM)、聚酯树脂(如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))、硅氧烷弹性体(SEL)、环氧树脂(ER)或聚碳酸酯(PC)(如弹性聚碳酸酯(EPC))。

大多数玻璃层叠材料的生产商在考虑成本后，认为PVB组合物提供了最佳的综合性能。因此这些PVB组合物已成为许多层叠玻璃应用中首选的中间层。尽管普通的PVB中间层性能良好，然而也存在一些缺点。

PVB的一个主要缺点是水分敏感性。中间层的湿度的提高会导致雾度增加，并会在最终的层叠平板玻璃产品中出现气泡。在层叠材料的周边特别会出现这种问题，而且这种问题的严重程度会随时间明显增加。这对于生产商和消费者都是无法接受的。因此，必须采取一定的预防措施，使PVB膜的水含量以及最终层叠平板玻璃制品的雾度最小。这些具体的预防措施包括缩短PVB膜的储存时间；在层压之前冷藏PVB膜；预干燥PVB膜；和/或在制备层叠材料的清洁的室内使用去湿剂。这些必要的预防措施增加了用聚乙烯醇缩丁醛生产层叠材料的成本和难度。而且，尽管有这些预防措施并增加了生产成本，但是当层压的玻璃的边缘处于湿气中时，仍会出现雾度。这对许多小汽车设计者所赞赏的平镶式挡风玻璃是一个严重的问题。这些设计要求尽可能少地使层叠材料与将其固定在窗框中的橡胶固定件叠合。为隐藏随时间形成的任何雾度，生产商已绕所有边缘印刷黑色圆点图案，圆点的密度，随距层叠材料边缘的距离增大而下降。

PVB的另一个缺点是在膜的配料中需使用增塑剂，用于提高抗冲击性、抗撕裂性和抗穿透性，以及用于改善PVB与玻璃的粘合力。增塑剂会随时间迁移，导致层叠材料的性能变化。特别使人担心的性能变化涉及在层压的玻璃边缘开始出现分层，以及中间层会变得脆性并损失其安全特性。

PVB膜和使用PVB膜构成的光学层叠材料的一个非常明显的缺点是由于其非常高的玻璃化转变温度(Tg)(接近21℃的室温(70°F))，使低温时抗冲击性较低。增塑的配料的Tg在0℃至10℃的范围。在低于0℃的温度下，使用PVB制备的安全玻璃受到冲击时很容易破碎而丧失其安全性能。

而许多其它的聚合物和配料虽然没有象PVB或Surlyn^TM树脂(Dupont离聚物树脂)那样明显的吸湿性问题，但是在可比较的成本下，它们缺乏PVB膜的综合性能。而且，这样的一些聚合物和配料需要增强处理，例如辐照、或使用另外的化学组分，如增塑剂，这些组分会影响膜和光学层叠材料(如使用该膜的平板玻璃制品)的成本和性能。增塑剂会随时间迁移。这会对膜和使用该膜生产的制品产生不利影响。