一種用多層熱塑性聚合物中間膜制造的復合安全玻璃的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于安全玻璃技術領域，涉及一種用多層熱塑性聚合物中間膜制造的復合 安全玻璃。
【背景技術】
[0002] 復合安全玻璃是由兩片或兩片以上的無機或有機玻璃經一層或多層中間膜粘接 在一起組合而成。復合安全玻璃由于具有優(yōu)良的抗沖擊能力而被廣泛用于建筑玻璃、汽車 風擋玻璃、航空結構透明件以及高鐵玻璃等多個領域。同時可以根據不同的需要對中間膜 進行結構設計與組合，使其兼具多種不同的功能，如現在已經成功應用的夾絲防火玻璃、隔 音玻璃、節(jié)能玻璃、紫外吸收玻璃、電磁屏蔽玻璃、電加溫玻璃等等。
[0003] 對于復合安全玻璃，外層玻璃主要提供結構強度，在遭到外物撞擊外層玻璃破碎 時，中間膜材料能夠將破碎的玻璃碎片粘接在一起防止碎片濺射，充分保護人員安全。但是 傳統(tǒng)的安全玻璃一般兩層玻璃中間只用一層中間膜，中間膜的主要作用是起到粘接玻璃碎 片的作用。傳統(tǒng)的安全玻璃一般通過提高兩側結構材料厚度來提高安全玻璃的抗沖擊強 度，但這種方法一方面大大增加了制件的重量，這對于先進交通工具透明件領域應用是十 分不利的；另一方面由于中間膜材料厚度較小，不能起到良好的分散沖擊能量和緩沖的作 用，因此當受到外物撞擊的時候一般會導致兩層玻璃同時破碎，不能起到良好的安全作用。 因此，傳統(tǒng)安全玻璃不能兼具減重和提高強度的優(yōu)點。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提出一種能夠同時減重和提高強度的用多層熱塑性聚合物中間 膜制造的復合安全玻璃。本發(fā)明的技術解決方案是，中間膜由多層不同厚度、不同力學性能 的熱塑性聚合物薄膜構成，中間膜薄膜中心層為硬質PVB膜層，中心層兩側各對稱分布一 層或兩層軟的熱塑性聚氨酯彈性體薄膜，在熱塑性聚氨酯彈性體薄膜外側對稱添加一層增 粘層作為最外層，增粘層為有機硅樹脂膜或者乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂膜；中間膜薄膜 外側對稱粘接兩層結構材料，得到復合安全玻璃。
[0005] 所述的中間膜的中心層硬質PVB膜層的厚度為l-4mm，優(yōu)選厚度1. 5-2. 5mm;
[0006] 中間膜的中心層硬質PVB膜層的拉伸強度為25-50MPa，斷裂伸長率為200-350%。
[0007] 所述中間膜的熱塑性聚氨醋彈性體薄膜的厚度為0. 3-2mm，優(yōu)選厚度0. 5-1. 5mm。
[0008] 中間膜的熱塑性聚氨酯彈性體薄膜以芳香族或脂肪族聚醚或聚酯為軟段，以二異 氰酸酯為硬段，以小分子二元醇或多元醇為擴鏈劑。
[0009] 中間膜的熱塑性聚氨酯彈性體薄膜的拉伸強度為15-35MPa，斷裂伸長率為 350-800 %，優(yōu)選拉伸強度20-30MPa，斷裂伸長率450-600 %。
[0010] 所述的增粘層作為最外層，厚度小于0. 3_，優(yōu)選0. 1_。
[0011] 所述的增粘層為有機硅樹脂膜或者乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂膜，優(yōu)選EVA樹脂 膜。
[0012] 所述外層結構材料為鋼化或半鋼化無機玻璃、有機玻璃、聚碳酸酯以及其他類透 明材料。
[0013] 所述的兩側結構材料可以選用不同種類的透明材料進行組合。
[0014] 結構材料的厚度為l-30mm，優(yōu)選厚度2-18mm。
[0015] 當兩側結構玻璃厚度為2mm時，得到的安全玻璃透光率能夠達到85%以上，抗沖 擊性能為用227±2g的鋼球6m高度落下沖擊試樣，試樣不被擊穿，且沖擊面反側剝落的碎 片總質量不超過20g。
