1.发明领域
本发明涉及聚合物片，以及特别是涉及适于用作单层或者多层夹层的聚合物片，包括用于多层面板中的那些。
2.相关技术说明
聚(乙烯醇缩丁醛)(pvb)经常用于制造聚合物片，该聚合物片可以用作多层面板中的夹层，多层面板是通过将该夹层夹入两块玻璃之间来形成的。这样的层合的多层面板通常称作“安全玻璃”，并且已经用于建筑和汽车应用。安全玻璃面板中的夹层的主要功能之一是吸收到达面板的冲击所产生的能量，而不允许物体穿透玻璃。该夹层还在当施加的力足以破坏玻璃时帮助保持玻璃是结合的，来防止玻璃形成尖锐碎片和飞散。另外，该夹层还可以为层合的面板提供更高的隔音等级，减少透射过面板的紫外(uv)和/或红外(ir)光，以及通过增加颜色、纹理等来增强它的美学吸引力。
通常，当夹层表现出期望的性质——例如刚度——时，它会缺乏其他期望的或者重要的性质，例如耐冲击性或者光学透明性。在一些应用中，安全玻璃面板可以用作结构元件，但是也会需要赋予这些应用以美学特性。在这样的情况中，最佳光学性能、刚度和耐冲击性不仅是期望的，而且是需要的。不幸地是，随着常规夹层刚度增加，所形成的面板的耐冲击性变差。类似地，配制用于增强冲击强度的常规夹层通常缺乏必需的刚度，该刚度是许多应用所需要的，例如需要优异结构支撑性能的应用。
因此，存在着对于这样的聚合物夹层的需要：表现出强度和刚度，同时仍然提供足够的耐冲击性。理想地，这样的夹层还将表现出期望的光学性质，例如低雾度和没有黄变。期望地，这些夹层可以用于大范围应用的多层面板中，包括建筑应用，并且将提供结构、性能和美学性质的优化平衡。
技术实现要素：
本发明的一种实施例涉及一种单片夹层，所述单片夹层包含：单个聚合物层和至少一种增塑剂。所述单个聚合物层包含至少一种聚(乙烯醇缩醛)树脂，其中所述聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量是至少19wt％(weightpercent，重量百分比)。其中，所述聚合物层的增塑剂含量不大于30phr并且玻璃化转变温度大于43℃。
本发明的另一实施例涉及一种单片夹层，所述单片夹层包含：单个聚合物层和至少一种增塑剂。所述单个聚合物层包含至少一种聚(乙烯醇缩醛)树脂。其中，下列条件(i)-(iii)中的至少两个是符合的：(i)所述聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基是至少19wt％；(ii)所述聚合物层的增塑剂含量小于30phr；以及(iii)所述聚合物层的玻璃化转变温度大于43℃。其中，当所述夹层层合在厚度各是2.3mm的两片玻璃之间来形成层合体时，该层合体的平均断裂高度是至少14英尺，所述平均断裂高度是根据ansi/saez26.1-1996在70°f的温度和30密耳的夹层厚度下测量的。
本发明仍然的又一实施例涉及一种单片夹层，所述单片夹层包含：单个聚合物层和至少一种增塑剂。所述单个聚合物层包含至少一种聚(乙烯醇缩醛)树脂。其中所述聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量是至少24wt％。其中所述聚合物层的增塑剂含量是大约5phr-大约30phr并且玻璃化转变温度是大于46℃。
具体实施方式
本发明涉及适用于多种应用的聚合物夹层。当用于形成多层面板——包括层合的玻璃面板时，根据本发明不同实施例的夹层表现出出人意料的增强的刚度和良好的冲击性能的组合，同时保持合适的光学性质——包括低雾度和低黄度。结果，根据本发明实施例的多层面板可以用于广泛的多种应用，包括建筑应用，既作为结构元素也作为美学元素。
作为本文使用的，术语“夹层”指的是单层或者多层聚合物片，其适用于形成多层面板。多层面板通常形成于将夹层夹入两个基底(基底可以由刚性材料——例如玻璃——形成)之间并且将该组合体层合，来形成多层层合的面板。多层面板可以使用单层或者多层夹层来形成。作为本文使用的，术语“单层”和“单片(monolithic)”指的是由一单个聚合物层形成的夹层，而术语“多层”(multiplelayer和multilayer)指的具有彼此相邻并接触的两个或者更多个聚合物层的夹层。夹层的每个聚合物层可以包括形成为片的一种或多种聚合物树脂——可选地与一种或多种增塑剂结合。聚合物层中的一层或多层还可以包括另外的添加剂，虽然它们不是必需的。
本文所述的聚合物层中所用的聚合物树脂可以包含一种或多种热塑性聚合物树脂。在一些实施例中，基于聚合物层的总重量，热塑性树脂在聚合物层中的存在量可以是至少大约50、至少大约55、至少大约60、至少大约65、至少大约70、至少大约75、至少大约80、至少大约85、至少大约90、或者至少大约95wt％(weightpercent，重量百分比)。当存在两种或者更多种树脂时，基于聚合物层的总重量，每种树脂的存在量可以是至少大约0.5、至少大约1、至少大约2、至少大约5、至少大约10、至少大约15、至少大约20、至少大约25、至少大约30、至少大约35、至少大约40、至少大约45或者至少大约50wt％。
合适的热塑性聚合物的例子可以包括但不限于：聚乙烯醇缩醛聚合物(pva)(例如，聚(乙烯醇缩丁醛)(pvb)，或者聚(乙烯醇缩异丁醛)——聚(乙烯醇缩丁醛)的异构体并且也称作pvb或者pvisob)，脂肪族聚氨酯(pu)，聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)(eva)，聚(氯乙烯)(pvc)，聚(氯乙烯-共-甲基丙烯酸酯)，聚乙烯，聚烯烃，有机硅弹性体，环氧树脂，乙烯-丙烯酸酯共聚物，聚(乙烯-共-丙烯酸丁酯)，酸共聚物(例如乙烯/羧酸共聚物)及其离聚物，以及衍生自任何前述的可能的热塑性树脂，前述的组合等。聚氨酯可以具有不同的硬度。一种示例性聚氨酯聚合物的邵氏a硬度小于85——依据astmd-2240。聚氨酯聚合物的例子是ag8451和ag5050，玻璃化转变温度小于20℃的脂肪族异氰酸酯聚醚基聚氨酯(市售自马萨诸塞州沃本市的thermedicsinc.)。eva聚合物(或者共聚物)可以包含不同量的乙酸乙烯酯基团。令人期望的乙酸乙烯酯含量通常是大约10-大约90mol％。具有较低乙酸乙烯酯含量的eva可以用于低温时的隔音。乙烯/羧酸共聚物通常是聚(乙烯-共-甲基丙烯酸)和聚(乙烯-共-丙烯酸)，并且羧酸含量是1-25mol％。乙烯/羧酸共聚物的离聚物可以通过用碱部分地或者完全地中和共聚物来获得，该碱例如是碱金属(例如钠)和碱土金属(例如镁)的氢氧化物、氨水或者其他过渡金属——例如锌——的氢氧化物。合适的离聚物的例子包括
热塑性聚合物树脂可以通过任何合适的方法形成。当热塑性聚合物树脂包括聚(乙烯醇缩醛)树脂时，这样的树脂可以通过聚(乙烯醇)与一种或多种醛在催化剂存在下根据已知的方法来缩醛化形成，已知的方法例如，诸如美国专利no.2282057和2282026中，以及韦德·b，《高分子科技百科全书》，“乙烯基缩醛聚合物”，第1-22页[在线，版权2016，约翰·威利父子出版公司](wade,b.2016,vinylacetalpolymers,encyclopediaofpolymerscienceandtechnology.1–22(online,copyright2016johnwiley&sons,inc.))中描述的那些。所得到的聚(乙烯醇缩醛)树脂可以包括至少大约50、至少大约60、至少大约70、至少大约75、至少大约80、至少大约85、或者至少大约90wt％的至少一种醛的残基，是根据astm1396作为树脂缩醛化百分比来测量的。聚(乙烯醇缩醛)树脂中醛残基的总量可以统称作为缩醛含量，并且聚(乙烯醇缩醛)树脂的余量是残留羟基(作为乙烯基羟基)和残留酯基团(作为乙酸乙烯酯基团)，将在下面进一步详细讨论。
合适的聚(乙烯醇缩醛)树脂可以包括任何醛的残基，在一些实施例中，可以包括至少一种c4-c8醛的残基。合适的c4-c8醛的例子可以包括例如正丁醛、异丁醛(i-butyraldehyde，也称作iso-butyraldehyde)、2-甲基戊醛、正己醛、2-乙基己醛、正辛醛及其组合。用于本文所述的层和夹层中的一种或多种聚(乙烯醇缩醛)树脂可以包括至少大约20、至少大约30、至少大约40、至少大约50、至少大约60、或者至少大约70wt％的至少一种c4-c8醛的残基——基于树脂中醛残基的总重量。替代性地或者另外地，聚(乙烯醇缩醛)树脂可以包括不大于大约99、不大于大约95、不大于大约90、不大于大约85、不大于大约80、不大于大约75、不大于大约70、或者不大于大约65wt％的至少一种c4-c8醛。该c4-c8醛可以选自上面所列的组，或者它可以选自正丁醛、异丁醛、2-乙基己醛及其组合构成的组。
在不同的实施例中，聚(乙烯醇缩醛)树脂可以是聚(乙烯醇缩丁醛)(pvb)树脂，其主要包含正丁醛的残基，并且可以例如包括不大于大约30、不大于大约20、不大于大约10、不大于大约5、不大于大约2、或者不大于1wt％的除正丁醛之外的醛的残基。典型地，聚(乙烯醇缩丁醛)树脂中存在的除正丁醛之外的醛残基可以包括异丁醛、2-乙基己醛及其组合。当聚(乙烯醇缩醛)树脂包含聚(乙烯醇缩丁醛)树脂时，该树脂的重均分子量可以是至少大约30000、至少大约40000、至少大约50000、至少大约65000、至少大约75000、至少大约85000、至少大约100000、或者至少大约125000道尔顿，和/或，不大于大约500000、不大于大约450000、不大于大约300000、不大于大约350000、不大于大约300000、不大于大约250000、不大于大约200000、不大于大约170000、不大于大约160000、不大于大约155000、不大于大约150000、不大于大约140000、或者不大于大约135000道尔顿，是通过尺寸排阻色谱法，使用cotts和ouano的低角度光散射(sizeexclusionchromatography/lowanglelaserlightscattering，sec/lalls)方法在四氢呋喃中测量的。
通常，聚(乙烯醇缩醛)树脂可以如下来生产：将聚(乙酸乙烯酯)水解成聚(乙烯醇)，和然后将该聚(乙烯醇)与一种或多种上述醛缩醛化来形成聚(乙烯醇缩醛)树脂。在水解聚(乙酸乙烯酯)的过程中，不是全部乙酸酯基团都转化成羟基，并且作为结果，残留乙酸酯基团保留在树脂上。类似地，在缩醛化该聚(乙烯醇)的过程中，不是全部的羟基都转化成缩醛基团，其也在树脂上留下了残留羟基。作为一个结果，大部分聚(乙烯醇缩醛)树脂包括作为聚合物链的一部分的残留羟基(作为乙烯基羟基)和残留乙酸酯基团(作为乙酸乙烯酯基团)。作为本文使用的，术语“残留羟基含量”和“残留乙酸酯含量”分别指的是加工完成后保留在树脂上的羟基和乙酸酯基团的量。残留羟基含量和残留乙酸酯含量都是基于聚合物树脂的重量以重量百分比(wt％，weightpercent)表达，并且是根据astmd-1396测量的。
