專利名稱：多層碳酸酯片材的制作方法
多層碳酸酯片材本發(fā)明總體涉及透光面板，具體地，涉及熱絕緣性改善的多層熱塑性碳酸酯片材或多層熱塑性碳酸酯薄膜。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)能源利用率和可持續(xù)性關(guān)注的增加，限制建筑和構(gòu)筑應(yīng)用中透明面板和透明片材的熱量損失是重要的。就此而言，希望增加這些面板或片材的熱絕緣性，并且趨勢(shì)是使得此類些面板和薄膜的U值小于或等于lW/m2K (U=l/R，其中R是熱阻，R=R (輻射)+R(傳導(dǎo))+R (對(duì)流))。另一個(gè)重要的問題是關(guān)于透明結(jié)構(gòu)對(duì)氣候的耐性。透明結(jié)構(gòu)的機(jī)械特性必須能夠經(jīng)受住所有條件下的氣候。因此，希望提供用作透明結(jié)構(gòu)的面板，其具有提高的透光性，并且結(jié)合有良好的絕緣特性、改善的耐久性以及降低的保養(yǎng)要求。對(duì)于這些問題的一個(gè)建議是聚碳酸酯多壁片材結(jié)構(gòu)。典型的多壁片材結(jié)構(gòu)具有約3至5層，例如三壁片材。三壁片材具有兩個(gè)外壁以及一個(gè)內(nèi)壁。每個(gè)外壁具有外表面和內(nèi)表面。對(duì)于具有三個(gè)或更多個(gè)壁的多壁片材，內(nèi)壁表面通常被指定為內(nèi)部上表面或內(nèi)部下表面。通常，沿著片材結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度提供一系列肋板，以將各層隔開、提供穩(wěn)定性以及在壁之間形成絕緣層。雖然此類結(jié)構(gòu)的絕緣效率是可以接受的，但希望提供附加壁，并且因此具有更大的絕緣性。形成具有更多個(gè)壁或?qū)?即七個(gè)、八個(gè)或更多個(gè))的片材的限制因素是通過擠出機(jī)和機(jī)頭(die)來對(duì)用于形成多層片材的材料進(jìn)行加工。因此，如果試圖使用已知的用于形成三至五至七層多壁片材的塑料樹脂來形成具有七、八或更多個(gè)壁的多壁片材，則其將導(dǎo)致片材幾何結(jié)構(gòu)的松垂(sagging)以及非常低的線速度。發(fā)明概述在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明包括由熱塑性聚合物形成的擠出的熱塑性多壁片材結(jié)構(gòu)，并且包括至少兩個(gè)大致平行的壁。每個(gè)壁具有第一表面和第二表面并且通過在擠出方向上延伸片材長(zhǎng)度的肋板而彼此隔開。在另一個(gè)實(shí)施方案中，多壁片材結(jié)構(gòu)包括至少七、八、九或更多個(gè)大致平行的壁，其是水平的或呈一定角度，有時(shí)為十個(gè)壁，有時(shí)為十或更多個(gè)壁。每個(gè)壁具有第一表面和第二表面,其通過在擠出方向上延伸片材長(zhǎng)度的肋板而彼此隔開。本發(fā)明的片材結(jié)構(gòu)包含選自PC、PET、PETG和PMMA的熱塑性塑料，并且通常為PC。本發(fā)明的片材結(jié)構(gòu)可以包含UV吸收劑、近紅外吸收(“NIR”)吸收劑、熱穩(wěn)定劑、著色劑、染料、加工助劑、潤(rùn)滑劑、填充劑或增強(qiáng)助劑中的一種或多種。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的片材結(jié)構(gòu)還可包括層壓或共擠出的一個(gè)或多個(gè)熱塑性樹脂或熱固性樹脂層，從而提供抗磨損性/劃傷性、耐化學(xué)性、抗紫外線(UV)輻射性、NIR、降低光散射、降低光反射、降低污物聚集、降低凝結(jié)、抗菌、防止變色、防止霧氣形成或防止裂化。


圖1示出沿著根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的多層片材結(jié)構(gòu)的擠出方向的剖視圖。
圖2A至2E示出示例性肋板結(jié)構(gòu)的剖視圖，該肋板結(jié)構(gòu)可用于使根據(jù)本發(fā)明的多層片材結(jié)構(gòu)的鄰近壁隔開。圖3示出與已知的聚碳酸酯相比，適用于本發(fā)明的實(shí)施方案中的聚碳酸酯的粘度與剪切速率之間的測(cè)量結(jié)果。描繪出粘度的對(duì)數(shù)與剪切速率的對(duì)數(shù)之間的關(guān)系。實(shí)施方案詳述當(dāng)在橫截面上(如圖1所顯示，穿過或垂直于擠出平面切割)觀察多壁片材時(shí)，片材是平坦的，并且在水平平面上具有最長(zhǎng)的維度(長(zhǎng)度和寬度)，存在兩個(gè)或更多個(gè)大致平行、水平的壁，也稱為“層”或“面”10，以及在層之間沿著長(zhǎng)度方向延伸，并且使各層隔開的一系列肋板20。這些肋板20有時(shí)也稱為“連結(jié)板(web) ”或“板條(slat) ”。雖然肋板20顯示為垂直或豎直于層10，但是圖2A至2E示出若干非限制性的替代性肋板結(jié)構(gòu)，其可以是豎直的21、斜的22，或是豎直的和斜的組合，在平行面10之間并且使其隔開。