CN106428516A - 具有阳光控制性能的飞机透明体 - Google Patents

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C·S·哈里斯
J·D·巴兹尔
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Abstract

本发明涉及具有阳光控制性能的飞机透明体，其包含第一拉伸丙烯酸系树脂片层和第二拉伸丙烯酸系树脂片层。在一个或多个所述主表面的至少一部分之上施涂具有阳光控制性能的涂层叠层，其包含第一打底层。在所述第一打底层的至少一部分之上形成具有至少三个金属银层的阳光控制涂层，其至少一部分之上形成包含二氧化硅和氧化铝的保护涂层。在所述保护涂层的至少一部分之上形成包含聚硅氧烷材料的面涂层。在所述面涂层的至少一部分之上形成罩面层。

Description

具有阳光控制性能的飞机透明体
本申请为申请号为201080025789.6，申请日为2010年6月10日，发明名称为“具有阳光控制性能的飞机透明体”的发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年6月12日提交的美国申请61/186,465和2009年8月19日提交的美国申请61/235,130的优先权，这两篇申请以其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明一般地涉及交通工具透明体，在一种具体实施方案中，涉及具有阳光控制性能(solar control properties)的飞机透明体。
背景技术
飞机透明体、例如飞机驾驶员座舱或机舱窗户典型地由安装在框架中的一种或多种聚合物基材制成。聚合物基材比玻璃基材的重量更轻，这减少了飞机的总重量，从而又节省了燃料。另外，这些聚合物基材具有比玻璃基材更高的断裂韧性，从而提供改进的安全性。这些常规机舱窗户允许乘客看见飞机外面并允许阳光进入机舱。然而，太阳能传输通过机舱窗户会升高机舱内的温度，这会增加飞机的空调系统的负荷。
在减少传输通过常规机舱窗户的热负荷的努力中，已经开发出多种遮蔽装置。这些可以涉及从简单装置如能够升降的不透明遮阳板到复杂装置如施加电势时变暗的电致变色装置。然而，这些遮蔽装置也有一些缺点。如果乘客使用遮阳板或者使电致变色装置变暗以减少输入机舱的热量，乘客不再能欣赏窗外的景致。另外，穿过机舱窗户的太阳能会加热或损坏电致变色装置的元件。
因此，将有利的是提供与先前的飞机透明体相比具有改进的阳光控制性能但是不会显著不利地影响乘客向飞机透明体外观看的飞机透明体、例如飞机机舱窗户。
发明内容
一种飞机透明体包含具有第一主表面和第二主表面的第一聚合物片层(ply)，具有第三主表面和第四主表面的第二聚合物片层，以及施涂于一个或多个所述主表面的至少一部分之上的涂层叠层。所述片层可以间隔分开以及可以例如是拉伸丙烯酸系树脂(stretched acrylic)。所述涂层叠层可以包含具有一种或多种功能的功能涂层或部分，所述功能例如但不限于阳光控制、电磁屏蔽、抗静电、加热、除冰、抗反射、防闪光(anti-glint)、或防眩光(anti-glare)，仅以这些为例。例如，所述功能涂层可以是具有三个或更多金属层的阳光控制涂层。
另一种飞机透明体包含具有第一主表面和第二主表面的第一拉伸丙烯酸系树脂片层以及具有第三主表面和第四主表面的第二拉伸丙烯酸系树脂片层。所述片层可以间隔分开。在一个或多个所述主表面的至少一部分之上施涂具有阳光控制性能的涂层叠层。所述涂层叠层包含在所述主表面之一的至少一部分之上形成的第一打底层。所述第一打底层可以包含含环氧氨基硅氧烷的材料或具有介于基材和上层(一个或多个)之间的中间机械性能的任何附着促进剂。实例还包括聚硅氧烷材料或UV固化的丙烯酸系材料。在所述第一打底层的至少一部分之上形成阳光控制涂层，所述阳光控制涂层包含至少三个金属银层。在所述阳光控制涂层的至少一部分之上形成保护涂层(例如附着促进涂层)，所述保护涂层包含二氧化硅和氧化铝。可以在所述保护涂层的至少一部分之上形成面涂层(topcoat)，其包含聚硅氧烷材料。或者，可以不存在面涂层。在所述面涂层的至少一部分之上形成罩面层(overcoat)，其包含类金刚石碳型涂层，例如碳氧化硅(silicon oxycarbide)涂层。
制造飞机透明体的方法包括如下步骤：提供具有第一主表面和第二主表面的第一拉伸丙烯酸系树脂片层；提供具有第三主表面和第四主表面的第二拉伸丙烯酸系树脂片层；和在一个或多个所述主表面的至少一部分之上提供具有阳光控制性能的涂层叠层。所述涂层叠层包含：在所述主表面之一的至少一部分之上形成的第一打底层，所述第一打底层包含含环氧氨基硅氧烷的材料；在所述第一打底层的至少一部分之上形成的阳光控制涂层，所述阳光控制涂层包含至少三个金属银层；在所述阳光控制涂层的至少一部分之上形成的保护涂层，所述保护涂层包含二氧化硅和氧化铝；在所述保护涂层的至少一部分之上形成的任选的面涂层，所述面涂层包含聚硅氧烷材料；和在所述面涂层的至少一部分之上形成的罩面层，所述罩面层包含类金刚石碳型涂层。
另一种飞机透明体包含具有第一主表面和第二主表面的拉伸丙烯酸系树脂片层。在所述片层的至少一个主表面例如外表面的至少一部分之上形成面涂层，其包含聚硅氧烷材料、例如具有杂化共聚物的聚硅氧烷材料。在所述面涂层的至少一部分之上形成罩面层，其包含碳氧化硅涂层。例如，所述面涂层可以包含聚硅氧烷聚合物，其包含如下组分的反应产物：(a)包含如下单体的杂化共聚物：(i)包括羟基官能的有机丙烯酸酯的第一单体和(ii)包括有机烷氧基硅烷的第二单体，和(b)包含有机烷氧基硅烷的第二物质。
附图说明
将参照下列附图描述本发明，其中同样的标记数字始终标识同样的部件。
图1是引入本发明特征的机舱窗户组件形式的飞机透明体的侧面剖视图(不按比例)；
图2是图1的涂布机舱窗户片层的横截面图(不按比例)；
图3是可用于本发明的阳光控制涂层的横截面图(不按比例)；
图4是引入本发明特征的涂层叠层的一部分的横截面图(不按比例)；
图5是引入本发明特征的涂层叠层的一部分的横截面图(不按比例)；
图6是机舱窗户组件形式的本发明另一非限制性飞机透明体的侧面剖视图(不按比例)；
图7是图6的涂布机舱窗户片层的横截面图(不按比例)；和
图8是机舱窗户组件形式的本发明另一非限制性飞机透明体的侧面剖视图(不按比例)。
具体实施方式