[0016] 本發(fā)明具有的優(yōu)點和有益效果，一是本中間膜選用具有不同硬度和模量的多層膠 膜，具有梯度結構，且厚度較大，能夠起到一定的結構承載作用，同時還能充分分散外物沖 擊能量，在最外層玻璃破碎的時候能夠大大降低內層玻璃破碎的概率，有效提高安全玻璃 的抗沖擊性能，充分保護人員安全，對于提高安全玻璃抗沖擊性能具有很好的效果；二是采 用該中間膜的安全玻璃可以適當減少外層結構材料厚度，不僅不會降低抗沖擊性能，且會 大大降低產品重量，對于飛機風擋、高鐵風擋玻璃應用具有十分重要的意義；三是本發(fā)明涉 及的安全玻璃雖然相對于普通的兩層結構材料夾一層中間膜的安全玻璃結構略復雜，但制 備工藝并不復雜，采用一步加熱加壓的方法即可實現。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明安全玻璃的結構示意圖；
[0018] 圖2是本發(fā)明安全玻璃典型結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 熱塑性多層聚合物中間膜以硬質PVB為中心層1，中心層兩側各對稱分布一層或 兩層軟的熱塑性聚氨酯（TPU)彈性體薄膜作為緩沖層2與2'，在聚氨酯彈性體薄膜外側對 稱添加一層的增粘層作為最外層3與3'，將上述多層結構中間膜裝入真空袋中在熱壓罐中 進行加熱加壓復合便得到梯度結構中間膜；也可以采用下述技術方案直接制備包含該中間 膜材料的安全玻璃：在結構材料4上依次鋪層有機硅樹脂膜或者EVA樹脂膜、TPU膜、PVB 膜、TPU膜、有機硅樹脂膜或者EVA樹脂膜，最后在外表面覆蓋一層無機或有機玻璃板，用真 空熱壓復合技術即可制得復合結構安全玻璃。上述技術方案中，中心層為硬質PVB膜，膜層 的厚度為1_4_，緩沖層為熱塑性聚氨酯，厚度為0. 3-1. 5_，外層增粘層為有機硅樹脂膜 或者EVA樹脂膜，厚度小于0. 3mm;用于制備復合結構安全玻璃的結構材料為無機或有機玻 璃、聚碳酸醋等透明材料，厚度為l-30mm。
[0020] 本發(fā)明應用的實驗裝置為真空加熱加壓裝置，主要包括：（1)密閉加熱加壓系統(tǒng)； (2)真空系統(tǒng)；(3)真空袋。密閉加熱加壓系統(tǒng)一般由熱壓罐提供，腔體尺寸可大可小，并裝 有加熱裝置和熱電偶。加熱系統(tǒng)具有高精度的溫度控制系統(tǒng)，溫度控制精度為±0. 5°C。熱 塑性多層聚合物中間膜制備方案為在真空袋中依次鋪層一層有機硅樹脂膜或者EVA樹脂 膜，一層或多層TPU膜，一層硬質PVB膜，一層或多層TPU膜以及一層有機硅樹脂膜或者EVA 樹脂膜。其中，增粘層有機硅樹脂膜或者EVA樹脂膜厚度小于0. 3mm，優(yōu)選0. 1mm;緩沖層 膜厚度為0. 3-2mm，優(yōu)選0. 5-1. 5mm，拉伸強度為20-30MPa，斷裂伸長率450-600% ;中 心層硬質PVB層的厚度為l-4mm，優(yōu)選厚度1. 5-2. 5mm，拉伸強度為25-50MPa，斷裂伸長率為 200-350%。用膠帶將真空袋的開口處進行密封，打開真空泵對真空袋抽真空，控制真空度 為0. 01-0. 05MPa。真空袋置于熱壓罐中，溫度控制在120-135°C，系統(tǒng)壓力為0. 5-1.OMPa， 保持加熱加壓lh。即可獲得熱塑性多層聚合物中間膜。
[0021] 用該多層膜制備安全玻璃的技術方案與上述技術方案基本類似，只要在鋪層中間 膜的兩側分別添加一層無機玻璃或其他有機透明材料，可選擇鋼化或半鋼化無機玻璃、有 機玻璃、聚碳酸酯以及其他類透明材料，厚度為l-30mm，優(yōu)選厚度2-18mm。真空加熱加壓工 藝技術與前述一致，由