多层聚合物片材和由其制备的轻量层合体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及多层聚合物片材和由其制备的轻量层合体。该层合体还具有改善的隔 音特性。
【背景技术】
[0002] 本说明书中引用了若干份专利和出版物以更全面地描述本发明所属的现有技术 水平。这些专利和出版物各自的全部公开内容均以引用方式并入本文。
[0003] 用于安全玻璃应用的玻璃层合制品的特征在于高抗冲击性和耐穿透性。这些在破 碎时不飞溅玻璃碎片和碎肩的层合体，通常由两块玻璃片材或平板与聚合物膜或片材的夹 层粘结在一起的夹心板构成，所述夹层布置在两块玻璃片材之间。这两块玻璃片材中的一 者或两者均可被光学透明的刚性聚合物片材替换，例如由聚碳酸酯材料制成的片材。安全 玻璃已进一步演变为包括多层玻璃片材(或代替玻璃使用的光学透明的刚性聚合物片材）， 它们通过聚合物膜或片材的夹层粘结在一起。
[0004] 夹层通常由相对较厚的聚合物膜或片材制成，它们表现出韧性和可粘结性以便在 发生断裂或破碎的情况下为玻璃提供粘合力。多年以来，人们开发出了用于制备层合产品 的多种聚合物夹层。一般来讲，这些聚合物夹层必须具有多种特性的组合，包括:极高的光 学透明度(低雾度）、高抗冲击性、高耐穿透性、优异的耐紫外线性能、良好的长期热稳定性、 与玻璃和其它刚性聚合物片材之间的优异粘合力、低紫外线透射比、低吸潮性、高防潮性、 优异的长期耐侯性以及其它要求。目前广泛使用的夹层材料包括复合多组分组合物，它们 基于聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、线性低密度聚乙烯(优选地茂金 属催化的）、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、聚合脂肪酸聚酰胺、聚酯树脂，诸如聚对苯二甲酸乙二 醇酯、硅氧烷弹性体、环氧树脂、弹性体聚碳酸酯、离聚物等。
[0005] 这种趋势中的一部分已经将共聚乙烯离聚物树脂用作玻璃层合体夹层材料。此类 离聚物树脂提供比对于其它常用夹层材料，诸如聚乙烯醇缩丁醛和乙烯-乙酸乙烯酯材料 所发现的显著更高的强度。参见例如美国专利3,344,014;4,663,228;4,668,574;4,799， 346 ;5,002,820和5,763,062;以及国际专利申请公布1099/58334和恥2004/011755。此外， 在提供具有改善的透明度的离聚物树脂方面也取得了进步。参见，例如美国专利8,399,096 和8,399,097。
[0006] 现有技术已经描述了包括离聚物夹层材料的多层层合构造。例如，Clock等人在美 国专利3,762,988中描述了玻璃层合体多层夹层，其具有已经被金属离子或胺中和的聚（乙 烯-共聚-甲基丙烯酸)材料作为芯层和负荷分配层。Friedman等人在美国专利6,432,522中 描述了包括夹层膜的光学透明窗用玻璃，所述夹层膜包括至少两个聚合物膜层:具有至少 25,000psi的模量的芯层，其可以为离聚物材料，和具有15,000psi的最大模量的表面膜层。 Vogel等人在美国专利申请公布2002/0055006和2005/0106386中描述了多层膜或片材，其 包括:a)第一共挤出的聚合物层，其基本上由离聚物组成，和b)至少一个共挤出的第二聚合 物层，其选自离聚物、离聚物-聚乙烯共混物和离聚物-聚酰胺共混物。Roberts等人在美国 专利申请公布2005/0136263中描述了柔性窗，其包括透明的多层片材，所述透明多层片材 依次包括由基本上不含增塑剂的聚合物材料形成的透明柔性基底层，所述聚合物材料可包 含离聚物，和具有比透明柔性基底层大的耐磨性的第一透明柔性保护层。