КОМПОЗИТНАЯ ПРОСЛОЙКА ДЛЯ МНОГОСЛОЙНОГО СТЕКЛА Российский патент 2006 года по МПК B32B27/40 B32B27/36 B32B27/08 

Предпосылки создания изобретения

Настоящее изобретение относится к многослойному стеклу и полимерным слоям, используемым в нем. В частности, настоящее изобретение относится к многослойным композитным прослойкам, используемым в многослойном стекле, в котором одним из слоев является пластифицированный поливинилбутираль (PVB). Ключевым характерным признаком такого многослойного стекла является устойчивость к пробиванию, которая обычно определяется испытанием падающим шаром массой 2,27 кг (5 фунтов), в котором может быть определена средняя высота разрушения (МВН), либо методом "лестничной клетки", либо энергетическим методом. Автомобильные лобовые стекла для использования в автомобилях в Соединенных Штатах должны отвечать требованиям минимальной устойчивости к пробиванию [100% выдержки при 12 футах (3,7 м)], обоснованной в нормах ANSI Z26.1. В других частях света имеются подобные нормы, требования которых должны удовлетворяться. Имеются также специальные нормативные требования как в США, так и в Европе для использования многослойного стекла в строительных применениях, в которых должны удовлетворяться требования минимальной устойчивости к пробиванию.

Метод "лестничной клетки" использует ударный башенный копер, с которого стальной шар может падать с различной высоты на образец многослойного стекла размером 30,5 см х 30,5 см (12 дюймов х 12 дюймов). МВН определяется как высота падения шара, при которой 50% образцов будут выдерживать шар, а 50% будут допускать пробивание. Испытываемый ламинат закрепляется горизонтально в опорной раме, описанной в нормах ANSI Z26.1. При необходимости используют климатическую камеру для кондиционирования ламинатов при желаемой температуре испытаний. Испытание проводят при помещении образца в опорную раму и при падении шара на ламинатный образец с высоты, близкой к ожидаемой МВН. Если шар пробивает ламинат, результат записывают как разрушение, а если шар удерживается, результат записывают как удержание. Если результатом является удержание, методику повторяют при высоте падения на 0,5 м выше предыдущего испытания. Если результатом является разрушение, методику повторяют при высоте падения на 0,5 м ниже предыдущего испытания. Обычно необходимо испытывать, по меньшей мере, двенадцать ламинатов для того, чтобы получить достоверные результаты. Указанную методику повторяют до тех пор, пока не используют все испытываемые образцы. Результаты затем сводят в таблицу и рассчитывают процент удержания для каждой высоты падения. Указанные результаты затем изображают графически как процент удержания от высоты, и линия, представляющая наилучшее соответствие данных, выводится на графике. МВН может быть затем считана с графика в точке, где процент удержания составляет 50%.

Энергетический метод испытаний определяет МВН при использовании принципа сохранения энергии при соударении шара с ламинатом. Потеря кинетической энергии шаром после пробивания через ламинат равна количеству энергии, поглощенной ламинатом. Кинетическая энергия шара, когда он ударяет ламинат, может быть рассчитана по высоте падения. Кинетическая энергия шара после того, как он выходит из ламината, может быть определена при измерении скорости шара с использованием двух витков детектора магнитного поля, которые разделены известным фиксированным интервалом под ламинатом. Испытание, по меньшей мере, шести ламинатов обычно требуется для получения достоверных результатов. Измеренное изменение кинетической энергии может быть затем использовано для расчета МВН.

Для того чтобы достигнуть приемлемой устойчивости к пробиванию для ламината стекло/PVB/стекло, необходимо, чтобы уровни сцепления при разбивании на границе раздела стекло/PVB поддерживались примерно при 2-7 единицах. Приемлемая устойчивость к пробиванию достигается при значении сцепления при разбивании 2-7, предпочтительно 4-6. При значении сцепления при разбивании менее 2 слишком много стекла откалывается от листа, и раскалывание стекла во время удара, а также проблемы целостности ламината (т.е. расслаивание) и долговечности могут иметь место. При сцеплении при разбивании более 7 адгезия стекла к листу является обычно слишком высокой и дает ламинат с плохой энергией рассеяния и низкой устойчивостью к пробиванию.

