CN106794681B - 抵抗缺陷形成的多层中间层 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了包括硬皮或者外层和软核心层的多层中间层。所述多层中间层包括：第一聚合物层(皮层)，第二聚合物层(核心层)和任选地，第三聚合物层(皮层)，其中，第一聚合物层(皮层)包括增塑的聚乙烯醇缩丁醛树脂；第二聚合物层(核心层)包括具有不同残余羟基含量的两种(或更多种)增塑的聚乙烯醇缩丁醛树脂共混物，第三聚合物层(皮层)包括增塑的聚乙烯醇缩丁醛树脂。

Description

抵抗缺陷形成的多层中间层
技术领域
本公开文本涉及用于多层玻璃板和具有至少一个聚合物中间层片材的多层玻璃板的聚合物中间层领域。具体地，本公开文本涉及包括抵抗光学缺陷形成的多层热塑性层的聚合物中间层领域。
背景技术
多层板通常是由两层基板片材(例如，但不限于玻璃、聚酯、聚丙烯酸酯、或者聚碳酸酯)及夹在其间的一层或者更多层的聚合物中间层组成的板。层压多层玻璃板通常应用于建筑窗户用途和用于机动车辆窗户及飞机窗户，和用于光伏太阳能电池板。前两个用途通常被称为层压安全玻璃。层压安全玻璃中的中间层的主要功能是吸收由施予玻璃的冲击或者压力所产生的能量，以使得玻璃层即使在受到压力和玻璃破损的情况下仍结合在一起，并从而防止玻璃破碎为尖锐的碎片。此外，该中间层也赋予所述玻璃明显较高的隔音等级，降低UV和/或者IR光透射，并且提高相关窗户的美学吸引力。对于光伏用途来说，中间层的主要功能是封装在商业和家居用途中产生和供应电力的光伏太阳能电池板。
为了实现玻璃板的某些性质和性能特性，使用多层或多层中间层已成为普遍做法。如本文所用，术语“多层(multilayer)”和“多层(multiple layers)”是指具有多于一层的中间层，并且多层(multilayer)和多层(multiple layer)可以互换使用。多层中间层通常包含至少一个软层和至少一个硬层。具有夹在两个更刚性或硬的“皮”层之间的一个软“核心”层的中间层已经被设计为具有用于玻璃板的隔音性能。已经发现，具有相反构造的中间层，即具有夹在两个更软层之间的一个硬层的中间层，改进了玻璃板的冲击性能，并且还可以设计用于隔音。多层中间层的实例还包括具有至少一个“透明”或非着色层和至少一个着色层或至少一个常规层，例如非声学层，和至少一个声学层的中间层。多层中间层的其它实例包括为了美学吸引力而具有至少两个不同颜色的层的中间层。着色层通常包含颜料或染料，或颜料和染料的某种组合。中间层的层通常通过将聚合物树脂，例如聚(乙烯醇缩丁醛)，与一种或多种增塑剂混合，并通过本领域技术人员已知的任何适用的工艺或方法将混合物熔融加工成片材而生产。所述工艺或方法包括但不限于，挤出，其中所述层通过例如共挤出和层压的工艺组合。为了各种其它目的，可以任选地加入其它附加成分。在形成中间层片材之后，通常将其收集和轧辊以运输和存储，并且如下所述随后用于多层玻璃板中。
多层玻璃板通常通过与中间层组合的的方式制造，以下提供了其简化描述。首先，将至少一个聚合物中间层片材(单层或多层)放置在两个基板之间，并从边缘修整所有过量的中间层，以形成组件。将多个聚合物中间层片材或具有多个层的一个聚合物中间层片材(或两者的组合)放置在两个基板之间，以形成具有多个聚合物中间层的多层玻璃板并不罕见。然后，通过本领域技术人员已知的适用的工艺或方法从组件中除去空气；例如通过轧辊，真空袋或另一除气装置。另外，通过本领域普通技术人员已知的任何方法将中间层部分地压合到基板上。在最后一个步骤中，为了形成最终的统一结构，通过高温和高压层压工艺或本领域普通技术人员已知的任何其它方法，例如但不限于高压蒸汽，使这种预先结合更加持久。
多层中间层，例如具有一个软核心层和两个较硬的皮层的三层中间层，是可商购的。硬皮层提供中间层的处理、加工和机械强度；软核心层提供声阻尼性能。在极端条件下，包含这些多层声学中间层的玻璃板可能产生通常称为冰花纹(也称为雪花纹)的缺陷，板中存在过量残余和滞留的空气和玻璃中存在应力时会引发冰花纹。具体地，在层压的多层玻璃板构件的制造过程中，当这些层堆叠在一起以形成多层中间层时，空气和其它气体通常滞留在基板和中间层之间或多层中间层的各个层之间的间隙空间中。如上所述，在玻璃或板制造过程中，通常通过真空或轧辊除气法除去这些滞留的气体。然而，这些技术在除去滞留在基板之间的间隙空间中的所有空气时，并不总是有效的。这些空气气囊在失配的玻璃(例如，钢化玻璃，热强化玻璃和厚的退火玻璃)和挡风玻璃中特别明显，其中玻璃的弯曲通常导致空气间隙。挡风玻璃中的这些空气间隙通常被称为“弯曲间隙”。另外，当在高压蒸汽期间存在弯曲间隙时，热和压力压缩玻璃以符合中间层并使间隙变窄，这导致玻璃中最初间隙区域的高应力。
如上所述，除气技术在从玻璃板组件除去所有空气时，并不总是有效的。结果，在玻璃和中间层之间存在残余空气。在高压蒸汽期间，残余空气在热和压力的条件下溶解到中间层中，大部分在皮层中。位于皮层中的残余空气可以移动到核心层或皮-核心界面，并且最终在皮层和核心层之间分配以达到平衡状态。当在中间层中存在大量残余空气(例如过量的残余空气)时，气泡可以成核，特别是在高温下，因为高温下中间层变软从而对成核的抵抗力减小。
由于成核作用倾向于较不粘的介质，对于具有夹在两个较硬的皮层之间的一个软核心层的多层声学中间层，例如软层被限制在两个较硬的层之间的多层声学中间层，气泡通常首先在软核心层内形成。在温暖至炎热的气候中，例如在夏季期间，安装在建筑物和车辆上的层压玻璃中，玻璃的温度可以高至50℃至100℃。在这些高温下，由于玻璃板或挡风玻璃中的应力而产生的力，对玻璃施加垂直于它们的平面且反向的压力，从而拉动玻璃板彼此远离，企图使它们恢复到其最初状态。应力降低空气的成核和膨胀的阻力，允许气泡在核心层内长大。
