[发明专利]由热塑性聚合物制造的抗破碎板及其作为防噪音墙的应用

说明书

本发明涉及用热塑性聚合物材料制成的防破碎板，更具体涉及用(甲基)丙烯酸类聚合物制造的板。

用聚合物材料制造的板，在可以造成撞击结果的材料冲击下，会破碎并形成碎片或碎块。因此，当这种板用在公共道路上而发生破碎时，会对周围环境产生危害。特别是当这些板被用作防噪音墙以及沿着高速公路、桥梁等安装时就更是如此。

因此要寻找一种手段，来避免这些聚合物材料板的碎片跌落到公路上。

在欧洲专利EP-B-407,852中叙述了一种这样的手段。按照此专利，用作防噪音墙或防噪音屏蔽幕的丙烯酸类(或甲基丙烯酸(共)聚合物)玻璃板含有大体上包裹在该板截面中间的塑性材料的单丝。这些单丝拉住了破碎的碎块，因此就避免它们落下。聚酰胺单丝是特别合适的，因为这些单丝和构成板的丙烯酸类玻璃之间有比较小的附着力。当冲击的物体撞击到此板上时，板就破碎，但单丝绷紧而不折断，至少其间大部分是这样。

我们注意到，在冲撞的作用下，由于单丝抵抗着拉力以及它们与丙烯酸类玻璃的附着力较小，该单丝在板中滑动而不会完全从中脱出。碎片由于单丝而得以保持住。因此控制单丝与丙烯酸玻璃之间的附着力是十分关键的，因为此附着力太大会在冲击的瞬间导致单丝断裂，而附着力太小会造成单丝完全脱出，从而无法留住板的碎片。

因此，本发明的一个目标是一种可用于热塑性聚合物材料板中，赋予其我们称作抗破碎性能的新手段，也就是说能够避免由冲撞物体冲击此板而导致的碎片或碎块落下。

按照本发明，由热塑性聚合物材料制造的抗破碎板含有至少一种埋在热塑性聚合物材料中。并且其中每根线都是由被包皮覆盖的芯形成的线网。

在这些板中，该线优选布置在与板的表面平行的平面中，而且与此表面的距离是：

2r≤e/2，而且

0.1e≤d-r≤0.5e，这里e是板的厚度，d是线轴与板的所述表面之间的距离，而r是线的半径。

线的直径是可以变化的，一般是0.2～3mm，优选1.5～2.5mm。

根据所设想的用途不同，板的厚度可以是3～30mm。

本发明的板中使用的网由一组线组成，优选在同一个方向上是平行的，或当形成网格时，是在几个方向上平行的。平行的线的间隔一般是10～300mm。优选30～150mm。当这些线在两个方向，比如呈90°构成网格时，在这两个方向上平行线之间的距离可以是相同的，也可以是不同的。

如同在上面所指出的，在本发明的板中使用的线，各由覆盖了包皮的芯组成。

该芯具有单丝或复丝的形状。复丝是单丝的联锁体，此单丝它本身就可以是一种复丝，当复丝由几种单丝一起构成时，复丝可以具有绳索、发辫或其它的各种形状。

该芯可以是由聚合物材料制造的，如聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯，由金属材料比如铜丝，由天然纺织材料如棉花制造的。

该芯包覆着包皮，即由几毫米宽(比如5～20mm)，几微米厚(比如5～30μm)的薄膜交叠着呈螺旋状缠绕而得到的包覆层。

该芯可以覆盖一层或双层的包皮，双层包皮是在同一方向进行两次缠绕，或进行两次交叉缠绕而得到的。

包皮可以将线的芯层与形成板的热塑性聚合物材料隔开，这样就完全避免了芯层和此热塑性聚合物材料的接触，这种接触会导致芯层的硬化，使其脆化降低对开裂的抵抗能力。形成包皮的膜可以由聚合物材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚酯如聚苯二甲酸乙二醇酯等组成。

该包皮优选与形成板的热塑性聚合物材料相粘附着。此附着力可以由形成包皮材料自身的性能来提供，但是也可以是由于重叠进行螺旋状缠绕的包皮具有完全不光滑的表面。

当一个冲击物体撞击到板上时，该板破碎。线的芯层，单丝或复丝在包皮中滑动，而包皮则仍然固着在热塑性聚合物材料中。芯层在包皮中滑动，但不完全从板中滑出，这样就固定住破碎的碎片。

构成本发明防破碎板的聚合物材料可以特别是聚碳酸酯、含有80～100％(重量)甲基丙烯酸甲酯和0～20％(重量)至少一种具有至少一个可以与甲基丙烯酸甲酯共聚的烯属不饱和基团的单体的甲基丙烯酸甲酯聚合物。这些单体是公知的，可以特别举出丙烯酸和甲基丙烯酸、烷基含有2～4个碳原子的丙烯酸烷基酯。

由甲基丙烯酸甲酯(MMA)聚合物或由主要含有来自甲基丙烯酸甲酯单体的单元的共聚物制造的板具体可以通过不同的方法制造，特别是通过挤塑(在此情况下，通过拉挤成型的方法将线引入本发明的板中)、通过公知的铸塑或连续铸塑的方法制造。