Адгезия PVB к стеклу определяется с использованием испытания на сцепление при разбивании (значение сцепления при разбивании не имеет размерности), которое общепринято используется в целях контроля качества в промышленности многослойного стекла. Ламинаты стекло/PVB/стекло получают, кондиционируют при -18°C (0°F) и каждый вручную "разбивают" молотком с шарообразным бойком массой 1 фунт (454 г) с разрушением стекла. Все разрушенное стекло, отслоившееся от PVB-листа, удаляют. Стекло, оставшееся адгезированным к листу, визуально сравнивают с набором эталонов известной шкалы разбивания, причем чем выше цифра, тем больше стекла, которое остается адгезированным к листу; т.е. при разбивании 0 адгезированное стекло отсутствует, а при разбивании 10 100% стекла адгезировано к поверхности листа.

Другим фактором помимо адгезии, который имеет важное значение для определения устойчивости к пробиванию, является толщина PVB-пленки в ламинате. Поскольку большой процент PVB-прослойки, используемой в производстве лобовых стекол, нагревается и затем формуется/растягивается с получением искривленной окрашенной зоны, соответствующей линии крыши автомобиля, комбинация слишком высокой адгезии и тонкой PVB-прослойки может быть причиной того, что готовые лобовые стекла не достигнут требуемой стандартной характеристики устойчивости к пробиванию. Поскольку невозможно снизить адгезию (и достигнуть приемлемой устойчивости к пробиванию) после ламинирования лобовых стекол, лобовые стекла должны быть разрушены, если они не отвечают минимальным требованиям.

Для того чтобы получить прослоечную продукцию для использования в применениях многослойного стекла, значительные усилия затрачиваются на изготовление продукта с совместимой характеристикой адгезии. Это осуществляется путем постоянного контроля получения смолы, пластификатора и других компонентов, а также оценки контроля качества адгезии на раздир для каждой партии прослоек, которые получают. PVB-прослойки также получают при регулируемом уровне влажности, т.к. влажность прослойки имеет большое влияние на уровни адгезии PVB/стекло. Со стороны заказчика имеются многочисленные факторы, которые могут влиять на адгезию PVB/стекло, включая источник стекла, промывку стекла, влагосодержание прослойки и т.д. Чрезвычайно важно поддерживать помещения сборки ламината и помещения хранения листов PVB при регулируемой влажности и температуре для предотвращения изменений влагосодержания прослойки. Операции вторичной переработки, такие как формование PVB, описанные в предыдущем разделе, могут дать изменения влагосодержания PVB-прослойки и иметь сопровождающее значительное влияние на уровни адгезии PVB/стекло и устойчивость к пробиванию. Часто может иметься очень отличающаяся характеристика адгезии на каждой стеклянной поверхности или различная/неоднородная адгезия в лобовом стекле благодаря чистоте стеклянной поверхности, что может дать неприемлемую устойчивость к пробиванию и отсюда неприемлемое качество. Небольшой процент продукции лобовых стекол должен быть испытан с разрушением, чтобы гарантировать, что изготовленный продукт отвечает требованиям заданного сцепления при разбивании и нормам требуемой MBH.

Другим значительным характерным недостатком PVB-содержащих ламинатов является влияние температуры на устойчивость к пробиванию. При -18°C (0°F) наблюдаемая MBH составляет около 30-40% MBH, которая достигается при 23°C (73°F).

Известно в течение длительного времени, что при надлежащем выборе структуры уретанового полимера (в частности, мягкой сегментной части) чувствительность устойчивости к пробиванию к низким температурам испытаний ламинатов стекло/полиуретан/стекло может быть значительно снижена.