气泡也可以在皮层中成核和膨胀。由于在气泡成核并膨胀的温度下，皮层具有相对较高的硬度，并且层的体积较大，因此气泡呈球状膨胀。当气泡进一步膨胀时，其可以膨胀进入核心层，气泡在核心层中的膨胀阻力较低。不管气泡最初形成在何处，在高温(例如50℃至100℃)下，来自弯曲间隙或玻璃失配的应力引起气泡在核心层内以阻力最小的路径随机径向膨胀。由于缺陷继续径向膨胀，形成分支和树枝状特征，并且赋予了不期望的冰花纹的光学外观。另外，核心层内的冰花纹的形成通常导致层之间的分离，降低了板的结构完整性。
因此，本领域需要开发一种多层中间层，其能够抵抗这些光学缺陷的形成，而不降低常规多层中间层的其他光学、机械和声学特性。更具体地，本领域需要开发具有至少一个软核心层的多层中间层，所述软核心层抵抗空气成核和膨胀以形成冰花纹，同时还具有优异的声学性质。
发明内容
由于本领域中的这些和其他问题，本文中在此描述的尤其是多层中间层。更具体地，多层中间层包括至少一个硬皮或外层和软核心层。在一个实施方案中，这些多层中间层包括：第一聚合物层(皮层)，第二聚合物层(核心层)和任选地，第三聚合物层(皮层)。其中，第一聚合物层(皮层)包括增塑的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂；第二聚合物层(核心层)包括具有不同残余羟基含量的两种(或更多种)增塑的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂共混物，第三聚合物层(皮层)包括增塑的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂。设置第二聚合物层与第一聚合物层相连。如果存在三层或更多层，则第二聚合物层设置在第一聚合物层和第三聚合物层之间，产生两个皮层和一个中心核心层。
在一个实施方案中，公开了一种抵抗冰花纹缺陷形成的聚合物中间层，所述聚合物中间层包括：至少一个软层和至少一个较硬的层。其中所述软层包括：具有第一残余羟基含量的第一聚(乙烯醇缩丁醛)树脂；具有第二残余羟基含量的第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂，其中第一残余羟基含量和第二残余羟基含量的差值为至少2.0重量％；和增塑剂。所述较硬的层包括具有第三残余羟基含量的第三(聚乙烯醇缩丁醛树脂)；和增塑剂。其中所述聚合物中间层具有至少约0.15的阻尼损耗因子(η)(根据ISO 16940，通过机械阻抗测量法测量)。在一些实施方案中，第一残余羟基含量和第二残余羟基含量的差值为至少4.0重量％，或至少6.0重量％。
在一些实施方案中，第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂以约5重量％至约45重量％，或约10重量％至约40重量％的量存在。在一些实施方案中，第三聚(乙烯醇缩丁醛树脂)的残余羟基含量与第一聚(乙烯醇缩丁醛树脂)或第二聚(乙烯醇缩丁醛树脂)的残余羟基含量相同。
在一些实施方案中，聚合物中间层的软层具有至少一个低于15℃的玻璃化转变温度(Tg)。在一些实施方案中，聚合物中间层具有至少两个不同的玻璃化转变温度(Tg)，并且所述至少两个不同的玻璃化转变温度(Tg)的差值为至少3℃。
在另一实施方案中，公开了一种抵抗冰花纹缺陷形成的聚合物中间层，所述聚合物中间层包括：至少一个软层和至少一个较硬的层。其中所述软层包括：具有第一残余羟基含量的第一聚(乙烯醇缩丁醛)树脂；具有第二残余羟基含量的第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂，其中第一残余羟基含量和第二残余羟基含量的差值为至少2.0重量％；和增塑剂。所述较硬的层包括具有第三残余羟基含量的第三聚(乙烯醇缩丁醛树脂)；和增塑剂。其中所述聚合物中间层具有至少约0.15的阻尼损耗因子(η)(根据ISO 16940，通过机械阻抗测量法测量)，并且其中所述第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂以约5重量％至约45重量％的量存在。在一些实施方案中，第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂以约10重量％至约40重量％的量存在。在一些实施方案中，第一残余羟基含量和第二残余羟基含量的差值为至少4.0重量％，或至少6.0重量％。
在一些实施方案中，聚合物中间层的软层具有至少一个低于15℃的玻璃化转变温度(Tg)。在一些实施方案中，聚合物中间层具有至少两个不同的玻璃化转变温度(Tg)，并且所述至少两个不同的玻璃化转变温度(Tg)的差值为至少3℃。在一些实施方案中，第三聚(乙烯醇缩丁醛树脂)的残余羟基含量与第一聚(乙烯醇缩丁醛树脂)或第二聚(乙烯醇缩丁醛树脂)的残余羟基含量相同。
在另一实施方案中，公开了一种抵抗冰花纹缺陷形成的聚合物中间层，所述聚合物中间层包括：至少一个软层和至少一个较硬的层。其中所述软层包括：具有第一残余羟基含量的第一聚(乙烯醇缩丁醛)树脂；具有第二残余羟基含量的第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂，其中第一残余羟基含量和第二残余羟基含量的差值为至少2.0重量％；和增塑剂。所述较硬的层包括具有第三残余羟基含量的第三聚(乙烯醇缩丁醛树脂)；和增塑剂。其中所述聚合物中间层的软层具有至少两个玻璃化转变温度(Tg)，并且所述两个不同玻璃化转变温度(Tg)之间的差值为至少3℃。在一些实施方案中，第一残余羟基含量和第二残余羟基含量的差值为至少4.0重量％，或至少6.0重量％。