本文所述的一个或多个聚合物层中所用的聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量可以是至少大约8、至少大约8.5、至少大约9、至少大约10、至少大约11、至少大约12、至少大约13、至少大约14、至少大约15、至少大约16、至少大约17、至少大约18、至少大约18.5、至少大约19、至少大约20、至少大约21、至少大约22、至少大约23、至少大约24、至少大约25、至少大约26、至少大约27、至少大约28、至少大约29、至少大约30、至少大约31、至少大约32、或者至少大约33wt％或者更大。另外，本发明的聚合物层中所用的聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量可以不大于大约45、不大于大约43、不大于大约40、不大于大约37、不大于大约35、不大于大约34、不大于大约33、不大于大约32、不大于大约31、不大于大约30、不大于大约29、不大于大约28、不大于大约27、不大于大约26、不大于大约25、不大于大约24、不大于大约23、不大于大约22、不大于大约21、不大于大约20、不大于大约19、不大于大约18.5、不大于大约18、不大于大约17、不大于大约16、不大于大约15、不大于大约14、不大于大约13、不大于大约12、不大于大约11或者不大于大约10wt％。可以根据期望，使用或者选择其他残留羟基含量，这取决于应用和期望的性质。
当聚合物层或者夹层包括大于一种类型的聚(乙烯醇缩醛)树脂时，每种聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量可以基本上相同，或者，一种或多种聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量可以基本上不同于一种或多种其他的聚(乙烯醇缩醛)树脂。包括大于一种聚(乙烯醇缩醛)树脂的夹层的几个不同实施例将在下面进一步详细讨论。
根据本发明的夹层中所用的一种或多种聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留乙酸酯含量可以不大于大约20、不大于大约18、不大于大约15、不大于大约12、不大于大约10、不大于大约8、不大于大约6、不大于大约4、不大于大约3或者不大于大约2wt％。替代性地或者另外地，本文所述的聚合物层或者夹层中所用的至少一种聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留乙酸酯含量可以是至少大约3、至少大约4、至少大约5、至少大约6、至少大约7、至少大约8、至少大约9、至少大约10、至少大约12或者至少大约14wt％或者更大。当聚合物层或者夹层包括两种或者更多种聚(乙烯醇缩醛)树脂时，这些树脂的残留乙酸酯含量可以基本上相同，或者一种或多种树脂的残留乙酸酯含量可以不同于一种或多种其他聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留乙酸酯含量。
一个或多个聚合物层还可以包括至少一种增塑剂。当存在时，该一个或多个聚合物层的增塑剂含量可以是至少大约2、至少大约5、至少大约6、至少大约8、至少大约10、至少大约15、至少大约20、至少大约25、至少大约30、至少大约35、至少大约40、至少大约45、至少大约50、至少大约55、至少大约60、至少大约65、至少大约70、至少大约75或者至少大约80份/百份树脂(phr)，和/或，不大于大约120、不大于大约110、不大于大约105、不大于大约100、不大于大约95、不大于大约90、不大于大约85、不大于大约75、不大于大约70、不大于大约65、不大于大约60、不大于大约55、不大于大约50、不大于大约45、不大于大约40或者不大于大约35phr。在一些实施例中，一种或多种聚合物层的增塑剂含量可以小于35、不大于大约32、不大于大约30、不大于大约27、不大于大约26、不大于大约25、不大于大约24、不大于大约23、不大于大约22、不大于大约21、不大于大约20、不大于大约19、不大于大约18、不大于大约17、不大于大约16、不大于大约15、不大于大约14、不大于大约13、不大于大约12、不大于大约11或者不大于大约10phr。
作为本文使用的，术语“份/百份树脂(每百份树脂的份数)”或者“phr”指的是每一百份树脂所存在的增塑剂的量——基于重量。例如，如果将30g增塑剂加入100g树脂中，则增塑剂含量将是30phr。如果聚合物层包括两种或者更多种树脂，则将增塑剂的重量与存在的全部树脂的合计量比较来确定每百份树脂的份数。此外，当本文提供层或者夹层的增塑剂含量时，则它是按照用于生产该层或者夹层的混合物(mix)或者熔体(melt)中的增塑剂的量来提供的，除非另有说明。
对于未知增塑剂含量的层来说，增塑剂含量可以经由湿化学方法测定，在该方法中使用适当的溶剂或者溶剂混合物从聚合物层或者夹层中萃取增塑剂。在萃取该增塑剂之前，测量样品层的重量，并且与萃取后增塑剂已经被除去的层的重量进行比较。基于这种差值，可以测定增塑剂的重量并且以phr为单位计算增塑剂含量。对于多层夹层，聚合物层可以彼此物理分离并且根据上述程序各自分析。
虽然不希望受限于理论，但是可以理解对于给定类型的增塑剂，增塑剂在聚(乙烯醇缩醛)树脂中的相容性会与该树脂的残留羟基含量相关。更具体地，残留羟基含量较高的聚(乙烯醇缩醛)树脂通常会具有降低的增塑剂相容性或者容纳能力，而残留羟基含量较低的聚(乙烯醇缩醛)树脂会表现出增加的增塑剂相容性或者容纳能力。通常，可以调控聚合物的残留羟基含量和它的增塑剂相容性/容纳能力之间的这种相关性，以为了便于向该聚合物树脂加入恰当量的增塑剂以及稳定保持夹层内多层之间的增塑剂含量的差值。
任何合适的增塑剂可以用于本文所述的聚合物层中。该增塑剂可以具有至少大约6和/或不大于大约30、不大于大约25、不大于大约20、不大于大约15、不大于大约12或者不大于大约10个碳原子的烃链段。增塑剂的例子包括多元酸或者多元醇的酯等。合适的增塑剂更具体的例子包括但不限于：三甘醇二(2-乙基己酸酯)(“3geh”)、三甘醇二(2-乙基丁酸酯)、四甘醇二-(2-乙基己酸酯)(“4geh”)、三甘醇二庚酸酯、四甘醇二庚酸酯、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、己二酸己基环己基酯、己二酸二异壬酯、己二酸庚壬酯、癸二酸二丁酯、蓖麻醇酸丁酯、蓖麻油、邻苯二甲酸二丁氧基乙酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三辛酯、椰子油脂肪酸的三甘醇酯、聚氧乙烯松香衍生物的苯基醚(phenylethersofpolyethyleneoxiderosinderivatives)、油改性的癸二酸醇酸树脂、磷酸三甲苯酯及其混合物。在一些实施例中，增塑剂可以包含3geh或者由3geh组成。增塑剂的其他例子可以包括磷酸酯、环氧化油、固态增塑剂、阻燃增塑剂及其组合。
另外，本发明的一个或多个聚合物层可以包括至少一种折射率大于大约1.460、或者大于1.470，或者大于1.480的增塑剂。这样的增塑剂的例子可以包括但不限于：多元酸或者多元醇的酯、聚己二酸酯、环氧化物、邻苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯、苯甲酸酯、甲苯甲酸酯、苯六甲酸酯和其他专门的增塑剂。另外的例子包括但不限于：二丙二醇二苯甲酸酯、三丙二醇二苯甲酸酯、聚丙二醇二苯甲酸酯、苯甲酸异癸酯、苯甲酸-2-乙基己酯、二甘醇苯甲酸酯、丙二醇二苯甲酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二苯甲酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇苯甲酸异丁酸酯、1,3-丁二醇二苯甲酸酯、二甘醇二邻甲苯甲酸酯、三甘醇二邻甲苯甲酸酯、二丙二醇二邻甲苯甲酸酯、1,2-辛二醇二苯甲酸酯(1,2-octyldibenzoate)、偏苯三甲酸三(2-乙基己)酯、对苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、双酚a双(2-乙基己酸酯)、乙氧基化壬基酚及其混合物。在一些实施例中，增塑剂可以选自二丙二醇二苯甲酸酯、三丙二醇二苯甲酸酯及其组合。
另外，至少一个聚合物层还可以包括其他类型的添加剂，该其他类型的添加剂可以赋予聚合物层或者夹层特别的性质或者特征。这样的添加剂可以包括但不限于黏附力控制剂(adhesioncontrolagent，“aca”)、染料、颜料、稳定剂(例如紫外线稳定剂)、抗氧化剂、防结块剂、阻燃剂、ir吸收剂或者阻隔剂(例如氧化铟锡、氧化锡锑、六硼化镧(lab6)和氧化铯钨)、加工助剂、流动增强添加剂、润滑剂、冲击改性剂、成核剂、热稳定剂、uv吸收剂、分散剂、表面活性剂、螯合剂、偶联剂、黏合剂、底漆、增强添加剂和填料。这样的添加剂的具体类型和量可以基于具体夹层的最终性质或者目的用途(enduse)来选择。
本文所述的聚合物层可以表现出宽范围的玻璃化转变温度。在一些实施例中，包括两种或者更多种聚合物或者聚合物层的夹层可以表现出两个或者更多个玻璃化转变温度。聚合物材料的玻璃化转变温度(tg)标记着该材料从玻璃态转变成橡胶态的温度。聚合物层的玻璃化转变温度可以通过动态力学热分析(dynamicmechanicalthermalanalysis，dmta)，根据下面的程序来测定。将聚合物片模制成25毫米(mm)直径的样品圆盘。将该聚合物样品圆盘置于rheometricsdynamicspectrometerii的两个25mm直径的平行板测试夹具之间。该聚合物样品圆盘是以剪切模式，在1hz振荡频率下，随着样品温度以2℃/min的速率从-20℃升高到70℃而测试的。使用绘制为依赖于温度的tanδ(阻尼)的最大值的位置来测定玻璃化转变温度。实践表明该方法再现性在+/-1℃内。
本文所述的夹层可以包括至少一个玻璃化转变温度是至少大约-5、至少大约-2、至少大约-1、至少大约0、至少大约1、至少大约2、至少大约5、至少大约10、至少大约15、至少大约20、至少大约25、至少大约27、至少大约30、至少大约32、至少大约33、至少大约35、至少大约36、至少大约37、至少大约38、至少大约40、至少大约41、至少大约42、至少大约43、至少大约44、至少大约45、至少大约46、至少大约47、至少大约48、至少大约49、至少大约50、至少大约51、至少大约52、至少大约53、至少大约54或者至少大约55℃或者更高的聚合物层。虽然在一些实施例中不存在最大玻璃化转变温度，但是在其他实施例中，聚合物层的玻璃化转变温度可以不大于大约80、不大于大约78、不大于大约75、不大于大约70、不大于大约65、不大于大约64、不大于大约63、不大于大约62、不大于大约61、不大于大约60、不大于大约59、不大于大约58、不大于大约57、不大于大约56、不大于大约55、不大于大约54、不大于大约53、不大于大约52、不大于大约51、不大于大约50、不大于大约49、不大于大约48、不大于大约47、不大于大约46、不大于大约45、不大于大约44、不大于大约43、不大于大约42、不大于大约41、不大于大约40、不大于大约39、不大于大约38、不大于大约37、不大于大约36、不大于大约35、不大于大约34、不大于大约33、不大于大约32、不大于大约30、不大于大约25、不大于大约20、不大于大约15、不大于大约10、不大于大约5、不大于大约2、不大于大约1、不大于大约0或者不大于大约-1℃。当聚合物层或者夹层包括两个或者更多个聚合物层时，这些层中的至少一个的玻璃化转变温度可以不同于该夹层中的一个或多个其他聚合物层。其他玻璃化转变温度可以根据期望的性质和应用来选择。多层夹层的不同实施例将马上进一步详细讨论。
