ГИБРИДНАЯ АКУСТИЧЕСКАЯ ПРОСЛОЙКА, ОБРАЗОВАННАЯ АДГЕЗИВНЫМ СЛОЕМ СЕРДЦЕВИНЫ, ВЫПОЛНЕННЫМ ИЗ НАНОКОМПОЗИТОВ С ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕЙ Российский патент 2022 года по МПК B32B17/10 

Настоящее изобретение относится к прослойке (промежуточному слою) для многослойных стекол с вибродемпфирующими свойствами, а также к способу ее изготовления. Оно относится также к многослойному стеклу, содержащему такую прослойку, а также к использованию упомянутого стекла в качестве лобового стекла транспортного средства и/или в качестве стекла здания для ослабления вибраций и шумов структурного происхождения от 1 Гц до 1000 Гц и/или для увеличения потерь при пропускании шумов воздушного происхождения, в частности, на слышимой частотной декаде от 1 кГц до 10 кГц.

Многослойные стекла обычно используют в области транспорта и, в частности, в окнах автотранспортных средств и самолетов, а также в строительстве. Многослойные стекла служат для устранения риска выброса фрагментов в случае сильного разрушения, а также для затруднения взлома. Кроме того, многослойные стекла снижают пропускание УФ-излучения и/или инфракрасного излучения и снижают пропускание шумов снаружи внутрь транспортных средств или здания, что позволяет повысить вибрационный и акустический комфорт пассажиров или находящихся внутри людей.

Как правило, многослойные стекла состоят из первого стеклянного листа и второго стеклянного листа, между которыми находится прослойка (промежуточный слой). Эти стекла изготавливают при помощи известного способа, например, посредством горячего соединения под давлением.

В случае многослойного стекла с вибродемпфирующими свойствами была описана трехслойная прослойка, содержащая два слоя поливинилбутираля (PVB от английского PolyVinyl Butyral), называемые также «наружными слоями» или «поверхностными слоями», соединенные при помощи слоя PVB, называемого также «внутренним слоем» или «сердцевиной». PVB внутреннего слоя имеет физико-химические свойства, отличные от свойств PVB двух наружных слоев (см., например, патент US №5 340 654, 5 190 826, US 2006/021782 и US 2016/0171961). Действительно, PVB сердцевины содержит меньше остаточного гидроксила (группы -ОН), чем PVB поверхностных слоев. Содержание остаточного гидроксила рассматривают относительно количества гидроксильных групп, остающихся в качестве боковых групп на виниловой цепочке PVB после ацетализации поливинилового спирта при помощи бутиральдегида. Более высокое содержание гидроксильных групп в наружных слоях PVB выражается в ограниченной совместимости с пластификатором, что во время этапа обработки в автоклаве приводит к миграции пластификатора к PVB внутреннего слоя. Пластификатор повышает вязкую составляющую и, таким образом, улучшает вибродемпфирующие свойства вязкоупругого внутреннего слоя, тогда как наружные слои являются жесткими, что обеспечивает манипулирование прослойкой и ее механическую прочность. Жесткие наружные слои обычно мало способствуют повышению вибродемпфирующих свойств.

Чтобы улучшить звукоизоляционные характеристики многослойных стекол, содержащих описанную выше трехслойную прослойку, было предложено еще уменьшить содержание в ней пластификатора. Однако это привело к смещению значения температуры стеклования (Tg) PVB сердцевины к слишком низким температурам и, следовательно, к эффективному демпфированию вибраций в интересующем частотном интервале от 1 Гц до 10 кГц при температуре ниже окружающей температуры. По этой причине вибрационное демпфирование в интересующем частотном интервале уменьшилось при температурах использования стекла.

Было предложено также повышать содержание остаточных гидроксильных групп PVB внутреннего слоя, а также понижать содержание в нем пластификатора. Однако это привело к уменьшению вязкой составляющей PVB сердцевины и к смещению значения температуры стеклования (Tg) упомянутого PVB к слишком высоким температурам, что также снижает способность демпфирования вибраций в интересующем частотном интервале при окружающей температуре.

Эта два подхода, состоящие в изменении содержания гидроксильных групп внутреннего слоя PVB прослоек, завели, таким образом, в тупик, связанный с нежелательным, но неизбежным повышением/понижением температуры стеклования (Tg).