在一些实施方案中，第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂以约5重量％至约45重量％，或约10重量％至约40重量％的量存在。在一些实施方案中，聚合物中间层的软层的一个玻璃化转变温度(Tg)低于15℃。
本发明还公开了一种多层板。所述多层板包括至少一个刚性基板和本文公开的聚合物中间层或多层聚合物中间层。该板具有改进的光学性质。
本发明还公开了制备聚合物中间层的方法，其中公开了多层中间层包括抵抗冰花纹缺陷形成的聚合物中间层。所述聚合物中间层包括：至少一个软层和至少一个较硬的层。其中所述软层包括：具有第一残余羟基含量的第一聚(乙烯醇缩丁醛)树脂；具有第二残余羟基含量的第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂，其中第一残余羟基含量和第二残余羟基含量的差值为至少2.0重量％；和增塑剂。所述较硬的层包括具有第三残余羟基含量的第三聚(乙烯醇缩丁醛树脂)；和增塑剂。其中所述聚合物中间层具有如本文所公开的改进的性质。
在某些实施方案中，所述刚性基板是玻璃。
具体实施方式
本文特别描述了多层中间层，其由至少一个软核心层和至少一个硬皮层组成，其中所述软核心层包括至少一种第一树脂和第二树脂的混合物，且第二树脂中的残余羟基含量(以按重量计的％PVOH计算)高于第一树脂中的残余羟基含量(或者换一种说法，其中两种树脂具有不同的残余羟基含量)。本公开文本的中间层抵抗或消除冰花纹缺陷的形成。
本发明还描述了包括所述中间层的多层玻璃板。混合两种或更多种具有不同残余羟基水平的树脂和增塑剂以形成多层中间层的核心层，或者换句话说，向第一树脂中加入第二树脂(具有不同或更高的残余羟基含量)以形成多层中间层的核心层。核心层对气泡成核和膨胀的阻力在常规多层中间层中本来弱，上述混合提高了这种阻力，从而有效地减少或消除了常规多层中间层常见的冰花纹光学缺陷，而不牺牲其它常规多层中间层的有利的/期望的特性，例如用多层中间层制成的玻璃板的隔音、光学性能和机械强度。本发明的多层中间层可用于多层玻璃应用中，例如挡风玻璃中的安全玻璃、侧窗、以及屋顶和建筑窗户。
常规的多层中间层，例如三层声学中间层，包含一个软核心层和两个硬皮层。其中所述软核心层由具有低残余羟基含量的单一聚(乙烯醇缩丁醛)(“PVB”)树脂和大量增塑剂组成，所述两个硬皮层具有明显更高的残余羟基含量(参见例如美国专利5,340,654、5,190,826和7,510,771)。PVB核心树脂中的残余羟基含量和增塑剂的量被优化，以使中间层在环境条件下为多层玻璃板，例如安装在车辆和建筑物上的挡风玻璃和窗户，提供最佳隔音性能。由于树脂的低残余羟基含量和高水平的增塑，核心层是软的或具有弱的机械强度，并且非常容易形成冰花纹缺陷。令人惊奇的是，已经发现向核心层添加第二PVB树脂(具有与第一PVB树脂不同或更高的残余羟基含量)导致减少或消除冰花纹缺陷形成，同时保持常规多层声学中间层的隔音性能的多层中间层。第二PVB树脂的残余羟基含量比第一PVB树脂的残余羟基含量高至少约2wt.％，或比第一PVB树脂的残余羟基含量高至少约4wt.％，或高至少约6wt.％，或高至少约8wt.％，或高至少约10wt.％，或高至少约12wt.％，或高至少约14wt.％。任一种树脂可以被指定为“第一”或“第二”PVB树脂。如果第一PVB树脂具有相对较高的残余羟基含量，那么第二PVB树脂的残余羟基含量将比第一PVB树脂的残余羟基含量低至少约2wt.％。换句话说，重要的是两种树脂的残余羟基含量之间的差值为至少约2wt.％，或至少约4wt.％，或至少约6wt.％，或至少约8wt.％，或至少约10wt.％，或至少约12wt.％，或至少约14wt.％。
根据本公开文本，为了改进常规多层声学中间层，选择核心层中的第一聚合物树脂以提供最佳隔音性能，选择第二聚合物树脂以向核心层提供强度来抵抗冰花纹缺陷的形成。因为通常增塑剂将分配使得具有较低残余羟基含量的PVB树脂中存在较多增塑剂，具有较高残余羟基含量的PVB树脂中存在较少增塑剂，所以核心层所需的增塑剂总量可相应减少而不改变增塑第一树脂并提供所需隔音性能所必需的增塑剂的量。因此，核心层将表现出两种不同的玻璃化转变温度，其中一种对应增塑的第一树脂(其与常规多层中间层的核心层的玻璃化转变温度相同)，和第二、较高的玻璃化转变温度对应增塑的第二树脂。结果，由于在核心层中添加了具有较高残余羟基含量的第二聚合物树脂和降低了核心层中总增塑剂含量(使两种树脂的残余羟基含量的差值为至少2wt.％)，多层声学中间层中的核心层现在强于常规多层声学中间层中的核心层。
现在可以通过以下方法设计多层声学中间层，例如三层中间层：(1)在核心层中将具有较高残余羟基含量的第二聚合物树脂与具有较低羟基含量的第一聚合物树脂混合，(2)降低核心层整体的增塑剂含量，(3)保持核心层和两个皮层之间以及核心层中的第一树脂和第二树脂之间的增塑剂平衡，和(4)通过适用的工艺，如共挤出或层压，组合核心层和皮层以形成多层中间层。所得到的多层声学中间层减少或消除了冰花纹缺陷的形成，而不牺牲常规多层中间层的其它有利的/期望的特性，例如用多层中间层制成的玻璃板的隔音性能、光学性能和机械强度。