根据本发明的一些实施例，该夹层可以是单层——或单片——夹层。当夹层是单片夹层时，单个聚合物层可以包括至少一种聚(乙烯醇缩醛)树脂和至少一种增塑剂。该聚(乙烯醇缩醛)树脂的性质可以落入上述一个或多个范围内，并且该增塑剂可以是上述的类型和量。例如，在一些实施例中，聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量可以是至少大约19、至少大约20、至少大约21、至少大约22、至少大约23、至少大约24、至少大约25、至少大约26、至少大约27、至少大约28、至少大约29或者至少大约30wt％，和/或，不大于大约45、不大于大约43、不大于大约40、不大于大约37、不大于大约35、不大于大约34、不大于大约33或者不大于大约32wt％。
在一些实施例中，单个聚合物层夹层中的增塑剂的量可以不大于大约30、不大于大约27、不大于大约26、不大于大约25、不大于大约24、不大于大约23、不大于大约22、不大于大约21、不大于大约20、不大于大约19、不大于大约18、不大于大约17、不大于大约16、不大于大约15、不大于大约14、不大于大约13、不大于大约12、不大于大约11或者不大于大约10phr。在一些实施例中，增塑剂含量可以是至少大约2、至少大约5、至少大约6、至少大约8或者至少大约10phr，而在其他实施例中，该增塑剂含量可以处于0或者接近于0。
另外，单个聚合物层夹层的玻璃化转变温度可以大于43、至少大约44、至少大约45、大于46、至少大约47、至少大约48、至少大约49、至少大约50、至少大约51、至少大约52、至少大约53、至少大约54、至少大约55、或者至少大约56、至少大约60、至少大约65、至少大约70、至少大约75、至少大约80、至少大约85、至少大约90、至少大约95或者至少大约100℃，或者更高。在一些实施例中，单个聚合物层的至少两个性质(选自聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量、增塑剂含量和玻璃化转变温度构成的组)可以落入上述范围，而在其他实施例中，单个聚合物层的聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量、增塑剂含量和玻璃化转变温度可以落入本文所述的一个或多个范围内。
不管是单层或者多层，根据本发明不同实施例的夹层可以包括至少两种不同的聚合物。当层或者夹层包括大于一种聚合物时，基于该层或者夹层中所存在的全部聚合物的合计重量，每个聚合物的存在量可以是至少大约0.5、至少大约1、至少大约2、至少大约5、至少大约10、至少大约15、至少大约20、至少大约30、至少大约40或者至少大约45wt％。另外，基于聚合物层或者夹层的总重量，一种或多种聚合物在夹层中的存在量可以不大于大约45、不大于大约40、不大于大约35、不大于大约30、不大于大约25、不大于大约20、不大于大约18、不大于大约15、不大于大约10、不大于大约8或者不大于大约5wt％；以及，基于全部组分的合计重量，聚合物一起可以构成层或者夹层的至少大约10、至少大约20、至少大约30、至少大约40、至少大约50、至少大约60、至少大约70或者至少大约80wt％。根据一些实施例，基于层或者夹层的全部组分的合计重量，层或夹层中存在的除本文所述的聚合物之外的组分的总量可以不大于大约20、不大于大约15、不大于大约10、不大于大约5、不大于大约2或者不大于大约1wt％。
当存在时，所述两种或者更多种不同的聚合物可以包括至少第一聚(乙烯醇缩醛)树脂和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂。第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂可以存在于多层夹层中相邻的层，或者第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂可以彼此物理混合，来形成共混的聚合物层或者夹层。作为本文使用的，术语“第一”、“第二”、“第三”等用于描述不同的要素，但是这样的要素不应当受到这些术语不必要的限制。这些术语仅仅用于将一个要素与另一个要素区分，并且不必需意味着特定的次序或者甚至特定的要素。例如一个要素可以在说明书中被认为是“第一”要素并且在权利要求中被认为是“第二”要素，而非矛盾的。在说明书中和对于每组独立的权利要求保持了一致性，但是这样的命名不必需打算在它们之间一致。
当存在时，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂可以具有不同的组成。例如在一些实施例中，第一聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量可以与第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量相差至少大约2、至少大约3、至少大约4、至少大约5、至少大约6、至少大约7、至少大约8、至少大约9、至少大约10、至少大约12、至少大约13、至少大约14、至少大约15、至少大约16、至少大约17、至少大约18、至少大约19、至少大约20、至少大约21、至少大约22、至少大约23或者至少大约24wt％。在其他实施例中，第一聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量可以与第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量相差不大于大约2、不大于大约1.5、不大于大约1或者不大于大约0.5wt％。
此外或者替代性地，第一聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留乙酸酯含量可以与第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留乙酸酯含量相差至少大约2、至少大约3、至少大约4、至少大约5、至少大约7、至少大约8、至少大约9、至少大约10、至少大约12、至少大约13、至少大约15、至少大约18或者至少大约20wt％。在其他实施例中，第一聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留乙酸酯含量可以与第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留乙酸酯含量相差不大于大约2、不大于大约1.5、不大于大约1或者不大于大约0.5wt％。
作为本文使用的，术语“重量百分比(wt％)相差”或者“……差值是至少……wt％”指的是两个给定百分比之间的差值，该差值是通过找到两个数之间的算数差值的绝对值来计算的。与给定值“不同(相差)”的值可以高于或者低于该给定值。例如，第一聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量与第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量“相差至少2wt％”，第一聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量可以比第二残留羟基含量高至少2wt％或者低至少2wt％。例如，如果示例性的第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量是14wt％，则示例性的第一聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量可以是至少16wt％(例如高了至少2wt％)或者不大于12wt％(例如低了至少2wt％)。
作为具有不同组成的结果，层或夹层的由第一聚(乙烯醇缩醛)树脂形成的部分和由第二聚(乙烯醇缩醛)树脂形成的部分可以具有不同的性质，这归因于例如增塑剂含量的差异。如前所述，当残留羟基含量不同两种的聚(乙烯醇缩醛)树脂与增塑剂共混时，该增塑剂会在不同的树脂之间分配，以使得更高量的增塑剂存在于层或者夹层的由较低残留羟基含量的树脂形成的部分中，以及使得较少的增塑剂存在于层或者夹层的由较高残留羟基含量的树脂形成的部分中。最后在两种树脂之间实现平衡态。聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量和增塑剂相容性/容纳能力之间的相关性可以促进添加恰当量的增塑剂到该聚合物树脂中。这样的相关性还有助于当增塑剂本来将在树脂之间迁移时稳定保持两种或更多种树脂之间的增塑剂含量的差值。
虽然不希望受限于理论，但是认为给定的增塑剂与聚(乙烯醇缩醛)树脂的相容性可以至少部分地取决于该聚合物的组成，并且特别是它的残留羟基含量。总之，残留羟基含量较高的聚(乙烯醇缩醛)树脂与残留羟基含量较低的类似树脂相比，对于给定的增塑剂倾向于表现出较低的相容性(或者容纳能力)。结果，与残留羟基含量较低的类似树脂相比，残留羟基含量较高的聚(乙烯醇缩醛)树脂倾向于是较少塑化的以及表现出更高的刚度。相反，残留羟基含量较低的聚(乙烯醇缩醛)树脂当用给定的增塑剂塑化时，会倾向于引入较高量的增塑剂，这会产生较软的聚合物层，该聚合物层与包括残留羟基含量较高的类似树脂的聚合物层相比，表现出较低的玻璃化转变温度。取决于具体的树脂和增塑剂，这些倾向可以逆转。
当第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量不同时，层或者夹层的由第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂中的每一种所形成的部分还可以包括不同量的增塑剂。结果，这些部分中的每一个还可以表现出不同的性质，例如，诸如玻璃化转变温度。在一些实施例中，由第一聚(乙烯醇缩醛)树脂形成的层或夹层的部分和由第二聚(乙烯醇缩醛)树脂形成的层或夹层的部分之间的增塑剂含量的差值可以是至少大约2、至少大约3、至少大约5、至少大约8、至少大约10、至少大约12、或者至少大约15phr或者更大，如上所述来测量。在其他实施例中，由第一聚(乙烯醇缩醛)树脂形成的层或夹层的部分和由第二聚(乙烯醇缩醛)树脂形成的层或夹层的部分之间的增塑剂含量的差值可以是至少大约18、至少大约20、至少大约25、至少大约30、至少大约35、至少大约40、至少大约45、至少大约50、至少大约55、至少大约60或者至少大约65phr或者更大。
