[發明專利]低模量夾層

無效

• 申請號: 88103645.5
• 申請日: 1988-06-16
• 公開（公告）號: CN1010085B
• 公開（公告）日: 1990-10-24
• 發明（設計）人: 查理斯·里查德·科萊曼;索馬斯·喬治·魯卡維納
• 申請（專利權）人: PPG工業公司
• 主分類號: B32B17/10
• 分類號: B32B17/10;B32B27/40;C03C27/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳季壯

本發明通常與用于層壓透明體的聚氨酯的技術有關，更具體地講與熱塑性聚氨酯用作夾層的工藝有關。

安全玻璃是人們所熟知的玻璃夾層結構的名稱，它含有一層將兩塊玻璃板或片粘合在一起的夾層，從而使得玻璃碎時破裂的玻璃碎片的分散程度降低到最低限。這些層壓玻璃制品廣泛地使用于汽車中，該夾層必須具有許多特性，其中有：（1）很大的沖擊能量吸收性，以便使沖擊致傷降低到最低限;（2）足夠高的剪切強度和撕裂強度，以防止該夾層被破碎玻璃割裂;（3）對玻璃的足夠粘合力，以防止與玻璃接觸時發生撕裂并阻止破碎玻璃的分散;以及（4）良好的光學性能。此外，安全玻璃層壓制品還必須在這些材料所使用的很廣泛的溫度范圍內具有這些特性。

已經發現，可以采用含一塊或多塊玻璃板和特殊聚氨酯的雙層和多層層壓板構成安全玻璃，這種安全玻璃在很寬的溫度范圍內抗沖擊，可使沖擊致傷降低到最低限，是一種優于使用聚乙烯醇縮丁醛夾層的安全玻璃。

美國專利No.3，264，457（Chang等人）公開的安全玻璃層壓板含有由一種脂肪族聚碳酸酯、一種脂環族二異氰酸酯和一種單體脂肪族二元醇制成的熱塑性聚氨酯片材。

美國專利No.3，931，113（Seeger等人）公開了用于安全玻璃層壓板的聚酯型聚氨酯，它們由一種脂環族二異氰酸酯、一種低分子量二元醇，以及聚己酸內酯、聚（己二酸亞丁烯基酯）、聚（壬二酸亞丁烯基酯）的一種端羥基聚酯或它們的混合物制備而成。

美國專利No.4，131，605（Ammons）公開了一種透明的彈性聚氨酯，它是在丁基錫酸催化劑存在下，通過脂環族二異氰酸酯與聚亞烷基醚二醇和交聯劑反應制備而成，可在室溫下就地進行流延和固化。

美國專利No.4，131，606（Ammons）公開了一種透明的彈性聚氨酯，它是由一種聚己酸內酯多醇、一種脂環族二異氰酸酯和丁基錫酸催化劑構成的均相無色液態反應混合物制備而成，可在室溫或稍高溫度下就地進行流延和固化。

美國專利No.4，241，140（Ammons）還公開了一種作安全玻璃層壓板夾層用的透明彈性聚氨酯，它是由芳香族二異氰酸酯與聚亞烷基醚二醇、聚己酸內酯三醇和單體脂肪族二元醇的混合物反應制得。

雖然上述用作層壓在玻璃間的聚氨酯夾層是有效的能量吸收和抗沖擊材料，但是對于象聚碳酸酯或丙烯酸類塑料以及用于飛機擋風板的玻璃和其它透明體的層壓材料，則需要一種能便利地將具有不同熱膨脹系數的硬片層壓在一起的熱塑性夾層。

本發明提供了一種低剪切模量的熱塑性聚氨酯，它可以供高溫下熱膨脹系數不相近的玻璃和塑料進行層壓，而不致使制品產生嚴重應力或變形。本發明的低模量聚氨酯夾層具有能防止低溫結晶的足夠高的氨基甲酸酯含量和不同熱膨脹系數的硬片高溫層壓在一起而回復到室溫不發生翹曲的足夠“軟”的硬鏈段。

底基（例如玻璃）和硬塑料（例如碳酸酯或丙烯酸類塑料）熱膨脹系數的差異懸殊使人們難以制成沒有應力的層壓制品。通常會造成制品變形以及塑料起裂紋。為了減緩應力，可以進行低溫層壓或就地流延和固化，但是這些替代方法不能提供層壓板中的足夠粘合力。根據本發明，借助一層具有低剪切模量、可防止應力在層板中積累的夾層，使這些問題得以解決。這種夾層允許對具有不同熱膨脹系數的材料進行高溫層壓，而當該層壓板冷卻至室溫時不發生翹曲。

本發明的低模量聚氨酯夾層由一種低分子量的聚酯二醇或聚醚二醇，一種脂肪族二異氰酸酯和鏈上至少有5個原子、可與二異氰酸酯反應生成較“軟”的硬鏈段（即一種可提供給聚氨酯的軟化點比一般加入1，4-丁二醇的聚氨酯的軟化點低的硬鏈段）的單體脂肪族二元醇配制而成。本發明的低模量聚氨酯具有足夠高的氨基甲酸酯含量，以避免低溫結晶，它還含有足夠“軟”的硬鏈段，以允許在高溫下（一般高于140°F（約60℃）]層壓不同熱膨脹系數的硬片，而當該層壓板冷卻至室溫時不發生翹曲。

本發明的低模量聚氨酯夾層最好用分子量約為500～2000之間的聚酯二醇或聚醚二醇配制。聚己酸丙酯二醇是一種適宜的聚酯。聚亞烷基醚二醇是優選的聚醚類;聚亞丁基醚二醇是最受推薦的。

本發明的低模量聚氨酯較“軟”的硬鏈段最好由能與二異氰酸酯反應生成軟化溫度較低的聚氨酯（同由1，4-丁二醇生成的聚氨酯的軟化溫度相比）的二元醇生成，例如1，6-己二醇、二甘醇和硫代二乙醇。更優選的是1，5-戊二醇，與上述二元醇相比，它可生成伸長百分率較高和模量較低的聚氨酯，顯然，原因在于含奇數碳原子的硬鏈段是非補強性鏈段。