在讨论将特定的第二聚合物树脂添加到核心层以生产抵抗冰花纹缺陷形成的改进的中间层之前，先讨论一些术语和中间层中出现的通用组分及其形成，所述通用组分包括常用的和在本公开文本的中间层中使用的。本文在此使用的术语“聚合物中间层片材”，“中间层”和“聚合物熔体片材”通常可以指单层片材或多层中间层。“单层片材”，顾名思义，是作为一层挤出的单一聚合物层。另一方面，多层中间层可以包括多层，其包括单独挤出的层，共挤出层或单独和共挤出层的任何组合。因此，多层中间层可以包括例如：两个或更多个组合在一起的单层片材(“多层片材”)；两个或更多个一起挤出的层(“共挤出片材”)；两个或更多个共挤出片材组合在一起；至少一个单层片材和至少一个共挤出片材的组合；单层片材和多层片材的组合；以及至少一个多层片材和至少一个共挤出片材的组合。在本公开文本的各种实施方案中，多层中间层包括彼此直接接触设置的至少两个聚合物层(例如，单层或共挤出和/或层压在一起的多层)，其中每层包括聚合物树脂，下文会更全面的详细描述。如本文在此使用的具有至少三层的多层中间层，“皮层”通常是指中间层的外层，“核心层”通常是指内层。因此，一个示例性实施方案将是：皮层//核心层//皮层。
使用已知的缩醛化工艺，通过使聚乙烯醇(“PVOH”)与丁醛在酸催化剂的存在下反应、分离、稳定化和干燥树脂来制备PVB树脂。这样的缩醛化工艺在例如美国专利号2,282,057和2,282,026和Vinyl Acetal Polymers,in Encyclopedia of Polymer Science&Technology,3rd edition,Volume 8,pages 381-399,by B.E.Wade(2003)上公开，其公开内容以引用的方式全文并入。树脂可以各种形式商购获得，例如首诺集团(Solutia Inc.)的树脂，伊士曼化工公司(Eastman Chemical Company)的全资子公司。
本文所用PVB中的残余羟基含量(以按重量计的％乙烯醇或％PVOH计算)是指加工完成后保留在聚合物链上的羟基的量。比如，PVB可通过将聚(乙酸乙烯酯)水解为聚乙烯醇(PVOH)，然后使PVOH与丁醛反应而制备。在聚(乙酸乙烯酯)水解过程中，通常并非所有的乙酸酯侧基都转化成羟基。此外，与丁醛的反应通常不会使所有羟基都转化成缩醛基团。因此，在任何最终的PVB树脂中，在聚合物链上通常存在作为侧基的残余乙酸酯基团(乙酸乙烯酯基团)及残余羟基(乙烯基羟基)。本文所用残余羟基含量和残余乙酸酯含量是根据ASTM D1396以重量百分数基准来测量的。
在各种实施方案中，第一PVB树脂包括，以％PVOH计算，约7至约14重量％(wt.％)的羟基；以％PVOH计算，约7至约14wt.％，约9至约14wt.％％的羟基，以及对于某些实施方案，约11至约13wt.％的羟基。所述树脂还可以包括，以聚乙烯基酯，比如乙酸酯，计算，低于30wt.％的残余酯基，低于25wt.％的残余酯基，低于20wt.％、低于15wt.％、低于13wt.％、低于10wt.％、低于7wt.％、低于5wt.％、或者低于1wt.％的残余酯基，作为平衡的部分是缩醛，例如丁醛的缩醛，但是任选地为其他的缩醛基团，例如异丁醛缩醛基团，或2-乙基己醛缩醛基团，或丁醛缩醛、异丁醛和2-乙基己醛缩醛基团中任意两种的混合物。第二树脂包括，以％PVOH计算，约9至约35wt.％，约12至约35wt.％，约15至约25wt.％，以及对于某些实施方案，约16至约22wt.％的羟基。树脂还可以包括，以聚乙烯基酯，例如乙酸酯，计算，低于30wt.％的残余酯基团，低于25wt.％的残余酯基团，低于20wt.％，低于15wt.％，低于13wt.％，低于10wt.％，低于7wt.％，低于5wt.％，或低于1wt.％的残余酯基团，作为平衡的部分是缩醛，例如丁醛的缩醛，但是任选地为其他的缩醛基团，例如异丁醛缩醛基团，或2-乙基己醛缩醛基团，或丁醛缩醛、异丁醛和2-乙基己醛缩醛基团中任意两种的混合物。选择第二树脂使得所述树脂的残余羟基含量比第一PVB树脂的残余羟基含量高(或差别)至少约2wt.％，或者比第一PVB树脂的残余羟基含量高至少约4wt.％，或者高至少约6wt.％，或高至少约8wt.％，或高至少约10wt.％，或高至少约12wt.％，或高至少约14wt.％。通过从具有较高残余羟基含量的第二树脂的残余羟基含量中减去具有较低残余羟基含量的第一树脂的残余羟基含量，计算第一树脂和第二树脂之间的差异。例如，如果第一树脂具有12wt.％的残余羟基含量，并且第二聚合物片材具有15wt.％的残余羟基含量，则两种树脂的残余羟基含量相差3wt.％，或第二树脂中的残余羟基含量比第一树脂中的残余羟基含量高3wt.％。
在各种实施方案中，当中间层为多层中间层如三层时，在硬(或皮)层中使用的PVB树脂的残余羟基含量比核心层中第一树脂的残余羟基含量高至少2wt.％，或至少4wt.％，或至少6wt.％，或至少8wt.％，或至少10wt.％，并且皮层中的树脂可以包括，以％PVOH计算，约15至约35wt.％，约15至约30wt.％或约17至约22wt.％；以及对于某些实施方案，约17.25至约22.25wt.％的残余羟基。在各种实施方案中，核心层中第二树脂的残余羟基含量可以与皮层中树脂的残余羟基含量相同，或比皮层中树脂的残余羟基含量高或者低。如上所述，在各种实施方案中，用于核心层的第一树脂、第二树脂或用于硬层的树脂，或这些树脂中的任何两种或所有树脂也可以包括，以聚乙烯基酯，例如乙酸酯，计算，低于30wt.％的残余酯基团，低于25wt.％的残余酯基团，低于20wt.％，低于15wt.％，低于13wt.％，低于10wt.％，低于7wt.％，低于5wt.％wt.％，或低于1wt.％的残余酯基团，作为平衡的部分是缩醛，例如丁醛的缩醛，但是任选地为其他的缩醛基团，例如异丁醛缩醛基团，或2-乙基己醛缩醛基团，或丁醛缩醛、异丁醛和2-乙基己醛缩醛基团中任意两种的混合物。