Другим важным использованием полиуретановых (PU) прослоек, в котором PVB-прослойки не участвуют, является изготовление специальных ламинатов, включая стекло/поликарбонат/стекло, в которых устойчивость к пробиванию стеклянного ламината преимущественно регулируется поликарбонатным компонентом, и PU-компонент действует, главным образом, как адгезив ламинатной структуры. Пластификаторы, обычно используемые в коммерчески доступных PVB-прослойках, проявляют химическое воздействие на поликарбонатную поверхность, что приводит к растрескиванию/помутнению и неприемлемому качеству.

Ламинаты стекло/PU/стекло обычно показывают превосходную устойчивость адгезии PU/стекло к высокой влажности и температуре по сравнению с PVB-содержащими ламинатами.

Несмотря на выгоды, показываемые полиуретансодержащими ламинатами, такие ламинаты не заменяют PVB-содержащие ламинаты из-за высокой стоимости полиуретанового полимера. Соответственно, существует потребность в технике в прослойке, которая может быть использована в многослойном стекле, которая минимизирует влияние температуры и адгезии на наблюдаемую устойчивость к пробиванию, при более низкой стоимости и других характеристиках, связанных с PVB-содержащими ламинатами. Настоящее изобретение предусматривает композитную прослойку, которая вводит многие из указанных преимуществ.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение предусматривает улучшенную композитную прослойку, подходящую для использования в многослойном стекле. В предпочтительном варианте композит включает слой пластифицированного PVB, расположенного сэндвичеобразно между вторым и третьим полимерными слоями. В предпочтительном варианте, по меньшей мере, один из второго и третьего слоев является полиуретаном толщиной менее 0,125 мм (0,005 дюйма). Оба второй и третий слои первоначально формуются из непластифицированного полиуретана толщиной менее 0,125 мм (0,005 дюйма) в одном предпочтительном варианте, но становятся пластифицированными при миграции пластификатора из PVB. В другом предпочтительном варианте пластифицированный полиуретан используется для формования второго и третьего слоев.

Подробное описание предпочтительных вариантов

Настоящее изобретение относится к многослойной композитной прослойке для использования в многослойном стекле. В предпочтительном варианте два тонких слоя [0,0125-0,125 мм (0,0005-0,005 дюйма)] полиуретана размещают сэндвичеобразно вокруг сердцевинного слоя пластифицированного поливинилбутираля. Ламинаты настоящего изобретения имеют некоторые основные характеристики, подобные монолитному полиуретану, но при более низкой стоимости. Улучшения по сравнению со стандартными ламинатами стекло/PVB/стекло включают высокую устойчивость к пробиванию при высокой адгезии и намного меньшую чувствительность устойчивости к пробиванию к температуре испытания.

В настоящем изобретении полиуретановые слои являются толщиной, предпочтительно, менее 0,125 мм (0,005 дюйма). Предпочтительный интервал составляет 0,025-0,10 мм (0,001-0,004 дюйма). PVB-слой обычно является толщиной менее примерно 1,52 мм (0,060 дюйма) и, предпочтительно, находится в интервале 0,38-0,76 мм (0,015-0,030 дюйма). В предпочтительном варианте PVB-слой является толщиной 0,56-0,70 мм (0,022-0,028 дюйма) и расположен сэндвичеобразно между двумя слоями полиуретана.

Изобретение не ограничивается вариантами, в которых единственный слой PVB расположен сэндвичеобразно между двумя слоями полиуретана. В других вариантах дополнительные функциональные слои, такие как полиэтилентерефталатная пленка (PET) или PET-пленка, покрытая ИК-отражающими слоями, или листы конструкционного пластика, такие как поликарбонатные листы, могут быть использованы в сочетании с PVB и полиуретановыми слоями. Например, многослойный композит в объеме данного изобретения может последовательно содержать слой полиуретана, слой PVB, слой полиуретана, слой поликарбоната и слой полиуретана. Другой вариант может содержать слой полиуретана, слой PVB, слой PET и слой PVB или полиуретана. Однако в других вариантах единственный слой полиуретана наносят только на одну сторону PVB. Такие варианты могут быть использованы в ламинатах, имеющих полиэтилентерефталатные (PET) слои. Другие комбинации и другие полимерные материалы, как известно специалистам в данной области техники, также являются применимыми здесь.