В основе настоящего изобретения лежит идея замены внутреннего слоя PVB в описанной выше трехслойной прослойке на слой, образованный особой полимерной структурой, отличной от PVB, имеющей очень высокий коэффициент демпфирования (tan δ) на частотной декаде между 1 кГц и 10 кГц, предпочтительно в частотном интервале от 1 Гц до 10 кГц при температурах, близких к окружающей температуре.

Выбранная заявителем полимерная система является системой с двумя полимерными фазами: дисперсной первой фазой, состоящей из полимерных нанообластей, имеющей особую температуру Tg, составляющую от -50°С до -30°С, предпочтительно от -45°С до -35°С, и непрерывной второй полимерной фазой, имеющей Tg ниже, чем упомянутая первая фаза. Первая фаза диспергирована во второй фазе, которая образует подобие матрицы, окружающей нанообласти.

Tg упомянутой первой фазы выбирают таким образом, чтобы вибрационное демпфирование было максимальным на частотной декаде между 1 кГц и 10 кГц, предпочтительно в частотном интервале от 1 Гц до 10 кГц при температуре, составляющей от 0°С до 40°С, предпочтительно от 10°С до 30°С, предпочтительнее от 15°С до 25°С и еще предпочтительнее при температуре, близкой или равной 20°С.

Кроме того, заявитель установил, что использование полимерной системы на основе взаимопроникающей полимерной сетки (ВПС) приводило к коэффициенту потери (тангенс дельта), определенному посредством динамического механического анализа, который имел высокое значение в более широкой вибрационно-частотной области, чем каждый из полимеров, образующих упомянутую ВПС.

Таким образом, заявитель предлагает использовать полимерную систему типа взаимопроникающей полимерной сетки (ВПС) для получения сердцевины трехслойной прослойки для многослойных стекол.

В частности, заявитель предлагает использовать латекс, то есть водную эмульсию полимерных частиц, содержащую фазу ВПС, для получения внутреннего слоя трехслойной прослойки, предназначенной для производства многослойных стекол. Оба наружных слоя прослойки могут быть из поливинилбутираля (PVB) или из полиэтиленвинилацетата (EVA), которым можно заменять PVB в некоторых случаях применения.

Латекс ВПС используют в рамках настоящего изобретения для склеивания между собой двух наружных слоев прослойки. Таким образом, после коалесценции полимерных частиц латекс ВПС образует адгезивный слой, в котором фазы ВПС остаются видимыми через электронный микроскоп.Они окружены непрерывной полимерной фазой, в дальнейшем называемой матрицей, которая обеспечивает адгезивную функцию внутреннего слоя. Термин «нанокомпозит», используемый в дальнейшем в описании настоящего изобретения, обозначает эту полимерную структуру, состоящую из полимерной матрицы и характеризующуюся сильным адгезивным действием, в которой диспергированы полимерные наночастицы или нанообласти, по-прежнему видимые в прослойке после коалесценции латекса.

Таким образом, первым объектом настоящей заявки является прослойка для многослойных стекол, содержащая два наружных слоя из материала, выбранного среди поливинилбутираля (PVB) или полиэтиленвинилацетата (EVA), соединенные при помощи адгезивного нанокомпозитного слоя, содержащего:

- дисперсную первую фазу, состоящую из полимерных нанообластей с температурой стеклования (Tg) от -50°С до -30°С, предпочтительно от -45°С до -35°С, и

- непрерывную вторую полимерную фазу, называемую матрицей, имеющую температуру стеклования (Tg) ниже -50°С, предпочтительно ниже -60°С, при этом первая фаза диспергирована во второй фазе.

Оба наружных слоя прослойки предпочтительно являются слоями поливинилбутираля (PVB).

Первая фаза выбранной заявителем полимерной системы состоит из полимерных нанообластей, предпочтительно образованных взаимопроникающей полимерной сеткой (ВПС). Эта дисперсная первая фаза будет обеспечивать, как было указано выше, роль вибрационного демпфера на частотной декаде между 1 кГц и 10 кГц, предпочтительно в частотном интервале от 1 Гц до 10 кГц при окружающей температуре, тогда как окружающая упомянутые нанообласти вторая полимерная фаза образует непрерывную матрицу вокруг первой фазы и в основном предназначена для связывания между собой наночастиц первой фазы и для склеивания между собой двух наружных слоев прослойки многослойного стекла.