本文使用的空间或方向术语例如“左”、“右”、“内”、“外”、“上方(above)”、“下方(below)”等如同在附图中所示那样与本发明相关。然而，应当理解本发明可以采取各种备选取向，因此这些术语不应认为是限制性的。另外，本文使用的用于说明书和权利要求书中表示尺寸、物理特性、工艺参数、成分的量、反应条件等的所有数值应当理解为在所有情形下由词语“约”修饰。因此，除非有相反指示，否则在下面的说明书和权利要求书中给出的数值可以根据试图通过本发明获得的所希望的性能而变化。最起码，以及并非作为限制等同原则应用于权利要求书的范围的企图，各数值应当至少按照所报道的有效数字的数目并采用一般舍入技术来解释。此外，本文公开的所有范围应当理解为包括范围的起始值和结束值以及其中所包含的任何和所有子范围。例如，所述的“1-10”的范围应当认为包括在最小值1与最大值10之间(并且包含端值)的任何和所有子范围；即，以1或更大的最小值开始并且以10或更小的最大值结束的所有子范围，例如1-3.3、4.7-7.5、5.5-10等。此外，本文使用的术语“在…之上形成”、“在…之上沉积”或“在…之上提供”是指在位于下方的表面上形成、沉积或提供但是不一定与该表面直接接触。例如，“在”基材“之上形成”的涂层不排除位于该形成的涂层与基材之间的一个或多个具有相同或不同组成的其它涂层或膜的存在。本文使用的术语“膜”是指具有所希望或选择的涂料组成的涂层区域。“层(layer)”可以包含一个或多个“膜”。“涂层(coating)”或“涂层叠层”可以包含一个或多个“层”。本文使用的术语“聚合物”或“聚合型”包括低聚物、均聚物、共聚物和三元共聚物，例如由两类或更多类单体或聚合物形成的聚合物。术语“可见区域”或“可见光”是指具有380nm-780nm范围内的波长的电磁辐射。术语“红外区域”或“红外辐射”是指具有大于780nm至100,000nm范围内的波长的电磁辐射。术语“紫外区域”或“紫外辐射”是指具有100nm至小于380nm范围内的波长的电磁能。另外，本文提及的所有文献，例如但不限于授权专利和专利申请，应当认为以其全部内容“通过引用并入”。
为了下面的论述，将参照在交通工具透明体、特别是以飞机机舱窗户形式的飞机透明体的情况下的应用论述本发明。然而，应当理解本发明不限于飞机机舱窗户情况下的应用，而是可以在任何期望领域中的透明体的情况下实施，例如但不限于层叠或非层叠的住宅和/或商用窗户、绝缘玻璃单元(insulating glass unit)，和/或用于陆地、天空、太空、水上和水下交通工具的透明体。因此，应当理解仅仅为了说明本发明的一般概念而给出具体公开的示例性实施方案，本发明不限于这些具体的示例性实施方案。
一种引入本发明特征的非限制性飞机透明体10(例如机舱窗户组件或驾驶座舱窗户组件)描述于图1中。该透明体10可以具有任何所希望的可见光、红外辐射或紫外辐射透光度(transmission)和反射度(reflection)。例如，透明体10可以具有任何所希望量的可见光透光度，例如550纳米(nm)的参考波长下大于0％至100％。在一种非限制性实施方案中，在550nm参考波长下的可见光透光度可以为至少20％，例如至少30％，例如至少40％，例如至少50％，例如至少60％，例如至少70％，例如至少80％，例如至少90％。
如图1所示，透明体10包括具有面向飞机外部的第一主表面14、即外主表面(No.1表面)和相对的第二或内主表面16(No.2表面)的第一片层12。透明体10还包括具有外(第一)主表面20(No.3表面)和内(第二)主表面22(No.4表面)的第二片层18。片层表面的这种编号与涂覆领域的常规实践一致。第一片层12和第二片层18被固定在框架组件24中并且以其间的空气间隙26间隔分开。任选的电致变色组件28可以被固定在框架组件24中并与第二片层18间隔。在图1所示的非限制性实施方案中，在至少一个主表面的至少一部分之上，例如在第一片层12的No.1表面14之上，形成具有阳光控制性能、例如引入阳光控制涂层或部分的涂层叠层30。可以在第二片层18后面设置防雾板，例如用氧化铟锡涂布的窗格玻璃(glass pane)。可以在电致变色组件28内侧设置防尘罩。
框架组件24在本发明中是非限制性的，可以为若干本领域已知类型中的任一种。框架组件24可以包括围绕衬垫从而以隔开关系固定片层12和18的框架。框架可以由任何结构稳定的材料制成，例如但是不限于塑料或金属如铝，并用于保护衬垫材料不受损伤和向透明体10提供额外的结构稳定性。空气间隙26尤其提供飞机机舱外大气与机舱内气氛之间的隔热作用。合适框架组件24的非限制性实例在例如美国专利6,561,460和6,783,099中有述。
在本发明的广泛实践中，透明体10的片层12、18可以具有相同或不同的材料并且可以包括具有任何期望特征的任何期望材料。例如，片层12、18中的一个或多个可以对可见光透明或半透明。“透明”是指具有大于0％至100％的可见光透光度。或者，片层12、18中的一个或多个可以是半透明的。“半透明”是指允许电磁能(例如可见光)通过，但是将该能量漫射以使得在与观察者相对侧的物体不能清楚地可见。适合于片层12、18的材料的实例包括但不限于塑料基材(例如丙烯酸系聚合物，例如聚丙烯酸酯；聚甲基丙烯酸烷基酯如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯等；聚氨酯；聚碳酸酯；聚对苯二甲酸烷基酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等；含聚硅氧烷的聚合物；或者用于制备这些的任何单体的共聚物，或者它们的任何混合物)；陶瓷基材；玻璃基材；或者任何上述材料的组合。在一种非限制性实施方案中，片层12、18都由聚合物材料制成，例如拉伸丙烯酸系树脂(stretched acrylic)。然而，在另外的实施方案中，片层12、18中的一个或多个可以是常规的钠钙硅酸盐玻璃(soda-lime-silicateglass)、硼硅酸盐玻璃、含铅玻璃、低铁玻璃、掺锂玻璃或锂铝硅酸盐玻璃(lithiumalumina silicate glass)。玻璃片层中的一个或多个可以是透明玻璃，即非有色或非着色玻璃，或者可以是有色或着色玻璃。玻璃可以是经过退火、经过热处理或经过化学回火(chemically tempered)的玻璃。本文使用的术语“经过热处理”是指经过回火(tempered)或至少部分回火的。玻璃可以是任何类型，例如常规的浮法玻璃，并且可以为具有任何光学性能例如任何的可见光透光度值、紫外光透光度值、红外光透光度值和/或总太阳能透光度值的任何组成。在图1所示的非限制性实施方案中，第一和第二片层12、18都是丙烯酸系树脂基材，例如拉伸丙烯酸系树脂基材。
第一和第二片层12、18可以具有任何期望尺寸，例如长度、宽度、形状或厚度。虽然透明体10的尺寸不限于本发明，但是在一种非限制性实施方案中，对于具有约20英寸(51cm)宽、25英寸(64cm)高的总尺寸和1.5-2.5英寸(3.8-6.4cm)的总厚度的飞机窗户组件，1.0英寸(2.54cm)-2.0英寸(5.08cm)厚的空气间隙26是可接受的。
片层12、18可以具有任何厚度。然而，如同本领域技术人员能够意识到的那样，增加片层12、18的厚度超出经受飞行苛刻条件所需要的厚度会不合需要地增加透明体10的重量。例如以及在不限制本发明的情况下，对于许多应用，0.20-0.40英寸(0.51-1.02cm)的片层厚度是经受飞行苛刻条件可接受的。在一种具体的非限制性实施方案中，片层12、18为拉伸丙烯酸系树脂并且具有0.31-0.40英寸(0.79-1.02cm)的厚度。