根据需要，第二树脂相对于第一树脂的量可以在任何范围内变化，例如在核心层中分为1至99wt.％、5至95wt.％、10至90wt.％、15至85wt.％、20wt.％-80wt.％、25wt.％至75wt.％、或各自约50wt.％。第二树脂的量可以是任何量，从约1wt.％高至约99wt.％，这取决于所需的性能。在某些实施方案中，第二树脂的量为约5至约45wt.％，在其它实施方案中，第二树脂为10至45wt.％，或约10至约40wt.％，或约10至约35wt.％。在特别有用的实施方案中，第二树脂在核心层中为约10至约40wt.％。
使用低角度激光散射仪通过排阻色谱法测量分子量，本公开文本的PVB树脂的分子量通常大于50,000道尔顿，或小于500,000道尔顿，或约50,000至约500,000道尔顿，或约70,000至约500,000道尔顿，或约100,000道尔顿至约425,000道尔顿。本文所用术语“分子量”是指重均分子量。
本公开文本的中间层中可以使用各种粘附性控制剂(“ACAs”)以控制中间层片材对玻璃的粘附性。在本公开文本的中间层的各种实施方案中，所述中间层可以包括每100份树脂约0.003至约0.15份ACAs；每100份树脂约0.01至约0.10份ACAs；和每100份树脂约0.01至约0.04份ACAs。这样的ACAs包括但不限于美国专利号5,728,472(其公开内容以引用的方式全文并入)中公开的ACAs、残余乙酸钠、乙酸钾、双(2-乙基丁酸)镁、和/或双(2-乙基己酸)镁。
可以将其他添加剂加入所述中间层以增强其在最终产品中的性能并赋予中间层某些额外特性。这样的添加剂包括但不限于染料、颜料、稳定剂(例如紫外稳定剂)、抗氧化剂、抗粘连剂、阻燃剂、IR吸收剂或阻断剂(例如氧化铟锡、氧化锑锡、六硼化镧(LaB6)和氧化铯钨)、加工助剂、流动增强剂、润滑剂、抗冲击改性剂、成核剂、热稳定剂、UV吸收剂、分散剂、表面活性剂、螯合剂、偶联剂、粘合剂、底漆、增强助剂、和填料，以及本领域普通技术人员已知的其他添加剂。
在各种实施方案中，增塑剂选自常规增塑剂或两种或更多种常规增塑剂的混合物。在一些实施方案中，常规增塑剂，其折射率为约1.450或更小，可包括，例如，三乙二醇二-(2-乙基己酸酯)(“3GEH”)，三乙二醇二-(2-乙基丁酸酯)、三乙二醇二庚酸酯、四乙二醇二庚酸酯、四乙二醇二(2-乙基己酸酯)、己二酸二己酯、己二酸二辛酯、己二酸己醇环己醇酯、己二酸二异壬酯、己二酸庚醇壬醇酯、二酸二丁酯，癸二酸二辛酯，己二酸二(丁氧基乙基)酯、己二酸二[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯]、及其混合物。在一些实施方案中，常规增塑剂为3GEH(在25℃下折射率＝1.442)。
在一些实施方案中，可以使用本领域技术人员已知的其它增塑剂，例如可以使用具有更高折射率的增塑剂(如高折射率增塑剂)。如本文所用的“高折射率增塑剂”是具有至少约1.460的折射率的增塑剂。如本文所用，在本公开文本的全文中使用的增塑剂或树脂的折射率(也称为折射率)根据ASTM D542在589nm波长和25℃下测量，或根据ASTM D542在文献中报道的测量。
可以使用的具有较高折射率的增塑剂实例包括但不限于聚己二酸酯型(约1.460至约1.485的RI)；环氧化物(约1.460至约1.480的RI)；邻苯二甲酸酯和对苯二甲酸酯(约1.480至大约1.540的RI)、苯甲酸酯(约1.480至约1.550的RI)；和其他特种增塑剂(约1.490至约1.520的RI)。高折射率增塑剂的实例尤其包括，但不限于，多元酸或多元醇的酯，聚己二酸酯，环氧化物，邻苯二甲酸酯，对苯二甲酸酯，苯甲酸酯，甲苯酸酯，苯六甲酸酯和其它特种增塑剂等。合适的高折射率增塑剂的实例包括，但不限于，二丙二醇二苯甲酸酯、三丙二醇二苯甲酸酯、聚丙二醇二苯甲酸酯、苯甲酸异癸酯、苯甲酸2-乙基己酯、二乙二醇苯甲酸酯、丙二醇二苯甲酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二苯甲酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇苯甲酸异丁酸酯、1,3-丁二醇二苯甲酸酯、二乙二醇二-邻-甲苯甲酸酯、三乙二醇二-邻-甲苯甲酸酯、二丙二醇二-邻-甲苯甲酸酯、二苯甲酸1,2-辛酯、偏苯三酸三-2-乙基己酯、对苯二甲酸二-2-乙基己酯、双酚A二-2-乙基己酸酯、乙氧基化壬基酚及其混合物。
在本公开文本的中间层的各种实施方案中，中间层包括大于5phr，约5至约120phr，约10至约90phr，约20至约70phr，约30至约60phr，或小于120phr，或小于90phr，或小于60phr，或小于40phr，或小于30phr的总增塑剂。虽然上面指出了总增塑剂含量，但是皮层或核心层中的增塑剂含量可以不同于总增塑剂含量。此外，在前面讨论的范围内，皮层和核心层可以具有不同的增塑剂种类和增塑剂含量，因为如美国专利号7,510,771(其公开内容以引用的方式全文并入)中所公开的，在平衡状态下每个层的增塑剂含量分别由所述层各自的残余羟基含量确定。例如，在平衡态，中间层可包括两个皮层，每个皮层具有30phr的增塑剂，和具有65phr的增塑剂的一个核心层，如此，当组合的皮层厚度与核心层相等时，中间层的总增塑剂量为约45.4phr。对于较厚或较薄的皮层，中间层的总增塑剂量会相应地变化。在本发明的各种实施方案中，核心层和皮层的增塑剂含量相差至少8phr，或至少9phr，或至少10phr，或至少12phr，或至少13phr，或至少14phr，或至少15phr，或至少16phr，或至少17phr，或至少18phr，或至少19phr，或至少20phr，或至少25phr或更多。本文所用增塑剂或者所述中间层中其他任何组份的量可以以重量/重量基准计，按每100份树脂中的份数(phr)来衡量。比如，若将30克增塑剂添加到100克聚合物树脂中，则所获得增塑聚合物的增塑剂含量应为30phr。如本文所用，当给定中间层的增塑剂含量时，增塑剂含量是根据用于生产该中间层的混合物或熔体中的增塑剂的phr而确定。
