專利名稱：基于丙烯酸聚合物的防碎板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作隔離層的基于丙烯酸聚合物的板材，該板材具有吸聲和防碎性能。
本發(fā)明特別涉及高厚度(12-25mm，最好為15-20mm)的透明聚甲基丙烯酸甲酯板材，可用于汽車高速公路屏障、高架橋、橋梁等。
眾所周知，用于汽車高速公路吸聲屏障的建筑物中，使用丙烯酸面板，而不是其它材料。
鈍器具撞擊面板時(shí)產(chǎn)生一個(gè)技術(shù)問(wèn)題由此生成碎片，而這些碎片落到路面上。
在高架橋和橋梁的情況下產(chǎn)生同樣的問(wèn)題，使得對(duì)位于這些結(jié)構(gòu)之下的人們或物體構(gòu)成危險(xiǎn)的情形。
已知借助于覆蓋面板的網(wǎng)建立防止該碎片的防護(hù)欄。然而，網(wǎng)眼的尺寸必須寬，否則面板不再透明，這是這些面板實(shí)際應(yīng)用中所必需的。在實(shí)踐中使用的另一方法是使用大網(wǎng)眼的網(wǎng)，以提供一定的透明度。該技術(shù)性解決方法的缺點(diǎn)在于，這種方式的網(wǎng)的防碎效果降低。此外，由于網(wǎng)易于積累物質(zhì)(例如灰塵、樹葉等)而降低透明度，所以面板必須經(jīng)常進(jìn)行清洗，以維持一定的透明度。這需要取下網(wǎng)，因此增加了養(yǎng)護(hù)成本。
即使將網(wǎng)插入面板中，即使這樣免除了上述的清洗操作，但在透明度方面產(chǎn)生同樣的缺點(diǎn)。
由專利USP 5,040,352已知基于丙烯酸樹脂的透明防碎面板，它在面板大約中部含有塑料材料的線、纖維、帶和網(wǎng)。特別是，由于它們與丙烯酸玻璃的粘合力差，因此上述適用于增強(qiáng)丙烯酸面板的材料是聚酰胺或聚丙烯單絲。
推薦的單絲直徑為0.2-2mm?？梢杂杀∧せ蚶w維構(gòu)成的塑料帶的寬度最好為5-25mm，厚度為0.2-2mm。
長(zhǎng)絲之間或帶之間的距離必須為10-100mm。
在大約面板中部插入的這些塑料材料的優(yōu)點(diǎn)是，由于這些材料足夠透明，因此減少了工藝上透明度較低的問(wèn)題，避免了由于面板中的環(huán)境污染引起的清洗操作。防碎性能效果好。
該專利對(duì)于制造物件中線的放置描述的非常精細(xì)，除大小外，線的方向可以是垂直的或形成非90°的角。說(shuō)明書和實(shí)施例部分都指出，這些線必須插入大約面板厚度方向的中部。
本申請(qǐng)人意外地發(fā)現(xiàn)，這是本發(fā)明的目的，利用塑料材料長(zhǎng)絲可以生產(chǎn)基于丙烯酸聚合物的吸聲防碎板，而這些長(zhǎng)絲位于相對(duì)于表面(在經(jīng)受撞擊表面對(duì)面)板總厚度的20-35％的距離內(nèi)。
本申請(qǐng)人進(jìn)行的試驗(yàn)(參見(jiàn)實(shí)施例)表明，獲得的防碎性能效果與在現(xiàn)有技術(shù)中描述的、將線置于板厚度方向中部的板一樣好。
本發(fā)明的另一目的在于含有兩個(gè)系列塑料材料長(zhǎng)絲的防碎板，其長(zhǎng)絲以上述同樣距離置于板的兩個(gè)表面附近。在這種情況下，我們注意到，與線置于大約中部的板相比，其防碎性能和耐沖擊性能得到改進(jìn)。由于本申請(qǐng)人進(jìn)行的試驗(yàn)表明，如果在經(jīng)受沖擊的表面附近只用一個(gè)系列的線，那么防碎性能差，沒(méi)有工業(yè)價(jià)值，因此該結(jié)果是意料之外的。