在片层12、18之一的主表面的至少一部分之上沉积具有阳光控制性能的涂层叠层30。在图1所示的非限制性实施方案中，在第一(外侧)片层12的外主表面14的至少一部分之上形成涂层叠层30。可用于本发明的一种示例性涂层叠层30示于图2。在该非限制性实施方案中，涂层叠层30包括第一打底层32，任选的第一(内)保护涂层34(例如，提供阻隔或附着促进性能)，阳光控制涂层36，第二(外)保护涂层38(例如，提供附着促进性能)，任选的第二(外)打底层40，面涂层42，和罩面层44。
打底层32帮助将阳光控制涂层36附着于基材(片层)12上并且还提供介于基材如拉伸丙烯酸系树脂片层12与后续施涂的涂层之间的中间刚度。合适的打底材料包括但不限于基于硅氧烷的打底材料、有机硅烷打底材料、环氧氨基硅氧烷打底材料、聚硅氧烷打底材料、和丙烯酸系打底材料。合适的打底材料的实例在美国专利No.5,939,188、4,670,350、4,816,288、4,725,501、5,994,452、6,110,327和5,776,548中有述。可以用任何常规方法、例如通过流涂施涂打底层32。在一种具体的非限制性实施方案中，打底层32包含聚硅氧烷或者环氧氨基硅氧烷材料并具有0.1-10微米，例如0.5-8微米，例如1-5微米，例如1-3微米，例如1-2微米的厚度。或者，对于一些基材如聚氨酯，可以省去打底层32。
可以在打底层32上施涂任选的第一保护涂层34。保护涂层34可以帮助保护阳光控制涂层36免受从打底层32浸出的任何材料或者任何后续加工步骤所引起的机械和/或化学侵袭的影响。保护涂层34可以具有任何期望的材料或者材料混合物，例如但不限于一种或多种无机材料。合适材料的实例包括但不限于金属氧化物、硅氧化物、铝氧化物、铝硅酸盐、硅氮化物、硅碳化物、和硅碳氧化物，仅以这些为例。在一种示例性实施方案中，保护涂层34可以包含一种或多种金属氧化物材料，例如但不限于锆、铝、硅的氧化物，或者它们的混合物。例如，保护涂层34可以是包含0wt％-100wt％的氧化铝和/或0wt％-100wt％的二氧化硅和/或0wt％-100wt％氧化锆的单一涂层。例如，保护涂层可以包含二氧化硅和氧化铝，其例如具有1wt％-99wt％的二氧化硅和99wt％-1wt％的氧化铝，例如至少70wt％的二氧化硅和30wt％或更少的氧化铝，例如至少75wt％的二氧化硅，例如至少80wt％的二氧化硅，例如至少85wt％的二氧化硅。在一种具体的非限制性实施方案中，保护涂层34包含85wt％的二氧化硅和15wt％的氧化铝。其它材料，例如铝、铬、铪、钇、镍、硼、磷、钛、锆、和/或它们的氧化物也可以存在，从而例如调节保护涂层34的折射率。在一种非限制性实施方案中，保护涂层34的折射率可以是1-3，例如1-2，例如1.4-2，例如1.4-1.8。
在一种非限制性实施方案中，保护涂层34包含二氧化硅和氧化铝的组合，其具有5nm-5,000nm，例如5nm-3,000nm，例如5nm-2,000nm，例如5nm-1,000nm，例如10nm-500nm，例如20nm-300nm，例如50nm-300nm，例如50nm-200nm，例如50nm-150nm，例如50nm-120nm，例如60nm-120nm，例如70nm-120nm，例如70nm-100nm，例如70nm-80nm的厚度。在一种具体的非限制性实施方案中，保护涂层可以具有至少50nm，例如至少60nm，例如至少70nm，例如至少75nm，例如至少100nm，例如至少110nm，例如至少120nm，例如至少150nm，例如至少200nm的厚度。
在另一非限制性实施方案中，保护涂层34包含多层结构，例如，第一层与在第一层之上形成的至少一个第二层。在一种特定的非限制性实施方案中，第一层包含氧化铝或者含有氧化铝和二氧化硅的混合物或合金。例如，第一层可以具有大于5wt％的氧化铝，例如大于10wt％的氧化铝，例如大于15wt％的氧化铝，例如大于30wt％的氧化铝，例如大于40wt％的氧化铝，例如50wt％-70wt％的氧化铝，例如70wt％-100wt％的氧化铝和30wt％-0wt％的二氧化硅，例如大于90wt％的氧化铝，例如大于95wt％的氧化铝。在一种非限制性实施方案中，第一层全部或基本上全部包含氧化铝。在一种非限制性实施方案中，第一层可以具有大于0nm直至1微米，例如5nm-10nm，例如10nm-25nm，例如10nm-15nm的厚度。
第二层可以包含二氧化硅或者含有二氧化硅和氧化铝的混合物或合金。例如，第二层可以包含具有大于40wt％的二氧化硅的二氧化硅/氧化铝混合物，例如大于50wt％的二氧化硅，例如大于60wt％的二氧化硅，例如大于70wt％的二氧化硅，例如大于80wt％的二氧化硅，例如80wt％-90wt％的二氧化硅和10wt％-20wt％的氧化铝，例如85wt％的二氧化硅和15wt％的氧化铝。在一种非限制性实施方案中，第二层可以具有大于0nm直至2微米，例如5nm-500nm，例如5nm-200nm，例如10nm-100nm，例如30nm-50nm，例如35nm-40nm的厚度。在另一非限制性实施方案中，第二层可以具有大于0nm直至1微米，例如5nm-10nm，例如10nm-25nm，例如10nm-15nm的厚度。在另一非限制性实施方案中，保护涂层34可以是双层，其由在另一含金属氧化物的层(例如含二氧化硅和/或氧化铝的第二层)上形成的一个含金属氧化物的层(例如含二氧化硅和/或氧化铝的第一层)形成。多层保护涂层的单个层可以具有任何期望的厚度。合适的保护涂层的非限制性实例在例如美国专利申请No.10/007,382、10/133,805、10/397,001、10/422,094、10/422,095和10/422,096中有述。
可以通过任何常规方法沉积保护涂层34，例如但不限于常规的化学气相沉积(CVD)和/或物理气相沉积(PVD)方法。CVD工艺的实例包括喷射热分解法。PVD工艺的实例包括电子束蒸发和真空溅射(例如磁控溅射真空沉积(MSVD))。也可以使用其它涂布方法，例如但不限于溶胶-凝胶沉积。在一种非限制性实施方案中，可以通过MSVD沉积保护涂层。
在打底层32之上(或者在如果存在的保护涂层34之上)沉积阳光控制涂层36。本文使用的术语“阳光控制涂层”是指由一个或多个影响涂布制品的阳光性能(solarproperties)的层或膜组成的涂层，所述阳光性能例如但不限于自涂布制品反射、由涂布制品吸收或者通过涂布制品的太阳辐射(如可见光、红外或紫外辐射)的量；遮蔽系数；发射率等。阳光控制涂层36能够阻挡、吸收或过滤太阳光谱的选定部分，例如但不限于IR、UV和/或可见光谱。可以用于本发明实践的阳光控制涂层的实例参见例如但不限于美国专利No.4,898,789、5,821,001、4,716,086、4,610,771、4,902,580、4,716,086、4,806,220、4,898,790、4,834,857、4,948,677、5,059,295和5,028,759以及还有美国专利申请No.09/058,440。
