CN102259452A - 一种高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材，具有一厚度为1.5-3.5mm的透明聚碳酸酯片材，在所述透明聚碳酸酯片材的单面或双面上覆有厚度为0.1-0.2mm的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，所述透明聚碳酸酯片材与聚甲基丙烯酸甲酯薄膜之间通过胶粘剂层相粘结，所述聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的外表面上覆有硬化层，其制造方法如下：将透明聚碳酸酯片材送至贴合装置中，然后在胶辊加热加压作用下将带有粘结层的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜贴合在该透明聚碳酸酯片材的上下表面，最后在其外表面上喷淋UV硬化液光固化处理。本发明结构简单，易制备，具有高抗冲击强度及其他力学性能。

Description

一种高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材及其制造方法

技术领域：

本发明涉及一种高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材及其制造方法。

背景技术：

透明聚碳酸酯(PC)板材透光率最高可达90％，可与玻璃的透光率相妣美。PC板材的抗冲击强度是同等厚度普通玻璃的250-300倍，是亚克力(PMMA)板的30倍，具有良好安全性能，PC的比重仅为玻璃的一半，节省了运输、搬卸、安装以及支撑框架的成本。此外，与玻璃相比，PC板在隔音效果、温度适应性、防结露以及耐候性等方面显示出明显的优势。所以，目前越来越多的公共交通设备使用透明PC板材代替玻璃作为透明视窗材料。但是由于聚碳酸酯表面硬度较低(表面铅笔硬度仪为3B)，不抗划伤，未经表面处理的PC板材作为透明视窗材料使用时，容易被划伤而影响其光学性能及使用寿命，需要对其表面进行表面硬化处理而提高其表面处理。传统的常见的聚碳酸酯片材表面硬化处理方法是在其表面涂布UV硬化液，之后通过UV固化，在其表面形成一层硬化层，由于硬化层的存在可使聚碳酸酯表面硬度得以提高。经过硬化处理后的聚碳酸酯片材表面铅笔硬度可达1H。虽然聚碳酸酯薄膜表面硬度提高至1H，但是还是难以满足某些需要高抗划伤场合(比如高铁窗户)的使用需求。

透明聚甲基苯烯酸甲酯(PMMA，俗称亚克力)透光率可达92％，适合做光学材料，表面硬度高(可达2H)，表面经表面硬化处理后铅笔硬度可达4H以上，能够满足某些高抗划伤场合对表面硬度的使用需求。但是PMMA板的冲击强度却不如同等厚度的PC板，难以满足某些需要高抗冲击强度的使用需求。高速铁路是我国十二五期间大力发展的一项公共设施，高速列车具有输送能力大、速度快、能源消耗低、舒适方便等优点，同时也要求其具有优异的安全性，尤其是其车窗，要求不仅具有良好的光学性能，同时还要求具有难燃、高抗冲击、耐候、耐刮花等特性。

发明内容：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材及其制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材，具有一厚度为1.5-3.5mm的透明聚碳酸酯片材，在所述透明聚碳酸酯片材的单面或双面上覆有厚度为0.1-0.2mm的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，所述透明聚碳酸酯片材与聚甲基丙烯酸甲酯薄膜之间通过胶粘剂层相粘结，所述胶粘剂层厚度约为25-30μm，所述聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的外表面上覆有硬化层，所述硬化层厚度为1-10μm。

上述高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材的制造方法，具体如下：将透明聚碳酸酯片材送至贴合装置中，然后在胶辊加热加压作用下将带有粘结层的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜贴合在该透明聚碳酸酯片材的上下表面，最后在所述高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的外表面上喷淋UV硬化液，随后进行光固化处理。

本发明结构简单，易制备，具有高抗冲击强度及其他力学性能，其表面铅笔硬度可达4H以上，具有良好的隔音效果、温度适应性、难燃性，且质轻易于搬运等优点，完全可以满足高铁窗户的使用需求。

附图说明：

图1为本发明无硬化层时的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为未使用时的带有粘结层的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的结构示意图。

图4为为贴合工艺示意图。

图中：11、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜；12、胶粘剂层；13、PET离型层；21、透明聚碳酸酯片材；31、硬化层。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图2所示的一种高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材，具有一厚度为1.5-3.5mm的透明聚碳酸酯片材21，在所述透明聚碳酸酯片材21的单面或双面上覆有厚度为0.1-0.2mm的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜11，所述透明聚碳酸酯片材21与聚甲基丙烯酸甲酯薄膜11之间通过胶粘剂层12相粘结(如图1)，所述胶粘剂层12厚度约为25-30μm，所述胶粘剂层12所采用的粘结剂为聚氨酯(PU)胶粘剂类或者丙烯酸酯类胶粘剂，所述胶粘剂内含有紫外光吸收剂，其具有良好的耐候性、光学性能及粘结性能。所述聚甲基丙烯酸甲酯薄膜11的外表面上覆有硬化层31，所述硬化层31厚度为1-10μm。

而为了防止产品在运输过程中产生不同程度的表面刮伤，在上述硬化层31的外表面上覆有一层保护膜，所述保护膜为PE材料，优选耐高温PE材料，覆膜采用加热覆膜的方式进行。

