[发明专利]车辆用聚合物安全玻璃

说明书

一种层叠体，其包括聚碳酸酯基底和设置在聚碳酸酯基底上的紫外线硬质涂膜。紫外线硬质涂膜可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层、介于PET层和聚碳酸酯基底之间的粘合剂、以及设置在PET层上的与聚碳酸酯基底相反侧的外部硬质涂层。外部硬质涂层可以包含UV稳定剂。层叠体可以包括堆叠在紫外线硬质涂膜上的附加的紫外线硬质涂膜。层叠体可以热成形为弯曲的车辆挡风玻璃的形状。

相关申请的交叉引用

本申请要求名称为“车辆用聚合物安全玻璃(POLYMER SAFETY GLAZING FORVEHICLES)”的于在2019年5月21日提交的美国临时申请No.62/850,966和于2020年3月16日提交的专利申请No.16/819,526的优先权，这些申请的内容通过引用明确地并入本文。

声明：联邦政府赞助的研究/开发

不适用

技术领域

本公开总体上涉及安全玻璃，并且更具体而言，涉及用于包括挡风玻璃在内的车窗用聚合物安全玻璃。

背景技术

过去，安全玻璃由玻璃制成。玻璃的硬度可以承受来自挡风玻璃刮水器的刮擦和一定量的粗糙的碎石。玻璃也非常经济，并且适合于大规模制造技术。然而，玻璃容易破碎，并且可能存在可以割伤乘客的危险的尖锐碎片，从而导致人身伤害。通过以下方式在一定程度上缓和了这个问题：通过回火使玻璃碎成小的碎片(1/2)；以及通过将两个玻璃片与位于其间的柔性聚合物聚乙烯醇缩丁醛(PVB)芯层叠在一起，以试图将小碎片保持在一起。

遗憾的是安全玻璃容易受到空气中的小聚集物和灰尘的点蚀(pitting)，从而导致在向着太阳行驶时视野模糊。仅在美国，每年就有超过15,000,000块玻璃挡风玻璃因点蚀和破碎而被更换。此外，由于PVB芯污染了玻璃，因此叠层玻璃-PVB-玻璃挡风玻璃不能循环利用。

至于安全玻璃的缺点，划伤乘客仍然是一个长期存在的问题，并且没有理想的解决方案。例如，虽然对试图在挡风玻璃的内部设置聚合物涂膜或涂层进行了30年的研究，然而仍没有在商业上取得任何成功。

聚碳酸酯表现出了优异的抗冲击性，并且用于赛车和越野车的车辆玻璃。然而，聚碳酸酯是非常柔软的材料，使得其在商用车辆或公共车辆的使用中太容易划伤和发生点蚀。迄今为止，没有可用的直接硬质涂层能够克服这些耐久性问题。因此，聚碳酸酯挡风玻璃目前仅限于公共道路上的摩托车。例如，Saudi Basic Industries Corporation(SABIC)是商品名为LEXAN的聚碳酸酯的制造商。在他们2016年的关于LEXAN板制品的交通部(DOT)指南(Department of Transportation(DOT)Guidebook)中写到“除了摩托车挡风玻璃之外，SABIC的热塑性材料通常不能用于面朝前的外部玻璃……”。

发明内容

本公开考虑了用于克服上述相关技术的缺点的各种系统和方法。本公开的实施方案的一个方面为一种层叠体，其包括聚碳酸酯基底，以及设置在聚碳酸酯基底上的紫外线硬质涂膜。紫外线硬质涂膜可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层、介于PET层和聚碳酸酯基底之间的粘合剂、以及设置在PET层上的与聚碳酸酯基底相反侧的外部硬质涂层。外部硬质涂层、PET层和/或粘合剂可以包含UV稳定剂。

聚碳酸酯基底的厚度可为3mm至8mm。PET层的厚度可为2密耳至6密耳。外部硬质涂层的厚度可为2微米至10微米。外部硬质涂层的铅笔划痕硬度(gouge pencil hardness)可大于8H。粘合剂可为压敏粘合剂。

层叠体可以包括设置在聚碳酸酯基底上的与PET层相反的内部硬质涂层。内部硬质涂层的铅笔划痕硬度可为6H至8H。