透明的多层片材 是足够柔性的以卷绕成圆筒形状但不断裂或破碎。Durbin等人在国际专利申请公布WO 01/ 60604中描述了层合窗用玻璃，其包括透明柔性塑料，所述柔性透明塑料反射红外线辐射并 粘结在离聚物树脂层片和具有比离聚物层高的粘度的聚合物材料层片之间。Samuels等人 在美国专利8，101，267中描述了包封材料，所述包封材料包括三个离聚物材料层，其中中间 离聚物层的模量低于外层中离聚物材料的模量。Lenges等人在美国专利申请公布2012/ 0067420A11和美国专利8,080,728中描述了三层夹层，其具有两个离聚物外层和非离聚物 中间层。
[0007] 公众不断要求优于上述安全性和强度特性的层合玻璃制品的更多功能。例如，期 望玻璃层合体用作隔音件，以降低侵入玻璃层合体所附接的结构诸如建筑物和汽车中的噪 音水平。隔音层合玻璃一般是本领域中已知的并已描述于例如，美国专利5,190,826;5， 340,654；5,368,917；5,464,659；5,478,615；5,773,102；6,074,732；6,119,807；6,132, 882 ;6,432,522;和6,825,255;以及国际专利申请公布恥01/19747和恥2004/039581中。隔 音玻璃层合体通常包括低模量、重增塑聚（乙烯醇缩醛)片材。然而，由此类材料制备的层合 体遭受与低耐穿透性相关的缺点。例如，隔音层合体可不具有足够强度或刚度来用作安全 层合体。
[0008] 由前述显而易见的是仍然需要夹层片材和轻量层合体，其提供改善的隔音特性， 同时保持通常认为是安全玻璃性能所必要的高透明性、粘附性、耐耐穿透、刚度和强度。
【发明内容】
[0009] 因此，本文提供了包括三个层的多层聚合物片材。所述多层聚合物片材的两个外 层包含离聚物组合物并且定位在多层聚合物片材的内层的任一侧上。所述内层包含乙烯_ 乙酸乙烯酯组合物。优选地，包含离聚物的外层的厚度介于约0.1mm和约1.5mm之间。另外， 优选地，包含乙稀-乙酸乙稀酯的内层的厚度介于约0.1mm和约1.5mm之间，并且多层聚合物 片材的总厚度介于约0.3mm和约2.0mm之间。包含离聚物的外层可以为例如，二聚物或三元 聚合物的离聚物。
[0010] 本发明还提供一种层合体，其包括多层聚合物片材和至少一个附加层。在优选的 层合体中，多层聚合物片材置于两个玻璃层之间并层合以形成多层聚合物层合体;每个玻 璃层的厚度介于约0.5mm和约2.0mm之间；并且所述多层聚合物层合体的总厚度介于约 1 · 5mm和约7 · 0mm之间。优选的层合体表现出如通过ASTM E314所测量的大于25的声音传播 等级；或如通过ASTM C158所测量的约3 · 0mm至约5 · 0mm的有效弯曲刚度。还优选地，层合体 具有比相当厚度和抗弯强度的整体玻璃低的面密度。
【具体实施方式】
[0011] 在本文中使用下列定义来进一步定义和描述本公开。除非在特定情况下另有限 定，否则这些定义适用于本说明书中通篇所用的术语。
[0012] 除非另外定义，否则本文所用的所有技术和科学术语的含义均与本发明所属领域 的普通技术人员通常理解的一样。如发生矛盾，则以本说明书及其所包括的定义为准。
[0013] 除非另有明确说明，否则在限定的环境下，本文所用的所有百分比、份数、比率等 量均由重量限定。
[0014] 当材料、方法、或机械用术语"本领域的技术人员已知的"、"常规的"或同义的单词 或短语在本文中描述时，该术语表示在提交本专利申请时常规的材料、方法、或机械涵盖于 该描述中。同样涵盖于该描述中的是，目前不常规的但是当适用于相似目的时将成为本领 域公认的材料、方法和机械。