雖然預(yù)期每個(gè)圖示肋板設(shè)計(jì)可彼此組合使用，但是為了制造的簡(jiǎn)易，希望在整個(gè)多層結(jié)構(gòu)中使用單一肋板結(jié)構(gòu)。圖2A至2D示出圖1中多層片材結(jié)構(gòu)的兩個(gè)層10，每個(gè)示出替代性肋板設(shè)計(jì)。圖2E示出圖1中多層片材結(jié)構(gòu)的三個(gè)層。如圖1和2所示，多層片材具有大致平坦的壁，其顯示為彼此大致平行第一壁或上壁11以及第二壁或下壁12。具有至少兩個(gè)或更多個(gè)層且通常具有光滑表面的片材結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為“多壁”片材。例如就多層片材，例如圖1示出的七層片材而言，存在兩個(gè)外壁(11和12)和五個(gè)內(nèi)壁13。每個(gè)外壁具有外表面14和內(nèi)表面15。對(duì)于具有三個(gè)或更多個(gè)壁的多壁片材，內(nèi)層的表面被指定為內(nèi)部上表面16或內(nèi)部下表面17。雖然外壁和內(nèi)壁被描述大致平坦，但是預(yù)期其可以具有其它形狀，例如波紋形壁結(jié)構(gòu)。術(shù)語波紋形意指具有交替的脊和凹槽。波紋形狀是沿著擠出方向，并且有時(shí)稱為縱向或擠出片材的長(zhǎng)度。本發(fā)明的多層片材結(jié)構(gòu)可以包括兩個(gè)具有波紋形狀的外壁。壁的厚度50限定 為從壁的第一表面至壁的第二表面的距離。例如，如圖2a所描述，內(nèi)壁13中一個(gè)的厚度50是內(nèi)部上表面16和內(nèi)部下表面17之間的距離。本發(fā)明多壁片材中的壁的壁厚度獨(dú)立地等于或大于約0.1_，在某些情況下等于或大于約0.3_，在其它情況下等于或大于約0.5mm。本發(fā)明多壁片材中的壁的壁厚度獨(dú)立地等于或小于約10mm，在某些情況下等于或小于約5mm，在其它情況下等于或小于約1mm。本發(fā)明多壁片材的肋板厚度等于或大于約0.1mm，在某些情況下等于或大于約
0.3mm,在其它情況下等于或大于約0.5mm 本發(fā)明多壁片材的肋板厚度等于或小于約8mm,在某些情況下等于或小于約4mm，在其它情況下等于或小于約0.8mm。相應(yīng)地能夠選擇所需總片材厚度、壁的數(shù)目(也就是，層或面)以及壁或?qū)又g的間距(例如，豎直肋板的高度)，從而提供所需片材性能特性。本發(fā)明的實(shí)施方案包括至少兩個(gè)間隔開的壁，在某些情況下，包括至少五個(gè)壁，在其它情況下，包括至少七個(gè)壁，在其它情況下，包括至少十個(gè)壁。當(dāng)使用超過三個(gè)層時(shí)，內(nèi)壁可以設(shè)置在彼此之間以及上層和下層之間的相等距離處(即，多個(gè)之一相對(duì)于外壁位于中央)或靠近一個(gè)層或另一個(gè)層。本發(fā)明的多壁片材具有由上壁11的外表面14到下壁12的外表面14的距離所限定的總厚度。本發(fā)明的多層片材結(jié)構(gòu)的總厚度等于或大于約30_，在某些情況下等于或大于約40mm，在其它情況下等于或大于約50mm。本發(fā)明的多層片材結(jié)構(gòu)的總厚度等于或小于約100mm，在某些情況下等于或小于約80mm，在其它情況下等于或小于約60mm。
肋板的數(shù)目和設(shè)計(jì)可依賴于片材的結(jié)構(gòu)要求。如上面所表明以及圖中所描述，肋板可以是垂直的21 (就是說，豎直于片材壁)、斜的22 (包括交叉對(duì)角線23)，或其組合。當(dāng)垂直和斜的肋板都利用時(shí)，斜的肋板可以在垂直的肋板與壁相交的同一個(gè)點(diǎn)24與壁相交，或在不同的點(diǎn)25和26與壁相交。當(dāng)提供垂直的肋板21時(shí)，其彼此間隔一定距離，該距離等于或大于約10mm，在某些情況下等于或大于約15mm，在其它情況下等于或大于約20mm。垂直肋板的肋板間隔等于或小于約30mm，在某些情況下等于或小于約40mm，在其它情況下等于或小于約50mm。多層片材的面積重量通常等于或大于3.5kg/m2，在某些情況下等于或大于4kg/m2，在其它情況下等于或大于5kg/m2。合適的多層片材的面積重量等于或小于8kg/m2，在某些情況下等于或小于7kg/m2，在其它情況下等于或小于6kg/m2。如熟練的專業(yè)人員所認(rèn)識(shí)地，依賴于剛度、熱絕緣性、透光性和耐候性的需要，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可由范圍廣泛的塑料樹脂來制備。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的多壁片材由包括以下在內(nèi)的已知的剛性熱塑性樹脂中的一種制備:聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、丁二烯改性的SAN (ASS)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)(PET)、乙二醇改性的PET (PETG)以及聚氯乙烯(PVC)。