另外或者替代性地，由第一聚合物形成的层或夹层的部分和由第二聚合物形成的层或夹层的部分之间的增塑剂含量的差值可以不大于大约40、不大于大约35、不大于大约30、不大于大约25、不大于大约20、不大于大约17、不大于大约15或者不大于大约12phr。层或夹层的由第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂形成的部分的增塑剂含量的值可以落入上面提供的一个或多个范围内。
在一些实施例中，层或夹层的由第一聚(乙烯醇缩醛)树脂形成的部分的玻璃化转变温度可以与层或夹层的由第二聚(乙烯醇缩醛)树脂形成的部分相差至少大约3、至少大约5、至少大约8、至少大约10、至少大约12、至少大约13、至少大约15、至少大约18、至少大约20、至少大约22、至少大约25、至少大约27、至少大约30、至少大约35、至少大约40、至少大约45、至少大约50、至少大约55、至少大约60、至少大约65或者至少大约70℃。层或夹层的由第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂形成的部分的玻璃化转变温度的值可以落入上面提供的一个或多个范围内。
当存在于共混的聚合物层或者夹层中时，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂可以结合，使得该第二聚(乙烯醇缩醛)树脂分散在第一聚(乙烯醇缩醛)树脂内，以由此形成处于第一聚(乙烯醇缩醛)树脂形成的基本上的连续相中的第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的域。基于层或夹层中所存在的全部聚合物的合计重量，所述树脂中的每一种的存在量可以是至少大约0.5、至少大约1、至少大约2、至少大约5、至少大约10、至少大约15、至少大约20、至少大约30、至少大约40、至少大约45或者至少大约50wt％。根据一些实施例，第一聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量的差值可以是至少大约5、至少大约6、至少大约7、至少大约8、至少大约9、至少大约10、至少大约11、至少大约12、或者至少大约13、至少大约14、至少大约15、至少大约16、至少大约17、至少大约18、至少大约19、至少大约20、至少大约21、至少大约22、至少大约23或者至少大约24wt％。
该混合层还可以包括一种或多种另外的聚合物，例如，诸如第三聚(乙烯醇缩醛)树脂，该第三聚(乙烯醇缩醛)树脂分散在第一聚(乙烯醇缩醛)树脂中，以由此另外形成处于第一聚(乙烯醇缩醛)树脂的连续相中的第三聚(乙烯醇缩醛)树脂的域。除了第三聚(乙烯醇缩醛)树脂之外，一种或多种其他聚合物也可以共混到第一聚(乙烯醇缩醛)树脂中，由此形成更多的处于由第一聚(乙烯醇缩醛)树脂形成的连续相中的其他聚合物材料的域。此外，夹层中也可以存在包括了前述一种或多种另外的聚合物的另外的聚合物层，该另外的聚合物层与共混的聚合物层相邻及接触。
当共混的层包括至少第一、第二和第三聚(乙烯醇缩醛)树脂时，第二和第三聚(乙烯醇缩醛)树脂可分散在第一聚(乙烯醇缩醛)树脂中，以由此形成处于第一聚(乙烯醇缩醛)树脂的连续相中的第二和第三聚(乙烯醇缩醛)树脂的域。根据一些实施例，至少一种聚(乙烯醇缩醛)树脂可以具有“中等”残留羟基含量，该“中等”残留羟基含量低于残留羟基含量最高的树脂的残留羟基含量，并且高于残留羟基含量最低的树脂的残留羟基含量。
在这样的实施例中，最高和最低残留羟基含量之间的差值(即，最大残留羟基差值)可以是至少大约5、至少大约6、至少大约7、至少大约8、至少大约9、至少大约10、至少大约11、至少大约12、或者至少大约13wt％；而最高和中等残留羟基含量之间单独的差值，以及中等和最低残留羟基含量之间单独的差值，可以不大于大约4、不大于大约3、不大于大约2、不大于大约1wt％。在一些实施例中，当共混的聚合物层包括至少4、至少5、至少6或者至少7种残留羟基含量不同的聚(乙烯醇缩醛)树脂时，这些树脂都不会具有这样的残留羟基含量，其与具有次最大和次最小残留羟基含量值的树脂相差大于1％，大于2％，大于3％，或者大于4％。
在一些实施例中，使用一种或多种具有上述中等残留羟基含量的树脂会有助于使得雾度最小化，同时增强夹层的其他性质，特别是在最大残留羟基差值超过5wt％时。在一些实施例中，共混的聚合物层还可以包括至少一种高折射率增塑剂，所述高折射率增塑剂的折射率，例如是至少大约1.460，至少大约1.465，至少大约1.470，至少大约1.475，至少大约1.480，至少大约1.485，至少大约1.490，至少大约1.495，至少大约1.500，或者至少大约1.510，是根据astmd542在波长589nm和25℃测量的。合适的高折射率增塑剂的例子提供于上，并且至少一种可以以在最终的层或者夹层中实现期望的光学和其他性质所需要的任何量使用。
当夹层包括第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂，第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂存在于多层夹层的两个或者更多个层中时，聚合物层中的一个可以包括第一聚(乙烯醇缩醛)树脂，以及另一聚合物层可以包括第二聚(乙烯醇缩醛)树脂。包括一种或多种另外的聚合物(包括其他聚(乙烯醇缩醛)树脂)的另外的聚合物层也可存在于该夹层中，该另外的聚合物层，与第一和第二聚合物层中的至少一个相邻并接触。当其他聚合物存在于夹层的另外的聚合物层中时，该其他聚合物可以是前述的类型和量。
在一些实施例中，本文所述的夹层可以包括至少第一外聚合物层和第二外聚合物层。作为本文使用的，术语“外”指的是夹层的最外层。典型地，外聚合物层配置为当夹层层合到基底时与基底接触，或者当夹层用于形成多层面板时与一对基底中的一个接触。在一些实施例中，第一和第二外聚合物层中的每一个可以分别包括第一和第二聚(乙烯醇缩醛)树脂以及可选地包括增塑剂，并且所述树脂的残留羟基含量和残留乙酸酯含量可处于上面提供的一个或多个范围内。类似地，第一和第二聚合物层中的每一个可以包括至少一种上述类型和量的增塑剂，从而该层还可以具有前述的玻璃化转变温度。
根据一些实施例，第一和第二外聚合物层可以彼此相邻及接触，从而第一和第二外聚合物层是夹层仅有的两个层。在其他实施例中，至少1、至少2、至少3、至少4或者至少5或者更多个聚合物层可以设置在第一和第二外聚合物层之间并且与第一和第二外聚合物层中的至少一个接触。这些另外的层，当存在时，其组成可以类似于或者不同于第一和第二聚合物层中的每一个，以及可以包括一种或多种上述聚合物。所述另外的层还可以由其他材料形成，例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)形成的聚合物膜，以及该聚合物膜可包括不同的金属、金属氧化物或者其他非金属材料或者层，并且可以被涂覆或者表面处理。在一些实施例中，一个或多个另外的层可包含功能层，来包括例如ir减少层、全息层、光致变色层、电致变色层、抗撕裂层、热条、天线、太阳辐射阻挡层、装饰层等。
在一些实施例中，该夹层可以包括至少第一聚合物层、第二聚合物层和第三聚合物层，其中第二聚合物层设置于第一和第三聚合物层之间并且与第一和第三聚合物层中的每一个接触。各自的第一、第二和第三聚合物层中的每一个可以包括至少一种聚(乙烯醇缩醛)树脂，以及可选地包括增塑剂，增塑剂是前面详述的类型和量。根据一些实施例，第二(内)聚合物层可以包括残留羟基含量高于第一和第三聚合物层中的每一个中的聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量的树脂。因此，当增塑剂在这些层间分配时，第二内层的玻璃化转变温度可高于第一和第三外聚合物层中的每一个的玻璃化转变温度。虽然不希望受限于理论，但是应当理解，这种类型的构造——其中相对“软”(即，较低的玻璃化转变温度)的外聚合物层夹着“硬”(即，相对高的玻璃化转变温度)的内层，可有利于由该夹层形成的多层面板中的增强的刚度和耐冲击性。
在一些实施例中，第一和第三外聚合物层可以具有相同或者类似的组成和/或性质。例如在一些实施例中，该第一聚合物层中的聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量可以处于第三聚合物层中的聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量的大约2、大约1或者大约0.5wt％内。类似地，第一和第三层中的聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留乙酸酯含量可以处于彼此的大约2、大约1或者大约0.5wt％内。另外，第一和第三外聚合物层可具有类似的增塑剂含量和/或可表现出类似的玻璃化转变温度。例如，第一聚合物层的增塑剂含量可以与第三聚合物层的增塑剂含量相差小于2、不大于大约1或者不大于大约0.5phr，和/或，第一和第三聚合物层的玻璃化转变温度可以相差小于2、不大于大约1或者不大于大约0.5℃。
在其他实施例中，第一和第三外聚合物层可以具有不同的组成和/或性质。例如在一些实施例中，第一聚合物层中的聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基和/或残留乙酸酯含量可以与第三聚合物层中的聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基和/或残留乙酸酯含量相差至少大约2、至少大约3、至少大约5、至少大约8或者至少大约10wt％，和/或，不大于大约20、不大于大约18、不大于大约15、不大于大约12、不大于大约10wt％。在一些实施例中，第一和第三聚合物层的增塑剂含量也可相差至少大约2、至少大约3、至少大约5或者至少大约8phr，和/或，不大于大约20、不大于大约15、不大于大约12或者不大于大约10phr。因此，第一聚合物层的玻璃化转变温度可以与第三聚合物层的玻璃化转变温度相差至少大约2、至少大约3、至少大约5、至少大约8或者至少大约10℃，和/或，不大于大约20、不大于大约15、不大于大约12或者不大于大约10℃。在一些实施例中，包括两个具有不同组成和/或性质的外聚合物层的夹层可用于这样的面板：层合体的相对两侧曝露于很大程度上不同的条件，例如，诸如用于极端气候的建筑面板。
根据本发明的一些实施例，多层夹层的至少一个聚合物层可不包括聚(乙烯醇缩醛)树脂。基于聚合物层的总重量，这样的层可以，例如包括小于大约2、小于大约1.5、小于大约1、小于大约0.5或者小于大约0.10wt％的聚(乙烯醇缩醛)树脂。不包括聚(乙烯醇缩醛)树脂的聚合物层可以代之以包括至少一种前面详细讨论的其他聚合物树脂。在一些实施例中，多层夹层的层中的至少一个可以包括选自下面构成的组中的聚合物：聚氨酯(pu)、聚(乙烯-共-乙酸乙烯酯)(eva)、聚(氯乙烯)(pvc)、纤维素酯、酸共聚物(例如乙烯/羧酸共聚物)和离聚物及其组合，虽然其他聚合物也是可能的。所述不同于聚(乙烯醇缩醛)树脂的聚合物可表现出与包含聚(乙烯醇缩醛)树脂的聚合物层不同的性质。例如在一些实施例中，包括另一聚合物树脂的聚合物层的至少一部分可以是交联的，而包括聚(乙烯醇缩醛)树脂的聚合物层通常将不是。