Тонкие слои полиуретана, используемые в настоящем изобретении, предпочтительно, основаны на алифатическом полиуретане, включающем алифатический изоцианат-(простой полиэфир)(или сложный полиэфир)уретан, и, предпочтительно, включают УФ-стабилизатор и антиоксидант для того, чтобы достигнуть требуемой стабильности при воздействии тепла и УФ-излучения. Кроме того, полиуретановые слои, предпочтительно, должны иметь рецептуру, чтобы получить высокую адгезию к стеклу, при введении кремнийорганических аппретов или других подходящих химических веществ. Такая технология является хорошо известной для специалистов в данной области техники. Такая технология рассмотрена в патенте США № 3965057.

PVB-смолу обычно получают известными способами ацетализации в воде или в растворителе при взаимодействии полимера поливинилового спирта (PVOH) с масляным альдегидом в присутствии кислотного катализатора, с последующей нейтрализацией катализатора, отделением, стабилизацией и сушкой смолы. Она является коммерчески доступной от фирмы Solutia Inc. как смола бутвар. Смола PVB обычно имеет средневесовую молекулярную массу более 70000, предпочтительно, примерно 100000-250000, как определено вытеснительной по размеру хроматографией с использованием низкоуглового рассеяния лазерного света. По отношению к массе PVB обычно содержит менее 22%, предпочтительно, примерно 17-19% гидроксильных групп, рассчитанных как поливиниловый спирт (PVOH); до 10%, предпочтительно 0-3%, остаточных сложноэфирных групп, рассчитанных как сложный поливиниловый эфир, например ацетат, с ацеталем до равновесия, предпочтительно бутиральдегидацеталем, но, необязательно, включая минимальное количество ацетальных групп, иных, чем бутираль, например 2-этилгексаналь.

PVB-смола листа обычно пластифицирована первоначально пластификатором в количестве примерно 10-70 и обычно 30-45 ч. на 100 ч. смолы. Конечная концентрация пластификатора в PVB-листе будет ниже в зависимости от величины миграции, которая имеет место. Величина миграции, которая имеет место, может регулироваться рядом факторов, которые рассматриваются более подробно ниже. Обычно используемыми пластификаторами являются сложные эфиры многоосновной кислоты или многоатомного спирта. Подходящими пластификаторами являются триэтиленгликольди(2-этилбутират), триэтиленгликольди(2-этилгексаноат), тетраэтиленгликольдигептаноат, дигексиладипат, диоктиладипат, смеси гептил- и нониладипатов, дибутилсебацат, полимерные пластификаторы, такие как масломодифицированные жировые алкиды и смеси фосфатов и адипатов, адипатов и алкилбензилфталатов и смеси адипатов, полученных из С₄-С₉-алкилспиртов и цикло-С₄-С₁₀-спиртов. Сложные С₆-С₈-адипатэфиры, такие как дигексиладипат, являются предпочтительными пластификаторами. Более предпочтительным пластификатором является триэтиленгликольди(2-этилгексаноат). Количество используемого пластификатора является удобным средством модификации и регулирования жесткости PVB. Используемым свойством - заменителем жесткости является температура стеклования ((T_g)(Т_с)), которая непосредственно относится к уровню пластификатора. Компонент пластифицированного PVB, используемый в полимерных композитах данного изобретения, обычно имеет температуру стеклования Т_с примерно 30-45°C после того, как имеет место пластификаторное равновесие. Температура стеклования мягкого сегмента полиуретанового компонента данного изобретения обычно находится в интервале от примерно -50°C до -60°C.