除塑料材料線外，也可以使用纖維、塑料帶或塑料網(wǎng)。
在長(zhǎng)絲中最好使用單絲?？梢蕴岬降膯谓z是聚酰胺單絲和聚丙烯單絲。單絲的直徑一般為0.1-4mm，最好為2-3mm。帶間的距離一般為10-100mm，帶的大小為5-25mm，厚度等于單絲厚度。
按照本發(fā)明，最好使用單絲。
在最終的板材中可以清楚地看到所用的賦予防碎性能的線。
基于丙烯酸的本發(fā)明板材可以按照制備面板的常規(guī)技術(shù)，用不同的方法獲得，最好是通過(guò)澆鑄獲得。
根據(jù)下述試驗(yàn)，具有本發(fā)明線的面板可以耐沖擊能。試驗(yàn)A將內(nèi)部含有本發(fā)明線、大小為125mm×125mm、厚度為14-15mm的PMMA試樣置于中部具有直徑為90mm孔的方形支柱上。讓直徑為20mm、重15.5kg、具有不銹鋼半球形沖頭的重物落到板中部，根據(jù)試樣厚度和材料的破裂能調(diào)整沖擊能，使得試樣真正破裂。
這樣確定是否面板破裂而不產(chǎn)生碎片，即碎片由線保持。試驗(yàn)B將內(nèi)部含有本發(fā)明線的PMMA板獲得的大小為250mm×250mm、厚度為14-15mm的試樣置于邊長(zhǎng)為255mm、具有寬10mm的支架的方形支柱上。讓直徑為50mm、具有不銹鋼半球形沖頭的重物落到板中部(在實(shí)施例中表明了沖頭的重量)，根據(jù)試樣厚度和材料的破裂能調(diào)整沖擊能，使得試樣真正破裂。
本發(fā)明基于丙烯酸的聚合物是指MMA均聚物、MMA與低濃度的其它共聚單體(諸如(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯之類)的共聚物。共聚單體的量一般至多為10％(重量)。MMA均聚物或共聚物可以按照一般技術(shù)，通過(guò)聚合(例如通過(guò)本體聚合或通過(guò)懸浮液聚合)獲得。通過(guò)加入適當(dāng)?shù)逆溵D(zhuǎn)移劑例如巰醇類化合物來(lái)調(diào)整分子量。重均分子量Mw通?？梢詾?0,000-2,000,000。
通過(guò)共(擠塑)生產(chǎn)板材時(shí)聚合物的分子量最好為最低值；通過(guò)澆鑄制備板材時(shí)，其分子量最好為最高值。
給出以下實(shí)施例只是為了說(shuō)明，但并不限制本發(fā)明。實(shí)施例1按照試驗(yàn)A的條件，測(cè)試由澆鑄PMMA板獲得的厚度為15mm的試樣。板中具有直徑為2mm、相距大約30mm的聚酰胺線，距經(jīng)受沖擊的試驗(yàn)面11mm。用三個(gè)不同的沖擊速率進(jìn)行沖擊試驗(yàn)1.6m/秒、2m/秒、3m/秒。沖頭撞擊到兩條線之間的板表面區(qū)域。
板的破裂能平均為1.2-2J/m(測(cè)試10個(gè)試樣)。某些試樣破裂為多個(gè)部分，由聚酰胺線保持在一起。相反，其它試樣破裂為兩個(gè)不同的部分，隨后板的碎片由聚酰胺線保持在一起。仍有其它試樣不破裂。實(shí)施例2按照試驗(yàn)A的條件，測(cè)試由澆鑄PMMA板獲得的厚度為15mm的試樣。板中具有直徑為2mm、相距大約30mm平行的兩個(gè)系列的聚酰胺線，距兩個(gè)表面大約4mm。用以下沖擊速率進(jìn)行試驗(yàn)1.6m/秒、2m/秒、3m/秒。與實(shí)施例描述的一樣，沖頭撞擊到兩條線之間的板上。板的破裂能平均為1.2-1.7J/m(測(cè)試10個(gè)試樣)。某些試樣破裂為多個(gè)部分，由聚酰胺線保持在一起。其它試樣破裂為兩個(gè)不同的部分，隨后板的碎片由聚酰胺線保持在一起。