在一些情况中，这样的夹层还可包括一个或多个聚合物层，该聚合物层包括聚(乙烯醇缩醛)树脂，如上所述，该聚合物层与至少一个不包括聚(乙烯醇缩醛)树脂的层相邻及接触。例如在一些实施例中，该夹层可包括至少一个包含聚(乙烯醇缩醛)树脂的外聚合物层和至少一个包含不同于聚(乙烯醇缩醛)树脂的热塑性聚合物的内层。在实施例中，该不同于聚(乙烯醇缩醛)树脂的热塑性聚合物的玻璃化转变温度可大于外层中的聚(乙烯醇缩醛)树脂的玻璃化转变温度，例如大于大约43℃；以及，其模量(g’)可大于外层或皮层的模量，例如在50℃大于大约1mpa。在实施例中，外层的玻璃化转变温度可小于大约43℃。根据这样的实施例，该聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量可以不大于大约23、不大于大约22、不大于大约21、不大于大约20、不大于大约19、不大于大约18、不大于大约17、不大于大约16.5、不大于大约16、不大于大约15.5、不大于大约15、不大于大约14.5、不大于大约14、不大于大约13.5、不大于大约13、不大于大约12.5、不大于大约12、不大于大约11.5、不大于大约11、不大于大约10.5、不大于大约10或者不大于大约9.5wt％；以及，外聚合物层的玻璃化转变温度可以不大于大约40、不大于大约35、不大于大约33、不大于大约32、不大于大约30、不大于大约27、不大于大约25、不大于大约20、不大于大约15、不大于大约10、不大于大约5、不大于大约2、不大于大约1、不大于大约0或者不大于大约-2℃。
在其他实施例中，夹层可以包括至少一个包含聚(乙烯醇缩醛)树脂的内聚合物层和至少一个包含不同于聚(乙烯醇缩醛)树脂的热塑性聚合物的外聚合物层。在实施例中，不同于聚(乙烯醇缩醛)树脂的热塑性聚合物的玻璃化转变温度可以小于芯层中的聚(乙烯醇缩醛)树脂的玻璃化转变温度，例如小于大约40℃；以及，其模量(g’)可小于芯层的模量，例如在50℃小于大约1mpa。在实施例中，芯层的玻璃化转变温度可以大于大约43℃。根据这些实施例，聚(乙烯醇缩醛)树脂的残留羟基含量可以是至少大约10、至少大约11、至少大约12、至少大约13、至少大约14、至少大约15、至少大约16、至少大约17、至少大约18、至少大约18.5、至少大约19、至少大约19.5、至少大约20、至少大约20.5、至少大约21、至少大约21.5、至少大约22、至少大约22.5、至少大约23、至少大约23.5、至少大约24、至少大约24.5、至少大约25、至少大约25.5wt％或者更高。
内部的包含聚(乙烯醇缩醛)树脂的聚合物层的增塑剂含量可以小于35、不大于大约32、不大于大约30、不大于大约27、不大于大约26、不大于大约25、不大于大约24、不大于大约23、不大于大约22、不大于大约21、不大于大约20、不大于大约19、不大于大约18、不大于大约17、不大于大约16、不大于大约15、不大于大约14、不大于大约13、不大于大约12、不大于大约11或者不大于大约10phr，和/或，玻璃化转变温度可以是至少大约35、至少大约36、至少大约37、至少大约38、至少大约40、至少大约41、至少大约42、至少大约43、至少大约44、至少大约45、至少大约46、至少大约47、至少大约48、至少大约49、至少大约50、至少大约51、至少大约52、至少大约53、至少大约54或者至少大约55℃。
根据其中夹层包括一个包含聚(乙烯醇缩醛)树脂的聚合物层和另一个包含不同于聚(乙烯醇缩醛)树脂的树脂或者聚合物的聚合物层的实施例，每个层可以具有不同的性质。例如在一些实施例中，聚合物层的玻璃化转变温度可以彼此相差至少大约3、至少大约5、至少大约7、至少大约10、至少大约12、至少大约15、至少大约20、至少大约25、至少大约30、至少大约35、至少大约40、至少大约45、至少大约50、至少大约55、至少大约60、至少大约65、至少大约70、至少大约75、至少大约80、至少大约85、至少大约90、至少大约95、至少大约100、至少大约105、至少大约110、至少大约115或者至少大约120℃。包括不同于聚(乙烯醇缩醛)树脂的树脂的聚合物层的玻璃化转变温度可以高于或低于包括聚(乙烯醇缩醛)树脂的聚合物层。
根据一些实施例，不包括聚(乙烯醇缩醛)树脂的聚合物层的玻璃化转变温度可以不大于大约20、不大于大约15、不大于大约10、不大于大约5、不大于大约0、不大于大约-5、不大于大约-10、不大于大约-15、不大于大约-20、不大于大约-25、不大于大约-30、不大于大约-35或者不大于大约-40℃。替代性地或者另外地，不包括聚(乙烯醇缩醛)树脂的聚合物层的玻璃化转变温度可以是至少大约-50、至少大约-45、至少大约-40、至少大约-35、至少大约-30、至少大约-25、至少大约-20、至少大约-15、至少大约-10、至少大约-5、至少大约0或者至少大约5℃；或者，它可以处于-50到0℃、-45到-10℃或者-40到-20℃的范围内。其他玻璃化转变温度也是可能的，并且在一些实施例中，包括聚(乙烯醇缩醛)树脂的聚合物层和/或不包括聚(乙烯醇缩醛)树脂的聚合物层的玻璃化转变温度可以处于上述一个或多个范围内。
根据本发明不同的实施例的夹层与常规夹层相比可以表现出增强的性质。例如与用于建筑应用的对比夹层相反，本文所述的夹层可以表现出高刚度和良好的冲击性能，而仍然保留了合适的光学特性。结果，本文所述的夹层可适用于许多结构和承重应用，经历不同的压力、温度变化和冲击，而仍然保持合适的性能以及美学价值与性质。
本文所述的夹层可以表现出增强的刚度。聚合物层或者夹层的刚度可以通过它的剪切储能模量(g’)来表征，在50℃根据astmd4065-12测量。在一些实施例中，本文所述的聚合物层或者夹层在50℃的剪切储能模量(g’)可以是至少大约2、至少大约3、至少大约3.5、至少大约4、至少大约4.5、至少大约5、至少大约5.5、至少大约6、至少大约6.5或者至少大约7mpa。不存在具体上限，虽然实际上，所述层或者夹层可以表现出在50℃的剪切储能模量高到7.5mpa或者甚至高到8mpa或更高。
夹层的刚度还可以根据它的三点弯曲刚度(three-pointbendingstiffness)来表征。如本文所述的，三点弯曲刚度是，对于厚度是30密耳的夹层，当该夹层层合在两片2.3mm厚的透明玻璃之间时，根据astmd790在室温测量的。在一些实施例中，该夹层的三点弯曲刚度可以是至少大约100、至少大约105、至少大约110、至少大约115、至少大约120、至少大约125、至少大约130、至少大约135、至少大约140、至少大约145、至少大约150、至少大约155、至少大约160、至少大约170、至少大约180、至少大约190、至少大约200、至少大约210、至少大约220、至少大约230、至少大约240、至少大约250、至少大约260、至少大约270、至少大约280、至少大约290或者至少大约300n/mm。
除了增强的刚度之外，根据本发明实施例的夹层可以表现出期望的耐冲击性，耐冲击性是通过夹层的平均断裂高度来表征的，当厚度是30-60密耳并且当层合在两片2.3mm厚的透明玻璃之间时，根据ansi/saez26.1-1996在温度大约70°f(大约21℃)下测量的。在一些实施例中，本文所述的夹层的平均断裂高度(如上所述测量)是至少大约13、至少大约13.5、至少大约14、至少大约14.5、至少大约15、至少大约15.5、至少大约16、至少大约16.5、至少大约17、至少大约17.5、至少大约18、至少大约18.5、至少大约19、至少大约19.5、至少大约20、至少大约20.5、至少大约21、至少大约21.5、至少大约22、至少大约22.5、至少大约23、至少大约23.5、至少大约24、至少大约24.5、至少大约25、至少大约25.5、至少大约26、至少大约26.5、至少大约27、至少大约27.5、至少大约28或者至少大约28.5英尺或者更大。平均断裂高度也可以在其他厚度时测量。在实施例中，平均断裂高度越高越好。
本文提供的平均断裂高度的值是这样获得的：使用已知厚度(如所示的)的夹层，例如30密耳、45密耳或者其他厚度，将该夹层层合在两个2.3mm厚的玻璃片之间。这些参数值的规格并非旨在以任何方式限制本文所述的夹层的厚度或者根据本发明实施例的多层面板的构造。而是，这些参数值的规格旨在提供明确的测试，以测定夹层所表现出的耐冲击性——作为平均断裂高度测量的，并且该测试是在已知的厚度下测量的，以及如果需要，标准化到固定厚度(例如30密耳或者45密耳)，以使得不同的夹层可以在相同的夹层厚度下比较。
可以用本发明的夹层去形成这样的面板，该面板表现出的平均断裂高度大于由对比夹层形成的类似面板的平均断裂高度。作为本文使用的，术语“对比夹层”指的是由用20phr的3geh增塑剂塑化的、残留羟基含量是18.7wt％且残留乙酸酯含量小于2％的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂形成的单片夹层。在一些实施例中，本文所述的单层或多层夹层可以表现出平均断裂高度比相同厚度的对比夹层的平均断裂高度高了至少大约5％、至少大约10％、至少大约15％、至少大约20％、至少大约25％、至少大约30％、至少大约35％、至少大约40％、至少大约45％、至少大约50％、至少大约55％、至少大约60％、至少大约65％、至少大约70％、至少大约75％、至少大约80％、至少大约85％或者至少大约90％。
此外，当层合在两个玻璃片之间来形成多层面板时，本发明的夹层具有保持可接受的抗蠕变水平的能力。例如，当根据下面的程序在100℃的温度下测量1000小时，本发明的夹层可表现出蠕变不大于大约1mm，不大于大约0.9mm，不大于大约0.8mm，不大于大约0.7mm，不大于大约0.6mm，不大于大约0.5mm，或者不大于大约0.4mm。将待测试的6英寸乘以6英寸的夹层层合在两片2.3mm厚的透明玻璃之间——一片的尺寸是6英寸乘以6英寸且另一片的尺寸是6英寸乘以7英寸。所形成的玻璃面板通过暴露的1英寸的玻璃段悬挂于设定在100℃温度的烘箱中。将该样本以100小时、250小时、500小时和1000小时的预定间隔从烘箱中取出。在每个间隔，分析该面板来确定较小的(6英寸乘以6英寸)玻璃片相对于较大的(6英寸乘以7英寸)玻璃片已经从它的初始位置移动了多远(mm)。
锤击黏附力(pummeladhesion)是可以用于描述本文公开的夹层的另一参数。锤击黏附力测试测量了层合体架构中玻璃到夹层的黏附力水平。夹层到玻璃的黏附力对于玻璃-夹层结构的耐冲击性和长期稳定性具有很大的影响。在这个测试中，层合体冷却到0°f(-18℃)并用1lb.(0.45kg)的锤子在钢板上以45°角锤击。然后允许该样品达到室温，然后移除没有黏附到夹层上的全部破碎的玻璃。将剩余黏附到夹层上的玻璃的量与一组标准来目视比较。该标准对应于这样的级别，其中是玻璃保留黏附到夹层上的不同程度。例如在0锤击标准时，基本上没有玻璃剩余黏附到夹层上。另一方面，在10的锤击标准时，基本上100％的玻璃保留黏附到夹层上。对于相似样本，将锤击值分组和平均。所报告的值说明所述组的平均锤击值和不同表面的锤击黏附力等级的最大范围。本文所述的夹层的锤击黏附力等级可以是2或者更大，或者9或者更小，或者大约2-大约9.