Как использовано здесь, температура стеклования материалов прослойки, таких как пластифицированный поливинилбутираль и полиуретановый полимер, может быть определена реометрическим динамическим анализом, т.е. измерением пикового тангенса дельта, который может быть отношением модуля механических потерь при сдвиге (G") к модулю накопления при сдвиге (G') или, альтернативно, модуля механических потерь при растяжении (E") к модулю накопления при растяжении (E'). Значения, представленные здесь для PVB, были определены сдвиговым вариантом анализа с использованием следующей методики. Например, термопластичный полимерный материал формуют в образец-диск диаметром 25 мм. Полимерный образец-диск помещают между двумя параллельными пластинами диаметром 25 мм зажима для испытаний реометрического динамического спектрометра II. Полимерный образец-диск испытывают в сдвиговом варианте при частоте колебаний 1 Гц, когда температура образца увеличивается от -20 до 70°C со скоростью 2°C/мин. Положение значения максимума тангенса дельта (демпфирование), нанесенного на графике как зависимость от температуры, используют для определения Т_с. Опыт показывает, что метод является воспроизводимым с +/-1°C.

Важно отметить, что PU-компонент собранного композита PU/PVB/PU в предпочтительном варианте содержит некоторый уровень пластификатора, который мигрирует из PVB-слоя. Указанный уровень регулируется миграцией пластификатора из PVB-слоя и зависит от распределения пластификатора между слоями полиуретана и PVB. Коэффициент распределения может быть определен и использован для прогнозирования миграции пластификатора, и на равновесные композиции слоев влияют состав полиуретанового слоя, тип используемого пластификатора и гидроксильное содержание используемой PVB-смолы. Рельеф поверхности раздела между слоями пластифицированного PVB и полиуретана, который, главным образом, регулируется способом изготовления (например, соэкструзией, нанесением покрытия экструзией и т.д.), влияет на скорость, с которой достигается равновесие, как только соединяются слои. Однако необходимо отметить, что могут быть созданы композиты, в которых миграция не имеет место или в которых миграция пластификатора имеет место из PU-слоя в PVB-слой.

Также часто является используемым или желательным введение УФ-поглотителя в PVB. Помимо пластификатора и необязательного УФ-поглотителя PVB-лист может содержать другие улучшающие характеристики добавки, такие как пигменты или красители для окрашивания всего или части листа, антиоксиданты и т.п. Обычно нет необходимости вводить агенты регулирования адгезии к PVB-листовому компоненту, т.к. адгезия PVB/стекло обычно не имеет значения для указанного использования. PVB-лист получают смешением комбинированного пластификатора и других добавок (например, УФ-поглотителя и т.п.) с PVB-смолой и продавливанием смеси под давлением через отверстие фильеры с формованием листа.

Ламинаты настоящего изобретения могут быть получены традиционными способами, известными специалистам в данной области техники. Для того чтобы получить гладкий рельеф поверхности раздела и приемлемые оптические характеристики поверхности раздела, предпочтительным способом получения для комбинирования слоев полиуретана и пластифицированного PVB является соэкструзия. Надлежащим выбором состава PVB и полиуретана получают требуемую совместимость, возможно, что композит PU/PVB/PU может быть повторно соединен при низких уровнях с сердцевинным PVB-слоем для эффективного использования материала и снижения стоимости без отрицательного воздействия на качество ламината. Менее предпочтительные способы получения включают нанесение покрытия экструзией с последующим двухслойным ламинированием и двухканальным экструзионным покрытием. Однако при указанных менее предпочтительных способах рельеф поверхности раздела фаз PU/PVB необходимо тщательно контролировать, и еще нежелательная оптическая мутность может встречаться, даже если показатели преломления PU и PVB компонента являются близко совпадающими.