Таким образом, полимерная система, выбранная заявителем для получения внутреннего слоя заявленной трехслойной прослойки, предпочтительно образована латексом. В настоящем изобретении под «латексом» следует понимать дисперсию полимерных частиц в воде или в водном растворителе. Согласно изобретению, латекс содержит полимерные частицы, имеющие структуру ядро-оболочка (на английском языке core-shell), в которой:

- ядро образовано взаимопроникающей полимерной сеткой (ВПС) с температурой стеклования (Tg) от -50°С до -30°С, предпочтительно от -45°С до -35°С, и

- оболочка образована полимером, имеющим достаточно низкую Tg для обеспечения коалесценции частиц после сушки; эта температура Tg ниже температуры Tg упомянутой сердцевины и предпочтительно ниже -50°С, еще предпочтительнее ниже -60°С.

Ядро, образованное взаимопроникающей полимерной сеткой, называемой ВПС (на английском языке IPN от Interpenetrated Polymer Network), в соответствии с изобретением получают посредством двух последовательных полимеризаций. Так, ВПС содержит сшитый первый полимер (Р1) и второй полимер (Р2), которым может быть сшитым или несшитым.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения второй полимер (Р2) является несшитым полимером. В этом случае ВПС является так называемой «полувзаимопроникающей» полимерной сеткой: полу-ВПС (на английском языке semi-IPN). Второй полимер может быть линейным или разветвленным.

Синтез ВПС в виде латекса известен уже много лет и хорошо знаком специалисту в данной области. Например, он описан в патенте US 3,833,404.

Согласно изобретению, ВПС можно синтезировать следующим образом:

- получают водную дисперсию первого полимера (Р1), сшитого путем полимеризации в эмульсии, при этом упомянутый первый полимер предпочтительно имеет Tg выше -30°С, в частности, превышающую -20°С,

- включают мономеры с сшивающим агентом или без него в первый сшитый полимер, при этом включенные в первый полимер мономеры его вспучивают, затем полимеризуют его с образованием второго полимера взаимопроникающей полимерной сетки, имеющего Tg ниже -40°С, предпочтительно ниже -50°С.

Когда второй этап полимеризации осуществляют в присутствии сшивающих мономеров, он приводит к получению сшитого второго полимера (Р2) и к образованию ВПС.

Когда второй этап полимеризации осуществляют в отсутствие сшивающих мономеров, второй полимер (Р2) не будет сшитым и образует полу-ВПС.

Локальное срастание цепочек первого полимера (Р1) с цепочками второго полимера (Р2), имеющего Tg ниже, чем у первого полимера, позволяет придать полученной таким образом (полу)-ВПС Tg, промежуточную между Tg первого полимера и Tg второго полимера.

Предпочтительно разность между Tg первого полимера (Р1) и Tg второго полимера (Р2) составляет от 10°С до 60°С, предпочтительно от 20°С до 50°С.

Согласно изобретению, температуру стеклования (Tg) измеряют при помощи дифференциальной сканирующей калориметрии (на английском языке DSC от Differential Scanning Calorimetry). Температуру стеклования определяют при помощи метода средней точки, описанного в норме ASTM-D-3418 для дифференциальной сканирующей калориметрии. Используемым заявителем измерительным прибором является модель Discovery DSC фирмы TА Instruments.

В принципе для синтеза первого и второго полимеров, образующих взаимопроникающую полимерную сетку, можно использовать любую смесь мономеров, способную полимеризоваться путем радикальной полимеризации. Уравнение Фокса (T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1, 123 (1956)) позволяет специалисту в данной области выбрать мономеры и их пропорции в реакционной смеси, чтобы получить сополимер с искомой температурой стеклования.

В качестве примеров мономеров, полимеризующихся в эмульсии можно указать мономеры, выбираемые из группы, в которую входят метилакрилат, метилметакрилат, этилакрилат, этилметакрилат, пропилакрилат, пропилметакрилат, изопропилакрилат, изопропилметакрилат, бутилакрилат, бутилметакрилат, изобутилакрилат, изобутилметакрилат, трет-бутилакрилат, трет-бутилметакрилат, пентилакрилат, пентилметакрилат, изоамилакрилат, изоамилметакрилат, гексилакрилат, гексилметакрилат, циклогексилакрилат, циклогексилметакрилат, октилакрилат, октилметакрилат, изооктилакрилат, изооктилметакрилат, нонилакрилат, нонилметакрилат, изононилакрилат, изононилметакрилат, децилакрилат, децилметакрилат, додецилакрилат, додецилметакрилат, тридецилакрилат, тридецилметакрилат, гексадецилакрилат, гексадецилметакрилат, октадецилакрилат, октадецилметакрилат, 2-этилгексилакрилат, 2-этилгексилметакрилат, винилформат, винилацетат, винилпропионат, 2-гидроксиэтилакрилат, гидроксиэтилметакрилат, 2-гидроксипропилакрилат, 2-гидроксипропилметакрилат, стирол и акрилонитрил.