在一种非限制性实施方案中，阳光控制涂层36包含一个或多个设置在成对介电层之间的金属膜。阳光控制涂层36可以是热和/或辐射反射涂层，并可以具有一个或多个相同或不同组成和/或功能的层或膜。例如，阳光控制涂层36可以是单层涂层或多层涂层，以及可以包括一种或多种金属、非金属、半金属、半导体和/或它们的合金、化合物、组合物、组合或共混物。例如，阳光控制涂层36可以是单层金属氧化物涂层、多层金属氧化物涂层、非金属氧化物涂层、金属氮化物或氧氮化物涂层、非金属氮化物或氧氮化物涂层，或者包含任何上述材料中的一种或多种的多层涂层。在一种非限制性实施方案中，阳光控制涂层36可以是掺杂金属氧化物涂层。
适合用于本发明的阳光控制涂层的非限制性实例可以以和系列涂层从Pittsburgh,Pennsylvania的PPG Industries,Inc.购得。所述涂层典型地包含一个或多个对可见光透明的包含介电或抗反射材料(例如金属氧化物或金属合金的氧化物)的抗反射涂膜。这些涂层还包含一个或多个含有反射金属例如贵金属如金、铜或银、或者它们的组合或合金的红外反射膜，以及可以进一步包含位于金属反射层之上和/或之下的如本领域已知的牺牲打底膜或阻隔膜，例如钛。阳光控制涂层36可以具有任何期望数目的红外反射膜，例如但不限于1-8个红外反射膜。在一种非限制性实施方案中，阳光控制涂层36可以具有1个或多个金属银层，例如2个或更多个银层，例如3个或更多个银层，例如4个或更多个银层，例如5个或更多个银层，例如6个或更多个银层。具有三个银层的合适的阳光控制涂层的非限制性实例在美国专利申请No.10/364,089(公开号No.2003/0180547A1)中得到公开。
可以通过任何常规方法沉积阳光控制涂层36，例如但不限于常规的化学气相沉积(CVD)和/或物理气相沉积(PVD)方法。CVD工艺的实例包括喷射热分解法。PVD工艺的实例包括电子束蒸发、RF等离子体沉积和真空溅射(例如磁控溅射气相沉积(MSVD))。也可以使用其它涂布方法，例如但不限于溶胶-凝胶沉积。在一种非限制性实施方案中，可以通过MSVD沉积该涂层。
适合本发明的一种非限制性阳光控制涂层36示于图3。该示例性阳光控制涂层36包含在打底层32(或者如果存在的话，保护涂层34)的至少一部分之上沉积的底层(baselayer)或第一介电层50。第一介电层50可以包含一个或多个抗反射材料和/或介电材料膜，例如但不限于金属氧化物、金属合金的氧化物、氮化物、氧氮化物或它们的混合物。第一介电层50可以是对可见光透明的。适合第一介电层50的金属氧化物的实例包括钛、铪、锆、铌、锌、铋、铅、铟、锡的氧化物，以及它们的混合物。这些金属氧化物可以具有少量其它材料，例如氧化铋中的锰、氧化铟中的锡等。另外，可以使用金属合金或金属混合物的氧化物，例如含有锌和锡的氧化物(例如锡酸锌)、铟-锡合金的氧化物、硅氮化物、硅铝氮化物或铝氮化物。此外，可以使用掺杂金属氧化物，例如锑或铟掺杂的锡氧化物或者镍或硼掺杂的硅氧化物。第一介电层50可以是基本上单相膜，例如金属合金氧化物膜，例如锡酸锌，或者可以是由锌和锡氧化物组成的相的混合物，或者可以由多个金属氧化物膜组成，例如氧化铟锡，或者在美国专利No.5,821,001、4,898,789和4,898,790中公开的那些。
在图3所示的举例说明的示例性实施方案中，第一介电层50包含多膜结构，其具有第一膜52、例如金属合金氧化物膜，和在所述第一金属合金氧化物膜之上沉积的第二膜54、例如金属氧化物或氧化物混合物膜。在一种非限制性实施方案中，第一膜52可以是锌/锡氧化物混合物或锌/锡合金氧化物。可以从锌和锡的阴极由磁控溅射真空沉积得到锌/锡合金氧化物，该阴极可以包含比例为10wt％-90wt％锌和90wt％-10wt％锡的锌和锡。可以存在于第一膜中的一种合适的金属合金氧化物是锡酸锌。“锡酸锌”是指具有ZnXSn1-XO2-X(式1)的成分，其中“x”在大于0至小于1的范围内变化。例如，“x”可以大于0并且可以是大于0至小于1之间的任何分数或小数。例如在x＝2/3的情况下，式1是Zn2/3Sn1/3O4/3，其被更普遍地描述为“Zn2SnO4”。含锡酸锌的膜在所述膜中以主要量具有一种或多种式1的形式。在一种非限制性实施方案中，第一膜52包含锡酸锌并具有例如例如例如例如 例如例如例如的厚度。
第二膜54可以是含锌的膜，例如氧化锌。氧化锌膜可由锌阴极沉积，该锌阴极包含一种或多种其它材料以改进阴极的溅射特性。例如，锌阴极可以包含少量(例如至多10wt％)的锡以改进溅射。在该情况下，所得的氧化锌膜将包含小百分比的氧化锡，例如至多10wt％氧化锡。由具有至多10wt％的锡的锌阴极溅射的氧化物涂层在本文中被称为“氧化锌”膜，尽管可能存在一些氧化锡。第二膜54可以具有例如例如例如例如例如例如例如的厚度。
可以在第一介电层50之上沉积第一热和/或辐射反射膜或层56。第一反射层56包含反射金属，例如但不限于金属金、铜、银，或它们的混合物或合金。在一种实施方案中，第一反射层56包含厚度为 例如例如例如例如例如例如例如的金属银层。
可以在第一反射层之上沉积第一牺牲打底膜58。第一牺牲打底膜58可以是氧捕获材料例如钛，其可以在沉积过程中牺牲以防止第一反射层56在溅射过程或随后的加热过程中降解或氧化。可以选择氧捕获材料以在第一反射层56的材料之前氧化。如果将钛用作第一打底膜58，则钛将优先在下方的银层氧化之前氧化成二氧化钛。在一种实施方案中，第一打底膜58是厚度为例如例如例如例如的钛。
在第一反射层56之上(例如在第一牺牲打底膜58之上)沉积第二介电层60。第二介电层60包含一个或多个含金属氧化物或金属合金氧化物的膜，例如上文关于第一介电层描述的那些。在举例说明的非限制性实施方案中，第二介电层60包含沉积在第一牺牲打底膜58之上的第一膜62，例如金属氧化物膜，例如氧化锌膜。在第一氧化锌膜62之上沉积第二膜64，例如金属合金氧化物膜，例如锡酸锌膜。在锡酸锌层之上沉积第三膜66，例如金属氧化物膜，例如另一锌/锡氧化物层，从而形成多膜第二介电层60。在一种非限制性实施方案中，第二介电层的锌氧化物膜可以各自具有约例如 例如例如例如例如 例如例如的厚度。金属合金氧化物层(锡酸锌)可以具有例如例如例如例如例如例如 的厚度。
在第二介电层60之上沉积第二热和/或辐射反射层68。第二反射层68可以包含上文关于第一反射层56描述的任何一种或多种反射材料。在一种非限制性实施方案中，第二反射层68包含厚度为 例如例如例如例如例如的银。
在第二反射层68之上可以沉积第二牺牲打底膜70。第二牺牲打底膜70可以为上文关于第一打底膜32描述的任何材料。在一种非限制性实施方案中，第二打底膜70包含厚度为约例如 例如例如例如的钛。