除了增强的刚度和冲击性能之外，根据本发明实施例的夹层还表现出合适的光学性质，所述光学性质可根据最终的目的(end)用途而变化。透明度是用来描述本文所述夹层的光学性能的一种参数，并且可以通过测量雾度值或百分比来测定。雾度值代表了与入射光对比，被样品散射的光的量化。用于测定雾度值的测试是用雾度计——例如市售自hunterassociates(弗吉尼亚州，里斯顿新城)的d25型雾度计(modeld25hazemeter)——在聚合物样品上进行的，该聚合物样品已经层合在两片透明玻璃之间，每片的厚度是2.3mm。
当夹层用于期望高水平光学透明度(clarity)的多层面板(例如，诸如在透明窗或者挡风玻璃中)时，该夹层可以是透明的(transparent)或者几乎透明的。在一些实施例中，本发明的夹层的雾度值可小于大约3％，小于大约2％，小于大约1％，是根据astmd1003-61(1977重新核准)–程序b，使用c光源以2度观察角测量的。在其他实施例中，当雾度不太重要时，该夹层的雾度值可以较高，例如，诸如至少大约25％，至少大约30％，或者至少大约40％。
用于测定光学性能的另一参数是百分比视觉透过率(percentvisualtransmittance，％tvis)，是在市售自hunterassociates(弗吉尼亚州，里斯顿新城)的hunterlabultrascanxe上测量的。该值可以通过分析聚合物样品获得，该聚合物样品已经层合在两片透明玻璃之间，每片的厚度是2.3mm(市售自宾夕法尼亚州的匹兹堡玻璃工厂(pittsburghglassworks))。在一些实施例中，当期望透明的多层面板时，本发明的夹层的百分比视觉透过率可以是至少大约80％、至少大约81％、至少大约82％、至少大约83％、至少大约84％、至少大约85％、至少大约85.5％、至少大约86％、至少大约86.5％、至少大约87％、至少大约87.5％、或者至少大约88％、至少大约88.5％或者更高。
在实施例中，当夹层的透明度(transparency)和/或雾度不那么重要时，夹层或者由夹层形成的面板可以是半透明的，至少部分不透明的，或者完全不透明的。这样的面板的应用实例包括调光玻璃(privacyglass)或者其他类似的目的应用。根据一些实施例，这样的夹层的雾度值例如可以大于大约30％。替代性地或者另外地，夹层的视觉透过率可以是至少大约2％，至少大约5％，至少大约10％，和/或，不大于大约40％，不大于大约35％，或者不大于大约30％。另外，在一些实施例中，本文所述的夹层的反射率(％r)可以大于5％，至少大约10％，或者至少大约15％，和/或，不大于大约50％，不大于大约45％，或者不大于大约40％，是根据astme-1164测量的。取决于具体的目的应用，反射率、透过率和雾度的其他值也会是可能的。此外，反射率、透过率及雾度的水平可以根据任何合适的方法来控制，包括，例如，包含添加剂、着色剂、染料和其他类似的组分。
替代性地或者另外地，本文所述的层和夹层的杂色(mottle)值可以不大于4，不大于3，不大于2，或者不大于大约1。杂色是光学品质的另一度量，是作为纹理或者颗粒度来检测的。杂色是一种可见的视觉缺陷——如果纹理或者颗粒度水平过高或者过于严重，由此引起令人反感的视觉外观。通过将测试层合体的阴影图投影与一组标准层合体阴影图并排定性比较来评价和分类杂色，所述一组标准层合体阴影图代表了1-4范围的杂色值的系列或级别，1表示低杂色标准(即，低混乱数)和4表示高杂色标准(即，高混乱数)。高杂色通常被认为是令人反感的，特别是在汽车和建筑应用中。可选地，使用具有0杂色(没有杂色)单层夹层的范例层合体以便于评价这样的测试层合体：其杂色等级低于标准组的级别，例如低于等级1。表现出类似于0杂色层合体的阴影图投影的测试层合体被评价为杂色等级是0。
当夹层包括两种或者更多种树脂，包括例如两种或者更多种聚(乙烯醇缩醛)树脂时，可以匹配每种树脂的折射率(ri)以防止雾度或者其他光学缺陷出现在所形成的夹层中。同样，当夹层包括两个或者更多个层，包括例如两个或者更多个聚(乙烯醇缩醛)层时，可以匹配每个层的折射率(ri)以防止雾度或者其他光学缺陷出现在所形成的夹层中。在一些实施例中，可以选择聚合物树脂，以使得所述聚合物各自的折射率之间的最大差值小于0.010单位。例如，如果夹层包括三种聚合物树脂，则第一树脂的折射率和第二树脂的折射率之间的差值，第二树脂的折射率和第三树脂的折射率之间的差值，以及第一树脂的折射率和第三树脂的折射率之间的差值，将各小于0.010。在一些实施例中，可以在夹层的至少一个聚合物层中包括一种或多种ri平衡剂，来帮助促进不同的聚合物和/或不同的层的ri匹配。在一些实施例中，ri平衡剂可以包括上面所列的至少一种高折射率增塑剂，而在其他实施例中，ri平衡剂可以是另一组分，例如，诸如选自下面构成的组的固体添加剂：聚己二酸酯、分子量小于2500的聚苯乙烯、环氧化物、邻苯二甲酸酯、苯甲酸酯及其组合。
本发明的夹层可以根据任何合适的方法形成。示例性的方法可以包括但不限于：溶液流延、压塑、注塑、熔体挤出、熔喷及其组合。包括两个或者更多个聚合物层的多层夹层也可以根据任何合适的方法来生产，例如，诸如，共挤出、吹塑膜、熔喷、浸涂、溶液涂覆、刀涂、叶片涂覆、气刀涂覆、印刷、粉末涂覆、喷涂、层合及其组合。
根据本发明的不同的实施例，层或者夹层可以通过挤出或者共挤出来形成。在一种挤出方法中，前述的一种或多种热塑性树脂、增塑剂以及可选地，一种或多种添加剂，可以预混并供入挤出装置中。该挤出装置配置为来赋予热塑性组合物以具体的轮廓形状，以产生挤出的片。该挤出的片，整个处于高温和高黏性，然后可以使之冷却来形成聚合物片。一旦所述片已经冷却并凝固(set)，它可以被切割和卷起，用于随后的存储、运输和/或用作夹层。
共挤出是同时挤出多层聚合物材料的方法。通常，这种类型的挤出使用了两个或者更多个挤出机来熔融并传送稳定体积通过量的不同热塑性熔体(黏度或其他性质不同)穿过共挤出模具成为期望的最终形式。在共挤出方法中离开挤出模具的多个聚合物层的厚度通常可以通过调节熔体穿过挤出模具的相对速度以及通过加工每个熔融热塑性树脂材料的各个挤出机的尺寸来控制。
根据本发明不同实施例的夹层的整体平均厚度可以是至少大约10、至少大约15、至少大约20、至少大约25、至少大约30、或者至少大约35密耳，和/或，不大于大约120、不大于大约100、不大于大约90、不大于大约75、不大于大约60、不大于大约50、不大于大约45、不大于大约40、不大于大约35、不大于大约32密耳，虽然取决于应用和期望性质其他厚度也是可能的。如果夹层没有层合在两个基底之间，则它的平均厚度，可以通过使用卡尺或者其他等价装置直接测量该夹层的厚度来确定。如果所述夹层层合在两个基底之间，则它的厚度可以通过将基底的合计厚度从多层面板的总厚度中减去来确定。虽然上面提及单个夹层的厚度，但是应当理解两个或者更多个单个夹层可以堆叠或者组装在一起来形成厚度更大的复合夹层，该复合夹层然后可以层合在不同类型的基底之间以用于某些目的用途应用。
在一些实施例中，一个或多个聚合物层的平均厚度可以是至少大约1、至少大约2、至少大约3、至少大约4、至少大约5、至少大约6、至少大约7、至少大约8、至少大约9或者至少大约10密耳。另外或者替代性地，本文所述夹层中的一个或多个聚合物层的平均厚度可以不大于大约25、不大于大约20、不大于大约15、不大于大约12、不大于大约10、不大于大约8、不大于大约6或者不大于大约5密耳。
当夹层包括两个或者更多个玻璃化转变温度不同的层时，玻璃化转变温度最高的层(即，“最硬的层”)的平均厚度与玻璃化转变温度最低的层(即，“最软的层”)的平均厚度之比可以是至少大约0.5：1，至少大约0.75：1，至少大约1：1，至少大约2：1，至少大约3：1，至少大约4：1，至少大约5：1，至少大约8：1，至少大约10：1，至少大约15：1，至少大约20：1，至少大约25：1，至少大约50：1，至少大约75：1，或者至少大约100：1，和/或，不大于大约1000：1，不大于大约750：1，不大于大约500：1，不大于大约300：1，不大于大约250：1，不大于大约150：1，不大于大约100：1，不大于大约50：1，不大于大约25：1，不大于大约15：1，不大于大约10：1，不大于大约5：1，或者不大于大约2：1。夹层包括大于一种“软”层和/或大于一种“硬”层时，全部硬层的合计平均厚度与全部软层的合计平均厚度之比也可以落入上述一个或多个范围内。
在一些实施例中，聚合物层或者夹层可以包含平坦聚合物层，平坦聚合物层沿着该片的长度具有基本上相同的厚度。在其他实施例中，夹层的一个或多个层可以是楔形的或者可以具有楔形轮廓，这样，该夹层的厚度沿着片的长度变化，并且所述层或者夹层一边的厚度大于另一边。当夹层是多层夹层时，该夹层的至少一个、至少两个或者至少三个层可以是楔形的。
夹层可以是锥形夹层，包括不同厚度的锥形(tapered)区。锥形区可以形成夹层的仅仅一部分，或者整个夹层可以是锥形的。当整个夹层是锥形时，锥形区宽度等于夹层宽度，并且锥形区的第一和第二边界分别位于第一和第二端边缘处。夹层可以包括整个从夹层的第一端边缘延伸到夹层的第二端边缘的锥形区。夹层可以具有恒定的楔角
锥形夹层可以包括一个或多个恒定角度的锥形区，每个的宽度小于整个锥形区的整体宽度。每个锥形区的楔角可以与整个锥形区的整体楔角相同或者不同。例如，锥形区可以包括1、2、3、4、5或者更多个恒定角度的锥形区。当采用多个恒定角度的锥形区时，这些恒定角度锥形区可以通过可变角度锥形区彼此隔开，可变角度锥形区用作相邻的恒定角度锥形区之间过渡。
在某些实施例中，每个恒定角度锥形区的宽度可以是至少大约2、至少大约5、至少大约10、至少大约15或者至少大约20cm，和/或，不大于大约150、不大于大约100或者不大于大约50cm。在某些实施例中，每个恒定角度锥形区的宽度与整个锥形区的整体宽度之比可以是至少大约0.1：1，至少大约0.2：1，至少大约0.3：1或者至少大约0.4：1，和/或，不大于大约0.9：1，不大于大约0.8：1，不大于大约0.7：1，不大于大约0.6：1，或者不大于大约0.5：1。
在某些实施例中，每个恒定角度锥形区的楔角可以是至少大约0.13、至少大约0.15、至少大约0.20、至少大约0.25、至少大约0.30、至少大约0.35、至少大约0.40mrad，和/或，不大于大约1.2、不大于大约1.0、不大于大约0.90、不大于大约0.85、不大于大约0.80、不大于大约0.75、不大于大约0.70、不大于大约0.65或者不大于大约0.60mrad。此外，每个恒定角度锥形区的楔角可以在0.13-1.2mrad、0.25-0.75mrad或者0.40-0.60mrad的范围内。在某些实施例中，至少一个恒定角度锥形区的楔角比整个锥形区的整体楔角大了至少大约0.01、至少大约0.05、至少大约0.10、至少大约0.20、至少大约0.30或者至少大约0.40mrad。在某些实施例中，至少一个恒定角度锥形区的楔角比整个锥形区的整体楔角小了至少大约0.01、至少大约0.05、至少大约0.10、至少大约0.20、至少大约0.30或者至少大约0.40mrad。在某些实施例中，至少一个恒定角度锥形区的楔角比整个锥形区的整体楔角大了不大于大约0.40、不大于大约0.30、不大于大约0.20、不大于大约0.10、不大于大约0.05或者不大于大约0.01mrad。在某些实施例中，至少一个恒定角度锥形区的楔角比整个锥形区的整体楔角小了不大于大约0.40、不大于大约0.30、不大于大约0.20、不大于大约0.10、不大于大约0.05或者不大于大约0.01mrad。