由于由聚酰胺線保持在一起的不同碎片之間的距離平均低于具有同樣厚度、在試樣中部放置一個(gè)系列線的試樣，因此無(wú)論如何，其防碎性能都比具有一個(gè)系列線的板好。其它試樣不破裂。實(shí)施例3按照試驗(yàn)B的條件，測(cè)試實(shí)施例2中獲得的試樣。讓重4kg的重物從2m高處落下以進(jìn)行測(cè)試。與實(shí)施例描述的一樣，沖頭撞擊到兩條線之間的板上。試樣破裂為多個(gè)部分，由聚酰胺線保持在一起。與具有同樣厚度、在試樣中部放置一個(gè)系列線的板相比，其防碎性能無(wú)論如何都比較好。實(shí)際上在本實(shí)施例的條件下，由聚酰胺線保持在一起的不同碎片之間的平均距離較低。
權(quán)利要求
1.基于丙烯酸聚合物的、含有塑料材料長(zhǎng)絲的吸聲防碎板，這些長(zhǎng)絲置于相對(duì)于表面(在經(jīng)受撞擊表面對(duì)面)板總厚度的20-35％的距離內(nèi)。
2.含有兩個(gè)系列塑料材料長(zhǎng)絲的吸聲防碎板，長(zhǎng)絲置于兩個(gè)表面附近板總厚度的20-35％的距離內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2的基于丙烯酸聚合物的、含有塑料材料長(zhǎng)絲的吸聲防碎板，其中塑料材料線由纖維、塑料帶或塑料網(wǎng)代替。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2的基于丙烯酸聚合物的、含有塑料材料長(zhǎng)絲的吸聲防碎板，其中長(zhǎng)絲由單絲組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的基于丙烯酸聚合物的、含有塑料材料長(zhǎng)絲的吸聲防碎板，其中單絲選自聚酰胺和聚丙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求4-5的基于丙烯酸聚合物的、含有塑料材料長(zhǎng)絲的吸聲防碎板，其中單絲的直徑為0.1-4mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6的基于丙烯酸聚合物的、含有塑料材料長(zhǎng)絲的吸聲防碎板，其中基于丙烯酸的聚合物是MMA均聚物、MMA與其它共聚單體(諸如(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯之類)的共聚物，共聚單體的量至多為10％(重量)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的基于丙烯酸聚合物的、含有塑料材料長(zhǎng)絲的吸聲防碎板，其中基于丙烯酸的聚合物的重均分子量Mw為50,000-2,000,000。
9.利用聚合，通過(guò)澆鑄來(lái)制造基于丙烯酸聚合物的、含有權(quán)利要求1-8的塑料材料長(zhǎng)絲的吸聲防碎板的方法。
全文摘要
基于丙烯酸聚合物的、含有塑料材料長(zhǎng)絲的吸聲防碎板,這些長(zhǎng)絲置于相對(duì)于表面(在經(jīng)受撞擊表面對(duì)面)板總厚度的20—35%的距離內(nèi)。
文檔編號(hào)C09K3/00GK1174920SQ97117790
公開(kāi)日1998年3月4日 申請(qǐng)日期1997年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月28日
發(fā)明者A·L·斯塔思 申請(qǐng)人:阿托哈斯控股公司