Сшивающими мономерами являются, например, диаллилфталат, триаллилцианурат, этиленгликоль диакрилат, этиленгликоль диметакрилат, 1,4-бутандиол диакрилат, 1,4-бутандиол диметилакрилат, 1,6-гександиол диакрилат, 1,6-гександиол диметакрилат, диэтиленгликоль диакрилат, диэтиленгликоль диметакрилат, аллилакрилат, аллилметакрилат.

Предпочтительно к нерастворимым в воде мономерам добавляют небольшую часть, как правило, менее 5 мас.% водорастворимых мономеров, которые полимеризуются с нерастворимыми в воде мономерами или полимеризуются отдельно и образуют полимеры, которые адсорбируются на поверхности частиц латекса.

Этими водорастворимыми мономерами предпочтительно являются кислоты, как правило, карбоксильные кислоты, которые предпочтительно выбирают из группы, в которую входят метакриловая кислота, акриловая кислота, итаконовая кислота и фумаровая кислота. Присутствие зарядов анионов на поверхности повышает коллоидную стабильность латексов.

Полимеризацию в эмульсии осуществляют, как известно, в присутствии эмульгатора, предпочтительно в присутствии неионогенного поверхностно-активного вещества, например, такого как эфир полиоксиэтиленгликоля.

Как известно, инициирующие вещества, используемые при радикальной полимеризации, должны растворяться в водной фазе реакционной смеси. В качестве примеров водорастворимых пероксидов можно указать минеральные пероксиды, такие как пероксид водорода или персульфат аммония или калия. К инициирующему веществу можно также добавить восстановитель, такой как сульфат железа (FeSO₃), который облегчает образование радикалов.

В частности, внутренний слой заявленной прослойки получают посредством нанесения латекса, содержащего полимерные частицы, имеющие описанную выше структуру ядро-оболочка, на одну из сторон первого листа PVB или EVA, затем посредством сушки упомянутого латекса. Во время сушки упомянутого латекса вода или водная фаза исчезает:

- ядра полимерных частиц латекса становятся полимерными нанообластями, образующими дисперсную первую фазу и имеющими Tg от -50°С до -30°С; следовательно, эти нанообласти имеют такие же характеристики, как и описанные выше ядра частиц латекса, и

- благодаря оболочкам с низкой Tg, полимерные частицы коалесцентного латекса образуют непрерывную вторую полимерную фазу, называемую матрицей, которая окружает упомянутые нанообласти первой фазы.

Авторы изобретения неожиданно отметили, что коалесценция полимерных частиц латекса, имеющих определенные выше характеристики и приводящих к образованию упомянутых двух полимерных фаз, придающих адгезивному нанокомпозитному слою полученной таким образом сердцевины хорошие свойства вибрационного демпфирования, в частности, способствующие улучшению звукоизоляции многослойного стекла с этой прослойкой по сравнению с многослойным стеклом с трехслойной прослойкой, внутренним слоем которой является слой PVB с низким остаточным содержанием гидроксильных групп.

Это улучшение звукоизоляции связано с коэффициентом потери tan δ (определяемым путем динамического механического анализа) внутреннего слоя заявленной трехслойной прослойки, значение которого превышает или равно 1,6, предпочтительно превышает или равно 2, в частности, превышает или равно 3 и даже превышает или равно 4 на частотной декаде между 1 кГц и 10 кГц, предпочтительно в частотном интервале от 1 Гц до 10 кГц в температурном диапазоне, составляющем от 0°С до 40°С, предпочтительно от 10°С до 30°С, предпочтительнее от 15°С до 25°С, и еще предпочтительнее при температуре, близкой или равной 20°С.