上述透明聚碳酸酯片材可通过下述质量分数计的原材料配制而成：

聚碳酸酯粉料：100％；

抗氧剂：0.1-0.6％

紫外光吸收剂：0.1-0.6％

紫外光稳定剂：0.1-0.6％

其制备方法如下步骤：

a、按照质量分数称取上述所有原料，然后将其在高速混合器中混合3-7分钟。

b、将上述混好的原料投置于双螺杆挤出机中，经过熔融挤出，造粒；混合料在螺杆中输送时间为1-2分钟。其中双螺杆挤出机的温控1-2区温度为200-300℃，温控3-4区温度为200-300℃，温度5-6区温度为200-300℃，温控7-8区为200-300℃，温控9-10区温度为200-300℃，螺杆转速控制在15转/分-45转/分，所述双螺杆挤出机具有抽真空系统，在造粒过程中，抽出熔融塑化粒子中的低分子挥发性物质。

c、将挤出后的熔融共混物经水浴冷却进行切粒，其中水浴的温度控在40℃-60℃；

d、将上述方法制得的粒子投入成型装置进行制板，制板前必须对粒子进行预干燥，以消除粒子本身含有的水份，提高板的表面质量。成型辊为镜面辊，板的厚度为1.5-3.5mm，宽度为960-1250mm。制板必须在高净化车间进行，净化等级在1万级以上，以防止由于环境尘埃污染到板表面而导致影响到产品的光学特性。

所述聚甲基丙烯酸甲酯薄膜要求具有一定的耐候性可以通过购买得到，也可以由下述质量分数计的原材料配制而成：

光学级聚甲基丙烯酸甲酯：100％；

抗氧剂：0.1-0.6％

紫外光吸收剂：0.1-0.6％

紫外光稳定剂：0.1-0.6％

所述聚甲基丙烯酸甲酯薄膜制备方法如下：

A、按照质量分数称取上述所有原料，然后将其在高速混合器中混合3-7分钟。

B、将上述混好的原料投置于双螺杆挤出机中，经过熔融挤出，造粒；混合料在螺杆中输送时间为1-2分钟。其中双螺杆挤出机的温控1-2区温度为180-270℃，温控3-4区温度为180-270℃，温度5-6区温度为180-270℃，温控7-8区为180-270℃，温控9-10区温度为180-270℃，螺杆转速控制在15转/分-45转/分，所述双螺杆挤出机具有抽真空系统，在造粒过程中，抽出熔融塑化粒子中的低分子挥发性物质。

C、将挤出后的熔融共混物经水浴冷却进行切粒，其中水浴的温度控在40℃-60℃；

D、将上述方法制得的粒子投入成型装置进行制板，制板前必须对粒子进行预干燥，以消除粒子本身含有的水份，提高板的表面质量。成型辊为镜面辊，薄膜的厚度为0.1-0.2mm，宽度为960-1250mm。制膜必须在高净化车间进行，净化等级在1万级以上，以防止由于环境尘埃污染到板表面而导致影响到产品的光学特性。

在本发明中由于透明聚碳酸酯片材21和聚甲基丙烯酸甲酯薄膜11之间需要通过粘结的方式复合，所以通过上述制备方法制备出来的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜11最后还需要在其上面涂抹一层胶粘剂层12，并且在在胶粘剂层12上贴合一层PET离型层13(其结构如图3)，当透明聚碳酸酯片材21和聚甲基丙烯酸甲酯薄膜11贴合时时，只要剥离PET离型层13即可。

所述高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材的制造方法如下(见图4)：将透明聚碳酸酯片材送至贴合装置中，然后在胶辊加热加压作用下将带有粘结层的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜贴合在该透明聚碳酸酯片材的上下表面(PET离型层13贴合前已撕除)，最后在所述高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的外表面上喷淋UV硬化液，随后进行光固化处理。(结合图4)

本发明在经一系列的处理后，其表面铅笔硬度可达4H以上，所以其表面可以满足高铁使用的高抗刮花要求；由于中间层为透明聚碳酸酯片材，所以具有高抗冲击强度及其他力学性能；由于所用透明聚碳酸酯片材、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、胶粘剂都是光学级的，所以其光学性能较为优异，可以满足视窗要求；由于所用透明聚碳酸酯片材、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜及胶粘剂都含有抗老化剂，所以能够满足长期户外使用要求。此外，由于中间层为透明聚碳酸酯片材，所以具有良好的隔音效果、温度适应性、难燃性，且质轻易于搬运等优点，完全可以满足高铁窗户的使用需求。

表1通过上述方法所得聚碳酸酯复合板材的性能参数表，其硬化层厚度为25μm，PMMA层厚度为0.15mm，胶粘剂层厚度为25μm，PC板材厚度为2mm。

表1聚碳酸酯复合板材性能参数

Claims (5)

1.一种高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材，其特征是：所述高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材具有一厚度为1.5-3.5mm的透明聚碳酸酯片材(21)，在所述透明聚碳酸酯片材(21)的单面或双面上覆有厚度为0.1-0.2mm的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜(11)，所述透明聚碳酸酯片材(21)与聚甲基丙烯酸甲酯薄膜(11)之间通过胶粘剂层(12)相粘结，所述胶粘剂层(12)厚度约为25-30μm，所述聚甲基丙烯酸甲酯薄膜(11)的外表面上覆有硬化层(31)，所述硬化层(31)厚度为1-10μm。

2.根据权利要求1所述的高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材，其特征是：所述硬化层(31)的外表面上覆有一层保护膜，所述保护膜为PE材料。

3.根据权利要求2所述的高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材，其特征是：所述保护膜为耐高温PE材料。

4.根据权利要求1所述的高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材，其特征是：所述胶粘剂层所采用的粘结剂为聚氨酯胶粘剂类或者丙烯酸酯类胶粘剂，所述胶粘剂内含有紫外光吸收剂。

5.一种高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材的制造方法，其特征是：所述高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材的制造方法如下：将透明聚碳酸酯片材送至贴合装置中，然后在胶辊加热加压作用下将带有粘结层的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜贴合在该透明聚碳酸酯片材的上下表面，最后在所述高铁窗户专用复合聚碳酸酯片材的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的外表面上喷淋UV硬化液，随后进行光固化处理。

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