[发明专利]低模量夹层

说明书

本发明通常与用于层压透明体的聚氨酯的技术有关，更具体地讲与热塑性聚氨酯用作夹层的工艺有关。

安全玻璃是人们所熟知的玻璃夹层结构的名称，它含有一层将两块玻璃板或片粘合在一起的夹层，从而使得玻璃碎时破裂的玻璃碎片的分散程度降低到最低限。这些层压玻璃制品广泛地使用于汽车中，该夹层必须具有许多特性，其中有：（1）很大的冲击能量吸收性，以便使冲击致伤降低到最低限;（2）足够高的剪切强度和撕裂强度，以防止该夹层被破碎玻璃割裂;（3）对玻璃的足够粘合力，以防止与玻璃接触时发生撕裂并阻止破碎玻璃的分散;以及（4）良好的光学性能。此外，安全玻璃层压制品还必须在这些材料所使用的很广泛的温度范围内具有这些特性。

已经发现，可以采用含一块或多块玻璃板和特殊聚氨酯的双层和多层层压板构成安全玻璃，这种安全玻璃在很宽的温度范围内抗冲击，可使冲击致伤降低到最低限，是一种优于使用聚乙烯醇缩丁醛夹层的安全玻璃。

美国专利No.3，264，457（Chang等人）公开的安全玻璃层压板含有由一种脂肪族聚碳酸酯、一种脂环族二异氰酸酯和一种单体脂肪族二元醇制成的热塑性聚氨酯片材。

美国专利No.3，931，113（Seeger等人）公开了用于安全玻璃层压板的聚酯型聚氨酯，它们由一种脂环族二异氰酸酯、一种低分子量二元醇，以及聚己酸内酯、聚（己二酸亚丁烯基酯）、聚（壬二酸亚丁烯基酯）的一种端羟基聚酯或它们的混合物制备而成。

美国专利No.4，131，605（Ammons）公开了一种透明的弹性聚氨酯，它是在丁基锡酸催化剂存在下，通过脂环族二异氰酸酯与聚亚烷基醚二醇和交联剂反应制备而成，可在室温下就地进行流延和固化。

美国专利No.4，131，606（Ammons）公开了一种透明的弹性聚氨酯，它是由一种聚己酸内酯多醇、一种脂环族二异氰酸酯和丁基锡酸催化剂构成的均相无色液态反应混合物制备而成，可在室温或稍高温度下就地进行流延和固化。

美国专利No.4，241，140（Ammons）还公开了一种作安全玻璃层压板夹层用的透明弹性聚氨酯，它是由芳香族二异氰酸酯与聚亚烷基醚二醇、聚己酸内酯三醇和单体脂肪族二元醇的混合物反应制得。

虽然上述用作层压在玻璃间的聚氨酯夹层是有效的能量吸收和抗冲击材料，但是对于象聚碳酸酯或丙烯酸类塑料以及用于飞机挡风板的玻璃和其它透明体的层压材料，则需要一种能便利地将具有不同热膨胀系数的硬片层压在一起的热塑性夹层。

本发明提供了一种低剪切模量的热塑性聚氨酯，它可以供高温下热膨胀系数不相近的玻璃和塑料进行层压，而不致使制品产生严重应力或变形。本发明的低模量聚氨酯夹层具有能防止低温结晶的足够高的氨基甲酸酯含量和不同热膨胀系数的硬片高温层压在一起而回复到室温不发生翘曲的足够“软”的硬链段。

底基（例如玻璃）和硬塑料（例如碳酸酯或丙烯酸类塑料）热膨胀系数的差异悬殊使人们难以制成没有应力的层压制品。通常会造成制品变形以及塑料起裂纹。为了减缓应力，可以进行低温层压或就地流延和固化，但是这些替代方法不能提供层压板中的足够粘合力。根据本发明，借助一层具有低剪切模量、可防止应力在层板中积累的夹层，使这些问题得以解决。这种夹层允许对具有不同热膨胀系数的材料进行高温层压，而当该层压板冷却至室温时不发生翘曲。

本发明的低模量聚氨酯夹层由一种低分子量的聚酯二醇或聚醚二醇，一种脂肪族二异氰酸酯和链上至少有5个原子、可与二异氰酸酯反应生成较“软”的硬链段（即一种可提供给聚氨酯的软化点比一般加入1，4-丁二醇的聚氨酯的软化点低的硬链段）的单体脂肪族二元醇配制而成。本发明的低模量聚氨酯具有足够高的氨基甲酸酯含量，以避免低温结晶，它还含有足够“软”的硬链段，以允许在高温下（一般高于140°F（约60℃）]层压不同热膨胀系数的硬片，而当该层压板冷却至室温时不发生翘曲。

本发明的低模量聚氨酯夹层最好用分子量约为500～2000之间的聚酯二醇或聚醚二醇配制。聚己酸丙酯二醇是一种适宜的聚酯。聚亚烷基醚二醇是优选的聚醚类;聚亚丁基醚二醇是最受推荐的。

本发明的低模量聚氨酯较“软”的硬链段最好由能与二异氰酸酯反应生成软化温度较低的聚氨酯（同由1，4-丁二醇生成的聚氨酯的软化温度相比）的二元醇生成，例如1，6-己二醇、二甘醇和硫代二乙醇。更优选的是1，5-戊二醇，与上述二元醇相比，它可生成伸长百分率较高和模量较低的聚氨酯，显然，原因在于含奇数碳原子的硬链段是非补强性链段。