Авторы изобретения неожиданно выяснили, что описанная выше структура ядро-оболочка полимерных частиц латекса позволяет, когда упомянутые частицы коалесцируют после сушки упомянутого латекса в заявленной трехслойной прослойке, получить коэффициенты потери от 4 до 5 для внутреннего слоя упомянутой прослойки, то есть в 4-6 раз больше, чем в классическом внутреннем слое PVB.

Коэффициент потери tan δ материала соответствует соотношению между энергией, рассеиваемой в виде тепла, и энергией упругой деформации. Таким образом, он соответствует технической характеристике материала и отражает его способность рассеивать энергию, в частности, акустические волны. Чем больше коэффициент потери, тем больше рассеивается энергии, следовательно, тем лучше материал выполняет свою роль вибрационного демпфирования. Этот коэффициент потери tan δ меняется в зависимости от температуры и от частоты падающей волны. Для данной частоты коэффициент потери достигает своего максимального значения при температуре, называемой температурой стеклования, определяемой посредством динамического механического анализа. Этот коэффициент потери tan δ можно оценить при помощи реометра или любого другого соответствующего известного устройства. Реометр является прибором, который позволяет подвергнуть образец материала воздействиям деформации в точных условиях температур и частот и получить и обработать все реологические величины, характеризующие этот материал. В частности, коэффициент потери измеряют при помощи вращательного реометра в колебательном режиме, когда образец подвергают синусоидальному напряжению при угловых скоростях ω от 1 до 100 рад/с в температурном диапазоне от -100°С до 100°С с горизонтальными участками через каждые 5°С.Используемый заявителем реометр является моделью MCR 302 марки Anton Paar. Следует отметить, что коэффициент потери tan δ внутреннего слоя определяет коэффициент потери tan δ прослойки, который по существу имеет такое же значение, если только объемная доля внутреннего слоя не является слишком малой.

Таким образом, применение прослойки с внутренним слоем, который имеет относительно более высокий коэффициент потери tan δ, позволяет настолько же улучшить эффективность звукоизоляции содержащего ее стекла.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения нанообласти ВПС первой фазы сердцевины трехслойной прослойки имеют среднечисловой эквивалентный диаметр, составляющий от 10 до 1000 нм, предпочтительно от 20 до 400 нм и в идеале от 30 до 250 нм. Упомянутый диаметр измеряют при помощи аппарата динамического рассеяния света (на английском языке dynamic light scattering или DLS), который представляет собой недеструктивный метод спектроскопического анализа, позволяющий получать размер частиц в суспензии в жидкости или полимерных цепочек в растворе диаметром примерно от 1 до 5000 нм. Измерительный прибор, используемый заявителем, является моделью Zetasizer Nano Series фирмы Malvern Instruments. Небольшой размер нанообластей позволяет ограничить рассеивание света нанообластями и увеличить прозрачность внутреннего слоя заявленной трехслойной прослойки.

Разность между показателем преломления первой фазы (n₁) и показателем преломления второй фазы (n₂) предпочтительно меньше 0,2, еще предпочтительнее меньше 0,1 и в идеале меньше 0,05. Показатели преломления n₁ и n₂ предпочтительно составляют от 1,40 до 1,60 и предпочтительнее от 1,45 до 1,55. Соответствующее значение этих показателей преломления позволяет уменьшить отражение света на границах раздела между ядром и оболочкой и, следовательно, уменьшить рассеяние света слоем сердцевины, что в конечном счете улучшает прозрачность многослойного стекла.

Согласно отличительному признаку изобретения, отношение объема первой фазы к объему второй фазы во внутреннем слое трехслойной прослойки составляет от 20/80 до 80/20, предпочтительно от 30/70 до 70/30.

Полимер, образующий матрицу, окружающую упомянутые нанообласти, предпочтительно идентичен второму полимеру (Р2), образующему взаимопроникающую полимерную сетку первой фазы. Этот полимер может быть акриловым полимером, содержащим по меньшей мере один акриловый мономер.