[0015] 如本文所用，术语"含有"、"包括"、"包含"、"特征在于"、"具有"或其任何其它变型 旨在涵盖非排他性的包含。例如，包括要素列表的工艺、方法、制品或设备不必仅限于那些 要素，而是可以包括未明确列出的或该工艺、方法、制品或设备所固有的其它要素。
[0016] 连接短语"由......组成"不包括未在权利要求中指定的任何要素、步骤或成分， 从而将权利要求限定为只包括列出的那些材料，而不含除杂质外通常与其相关的那些物 项。当短语"由......组成"出现在权利要求的主体的子句中，而非紧接前序时，其仅限制在 该子句中提到的要素;其它要素不作为整体从权利要求中被排除。
[0017]连接短语"基本上由......组成"将权利要求的范围限制为指定的材料或步骤，以 及不会对受权利要求书保护的发明所具有的基本特征和新型特征造成实质影响的那些材 料或步骤。"基本上由......组成"的权利要求处于以"由......组成"格式书写的封闭式权 利要求和以"包括/包含"格式起草的全开放式权利要求之间的中间地带。就术语"基本上 由......组成"来说，如本文所定义的、含量适合于此类添加剂的任选添加剂和微量杂质并 不排除于组合物。
[0018] 当使用开放式术语例如"包含"在本文中描述组合物、工艺、结构、或者组合物、工 艺或结构的一部分时，除非另有规定，否则该描述也包括"基本上由"或者"由"该组合物、工 艺、结构的要素、或者该组合物、工艺或结构的一部分的要素"组成"的实施例。
[0019] 另外，就这一点而言，为清楚起见本文描述在不同实施例的上下文中的本发明的 某些特征也可组合在单个实施例中被提供。反之，为简化起见在单个实施例的上下文中描 述的本发明的多个特征也可分别给出，或以任何子组合给出。
[0020] 冠词"一个"和"一种"可与本文所述的组合物、工艺或结构的各种要素和组分结合 使用。这只是为了方便起见，并且表示该组合物、工艺或结构的一般意义。这样的描述包括 要素或组分的"一个或至少一个/一种或至少一种"。此外，如本文所用，单数形式的冠词"一 个/ 一种"也包括多种要素或组分的描述，除非从特定上下文中可以明显看出排除复数。
[0021] 此外，除非有相反的明确说明，否则连接词"或"是指包含性的或，而不是指排他性 的或。例如，以下任何一种情况均满足条件"A或B"：A为真实(或存在）的且B为虚假(或不存 在)的，A为虚假(或不存在)的且B为真实(或存在)的，以及A和B均为真实(或存在)的。例如， 排他性的"或"在本文中是通过诸如"A或B"和"A或B中的一者"之类的术语来指定。
[0022] 术语"约"是指数量、尺寸、配方、参数、以及其它量和特性是不精确的并且不必是 精确的，但可为期望的近似值和/或较大值或较小值，从而反映公差、转换因子、四舍五入、 测量误差等、以及本领域的技术人员已知的其它因子。一般来讲，无论是否进行此类明确表 述，数量、尺寸、配方、参数或者其它量或特性均为"约"或者"近似的"。
[0023] 此外，本文所示出的范围包括它们的端点，除非另外明确表述。此外，当数量、浓 度、或者其它值或参数以范围、一个或多个优选范围或优选上限值和优选下限值的列表形 式给出时，这应当理解为具体地公开由任何范围上限值或优选值和任何范围下限值或优选 值中的任何一对所构成的所有范围，而不管该对是否被单独地公开。当定义一个范围时，本 发明的范围不限于列出的具体值。
[0024] 如本文所用，术语"烷基"单独或以组合形式使用，诸如例如"烷基基团"或"烷氧基 基团"，是指含有具有一个取代基的