Шероховатость поверхности листа обычно получается в результате явления, известного специалистам в данной области техники как разрушение расплава, и такие желательные характеристики могут быть получены конструкцией отверстия фильеры для экструдата. Другие известные методики получения шероховатой поверхности на одной или более сторон экструдированного листа включают точное задание или регулирование одного из следующего: молекулярно-массового распределения полимера, влагосодержания и температуры расплава. Указанные методики рассмотрены в патентах США №№ 2904844, 2909810, 3994654, 4575540 и в Европейском патенте № 0185863. Тиснение листа ниже по потоку от фильеры также может быть использовано для получения желаемой шероховатости поверхности. Примеры тисненных пластиковых листов с поверхностями с регулярным узором, которые могут быть использованы с настоящим изобретением, описаны в патентах США №№ 5425977 и 5455103. Указанная шероховатость поверхности необходима для облегчения удаления воздуха с поверхности раздела стекло/пластифицированный PU в процессе начального ламинирования и полностью исключается в процессе последующего автоклавного ламинирования.

Многослойные полимерные ламинаты настоящего изобретения, предпочтительно, используются в многослойном стекле, в котором ламинат расположен сэндвичеобразно между двумя листами стекла. В других вариантах листы поликарбоната могут быть присоединены к композитной прослойке. Стеклянные листы могут быть любой комбинацией любых типов стекла, включая как прозрачное стекло, так и окрашенное стекло, и включая отожженное, термоупрочненное или закаленное стекло. Композитный ламинат настоящего изобретения имеет преимущество в том, что он может быть использован таким же образом и ламинирован с использованием такого же оборудования, как оборудование, используемое в формовании традиционных небьющихся стеклянных ламинатов; например, способ формования небьющегося стеклянного ламината, содержащего единственный слой защитной пленки пластифицированного PVB. Типичный промышленный способ получения небьющегося стеклянного ламината содержит следующие стадии:

(1) ручная сборка пакета из двух частей из стекла и многослойного полимерного ламината;

(2) пропускание собранного пакета через обжимной валок при комнатной температуре с удалением захваченного воздуха;

(3) нагревание пакета ИК-излучением или конвекционным способом в течение короткого периода времени, обычно до достижения температуры стеклования примерно 100°C;

(4) пропускание нагретого пакета через вторую пару обжимных валков с получением достаточной промежуточной адгезии пакета для сваривания края ламината и обеспечения дальнейшей обработки;

(5) обработка в автоклаве пакета обычно при температурах в интервале 130-150°C и давлениях в интервале 1050-1275 кН/м² в течение примерно 30-90 мин.

Другие средства для использования в удалении воздуха и сваривания края поверхностей пластик/стекло (стадии 2-4), известные в технике и применяемые в промышленности, включают способы с вакуумным мешком и вакуумным кольцом, в которых используется вакуум для удаления воздуха.

Настоящее изобретение обеспечивает многочисленные преимущества по сравнению с известными прослойками, используемыми в стеклянных ламинатах. Указанные улучшения включают высокую устойчивость к пробиванию при высокой адгезии и намного меньшую чувствительность устойчивости к пробиванию к температуре. Кроме того, влияние влаги на адгезию является намного меньше в случае настоящего изобретения.

Примеры 1-6

Ряд образцов испытывают для показа взаимоотношений между адгезией и температурой по отношению к устойчивости к пробиванию для различных стеклянных ламинатов. Следующие результаты в таблице I показывают влияние сцепления при разбивании и типа прослойка/композит на устойчивость к пробиванию при 23°C (73°F) и -18°C (0°F).

Таблица I№ примераОписаниеТолщина, мм (дюйм)Сцепление при разбиванииТемпература испытанияМВН, м (фут)Температура испытания (°С)МВН, м (фут)10,10 мм PU/0,56 мм PVB/0,10 мм PU
(0,004 дюйма PU/0,022 дюйма PVB/0,004 дюйма PU)0,76 (0,030)8,624°С8,5 (27,8)-185,3 (17,4)2Лист пластифицированного PVB
(Saflex^® RB41)0,76 (0,030)7,424°C4,7 (15,5)-181,3 (4,3)3Лист пластифицированного PVB
(Saflex^® RC41)0,76 (0,030)3,824°C7,2 (23,5)-182,1 (6,9)40,33 мм PVB/0,10 мм PU/0,33 мм PVB
(0,13 дюйма PVB/0,004 дюйма PU/0,013 дюйма PVB)0,76 (0,030)7,124°C4,0 (13,1)-18 50,33 мм PVB/0,10 мм PU/0,33 мм PVB
(0,13 дюйма PVB/0,004 дюйма PU/0,013 дюйма PVB) 0,76 (0,030)4,424°C7,7 (25,2)-182,8 (9,2)6PU (AG8451)0,76 (0,030)7,624°C5,0 (16,4)-185,2 (17,1)