Согласно варианту выполнения, адгезивный нанокомпозитный слой заявленной трехслойной прослойки дополнительно содержит вещество, повышающее клейкость, и/или пластификатор. Добавления вещества, повышающего клейкость, и/или пластификатора позволяет улучшить вибрационное демпфирование на частотной декаде между 1 кГц и 10 кГц, предпочтительно в частотном интервале от 1 Гц до 10 кГц при температуре, составляющей от 0°С до 40°С, увеличить значение коэффициента потери сверх 4 и способствовать коалесценции оболочек частиц во время сушки латекса и, наконец, улучшить свойства склеивания слоя сердцевины со слоями PVB. Вещество, повышающее клейкость, можно выбирать среди натуральных клейких смол, в частности, канифолей и терпенов, и среди синтетических клейких смол, таких как алифатические, ароматические и гидрогенизированные смолы, получаемые из нефти.

Предпочтительно используемым веществом для повышения клейкости является терпен, модифицированный для обеспечения своей прозрачности и бесцветности, имеющий цветность по Гарднеру, строго меньшую 1 на цветовой шкале Гарднера, такой как Crystazene 110, производимый предприятием DRT. Количество повышающего клейкость вещества может составлять от 1 мас.% до 8 мас.% относительно общей массы латекса, предпочтительно от 2 мас.% до 5 мас.%.

В предпочтительном варианте выполнения адгезивный нанокомпозитный слой входит в непосредственный контакт с двумя наружными слоями PVB в заявленной прослойке.

Согласно отличительному признаку изобретения, толщина адгезивного нанокомпозитного внутреннего слоя в соответствии с изобретением предпочтительно составляет от 5 до 50 микрометров, предпочтительно от 10 до 30 микрометров. Применение сердцевины, толщина которой имеет значение порядка микрометра, позволяет снизить риски перетекания латекса, образующего сердцевину, в момент его нанесения. Эта толщина позволяет также регулировать жесткость трехслойной прослойки, чтобы получить жесткость в масштабе многослойного стекла, соблюдающую условия формования, кривизны конечного стекла, и обеспечить безопасность пассажиров или находящихся внутри людей в случае разрушения многослойного стекла.

Толщина наружных слоев PVB в заявленной трехслойной прослойке может составлять от 200 до 500 микрометров, предпочтительно от 300 до 400 микрометров и в идеале около 380 микрометров.

Согласно отличительному признаку изобретения, внутренний слой представляет объемную долю прослойки, составляющую от 0,2% до 8%, предпочтительно от 0,5% до 8%, еще предпочтительнее от 2,5% до 4%. Выбор такого значения объемной доли внутреннего слоя относительно прослойки дает удовлетворительный компромисс между требованием жесткости, с одной стороны, и эффективностью звукоизоляции, с другой стороны.

Объектом изобретения является также способ изготовления вязкоупругой прослойки для многослойных стекол, содержащий следующие этапы:

- поставляют первый лист из материала, выбираемого среди поливинилбутираля (PVB) или полиэтиленвинилацетата (EVA),

- на одну из сторон упомянутого первого листа наносят латекс, содержащий полимерные частицы, имеющие структуру ядро-оболочка, в которой:

- ядро образовано взаимопроникающей полимерной сеткой (ВПС) с температурой стеклования Tg от -50°С до -30°С, предпочтительно от -45°С до -35°С, и

- оболочка образована полимером, имеющим температуру Tg ниже температуры Tg упомянутого ядра и предпочтительно ниже -50°С, еще предпочтительнее ниже -60°С;

- производят сушку латекса для получения адгезивного нанокомпозитного слоя;

- на полученный таким образом адгезивный нанокомпозитный слой укладывают второй лист из материала, выбираемого среди поливинилбутираля (PVB) или полиэтиленвинилацетата (EVA).

Нанесение латекса на одну из сторон упомянутого первого листа PVB предпочтительно производят при помощи известного способа нанесения в жидком состоянии с использованием валика, в частности, с применением грунтовальной машины с чередующимися прижимными валиками, питаемой латексом через щель (на английском языке nip-fed reverse roll).

Этап сушки предпочтительно осуществляют в непрерывном режиме при окружающей температуре и/или в печи при температуре от 40°С до 120°С, предпочтительно от 60°С до 100°С.Предпочтительно этот этап сушки осуществляют под ограниченным давлением, составляющим от 0,01 атм. до 1 атм., предпочтительно от 0,1 атм. до 0,5 атм., в идеале при давлении, равном 0,25 атм. Затем сверху пленки, полученной после сушки латекса, укладывают второй лист PVB.

Параметры способа, такие как натяжение листов PVB в ходе процесса и стабильность валиков и подачи латекса через щель можно контролировать таким образом, чтобы заявленная трехслойная прослойка не имела волнистых дефектов.