在第二反射层68之上(例如在第二牺牲打底膜70之上)沉积第三介电层72。第三介电层72也可以包含一个或多个含金属氧化物或金属合金氧化物的层，例如上文关于第一和第二介电层论述的。在一种非限制性实施方案中，第三介电层72是与第二介电层60类似的多膜层。例如，第三介电层72可以包含第一层74、例如金属氧化物层、例如氧化锌层，第二层76、例如含金属合金氧化物的层、例如锡酸锌层，和第三层78、例如金属氧化物层、例如另一氧化锌层。在一种非限制性实施方案中，第三介电层72的锌氧化物膜可以各自具有约 例如例如例如例如例如例如例如的厚度。金属合金氧化物层(锡酸锌)可以具有例如 例如例如例如例如例如的厚度。
在第三介电层72之上沉积第三热和/或辐射反射层80。第三反射层80可以为上文关于第一和第二反射层描述的任何材料。在一种非限制性实施方案中，第三反射层80包含厚度为例如例如例如例如例如的银。
在第三反射层80之上沉积第三牺牲打底膜82。第三打底膜82可以为上文关于第一或第二打底膜描述的任何打底材料。在一种非限制性实施方案中，第三牺牲打底膜82为钛且具有例如 例如例如的厚度。
在第三反射层80之上(例如在第三牺牲打底膜82之上)沉积第四介电层84。第四介电层84包含一个或多个含金属氧化物或金属合金氧化物的层，例如上文关于第一、第二或第三介电层论述的那些。在一种非限制性实施方案中，第四介电层84是多膜层，其具有沉积在第三打底膜82之上的第一层86、例如金属氧化物层、例如氧化锌层，沉积在氧化锌层之上的第二层88、例如金属合金氧化物层、例如锡酸锌层。氧化锌层86可以具有例如例如例如例如例如例如例如的厚度。锡酸锌层88可以具有例如例如例如例如例如的厚度。
如图2和3所示，在阳光控制涂层36之上，例如在第四介电层84之上，施涂保护涂层38，从而参与保护下方的层如抗反射层在加工期间免受机械和化学侵袭和/或从而促进附着作用。保护涂层38可以是氧阻隔涂层以防止或减少环境氧进入该涂层下方的层，例如在加热或弯曲过程中。保护涂层38可以与下文对于任选的保护涂层34描述的一样。在一种非限制性实施方案中，保护涂层38包含二氧化硅和氧化铝的组合，例如80wt％-90wt％二氧化硅和10wt％-20wt％氧化铝，例如85wt％二氧化硅和15wt％氧化铝，其厚度为5nm-5,000nm，例如5nm-3,000nm，例如5nm-2,000nm，例如5nm-1,000nm，例如10nm-500nm，例如20nm-300nm，例如50nm-300nm，例如50nm-200nm，例如50nm-150nm，例如50nm-120nm，例如60nm-120nm，例如70nm-120nm，例如70nm-100nm，例如70nm-80nm，例如78nm。在一种特定的非限制性实施方案中，保护涂层的厚度可以是至少50nm，例如至少60nm，例如至少70nm，例如至少75nm，例如至少100nm，例如至少110nm，例如至少120nm，例如至少150nm，例如至少200nm。
可以在保护涂层38之上施涂任选的第二打底层40。任选的第二打底层40可以与下文对于第一打底层32描述的一样。在一种具体的非限制性实施方案中，第二打底层40包含环氧氨基硅氧烷(epoxy amino siloxane)材料并具有0.1-10微米，例如0.5-8微米，例如1-7微米，例如1-5微米，例如1-3微米的厚度。
在保护涂层38之上(或者在如果存在的任选的第二打底层40之上)施涂面涂层42。面涂层42为基材12提供耐磨损性和/或抗银纹性。在一种非限制性实施方案中，面涂层42为聚硅氧烷材料。合适的面涂层材料在WO 2007/064792 A2以及美国专利No.5,693,422、6,106,605、6,180,248、5,401,579和6,469,119中得到公开。其它合适的面涂层材料可以以商品名LensShield 500、501、503、510和514购自Advanced Materials and CoatingSpecialties。面涂层42的厚度可以是1-10微米，例如2-8微米，例如3-7微米，例如4-6微米，例如4-5微米。可以通过任何常规方法、例如通过流涂施涂面涂层。
面涂层42的材料可以引入同时具有聚硅氧烷基硬质涂层功能以及更柔软的有机聚合物官能团、例如但不限于丙烯酸系或环氧官能团的聚合物。示例性的面涂层材料可以按照如下和下文实施例中所述的那样制备。
制备具有至少两种不同单体单元的杂化共聚物。在一种具体的非限制性实施方案中，杂化共聚物为由如下组分的反应产物制备的共聚物：(i)包括羟基官能的有机丙烯酸酯的第一单体和(ii)包括有机官能的烷氧基硅烷的第二单体、例如具有可聚合基团的硅烷氧基化合物(silicon alkoxide)。
在一种非限制性实施方案中，第一单体包括羟基丙烯酸酯和/或丙烯酸羟基烷基酯。丙烯酸羟基烷基酯的烷基部分可以一般由式CnH2n+1表示，其中n为1-20，例如1-10，例如1-5。第一单体的具体实例包括但不限于丙烯酸羟基甲基酯、丙烯酸羟基乙基酯和丙烯酸羟基丙基酯。
第二单体为烷氧基化合物(alkoxide)，例如有机官能的烷氧基硅烷，例如有机官能的三烷氧基硅烷。该烷氧基化合物可以含有烷基或芳基。可以使用通式RxSi(OR')4-x的硅烷，其中R为有机基团，R’为低分子量烷基，以及x为1-4。R的有机基团可以是乙烯基、甲氧基乙基、3-缩水甘油氧基丙基或3-甲基丙烯酰氧基丙基，仅以这些为例。在一种非限制性实施方案中，第二单体为通式RSi(OR')3的三烷氧基硅烷，其中R为能够进行聚合的短至中等链长有机基团如乙烯基、3-缩水甘油氧基丙基或3-甲基丙烯酰氧基丙基。在一种具体的实施方案中，第二单体选自甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷。
将第一和第二单体与合适催化剂如偶氮二异丁腈(AIBN)组合以形成杂化共聚物。在本发明的广泛实践中，第一和第二单体可以以任何比率组合，例如基于组合单体的总重量1wt％-99wt％的第一单体与99wt％-1wt％的第二单体，例如40wt％-90wt％的第一单体，例如50wt％-80wt％的第一单体，例如60wt％-80wt％的第一单体，例如70wt％-80wt％的第一单体，例如75wt％的第一单体。杂化共聚物可以通过自由基聚合进行聚合。
使第二物质在所述杂化共聚物的存在下反应，例如通过缩聚反应，从而形成聚硅氧烷聚合物。这允许第二物质与杂化共聚物反应以及与其自身聚合，例如通过缩聚，在两种聚合型组分之间提供直接化学键合的机制。第二物质可以包含烷氧基化合物(alkoxide)，例如有机烷氧基硅烷。该有机烷氧基硅烷可以是烷基烷氧基硅烷或有机官能的烷氧基硅烷、例如有机官能的三烷氧基硅烷，或者它们的混合物。在一种非限制性实施方案中，第二物质为通式RSi(OR')3的三烷氧基硅烷，其中R为短至中等链长有机基团如烷基、乙烯基、苯基、3-缩水甘油氧基丙基或3-甲基丙烯酰氧基丙基。在一种特定的实施方案中，第二物质为甲基三甲氧基硅烷。