Примечания:

1. PU AG8451, использованный в примерах 1, 4-6 в таблице I выше, является пленкой полиуретана, содержащего алифатический простой изоцианатполиэфир, доступного от фирмы Thermedics Inc. of Woburn, Массачусетс, для использования с многослойным стеклом. Он содержит функциональные химические вещества для обеспечения высокой адгезии к стеклу.

2. Испытания на устойчивость к пробиванию, показанные в таблице I, были проведены на стеклянных ламинатах 30 см х 30 см (12 дюймов х 12 дюймов) с использованием испытания с падением шара массой 2,27 кг (5 фунтов) (энергетический метод).

3. PVB-лист, использованный в примерах 2 и 3, является стандартной коммерчески доступной прослойкой из PVB торговой марки Saflex, полученной фирмой Solutia Inc. с использованием пластификатора 3GEH (триэтиленгликольди-2-этилгексаноат). Отличающийся толщиной PVB-лист, использованный в примерах 1, 4 и 5, сравнивают с PVB-листом, использованным для примеров 2 и 3.

4. Различные композиты, описанные в примерах 1, 4 и 5, получают ручной сборкой компонентов. Соответствующие стеклянные ламинаты изготавливают с использованием типичных условий удаления воздуха обжимным валком/автоклавного ламинирования, используемых для ламинатов стекло/PVB/стекло.

Сравнение результатов испытаний между примером 1 и примерами 2-3 показывает наилучшую устойчивость к пробиванию при высоких уровнях адгезии стекла и при низких температурах испытания между примером 1 изобретения и сравнительными примерами 2 и 3 стандартного ламината стекло/PVB/стекло.

Примеры 4 и 5 показывают, что введение полиуретана в качестве сердцевинного слоя не оказывает заметного ухудшения на ожидаемое взаимоотношение между адгезией PVB/стекло и устойчивостью к пробиванию по сравнению со стандартными PVB-ламинатами (примеры 2 и 3). Кроме того, взаимоотношение между температурой испытания и устойчивостью к пробиванию для ламинатов, выполненных из таких мультислоев PVB/PU/PVB, является также подобным найденному для ламинатов с единственным PVB-слоем (сравни пример 5 с примером 3 и пример 4 с примером 2).

Пример 6, которым является ламинат стекло/PU/стекло с использованием того же полиуретана, как в примере 1, показывает низкую чувствительность устойчивости к пробиванию к температуре испытания, но на значительно более низком уровне, чем пример изобретения 1.

Примеры 7-10

Примеры, представленные в таблице II, показывают изменения состава (миграцию пластификатора), которые имеют место в обоих PVB и PU компонентах после соединения слоев. Показанные результаты основаны на эмпирической модели, которая была разработана при отдельных определениях потребления пластификатора для PVB и PU полимеров и последующем расчете коэффициента распределения для каждого полимера, методика которого пояснена ниже. Указанные примеры также выделяют изменения свойств (температура стеклования Т_с и показатель преломления RI), которые имеют важное значение для композита. Примеры также показывают, как использование различных толщин приводит к различным структурам композита (т.е. различным равновесным уровням пластификатора для каждого компонента), которые ухудшают физические свойства (модуль/жесткость), реологические (например, характеристики обрабатываемости в процессе сборки ламината и свойства текучести в процессе автоклавного ламинирования) и оптические свойства (несовпадение RI и сопровождающее влияние на мутность).