Объектом изобретения является также многослойное стекло, содержащее:

- первый стеклянный лист,

- второй стеклянный лист,

- описанную выше прослойку, при этом прослойка расположена между первым и вторым стеклянными листами.

Согласно отличительному признаку изобретения, упомянутый первый стеклянный лист имеет толщину, составляющую от 0,5 до 3 мм, предпочтительно от 1,4 до 2,1 мм, и упомянутый второй стеклянный лист имеет толщину, составляющую от 0,5 до 2,1 мм, предпочтительно от 1,1 до 1,6 мм.

Технические преимущества заявленной прослойки, представленные в настоящим тексте, относятся также к многослойному стеклу, содержащему такую прослойку. Таким образом, заявитель предложил многослойное стекло, содержащее описанную выше специальную прослойку, обладающее хорошими свойствами вибрационного демпфирования на частотной декаде между 1 кГц и 10кГц, предпочтительно в частотном интервале от 1 Гц до 10 кГц в температурном диапазоне, составляющем от 0°С до 40°С, предпочтительно от 10°С до 30°С, предпочтительнее от 15°С до 25°С и еще предпочтительнее при температуре, близкой или равной 20°С, при которой используют упомянутое многослойное стекло.

Кроме того, заявленная прослойка:

- может быть тонирована в массе на части своей поверхности для обеспечения соблюдения скрытности людей внутри транспортного средства или для защиты водителя транспортного средства от ослепления солнечным светом или просто из эстетических соображений, и/или

- может иметь поперечное сечение, уменьшающееся в виде клина сверху вниз многослойного стекла, чтобы многослойное стекло можно было использовать в качестве дисплея системы визуализации на лобовом стекле (называемой HUD или Head Up Display), и/или

- может содержать частицы с функцией фильтра для инфракрасного излучения, чтобы ограничивать повышение температуры внутри транспортного средства по причине инфракрасного излучения солнца с целью повышения комфорта пассажиров транспортного средства или находящихся в здании людей.

Объектом изобретения является также использование описанного выше многослойного стекла в качестве лобового стекла транспортного средства и/или в качестве окна здания для ослабления вибраций и шумов структурного происхождения между 1 Гц и 1000 Гц и/или для увеличения потери пропускания шумов воздушного происхождения на декаде слышимой частоты от 1 кГц до 10 кГц. В случае, когда заявленное стекло используют в качестве лобового стекла, оно, естественно, удовлетворяет всем условиям регламента №43 Организации Объединенных Наций (называемого регламентом R43), относящимся к ударной стойкости для обеспечения его механической прочности.

Изобретение относится к акустической прослойке (промежуточному слою) для многослойных стекол с вибродемпфирующими свойствами, к способу ее изготовления, а также к использованию упомянутого стекла в качестве лобового стекла транспортного средства и/или в качестве стекла здания. Прослойка для многослойных стекол содержит два наружных слоя из материала, выбранного среди поливинилбутираля (PVB) или полиэтиленвинилацетата (EVA), соединенные при помощи адгезивного нанокомпозитного слоя, содержащего: дисперсную первую фазу, состоящую из полимерных нанообластей с температурой стеклования (Tg) от -50°С до -30°С, предпочтительно от -45°С до -35°С, и непрерывную вторую полимерную фазу, называемую матрицей, имеющую температуру стеклования (Tg) ниже, чем упомянутая первая фаза, предпочтительно температуру Tg ниже -50°С, в частности, температуру Tg ниже -60°С, при этом первая фаза диспергирована во второй фазе. Изобретение обеспечивает получение многослойного стекла, содержащего акустическую прослойку, а также к использованию стекла в качестве лобового стекла транспортного средства и/или в качестве стекла здания для ослабления вибраций и шумов структурного происхождения от 1 Гц до 1000 Гц и/или для увеличения потерь при пропускании шумов воздушного происхождения, в частности, на слышимой частотной декаде от 1 кГц до 10 кГц. 3 н. и 13 з.п. ф-лы.