可以通过任何已知技术，例如常规缩合反应，使杂化共聚物和第二物质反应。常规技术的实例在美国专利No.5,693,422、5,401,579、6,106,605、6,180,248和6,469,119中得到描述。可以将杂化共聚物和第二物质以任何期望的比率组合，例如基于杂化共聚物和第二物质的总重量1wt％-99wt％的杂化共聚物与99wt％-1wt％的第二物质，例如5wt％-50wt％的杂化共聚物，例如10wt％-40wt％的杂化共聚物，例如10wt％-30wt％的杂化共聚物，例如15wt％-20wt％的杂化共聚物，例如17wt％的杂化共聚物。
可以将所得的杂化共聚物(即，由第一杂化共聚物和第二物质的反应形成的聚合物)引入涂料组合物，该涂料组合物提供改进的耐划伤性、耐磨损性和耐化学品性，然而足以在没有破裂或剥离的情况下经受住下方塑料基材的变形或伸长。丙烯酸系官能团提供与先前的保护硬质涂层相比增强的耐候性和改进的对丙烯酸系和聚碳酸酯基材的附着力。在本发明的实践中，通过使羟基官能的丙烯酸系单体与三烷氧基硅烷共聚形成杂化共聚物提供如下的共聚物：其能够进行烷氧基的进一步水解，从而导致与涂料溶液的聚硅氧烷基质的缩合反应。
所述杂化共聚物不需要限于具有两种单体的共聚物，而是可以包括三种或更多的单体。例如，所得的杂化共聚物可以是包含羟基官能的有机丙烯酸酯、硅烷氧基化合物(silicon alkoxide)、以及非羟基官能的单体例如但不限于甲基丙烯酸甲酯或N-乙烯基吡咯烷酮或者进行自由基聚合的任何这类单体的三元共聚物。此外，所述杂化共聚物不限于丙烯酸烷基酯，而是可以包含其它丙烯酸系官能的物质，例如但不限于芳族丙烯酸酯或卤代丙烯酸酯如氟代丙烯酸酯。另外，除了通过使(羟基官能的)有机丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体与丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯官能的硅烷氧基化合物(silicon alkoxide)共聚而形成有机/无机杂化共聚物以外，可以通过将能够经历同类聚合反应的任何有机单体与任何含有可聚合基团的硅烷氧基化合物组合而形成这类有机-无机杂化共聚物。1,3-双(3-甲基丙烯酰氧基丙基)四(三甲基甲硅烷氧基)二硅氧烷是类似的甲基丙烯酰氧基丙基-三甲基甲硅烷氧基化合物。例如，可以使乙烯基、链烯基和苯乙烯基官能的有机硅烷如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、对-(叔丁基二甲基甲硅烷氧基)苯乙烯和乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷预聚物与有机单体通过热或UV引发的自由基聚合共聚，如同丙烯酸系和甲基丙烯酸系官能的有机硅烷可以进行的那样。另外，可以使环氧和缩水甘油氧基官能的硅烷氧基化合物、双[甲基二甲氧基甲硅烷基]丙基]聚环氧丙烷和环氧封端的聚二甲基硅氧烷预聚物与有机环氧化物通过阳离子UV聚合或胺加聚进行共聚。此外，可以将能够进行缩聚的单体用于与合适的胺官能的硅化合物如1,3-双(氨基丙基)四甲基二硅氧烷形成杂化聚酰亚胺、聚酰胺和氨基甲酸酯共聚物。可以将能够进行取代聚合(subsitutionpolymerization)的单体与硅化合物例如双(三甲基甲硅烷基)双酚A组合以通过取代聚合形成杂化共聚物。如同本领域技术人员认识的那样，可以将各种纯化杂化共聚物的技术、例如通过沉淀或分馏纯化的技术用于获得具有较窄性能分布并且由此影响涂料组合物的性能的杂化共聚物材料。
下列实施例举例说明面涂层材料的多种非限制性实施方案。然而，应当理解本发明不限于具体实施例。
杂化共聚物的形成
实施例1
在玻璃瓶中合并下列成分：70克(g)Dowanol PM二醇醚、22.5g丙烯酸2-羟基丙基酯、7.5gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和0.06g偶氮二异丁腈(AIBN)。溶液在真空下脱气5分钟，经由鼓泡器用氮气吹扫5分钟，放在充满氮气的烘箱中于180°F过夜。第一个小时内振摇混合物数次。
实施例2
将45g丙烯酸2-羟基丙基酯、15gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和0.12g偶氮二异丁腈(AIBN)加入到含有磁力搅拌子的玻璃瓶内的140g Dowanol PM二醇醚中。该瓶放在超声浴中5分钟以帮助AIBN溶解，在真空干燥器中脱气15分钟，转移到氮气吹扫过的由配备回流冷凝器、加热罩和氮气鼓泡器的250毫升(mL)三颈圆底烧瓶组成的反应装置，并且加热以在氮气中保持大约80℃过夜。使反应混合物冷却至室温。
实施例3
将45g丙烯酸羟基丙基酯(异构体混合物)、15gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和0.12g偶氮二异丁腈(AIBN)加入到含有磁力搅拌子的玻璃瓶内的140g Dowanol PM二醇醚中。搅拌溶液2-3分钟以溶解大部分的AIBN，放在超声浴中5分钟，在真空干燥器中脱气30分钟，转移到氮气吹扫过的由配备回流冷凝器、加热罩和氮气鼓泡器的250mL三颈圆底烧瓶组成的反应装置。在10分钟氮气剧烈吹扫通过溶液之后，在搅拌下开始加热。加热45分钟之后，将氮气吹扫减缓到最小并且温度达到50℃。热量增加以使得反应温度在又一10分钟内达到62℃，在20分钟内达到78℃，此时放热反应在进行中。15分钟以后温度达到约107-108℃的最大值，此后放热减退，反应混合物冷却到70℃。8小时之后，热量再次增加以使得反应混合物在1小时内达到110℃，此时除去加热并且在用于制备涂料溶液之前使反应混合物稍微冷却。
实施例4
偶氮二异丁腈(AIBN)在使用之前一周已经从甲醇中重结晶3次。以类似于上述实施例3的方式，将三种成分直接合并入配备回流冷凝器、加热罩和氮气鼓泡器的500mL三颈烧瓶中。将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入到所述丙烯酸羟基丙基酯中，其接着在3分钟内加入到圆底烧瓶内的Dowanol PM二醇醚中。在室温搅拌5分钟之后，开始加热。20分钟后溶液温度达到50℃，经由注射器通过橡胶隔片加入溶解在10-15mL Dowanol PM中的0.10g AIBN。40分钟后反应混合物的温度达到最大值119℃(反应开始后60分钟)，此后温度降至83℃，保持该温度直至总反应时间达到16小时。冷却至室温后，将共聚物产物用于制备聚硅氧烷涂料溶液。将不立即使用的材料转移到棕色玻璃瓶中并且储存在冷藏室中。冷藏储存7周之后，产物溶液的室温粘度为61.1厘泊(cps)。
实施例5