可以调节中间层中的增塑剂的量以影响玻璃化转变温度(Tg)。玻璃化转变温度(Tg)是标记中间层从玻璃态到橡胶态的转变的温度。通常，较高量的增塑剂负载将导致较低的Tg。常规来讲，对于声学(降噪)中间层，先前使用的中间层通常具有约-10至25℃的Tg，对于飓风和飞机(较硬的或结构的)中间层应用，先前使用的中间层的Tg高达约45℃。
在各种实施方案中，本公开文本的中间层的核心层具有多个玻璃化转变温度。例如，第一增塑树脂的Tg可以为约-40℃至约15℃，或约15℃或更低，或约10℃或更低，或约-20℃至10℃，第二增塑树脂的Tg可以为约0至45℃，约0℃或更高，约5℃或更高，约10℃或更高，约15℃或更高，或在某些实施方案中，约15至约40℃，或约45℃或更低，或约40℃或更低，或约35℃或更低。在各种实施方案中，第二增塑树脂的Tg比第一增塑树脂的Tg高至少约3℃，或比第一增塑树脂的Tg高约4℃，或高约5℃，或高约6℃，或高约7℃，或高约8℃，或高约9℃，或高约10℃，或高约15℃，或高约25℃，或高约35℃，并且对于某些实施方案，第二增塑树脂的Tg可以为约16℃至约35℃。在一些实施方案中，第二增塑树脂的玻璃化转变可能被第一增塑树脂的玻璃化转变遮蔽，以致第二增塑树脂不显示明确的玻璃化转变温度，核心层中的第二增塑树脂的Tg由与第一树脂混合之前的增塑的第二树脂的Tg确定。
最终中间层，无论是由挤出还是共挤出形成，通常具有无规的粗糙表面形貌，因为它是在离开挤出模头时通过聚合物熔体的熔体断裂形成的，并且可以通过本领域普通技术人员已知的任何压花方法，在一侧或两侧(例如皮层)的无规粗糙表面上额外压花。
虽然本领域普通技术人员已知的用于生产聚合物中间层片材的所有方法被考虑作为用于生产本文在此所述的聚合物中间层片材的可能方法，但本申请将关注通过挤出和共挤出工艺生产的聚合物中间层片材。本发明最终的多层玻璃板层压板使用本领域已知的层压工艺形成。
通常，聚合物中间层片材的厚度，或尺寸，将为约15密耳至100密耳(约0.38mm至约2.54mm)，约15密耳至60密耳(约0.38mm至约1.52mm)，约20密耳至约50密耳(约0.51至1.27mm)和约15密耳至约35密耳(约0.38至约0.89mm)。在各种实施方案中，多层中间层的每一层，例如皮层和核心层，的厚度为约1密耳至99密耳(约0.025至2.51mm)，约1密耳至59密耳(约0.025至1.50mm)，1密耳至约29密耳(约0.025至0.74mm)或约2密耳至约28密耳(约0.05至0.71mm)。
尽管本文如下描述的实施方案用PVB指代聚合物树脂，但本领域普通技术人员能够理解所述聚合物可以是适用于多层板中的任何聚合物。典型的聚合物包括，但不限于聚乙烯缩醛(PVA)(例如聚(乙烯缩丁醛)(PVB)或同分异构的聚(乙烯异丁醛(PVisoB))、聚氨酯(PU)、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(EVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚(氯乙烯-甲基丙烯酸酯)、聚乙烯、聚烯烃、乙烯丙烯酸酯共聚物、聚(乙烯-丙烯酸丁酯)、有机硅弹性体、环氧树脂、和酸性共聚物例如乙烯/羧酸共聚物及其离聚物、上述任意可能的热塑性树脂的衍生物、上述物质的组合，以及类似物。PVB及其同分异构聚合物聚(乙烯异丁醛)(PVisoB)，聚氯乙烯和聚氨酯在用于中间层时是特别有用的；PVB(或其同分异构聚合物)是特别优选的。例如，多层中间层可以由PVB//PVisoB//PVB组成。其它实例包括PVB//PVC//PVB或PVB//PU//PVB。进一步的实例包括PVC//PVB//PVC或PU//PVB//PU。可选地，皮层和核心层可以都是PVB，其使用相同或不同的起始PVB树脂。
如本文所用，多层板能够包括单一基板，例如玻璃、丙烯酸系树脂、或者聚碳酸酯，聚合物中间层片材设置位于基板之上，而且最普遍的是将聚合物薄膜进一步设置在所述聚合物中间层上方。本领域中通常将聚合物中间层片材和聚合物薄膜的组合称为双层。具有双层构造的典型多层板是：(玻璃)//(聚合物中间层片材)//(聚合物薄膜)，其中聚合物中间层片材能够如上文所述包括多层中间层。所述聚合物薄膜提供光滑、薄、刚性的基板，其可以达到比通常由聚合物中间层片材单独获得的光学特性更优良的光学特性，并且起增强性能层的作用。聚合物薄膜与本文所用的聚合物中间层片材的区别在于聚合物薄膜本身不能提供必需的抗穿透性和玻璃滞留性质，而仅提供诸如红外吸收特性的性能改进。聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(“PET”)是最常用的聚合物薄膜。一般而言，如本文所用，聚合物薄膜比聚合物片材薄，例如为约0.001至0.2mm厚。
本公开文本的中间层将最普遍应用于多层板，所述多层板包括两层基板，例如一对玻璃片材(或者其他刚性材料，例如本领域中已知的聚碳酸酯或者丙烯酸系树脂)，并在所述两层基板之间设置所述中间层。这样的构件的实例是：(玻璃)//(聚合物中间层片材)//(玻璃)，其中如上所述，所述聚合物中间层片材可以包括多层中间层，并且其中多层中间层的核心层包括第一树脂和具有较高残余羟基含量的第二树脂，且至少一个使得产生抵抗冰花纹缺陷形成的多层板。多层板的这些实例决不意味着是限制性的，因为本领域普通技术人员易知，除了上述那些之外的许多构件可以用本公开文本的中间层制造。