1. Акустическая прослойка для многослойных стекол с вибродемпфирующими свойствами, содержащая два наружных слоя из материала, выбранного из поливинилбутираля (PVB) и полиэтиленвинилацетата (EVA), соединенные при помощи адгезивного нанокомпозитного слоя, содержащего:

- дисперсную первую фазу, состоящую из полимерных нанообластей с температурой стеклования (Tg) от -50°С до -30°С, предпочтительно от -45°С до -35°С, и

- непрерывную вторую полимерную фазу, называемую матрицей, имеющую температуру стеклования (Tg) ниже, чем у упомянутой первой фазы, предпочтительно Tg ниже -50°С и более предпочтительнее ниже -60°С,

при этом первая фаза диспергирована во второй фазе.

2. Акустическая прослойка для многослойных стекол с вибродемпфирующими свойствами по п. 1, отличающаяся тем, что два наружных слоя являются слоями из поливинилбутираля (PVB).

3. Акустическая прослойка по п. 1 или 2, в которой нанообласти первой фазы образованы взаимопроникающей полимерной сеткой (ВПС), содержащей сшитый первый полимер (Р1) и второй сшитый или не сшитый полимер (Р2).

4. Акустическая прослойка по любому из предыдущих пунктов, в которой нанообласти, образующие первую фазу, имеют среднечисловой эквивалентный диаметр, составляющий от 10 до 1000 нм, предпочтительно от 20 до 400 нм и в идеале от 30 до 250 нм.

5. Акустическая прослойка по любому из предыдущих пунктов, в которой упомянутый адгезивный нанокомпозитный слой имеет толщину от 5 до 50 микрометров, предпочтительно от 10 до 30 микрометров.

6. Акустическая прослойка по п. 3, в которой второй полимер (Р2) является несшитым полимером.

7. Акустическая прослойка по любому из пп. 3-6, в которой первый полимер (Р1) имеет Tg, превышающую -30°С, предпочтительно превышающую -20°С.

8. Акустическая прослойка по любому из пп. 3-6, в которой второй полимер (Р2) имеет Tg ниже -50°С, предпочтительно ниже -60°С.

9. Акустическая прослойка по п. 7 или 8, в которой разность между Tg первого полимера (Р1) и Tg второго полимера (Р2) составляет от 10°С до 60°С, предпочтительно от 20°С до 50°С.

10. Акустическая прослойка по любому из пп. 3-9, в которой полимеры Р1 и Р2 являются акриловыми сополимерами, содержащими по меньшей мере один акриловый мономер.

11. Акустическая прослойка по любому из предыдущих пунктов, в которой разность между показателем преломления первой фазы (n₁) и показателем преломления второй фазы (n₂) меньше 0,2, предпочтительно меньше 0,1 и в идеале меньше 0,05.

12. Акустическая прослойка по любому из предыдущих пунктов, в которой адгезивный нанокомпозитный слой находится в непосредственном контакте с двумя наружными слоями.

13. Акустическая прослойка по любому из предыдущих пунктов, в которой отношение объема первой фазы к объему второй фазы составляет от 20/80 до 80/20, предпочтительно от 30/70 до 70/30.

14. Способ изготовления акустической прослойки для многослойных стекол с вибродемпфирующими свойствами, содержащий следующие этапы:

- поставляют первый лист из материала, выбранного из поливинилбутираля (PVB) и полиэтиленвинилацетата (EVA),

- наносят на одну из сторон упомянутого первого листа латекс, содержащий полимерные частицы, имеющие структуру ядро-оболочка, в которой:

- ядро образовано взаимопроникающей полимерной сеткой (ВПС) с температурой стеклования (Tg) от -50°С до -30°С, предпочтительно от -45°С до -35°С, и

- оболочка образована полимером, имеющим Tg ниже Tg упомянутого ядра и предпочтительно ниже -50°С и более предпочтительнее ниже -60°С;

- производят сушку латекса для получения адгезивного нанокомпозитного слоя;

- укладывают на полученный таким образом адгезивный нанокомпозитный слой второй лист из материала, выбранного из поливинилбутираля (PVB) и полиэтиленвинилацетата (EVA).

15. Способ изготовления акустической прослойки для многослойных стекол с вибродемпфирующими свойствами по п. 14, в котором этап сушки осуществляют при окружающей температуре и/или в печи при температуре от 40°С до 120°С, предпочтительно от 60°С до 100°С.

16. Многослойное стекло с вибродемпфирующими свойствами, содержащее:

- первый стеклянный лист,

- второй стеклянный лист,

- акустическую прослойку по пп. 1-13, при этом акустическая прослойка расположена между первым и вторым стеклянными листами.