根据本发明不同实施例的夹层可用于多层面板，该多层面板包含夹层和该夹层层合到其上的至少一个基底。可以使用任何合适的基底，并且在一些实施例中可以选自玻璃、聚碳酸酯、亚克力及其组合构成的组。通常，多层面板中的基底不是由热塑性聚合物材料形成，反而是由更刚性并且通常透明的材料——例如上面所列的那些——形成。但是在其他实施例中，多层面板可以包括仅仅一个刚性基底、一个夹层和位于该层或者夹层上的至少一个聚合物膜，形成了被称作“双层”的多层面板。在一些实施例中，双层中所用的夹层可以包括多层夹层，而在其他实施例中，可以使用单片夹层。在其他实施例中，聚合物膜可以包括在具有两个硬质基底的多层面板中，其中该聚合物膜可以处于两层夹层之间，例如封装在两层夹层之间。在本文所述的多层面板中使用聚合物膜可增强最终面板的光学特性，同时还提供其他性能的改进，例如红外吸收。聚合物膜与聚合物层或夹层的不同在于该膜单独无法提供必需的防穿透性和玻璃保持性质。聚合物膜通常薄于所述片，以及通常厚度可以是0.001-0.25mm。聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(“pet”)是用于形成聚合物膜的材料的一个例子。合适的双层架构的例子包括：(玻璃)//(夹层)//(膜)，以及(玻璃)//(夹层)//(涂覆的膜)。其他不是双层的架构(其中可以使用聚合物膜)的例子包括：(玻璃)//(夹层)//(膜)//(夹层)//(玻璃)，以及(玻璃)//(夹层)//(膜)//(多层夹层)//(玻璃)，其中该聚合物膜可以具有涂层或者任何其他功能层，如前所述。
本发明的夹层最常用于包含两个基底——例如诸如一对玻璃片——的多层面板中，该夹层设置在这两个基底之间。一个这样的架构的例子将是：(玻璃)//(夹层)//(玻璃)，其中该夹层可以包括本文所述的单片夹层或者多层夹层。如前所述，如果期望，该架构还可以包括一个或多个聚合物膜，并且每个夹层可以根据期望而是单片夹层或者多层夹层。基底的厚度的范围可以是0.5mm-5mm或者更大，并且每个面板的厚度可以相同，或者这些面板的厚度可以不同。
典型的玻璃层合方法包含下面的步骤：(1)组装两个基底和夹层；(2)经由ir辐射或者对流装置加热该组合体短暂的第一时间段；(3)将该组合体送入压力压料辊(pressureniproll)进行第一次脱气；(4)将该组合体加热短暂一段时间(例如加热到大约60℃-大约120℃)以给予组合体足够的临时黏附力来密封夹层边缘；(5)将该组合体送入第二压力压料辊来进一步密封夹层边缘以及允许进一步处理；以及(6)取决于实际使用的架构和材料，在合适的温度(例如135℃-150℃)和压力(例如150psig-200psig)下，将该组合体高压釜处理合适的时间(例如大约30-90分钟)。如根据上面的步骤(2)到(5)的一个实施例所述，其他使该夹层-玻璃界面脱气的方法包括真空袋和真空环方法，并且二者都可以用于形成本文所述的本发明的夹层。
面板可以用于多种目的用途应用，包括，例如：用于汽车、铁路、海运或者飞机的挡风玻璃和窗户，房屋或者运动场中的结构建筑面板，装饰性建筑面板，飓风玻璃，防弹玻璃，以及其他类似的应用。根据本发明实施例的面板的合适建筑应用的例子可以包括但不限于：室内或者室外楼梯或者平台、人行道或者人行道天窗、栏杆、幕墙、地板材料、阳台、单侧阳台、天蓬、支撑梁、玻璃翅片(可以是装饰性的和/或支撑结构)、支撑柱、窗户、门、天窗、保密屏幕、淋浴门等。
下面的实例旨在说明本发明以教导本领域普通技术人员来制造和使用本发明的不同的实施例，并非打算以任何方式限制本发明的范围。
实例
实例1
通过将三个不同的60密耳厚的单片夹层层合在两个2.3mm厚的玻璃片之间形成了对比面板cp-1至cp-3，这些单片夹层是由残留羟基含量是大约18.7wt％、用不同量的3geh增塑剂(如表1所示)塑化的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂形成的。根据ansi/saez26.1-1996在大约70°f的温度下测量对比面板cp-1至cp-3中每一个的平均断裂高度。结果提供在下表1中。
如上面表1中平均断裂高度从面板cp-1的19降低到面板cp-3的10所示，单独降低聚合物夹层的增塑剂含量来增加它的玻璃化转变温度产生了这样的多层面板：表现出较低的耐冲击性，因此是更脆的面板。随着增塑剂水平从20phr降低到15phr降低到10phr，玻璃化转变温度成功地从43增加到50增加到56，但是当增塑剂水平从20phr降低到10phr时，面板的冲击强度(通过平均断裂高度(meanbreakheight，“mbh”)来度量)明显降低(从19英尺到10英尺，几乎降低一半)。进一步的改进是必需的，以增加夹层的玻璃化转变温度而不损失冲击强度。
实例2
以与上面实例1中所述的类似的方式，通过在两个2.3mm厚的透明玻璃片之间层合两个30密耳厚的单片夹层形成了对比面板(cp-4)，每个单片夹层是由残留羟基含量大约是18.7wt％、用20phr的3geh增塑剂塑化的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂形成的。以类似的方式形成了公开面板dp-1和dp-2，除了所用的夹层是三层夹层，该三层夹层具有相对软的外聚合物层夹着较硬的内聚合物层。公开面板dp-1和dp-2各包括具有一对15密耳厚的外层和一个20密耳厚的内层的夹层，外层由残留羟基含量大约是18.7wt％并且用30phr(dp-1)或者20phr(dp-2)的3geh增塑剂塑化的聚(乙烯醇缩丁醛)形成，内层由残留羟基含量大约是21.5wt％并且用10phr的3geh增塑剂塑化的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂形成。
用于形成面板dp-1、dp-2和cp-4的夹层中的每一个的具体构造汇总在下表2中。根据ansi/saez26.1-1996在大约70°f的温度下测量了面板中每一个的平均断裂高度，结果提供在下表2中。
*在40英尺时没有断裂
如上表2所示，公开面板dp-1和dp-2表现出比与对比面板cp-4更好的冲击强度——如更大的mbh值所示的，其中，公开面板dp-1和dp-2含有50密耳厚的三层夹层，该三层夹层具有较硬的内层；对比面板cp-4是使用一对相同组成的单层夹层以产生60密耳厚的夹层(当层合时，实际上是60密耳厚的单片夹层)来形成的。用于形成公开面板dp-1和dp-2的夹层整体上薄(50密耳)于用于形成对比面板cp-4的夹层(60密耳)，但是它们的冲击性能明显更好——如高得多的mbh值所示的。dp-1中的平均增塑剂水平是22phr，dp-2中的平均增塑剂水平是16phr。
实例3
通过将30密耳厚的单片夹层层合在两片2.3mm厚的透明玻璃之间形成了另一对比面板cp-5，该单片夹层是由残留羟基含量大约是18.7wt％、用20phr的3geh增塑剂塑化的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂形成的。类似地，通过以类似方式将不同的多层(三层)夹层组合层合在两个2.3mm厚的透明玻璃片之间形成了另外的公开面板dp-3、dp-3*和dp-4。该三层夹层具有外层和内层，外层和内层包含具有不同残留羟基含量水平和不同增塑剂水平的树脂。用来形成公开面板dp-3、dp-3*和dp-45的三层夹层中每一个的具体构造汇总在下表3中。然后根据ansi/saez26.1-1996在大约70°f的温度下测量对比面板cp-5和公开面板dp-3、dp-3*和dp-4中每一个的mbh和在50℃的三点弯曲刚度(而非室温，根据astmd790)。这些测试的结果提供在下表3中。
*dp-3*是与dp-3同时制造的，但是在测试前于室温下老化了一个月以测定老化对样品的影响。
如表3所示，通过改变三层夹层的外(皮)层和内(芯)层的组成可以明显增加冲击水平(如通过mbh所示)。dp-3、dp-3*和dp-4是在皮层和芯层中使用不同羟基水平的pvb成分来制造的，产生了与芯成分相比较软的皮层。对比面板cp-5，具有单片的30密耳厚的夹层(该夹层具有20phr的增塑剂和残留羟基水平大约是18.7wt％的树脂)，mbh是差不多18英尺。公开面板dp-3、dp-3*和dp-4是在皮层和芯层上由残留羟基水平不同的夹层制造的，公开面板dp-3、dp-3*和dp-4与cp-5的平均增塑剂负载量相同，整体厚度相同，在50℃测量的弯曲刚度类似，mbh值全部更高(分别是21、23和24英尺)。
实例4
通过将30密耳厚的单片夹层层合在两片2.3mm厚的透明玻璃之间形成了另外的对比面板cp-6，该单片夹层是由残留羟基含量大约18.7wt％、用15phr的3geh增塑剂塑化的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂形成的。类似地，通过以类似方式将不同的多层(三层)夹层组合层合在两个2.3mm厚的透明玻璃片之间形成了另外的公开面板dp-5至dp-9。这些三层夹层具有外层和内层，外层和内层包含具有不同残留羟基含量水平和不同增塑剂水平的树脂。但是，这些另外的公开面板dp-5至dp-9中的平均增塑剂水平保持在15phr——与对比面板cp-6相同的水平。具体构造汇总在下表4中。根据ansi/saez26.1-1996在大约70°f的温度下测量了对比面板cp-6和公开面板dp-5至dp-9中每一个的平均断裂高度。用于形成公开面板dp-5至dp-9的三层夹层中的每一个的具体构造以及测试结果提供在下表4中。
如表4所示，通过改变三层夹层的外(皮)层和内(芯)层的组成可以明显增加冲击水平(如mbh所示)。对比面板cp-6，具有30密耳厚的单片夹层，该单片夹层具有15phr的增塑剂和残留羟基水平大约18.7wt％的树脂，对比面板cp-6的平均断裂高度是大约10英尺。公开面板dp-5至dp-7以及dp-9的平均增塑剂负载量与cp-6相同，总厚度与cp-6相同，并且平均残留羟基水平一致高于cp-6，然而它们全部具有更高的mbh值——从15ft到大约22ft。dp-8的增塑剂负载量和厚度也与cp-6相同，平均残留羟基水平低于cp-6，但它的mbh也高于cp-6。公开面板dp-5至dp-9全部是在皮层中与芯层相比使用了不同羟基水平的pvb成分来制造的，产生了与芯成分相比较软的皮层。dp-5至dp-9的三层配置全部具有较软的皮层来改进冲击强度(及增加mbh)，但是具有比cp-6的单片配置更硬的芯来保持夹层的整体刚度。