典型的玻璃层压工艺包括如下步骤：(1)组装两层基板(比如玻璃)和中间层；(2)通过IR辐射或对流装置短期加热所述组件；(3)传递所述组件进入压辊以第一次除气；(4)第二次加热所述组件至约60℃至约120℃，从而赋予所述组件足够的临时黏着力以密封所述中间层的边缘；(5)传递所述组件进入第二压辊以进一步密封所述中间层的边缘和允许进一步操作；和(6)在135℃和150℃之间的温度下和180psig和200psig之间的压力下高压蒸汽处理所述组件约30至90分钟。如本领域技术人员已知的，实际的步骤以及时间和温度可以根据需要改变。
本领域中已知并且商业上实践的用于中间层-玻璃交界面除气(步骤2至5)的其他方法包括真空袋和真空环工艺，其中使用真空来除去空气。
如前所述，清晰度是用于描述在此公开的聚合物中间层的一个参数。清晰度是通过测量雾度值或百分比雾度而确定的。使用雾度测量仪，例如购自Hunter Associates(Reston,VA)的D25型，依据ASTM D1003-61(1977年重新核准)-程序A，使用光源C以2度观察角测量，进行百分比雾度的检测。使用各自为2.3mm厚的一对透明玻璃片材(商购自宾夕法尼亚州的Pittsburgh Glass Works)层压所述聚合物中间层，并且测量雾度值。本公开文本的中间层具有低于约5％、低于约4％、低于约3％、低于约2％、低于约1％、或者低于约0.5％的百分比雾度。
透明度或百分比可见光透射率(％Tvis)也用于描述本公开文本的聚合物中间层。使用雾度测量仪，例如购自Hunter Associates(Reston,VA)的D25型，使用光源D65，以10度观察角测量，测量透明度。使用各自为2.3mm厚的一对透明玻璃片材(商购自宾夕法尼亚州的Pittsburgh Glass Works)层压所述聚合物中间层，然后测量％Tvis。在本公开文本的聚合物中间层中，对于仅含有添加剂ACAs、UV稳定剂、和抗氧化剂的中间层，其具有大于85的％Tvis，或者对于还含有额外添加剂例如上文提到的颜料、IR吸收剂或阻断剂的聚合物中间层，其具有大于80％的％Tvis。含有高水平颜料和/或染料的聚合物中间层可能具有所需的较低％Tvis值，例如在大量涂色或着色的聚合物中间层中。
根据ASTM D542测量折射率(RI)。所报道的RI值在589nm波长和25℃下获得。
玻璃化转变温度(Tg)通过动态机械热分析(DMTA)来测量。DMTA以帕斯卡为单位测量储能(弹性)模量(G')，以帕斯卡为单位测量损耗(粘性)模量(G")，样本的tanδ(＝G”/G’)作为在给定频率和温度扫描速度下的温度的函数。本文中使用1Hz的频率和3℃/min的温度扫描速度。然后通过以℃为单位的温度刻度上的tanδ峰的位置来确定Tg。
根据ISO 16940中描述的机械阻抗测量法测量阻尼耗损因子(η)。制备25mm宽、300mm长，并且具有一对2.3mm透明玻璃的层压玻璃条样品，并且在所述条的中心点由激震器(Brüel and Kjaer)激震。使用抗阻头(Brüel and Kjaer)测量激震所述条震动的力和震动的速率，并且将所获得的转移函数记录在国家仪器数据采集和分析系统(NationalInstrument data acquisition and analysis system)中。使用半功率法计算第一震动模式的损耗因子。
对于本发明的层压板或具有固定尺寸的对照板，根据ASTM E90(2009)，在20℃的固定温度下，测定“声音传播损失”(STL)。2.3mm透明玻璃//“参照中间层”//2.3mm透明玻璃的“参照板”被测量具有3,150Hz的重合频率和在此重合频率下的31dB的STL，其中“参照中间层”是通过将100份具有18至19wt.％的残余羟基含量和2wt.％的乙酸乙烯酯残基的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂，38重量份的3GEH增塑剂和其它常用添加剂(如上所述)混合和熔融挤出生产的。参照中间层的厚度为0.76mm，玻璃化转变温度为30℃。根据上述用于制备参照(或测试)层压玻璃板的方法，用2.3mm透明玻璃层压本发明的多层中间层或对照多层中间层。板具有50cm×80cm的尺寸。使用测试板在“参照板”的重合频率的STL，例如3,150Hz的STL，来评估板的隔音性能。在各种实施例中，包括本发明的多层中间层的玻璃板的STL大于约35dB、大于约36dB、大于约37dB、大于约38dB、或大于约39dB。
如前所讨论的，被称为冰花纹的光学缺陷通常存在于三层层压板中。三层声学PVB层压板中的冰花纹的形成可以通过模拟挡风玻璃和其他玻璃中的真实世界情况来测试，其中已知大弯曲间隙和差的除气的组合是该领域已知的冰花纹产生的根本原因之一。首先，将具有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜环(内径为7.5cm；外径为14cm；厚度为0.10mm至0.18mm)的30cm×30cm的三层中间层放置在中心，使其夹在两个30cm×30cm的2.3mm玻璃片之间。然后将该构件预层压并高压蒸汽处理。将所得的层压板在室温下放置48小时，在常规烘箱(80℃)中烘烤48小时，然后使其冷却。然后目视检查以确定层压板中的冰花纹形成速率(例如产生冰花纹缺陷的层压板的百分比)和PET环内的具有冰花纹缺陷的面积百分比(如在例如美国专利申请公开20130236693A1公开的，其公开内容以引用方式全文并入)。共使用十(10)个层压板来获得三层中间层型的冰花纹形成速率的平均值。