将重结晶的偶氮二异丁腈(AIBN)在使用之前又从甲醇中重结晶1次。以类似于上述实施例3的方式，将三种成分直接合并入250mL三颈烧瓶中。首先将γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷加入到所述丙烯酸羟基丙基酯中，然后将两种单体的混合物在搅拌下加入到已经在三颈烧瓶中用氮气吹扫2小时的130g Dowanol PM二醇醚溶剂(130g)中。立即开始加热，反应溶液在24分钟后达到56℃，此时加入0.10g AIBN。反应开始后45分钟反应溶液达到117℃。大约1.25小时反应时间时，温度降至109°F，此时减少热量以保持86℃的温度过夜。自反应开始起16.5小时的总时间之后，除去加热以使产物在大约1小时内冷却至室温。将产物接着用于制备聚硅氧烷涂料溶液或者转移到棕色玻璃瓶以便冷藏储存。冷藏储存大约1周之后，室温下产物的粘度为130.6cps。
实施例6
将22.5g丙烯酸2-羟基丙基酯、7.5gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和0.06g二甲氧基2-苯基苯乙酮(DMPA)加入到玻璃瓶内的70.0g Dowanol PM二醇醚溶剂中并且放在超声浴中直至DMPA溶解。然后在真空中将溶液脱气10分钟，接着在ELC 4001UV固化单元中在氮气氛围下室温固化1小时。使共聚物产物的中等粘稠溶液在用于制备涂料溶液之前冷却至室温。
涂料溶液的制备
方法I：在一种非限制性方法中，如下将实施例1-6所生产的类型的共聚物产物引入持久的耐磨损涂料配制物中。在典型的制备中，将15g共聚物产物溶液加入到72g甲基三甲氧基硅烷中。在单独的容器中，将15g甲醇与44.1g Snowtex O水性胶体硅溶胶(可购自Nissan Chemical)和3.6g冰醋酸以及1滴浓硝酸合并。在搅拌下将所述硅烷和共聚物混合物缓慢加入到二氧化硅水溶液中。继续搅拌过夜。然后用125g 1-丙醇、0.3g BYK-306(可购自BYK Chemie)和0.75g的25％四甲基氢氧化铵的甲醇溶液(可购自Fisher Scientific)稀释该溶液。
方法II：在可供选择的非限制性方法中，将15g实施例1-6的共聚物产物与72g甲基三甲氧基硅烷和45g在二醇醚PM中的NPC-ST胶体硅溶胶(可购自Nissan Chemical)合并。在单独的容器中，将30g去离子水与3.6g冰醋酸和1滴浓硝酸合并。在搅拌下将水-酸混合物缓慢加入到硅烷/共聚物/二氧化硅混合物中，继续搅拌过夜。然后用100g 1-丙醇、0.3g BYK-306(可购自BYK Chemie)和0.75g的25％四甲基氢氧化铵的甲醇溶液(可购自FisherScientific)稀释该溶液。
可以通过流涂将涂料施涂于(涂布或未涂布的)丙烯酸系基材上，接着在环境空气中干燥20-30分钟，并在80℃热固化4小时。
在面涂层42之上施涂罩面层44(耐磨涂层)。罩面层44可以例如是硅基涂层、类金刚石碳(DLC)涂层、类金刚石碳型涂层(例如碳氧化硅涂层)、或者任何这类相似的涂层。合适的罩面层涂料的实例在WO2007/064792A2中得到描述。其它实例包括DIAMONEX涂层，例如Everscan、Scanshield、AegisPlus，和涂层，可购自Allentown,Pennsylvania的Morgan Technical Ceramics。罩面层44的厚度可以是1-10微米，例如1-8微米，例如2-6微米，例如3-6微米，例如4-5微米。可以通过任何常规方法、例如通过直接离子束沉积或RF等离子体沉积施涂罩面层44。
或者，可以省去罩面层44，在施涂于阳光控制涂层36之上的第二保护涂层38之上施涂面涂层42。面涂层的厚度可以是例如7微米-10微米。
涂层叠层30的面涂层92和罩面层44结构的替代实施方案90示于图4(仅说明涂层叠层30的外侧部分)。该实施方案90具有第一面涂层94，保护涂层96，第二面涂层98和罩面层44。第一面涂层材料可以与第二面涂层材料相同或不同。如同涂料领域技术人员将会意识到的，通过常规流涂技术形成大于数微米的涂层非常有挑战性。因此，在图4所示的实施方案90中，以两个分开的步骤形成面涂层92。通过流涂施涂第一面涂层94(包含如上文对于面涂层描述的材料，例如聚硅氧烷材料或环氧氨基硅氧烷材料)至大于1微米、例如1微米-5微米的厚度。通过物理沉积例如MSVD施涂保护涂层96(包含如下文对于保护涂层描述的材料，例如85wt％二氧化硅和15wt％氧化铝)至10nm-500nm、例如50nm-200nm、例如50nm-150nm、例如100nm的厚度。在保护涂层96之上通过流涂形成第二面涂层98(例如聚硅氧烷或环氧氨基硅氧烷材料)至大于1微米、例如1微米-5微米的厚度。这种在两个面涂层之间插入MSVD保护涂层96的技术克服了与通过流涂形成厚度大于数微米的单一整体面涂层有关的问题。虽然只显示一个保护涂层96，但是应当理解可以存在多重的面涂层/保护涂层/面涂层以增加涂层叠层的总厚度。另外，替代外部涂层是上述罩面层44，最外层可以是保护涂层材料。或者，最外层可以是面涂层(即，没有上方的保护涂层或罩面层)。
涂层叠层30的面涂层和罩面层结构的另一替代实施方案100示于图5。在该实施方案100中，在面涂层104和罩面层106之间形成保护涂层102。通过流涂施涂面涂层104(包含如上文对于面涂层42描述的材料，例如聚硅氧烷或环氧氨基硅氧烷材料)至大于1微米、例如1微米-5微米的厚度。通过物理沉积例如MSVD施涂保护涂层102(包含如下文对于保护涂层34、38描述的材料，例如85wt％二氧化硅和15wt％氧化铝)至10nm-500nm、例如50nm-200nm、例如50nm-150nm、例如100nm的厚度。通过直接离子束沉积或RF等离子体沉积，以大于1微米、例如4微米-5微米的厚度施涂罩面层106(包含如上文对于罩面层44描述的材料，例如涂层)。在面涂层104和罩面层106之间形成保护涂层102为下方的涂层提供额外的对化学和/或机械损伤的保护。
电致变色组件28(参见图1)可以包括响应施加或除去电势而改变光透射系数的任何常规电致变色装置。合适的电致变色装置的实例在美国专利No.6,561,460和6,783,099中得到描述。
另一种窗户组件110示于图6。除了在不同的表面上形成涂层叠层30的部分30’和30”以外，该窗户组件110类似于图1所示的组件。例如，可以在No.1表面(表面14)上形成一个部分30’，可以在另一表面、例如No.2表面(表面16)或No.3表面(表面20)上形成另一部分30”。在图7所示的实施方案中，在第一片层12的外表面14上形成如图1的第一实施方案中所述的面涂层42和罩面层44。在内表面16上(或者，任选地，在表面20上)形成打底层32、任选的保护涂层34、阳光控制涂层36、保护涂层38和另一面涂层112(例如，如上文对于面涂层42描述的)。如同将会意识到的，也可以将图4和/或图5的交替面涂层/罩面层结构引入本发明的这一实施方案。或者，可以省去面涂层42和罩面层44以使得在外表面14上没有涂层。或者，可以在No.2表面或No.3表面上形成具有阳光控制涂层的涂层叠层的部分30”，以及可以省去另一部分30’。