Коэффициент распределения (K_d) для каждого типа полиуретанового полимера определяют при погружении на 24 ч отдельных пленок из полиуретана и пластифицированного PVB в объем пластификатора триэтиленгликольди(2-этилгексаноата) и определении относительной равновесной концентрации с использованием гравиметрического метода [K_d= ч. на 100 ч. смолы (PU)/ч. на 100 ч. смолы (PVB)]. Эмпирическое подтверждение модели осуществляют при ручной сборке композитов PU/PVB/PU, позволяющих равновесию иметь место, и затем при проведении анализа пластификатора отдельных слоев (методом экстракции). Было показано, что модель является довольно точной, и равновесие состава имеет место довольно быстро и не требует автоклавного ламинирования для влияния на изменения.

Таблица II№ при-мераТолщина PU, мм (дюйм)Толщина PVB, мм (дюйм)ч. на 100 ч. смолы PVB (начальн.)ч. на 100 ч. смолы PVB (конечн.)Т_с,°С (PVB)RI_PVB (конечн.)ч. на 100 ч. смолы PU (конечн.)RI_PU (конечн.)ΔRI= RI_PVB-RI_PUAG845170,025 (0,001)0,71 (0,028)3835,033,11,48130,81,484-0,00380,10 (0,004)0,56 (0,022)3826,440,01,48323,21,487-0,004AG505090,025 (0,001)0,71 (0,028)3833,534,31,48145,91,474+0,007100,10 (0,004)0,56 (0,022)3822,543,11,48430,91,480+0,004

Примечания:

1. Композитную структуру PU/PVB/PU используют для всех примеров. Отдельная толщина PU имеется для каждого PU-слоя в композите.

2. Коэффициент распределения K_d:

K_d= ч. на 100 ч. смолы (PU)/ч. на 100 ч. смолы (PVB).

AG5050 = 1,37; AG8451 = 0,88.

3. Начальный показатель преломления (RI) PU (непластифицированного) и PVB (38 ч. на 100 ч. смолы) компонентов является следующим:

AG8451: 1,496

AG5050: 1,492

PVB (38 ч. на 100 ч. смолы): 1,480

4. PU AG5050 является пленкой полиуретана на основе алифатического простого изоцианатполиэфира, доступного от фирмы Thermedics Inc. of Woburn, Массачусетс, для использования с многослойным стеклом. Содержит функциональные химические вещества для обеспечения высокой адгезии к стеклу.

5. Т_с PVB (38 ч. на 100 ч. смолы) перед сопряжением составляет примерно 31°C.

Хотя настоящее изобретение описано относительно предпочтительных в настоящее время вариантов, будет отмечено специалистами в данной области техники, что многочисленные изменения могут быть сделаны в рассмотренных вариантах без отступления от сути или объема изобретения. Соответственно, объем изобретения определяется в большей степени следующей формулой изобретения, чем вышеприведенным описанием.

Изобретение относится к технологии получения многослойных композитов, подходящих для использования в многослойном стекле. Способ формования композита включает совместное экструдирование первого слоя из пластифицированного поливинилбутираля и второго слоя, смежного с первым, из полиуретана. При этом пластификатор может мигрировать из первого слоя во второй. Можно соэкструдировать третий слой из полиуретана на стороне слоя из поливинилбутираля, противопроложной второму слою. По меньшей мере, один и, предпочтительно, оба из второго и третьего слоев имеют толщину менее 5 мил. Изобретение обеспечивает получение композита с улучшенными эксплуатационными характеристиками. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ формования многослойного композита, подходящего для использования в стеклянных ламинатах, включающий совместное экструдирование первого слоя, содержащего пластифицированный поливинилбутираль, и второго слоя, смежного с первым слоем, содержащего полиуретан, в условиях, в которых пластификатор может мигрировать из указанного поливинилбутираля в указанный полиуретан.2. Способ по п.1, где полиуретановый слой имеет толщину менее 5 мил.3. Способ по п.1, дополнительно включающий совместное экструдирование третьего слоя, содержащего полиуретан на стороне слоя из поливинилбутираля, противоположной второму слою.4. Способ по п.3, где каждый второй и третий полиуретановые слои имеют толщину менее 5 мил.