实例5
如下构建和测试了另外的面板。通过将两个30密耳厚的单(单片)层夹层层合(以形成60密耳厚的夹层)到两个2.3mm厚的透明玻璃片之间形成了对比面板cp-7，所述夹层是由残留羟基含量为18.7wt％、用20phr的3geh增塑剂塑化的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂形成的。使用下面这样的夹层形成了公开面板dp-10至dp-12：该夹层包括一对外层，这一对外层是由乙烯-乙酸乙烯酯(eva)(作为vistasolar520-78市售自tpiallseasonscompany)代替聚(乙烯醇缩丁醛)树脂而形成的。外层的玻璃化转变温度(tg)是-40℃到-20℃。用于形成公开面板dp-10至dp-12的夹层的内层包括残留羟基含量为18.7wt％、用下表5所示不同量的3geh增塑剂塑化的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂。用于形成公开面板dp-10至dp-12的夹层中的每一个的具体构造汇总在下表5中。
如上表5所示，公开面板dp-10至dp-12比对比面板cp-7表现出更好的耐冲击性——如更大的平均断裂高度所示，其中，公开面板dp-10至dp-12由三层夹层形成，这些三层夹层具有较硬的内pvb层和由eva形成的外层；对比面板cp-7由单层夹层形成。实际上，公开面板dp-10至dp-12的平均断裂高度大于对比面板cp-7的平均断裂高度的两倍。
实例6
通过将由塑化的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂形成的单片夹层层合到两个2.3mm厚的玻璃片之间形成了几个更多的多层面板。使用30密耳厚的单片夹层形成了对比面板cp-8，该单片夹层包括聚(乙烯醇缩丁醛)树脂，该聚(乙烯醇缩丁醛)树脂的残留羟基含量为18.7wt％、用20phr的3geh增塑剂塑化并且玻璃化转变温度为43℃。也是以类似方式，使用30密耳厚的单片夹层形成了公开面板dp-13至dp-19，这些单片夹层各自是由具有不同的残留羟基含量和20phr的3geh增塑剂的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂形成的。用于形成公开面板dp-13至dp-19的每个夹层的玻璃化转变温度以及在50℃的剪切储能模量(g’)——根据astmd-4065测量——汇总在下表6中。根据ansi/saez26.1-1996在大约70°f的温度下测量了对比面板cp-8和公开面板dp-13至dp-19中的每一个的mbh，结果也提供在下表6中。
*nt–未测试
*要注意的是对于其中示出了g’和mbh范围的样品，是测试了多个样品，并且所述范围代表了结果的跨度(从低到高的结果)
表6表明随着残留羟基含量增加，tg和g’也增加，但是冲击性能(mbh所示)得以保持，并没有——像通常对具有较高的tg值及50℃下g’值的样品所预期的那样——损失。将公开面板dp-13至dp-19与对比面板cp-8比较，表明可以使用具有明显更高的tg及50℃下g’的单片来生产具有类似mbh值的面板。
实例7
以像前面所述的类似的方式，通过将不同的30密耳厚的单片夹层层合在两片2.3mm厚的玻璃之间形成了对比面板cp-9和公开面板dp-20至dp-22。对比面板cp-9是使用这样的夹层形成的：该夹层是由残留羟基含量为24wt％、用15phr的3geh增塑剂塑化的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂形成的。公开面板dp-20至dp-22是由两种(dp-20和dp-21)或者三种(dp-22)聚(乙烯醇缩丁醛)树脂的不同共混物形成的，每种聚(乙烯醇缩丁醛)树脂的残留羟基含量不同。共混物(在用于形成dp-20至dp-22的夹层内)里的树脂中的每一种的量和残留羟基含量汇总在下表7中。根据ansi/saez26.1-1996在大约70°f的温度下测量了这些面板中每一个的mbh，结果也提供在下表7中。
如上表7所示，将一种或多种羟基含量较低的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂与至少一种残留羟基含量较高的聚(乙烯醇缩丁醛)共混可以帮助增加由共混的夹层成分所形成的多层面板的冲击强度(如mbh所示)。此外，如比较公开面板dp-20至dp-22中的每一个的mbh值所表明的，使用具有不同残留羟基水平的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂的共混物可以正面影响及改进所形成的面板的冲击性能。另外，将残留羟基含量水平不同的三种树脂共混产生了协同效应，并且提供了mbh最高的面板——与具有仅用一种或者两种树脂的夹层的面板在相同的厚度和增塑剂水平下。
实例8
由于建筑应用——例如窗户和门——经常需要较硬的夹层，因此在具有不同皮层和芯厚度的构造以及残留羟基水平不同的树脂的面板上进行飓风冲击测试。这些面板是以与前面的实例中所述的相同的方式构建的。使用不同的夹层(如表8所示)构建了对比面板cp-10至cp-13以及公开面板dp-23。多层夹层是通过将三个各自30密耳(0.030英寸)的多层(三层)共挤出片组装以形成一个90密耳(0.090英寸)厚的片来制造的，而包含单片夹层的面板是通过将三个各自30密耳(0.030英寸)的单片组装以形成一个90密耳(0.090英寸)厚的片来制造的。
表8所示的面板然后测试了冲击(mbh，en126001b1和飓风测试)和室温三点弯曲刚度(astmd790)，并且结果示出在下表9中。
表9显示了虽然全部面板(具有90密耳(0.090英寸)厚的夹层)通过了n126001b1冲击测试并且mbh值在16-21英尺之间，但是样品中仅有两个通过了飓风冲击测试要求(cp-11和dp-23)。对比面板cp-11通过了，但是具有非常低的弯曲刚度61n/mm，它将不适于还要求结构性能的应用中，而公开面板dp-23具有明显更高的弯曲刚度130n/mm以及21英尺的mbh。将cp-13与dp-23比较，其中三层是在皮层和芯层中使用相同的树脂共挤出的，具有不同的增塑剂水平。公开面板dp-23具有较软的皮层(30phr增塑剂)，通过了两种冲击测试，mbh是21英尺；而对比面板cp-13具有较硬的皮层(20phr增塑剂)，没有通过飓风冲击测试，mbh较低(19英尺)。另外，cp-13的弯曲刚度是非常高的(250n/mm)，所以对比面板cp-13比公开面板dp-23硬得多。
另外的对比面板cp-14和cp-15以及公开面板dp-24至dp-29以与前述相同的方法构建和测试了飓风冲击。具体的夹层、面板架构和冲击测试结果(通过/没有通过)显示在下表10中。
表10表明可以生产用三层制造的面板，以使得该面板通过飓风冲击测试，所述三层具有芯层和皮层，芯层具有较高的残留羟基水平含量和较低的增塑剂水平，皮层是由较低残留羟基水平的树脂和较高水平的增塑剂制成的。将对比面板cp-14和cp-15与公开面板dp-24至dp-29进行比较。面板cp-14是由三个单片层制成的，这三个单片层包含与所公开的面板的芯层中所用的相同的(高oh)pvb树脂，而面板cp-15是由三个单片层制成的，这三个单片层包含与公开面板的皮层中所用的相同的(较低oh)pvb树脂。对比面板cp-14和cp-15都没有通过飓风冲击测试，而公开面板dp-24至dp-29(组合了由不同的树脂和增塑剂的量制成的不同厚度的皮层和芯层)全部通过了飓风冲击测试。另外，公开面板dp-24、dp-25、dp-28和dp-29全部具有较低的整体夹层厚度(75密耳vs.90密耳)而仍然通过了飓风冲击测试。通过将两种或者更多种不同羟基水平和较低增塑剂水平的树脂组合在芯层中，可以制造具有期望的结构性质和冲击性能的面板。
实例9
以与上面所述的类似的方式，通过将不同的夹层层合在两片2.3mm厚的玻璃之间形成了对比面板cp-16至cp-19和公开面板dp-30至dp-35。对比面板cp-16和cp-17是市售飓风pvb(saflextmstorm或者saflextmvs02飓风pvb夹层，具有复合夹层，该复合夹层是两个35密耳的pvb层(18.7wt％oh和30phr的3geh增塑剂)封装一个7密耳的pet层)的对照样品。对比面板cp-18至cp-20是使用两个30密耳的pvb层(27.8wt％oh和20phr的3geh增塑剂)作为外层(层b)和两个15密耳的pvb层(18.7wt％oh和30phr的3geh增塑剂)作为内层(层a)形成的，以具有90密耳厚的baab架构。公开的面板dp-30至dp-35是以表11所示组合由层a和层b(前述)的不同组合形成的，以形成90密耳厚的夹层。在具有较硬和较软的皮层(或外层)和内层的不同构造的面板上进行飓风冲击测试。结果显示在下表11中。
*1-发射物完全穿透的劣品
*2-(2)1”x1”裂缝
表11表明可以生产用至少一个较软的皮层(即，层a)制成的面板，以使得该面板通过飓风冲击测试。将对比面板cp-18至cp-20与公开面板dp-30至dp-35进行比较。面板cp-18至cp-20是由与公开面板dp-30至dp-35中所用的相同的层(a和b)制成的，但是它们是以不同的次序层叠的并且具有较硬的层(“b”层)作为外层(或皮层)，而面板dp-30至dp-35制造为使得外层(或皮层)中的至少一个是较软的(“a”层)，并且在一些情况下，两个外层都是较软的(“a”层)。对比面板cp-16和cp-17是75密耳厚的飓风pvb夹层的对照样品，并且都通过了飓风冲击测试。对比面板cp-18至cp-20全部没有通过飓风冲击测试，而公开面板dp-30到dp-35(具有不同的皮层和芯层的组合——有至少一个较软的皮层)全部通过飓风冲击测试。具有其中两个外层都包含较软的层的夹层构造的面板(dp-30和dp-31)，以及具有其中一个外层是较软的层的夹层构造的面板全部通过了飓风冲击测试。另外，如比较面板dp-32和dp-33与dp-34和dp-35所示的，较软层的定向(是最接近受冲击的侧面还是最远离受冲击的侧面)是没有关系的，因为两种构造(abab和baba定向)都通过了飓风冲击测试。
并非打算将本发明限制到作为预期实施本发明的最佳模式而公开的那些具体实施例，而是本发明将包括落入所附加权利要求范围内的全部实施例。
将进一步理解在相容之处，对于本发明的任何单个组分所给出的任何范围、值或者特征可以与对本发明的其他组分所给出的任何范围、值或者特征互换使用，来形成具有对于每个组分的限定值的实施例，如本申请全文所给出的。