本发明的另一实施方案114示于图8。在上文实施方案中，第一和第二片层12、18被空气间隙26分开。然而，在图8所示的实施方案114中，片层12、18被层叠。在该实施方案114中，第一片层12和第二片层18通过中间层116固定。中间层116可以具有任何期望材料以及可以包含一个或多个层或片层。中间层116可以是聚合物或塑料材料，例如聚乙烯醇缩丁醛、增塑聚氯乙烯、或者包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯等的多层热塑性材料。合适的中间层材料例如但不限于在美国专利No.4,287,107和3,762,988中得到公开。中间层116将第一和第二片层固定在一起，提供能量吸收，减少噪音，提高层叠结构的强度。中间层116也可以是吸音或消声材料，如同例如在美国专利No.5,796,055中所述的。中间层116可以具有在其上提供或并入其中的阳光控制涂层或者可以包含着色材料以减少太阳能透射率。在一种非限制性实施方案中，中间层116的厚度为0.5mm-1.5mm，例如0.75mm-0.8mm。或者，涂层30可以如上文关于图6和图7描述的分开。
虽然上文已经描述了本发明的多个方面，但是在本发明范围内考虑其它变型。例如但是不认为限制地，可以省去面涂层42以及在下方的涂层上(图2)或者在片层表面上(图7)形成罩面层44。此外，可以在PET片材上形成阳光控制涂层，该PET片材可以通过PVB层粘结到所述片层之一上或者可以与两个PVB层进行层叠。或者，透明体可以包含在基材(例如但不限于拉伸丙烯酸系树脂)之上、例如直接在基材上形成的面涂层42(例如具有如上所述的杂化聚合物的面涂层)，以及在面涂层42之上、例如直接在面涂层42上形成罩面层44，例如碳氧化硅涂层，例如DIAMONDSHIELD涂层。可以在基材的另一主表面上形成阳光控制涂层(诸如上述的)。
本领域技术人员将容易理解的是，在不偏离前述说明书中公开的概念的情况下可以对本发明进行变换。因此，本文详细描述的特定实施方案仅仅是说明性的并且不在于限制本发明的范围，将由所附权利要求书以及其任何和全部等同方式的全部宽度给出本发明的范围。

Claims (20)

1.飞机透明体，其包含：
具有第一主表面和第二主表面的第一聚合物片层；
与所述第一片层间隔并且具有第三主表面和第四主表面的第二聚合物片层；和
在一个或多个所述主表面的至少一部分之上的具有阳光控制性能的涂层叠层，其中所述涂层叠层包含：
在所述主表面之一的至少一部分之上形成的第一打底层，所述第一打底层包含含硅氧烷的材料；
在所述第一打底层的至少一部分之上形成的阳光控制涂层，所述阳光控制涂层具有至少一个金属层和至少一个介电层；
在所述阳光控制涂层的至少一部分之上形成的保护涂层，所述保护涂层包含至少一种金属氧化物；
在所述保护涂层的至少一部分之上形成的面涂层，所述面涂层包含聚硅氧烷材料，该聚硅氧烷材料由有机烷氧基硅烷与第一杂化共聚物的缩合形成，从而形成包含与所述杂化共聚物键接的所述有机烷氧基硅烷的聚硅氧烷材料，其中所述第一杂化共聚物由(i)第一单体和(ii)第二单体的聚合形成，该第一单体包括在烷基中具有1-20个碳的丙烯酸羟基烷基酯，该第二单体选自甲氧基乙基三烷氧基硅烷和3-缩水甘油氧基丙基三烷氧基硅烷；和
在所述面涂层的至少一部分之上形成的罩面层，所述罩面层包含碳氧化硅涂层。
2.权利要求1的飞机透明体，其中所述第一片层和第二片层中的至少一个为拉伸丙烯酸系树脂。
3.权利要求1的飞机透明体，其中所述第一片层和第二片层被空气间隙分开。
4.权利要求1的飞机透明体，其中所述第一片层和第二片层通过中间层层叠。
5.权利要求1的飞机透明体，其中所述涂层叠层进一步包含在所述第一打底层与所述阳光控制涂层之间的内保护涂层和在所述保护涂层与所述面涂层之间的第二打底层。
6.权利要求1的飞机透明体，其中所述打底层包含环氧氨基硅氧烷材料。
7.权利要求1的飞机透明体，其中所述阳光控制涂层包含由介电层分开的三个或更多金属银层。
8.权利要求1的飞机透明体，其中所述保护涂层包含二氧化硅和氧化铝的混合物。
9.权利要求1的飞机透明体，其中在所述第一主表面的至少一部分之上形成所述涂层叠层。
10.权利要求1的飞机透明体，其进一步包含与所述第二片层间隔的电致变色组件。
11.权利要求1的飞机透明体，其中所述面涂层包含多层结构，其具有包含聚硅氧烷材料的第一层、包含一种或多种金属氧化物的第二层和包含所述聚硅氧烷材料的第三层。
12.权利要求1的飞机透明体，其进一步包含在所述面涂层与所述罩面层之间的第三保护涂层。
13.权利要求1的飞机透明体，其中所述丙烯酸羟基烷基酯在烷其中具有1-10个碳，且所述第二单体为3-缩水甘油氧基丙基三烷氧基硅烷。
14.权利要求1的飞机透明体，其中所述丙烯酸羟基烷基酯在烷基中具有1-5个碳，且所述第二单体为甲氧基乙基三烷氧基硅烷。
15.权利要求1的飞机透明体，其中所述有机烷氧基硅烷是有机三烷氧基硅烷，且所述有机三烷氧基硅烷的有机基团选自烷基、苯基和3-缩水甘油氧基丙基。
16.权利要求15的飞机透明体，其中所述有机三烷氧基硅烷是有机三甲氧基硅烷。
17.权利要求1的飞机透明体，其中所述第一聚合物片层为外片层，其中所述第一主表面为外主表面，以及其中所述涂层叠层位于所述第一主表面之上。
18.飞机透明体，其包含：
具有第一主表面和第二主表面的第一拉伸丙烯酸系树脂片层；
与所述第一片层间隔并且具有第三主表面和第四主表面的第二拉伸丙烯酸系树脂片层；和
在一个或多个所述主表面的至少一部分之上施涂的具有阳光控制性能的涂层叠层，其中所述涂层叠层包含：
在所述主表面之一的至少一部分之上形成的第一打底层，所述第一打底层包含含环氧氨基硅氧烷的材料；
在所述第一打底层的至少一部分之上形成的阳光控制涂层，所述阳光控制涂层包含至少三个金属银层；
在所述阳光控制涂层的至少一部分之上形成的保护涂层，所述保护涂层包含二氧化硅和氧化铝；
在所述保护涂层的至少一部分之上形成的面涂层，所述面涂层包含聚硅氧烷材料，该聚硅氧烷材料由有机烷氧基硅烷与第一杂化共聚物的缩合形成，从而形成包含与所述杂化共聚物键接的所述有机烷氧基硅烷的聚硅氧烷材料，其中所述第一杂化共聚物由(i)第一单体和(ii)第二单体的聚合形成，该第一单体包括在烷基中具有1-20个碳的丙烯酸羟基烷基酯，该第二单体选自甲氧基乙基三烷氧基硅烷和3-缩水甘油氧基丙基三烷氧基硅烷；和
在所述面涂层的至少一部分之上形成的罩面层，所述罩面层包含碳氧化硅涂层。
19.权利要求18的飞机透明体，其中所述丙烯酸羟基烷基酯在烷基中具有1-10个碳，且所述第二单体为3-缩水甘油氧基丙基三烷氧基硅烷。
20.权利要求18的飞机透明体，其中所述有机三烷氧基硅烷是有机三甲氧基硅烷。
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