在某些實(shí)施方案中，片材結(jié)構(gòu)由PC、PET、PETG和PMMA制備，在某些情況下，該結(jié)構(gòu)由PC制備。本發(fā)明的碳酸酯聚合物是熱塑性芳香族聚碳酸酯和/或芳香族聚酯碳酸酯。在文獻(xiàn)中已知根據(jù)本發(fā)明的 合適的芳香族聚碳酸酯和/或芳香族聚酯碳酸酯，或可通過文獻(xiàn)中已知的方法來制備(例如，對(duì)于芳香族聚碳酸酯的制備，見Schnell, "Chemistry andPhysics of Polycarbonates", Interscience Publishers,1964,以及 USP3, 028，365 ;4，529，791 ;和4,677, 162 ;其全部?jī)?nèi)容據(jù)此以引用的方式并入)。USP3, 169，121 ;4，156,069和4，260，731描述了合適的芳香族聚酯碳酸酯；其全部?jī)?nèi)容據(jù)此以引用的方式并入。例如，通過相界方法，通過二酚與碳酸鹵化物，例如碳酰氯反應(yīng)，和/或與芳香族二羧酸二鹵化物，合適地是與苯二羧酸二鹵化物反應(yīng)，任選地使用鏈終止劑，例如單酚，并且任選地使用三官能的支化劑或具有官能度高于三的支化劑，例如三酚或四酚，來實(shí)現(xiàn)芳香族聚碳酸酯的制備。用于制備芳香族聚碳酸酯和/或芳香族聚酯碳酸酯的二酚可以是式II的那些二酚
權(quán)利要求
1.一種擠出的聚碳酸酯多壁片材結(jié)構(gòu)，其包括: a.至少兩個(gè)大致平行間隔開的壁；以及 b.在擠出方向上延伸所述片材長(zhǎng)度并且使鄰近壁隔開的多個(gè)肋板； 其中所述片材的總厚度大于40mm，并且在260°C測(cè)量的所述聚碳酸酯的熔融粘度比率為大于約4.5，其中所述熔融粘度比率是剪切速率為IOOiT1時(shí)的粘度與剪切速率為0.1s—1時(shí)的粘度的比率。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述聚碳酸酯在0.1s-1的剪切速率和260°C下的熔融粘度大于10，OOOPas。
3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述聚碳酸酯的重均分子量在35，000和40，000之間，這是使用凝膠滲透色譜法所測(cè)量的。
4.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其包括至少七個(gè)壁，優(yōu)選地是九、十或更多個(gè)壁。
5.如權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)，其中所述片材的總厚度為40mm或更大。
6.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述片材以至少0.8mm/分鐘的線速度擠出。
7.一種制造多壁結(jié)構(gòu)的方法，其包括: a.制備在260°C所測(cè)量的熔融粘度比率為大于約4.5的聚碳酸酯，其中所述熔融粘度比率是剪切速率為IOOiT1時(shí)的粘度與剪切速率為0.1s—1時(shí)的粘度的比率；以及 b.在熔融溫度為約260°C并且線速度大于約0.8mm/分鐘下擠出所述聚碳酸酯，從而形成具有至少兩個(gè)大致平行間隔開的壁的片材，所述平行間隔開的壁通過在所述擠出方向上延伸所述片材長(zhǎng)度的肋板而彼此隔開。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述聚碳酸酯在0.1s-1的剪切速率和260°C下的熔融粘度大于10，OOOPas。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述聚碳酸酯的重均分子量在35，000和40，000之間，這是使用凝膠滲透色譜法所測(cè)量的。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述片材具有至少七個(gè)壁，優(yōu)選地是十或更多個(gè)壁。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述片材的總厚度為40mm或更大。
全文摘要
一種擠出的聚碳酸酯多壁片材結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)，在某些情況下包括七個(gè)或更多個(gè)大致平行間隔開的壁，以及在擠出方向上延伸片材長(zhǎng)度并且使鄰近壁隔開的多個(gè)肋板。所述片材結(jié)構(gòu)的總厚度大于40mm，并且在260℃測(cè)量的聚碳酸酯的熔融粘度比率大于約4.5，其中熔融粘度比率是剪切速率為100s-1時(shí)的粘度與剪切速率為0.1s-1時(shí)的粘度的比率。
文檔編號(hào)E04C2/20GK103189199SQ201080069818
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
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