本发明还包括如下所述的实施方案1至13。
实施方案1是一种抵抗冰花纹缺陷形成的聚合物中间层，所述聚合物中间层包括：至少一个软层和至少一个较硬的层。其中所述软层包括：具有第一残余羟基含量的第一聚(乙烯醇缩丁醛)树脂；具有第二残余羟基含量的第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂，其中第一残余羟基含量和第二残余羟基含量之间的差值为至少2.0重量％；和增塑剂。所述较硬的层包括具有第三残余羟基含量的第三聚(乙烯醇缩丁醛树脂)，和增塑剂。其中所述聚合物中间层具有至少约0.15的阻尼损耗因子(η)(根据ISO 16940，通过机械阻抗测量法测量)。
实施方案2是抵抗冰花纹缺陷形成的聚合物中间层，所述聚合物中间层包括：至少一个软层和至少一个较硬的层。其中所述软层包括：具有第一残余羟基含量的第一聚(乙烯醇缩丁醛)树脂；具有第二残余羟基含量的第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂，其中第一残余羟基含量和第二残余羟基含量之间的差值为至少2.0重量％；和增塑剂。所述较硬的层包括具有第三残余羟基含量的第三聚(乙烯醇缩丁醛树脂)；和增塑剂。其中所述聚合物中间层的软层具有至少两个玻璃化转变温度(Tg)，并且所述两个不同的玻璃化转变温度(Tg)之间的差值为至少3℃。
实施方案3是包括实施方案1至2中任一实施方案的特征的聚合物中间层，其中第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂以约5重量％至约45重量％的量存在。
实施方案4是抵抗冰花纹缺陷形成的聚合物中间层，所述聚合物中间层包括：至少一个软层和至少一个较硬的层。其中所述软层包括：具有第一残余羟基含量的第一聚(乙烯醇缩丁醛)树脂；具有第二残余羟基含量的第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂，其中第一残余羟基含量和第二残余羟基含量之间的差值为至少2.0wt.％；和增塑剂。所述较硬的层包括具有第三残余羟基含量的第三聚(乙烯醇缩丁醛树脂)；和增塑剂。其中所述聚合物中间层具有至少约0.15的阻尼损耗因子(η)(根据ISO 16940，通过机械阻抗测量法测量)，并且其中所述第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂以约5重量％至约45重量％的量存在。
实施方案5是包括实施方案1至4的任意特征的聚合物中间层，其中第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂以约10重量％至约40重量％的量存在。
实施方案6是包括实施方案1至5的任意特征的聚合物中间层，其中聚合物中间层的软层具有至少一个低于15℃的玻璃化转变温度(Tg)。
实施方案7是包括实施方案1至6的任意特征的聚合物中间层，其中第三聚(乙烯醇缩丁醛树脂)的残余羟基含量与第一聚(乙烯醇缩丁醛树脂)或第二聚(乙烯醇缩丁醛树脂)的残余羟基含量相同。
实施方案8是包括实施方案1至7的任意特征的聚合物中间层，其中第一残余羟基含量和第二残余羟基含量之间的差值为至少4.0重量％。
实施方案9是包括实施方案1至8的任意特征的聚合物中间层，其中第一残余羟基含量和第二残余羟基含量之间的差值为至少6.0重量％。
实施方案10是包括实施方案1或4的任意特征的聚合物中间层，其中聚合物中间层具有至少两个不同的玻璃化转变温度(Tg)，并且至少两个不同的玻璃化转变温度(Tg)之间的差值是至少3℃。
实施方案11是包括实施方案1至10的任意特征的聚合物中间层，其中聚合物中间层具有至少两个不同的玻璃化转变温度(Tg)，并且至少两个不同的玻璃化转变温度(Tg)之间的差值是至少5℃
实施例12是包括实施例1至11中任一实施方案所述的聚合物中间层的多层玻璃板。
实施例13是一种多层玻璃板，其包括：第一玻璃板；包括实施例1至11的任意特征的聚合物中间层，第二玻璃板，其中聚合物中间层设置在第一和第二玻璃板之间。
实施例
如表1所示，本公开文本的示例性核心层(指定为“公开的层”并且如下表1中的DL1-8所示)和对照核心层(指定为“对照层”，如下表1中的CL 1-2所示)是通过将100份聚(乙烯醇缩丁醛)树脂和各种量的增塑剂以及其它常规添加剂(如上所述)混合并熔融挤出而生产的。然后，表1中所示的核心层用于构造如表2和表3所示的各种多层中间层，下文会更充分的描述。
通过比较在核心层中具有不同残余羟基含量的两种树脂和至少一种增塑剂的共混物的多层(三层)中间层(指定为“公开的层”)和仅具有由一种单一树脂(具有固定的残余羟基含量)和至少一种增塑剂形成的核心层的多层中间层(指定为“对照层”)，可以最容易地理解多层中间层中的冰花纹缺陷形成的改进(或减少)。在表2和表3中，对照中间层显示为CI-1至CI-4，公开的中间层显示为DI-1至DI-16。这些实施例证明，在核心层中使用具有不同残余羟基含量的至少两种PVB树脂时，冰花纹缺陷可显著减少或完全消除。例如在核心层中，当具有较高残余羟基含量的第二PVB树脂添加到具有较低残余羟基含量的第一PVB树脂(或与具有较低残余羟基含量的第一PVB树脂组合)时，冰花纹缺陷可显著减少或完全消除。
在下表中使用的树脂是具有如下的残余羟基含量和乙酸乙烯酯残基的PVB树脂：
树脂-A：约10-11wt.％的残余羟基含量和2％的乙酸乙烯酯残基。
树脂-B：约16wt.％的残余羟基含量和2％的乙酸乙烯酯残基。
树脂-C：约18-19wt.％的残余羟基含量和2％的乙酸乙烯酯残基。
树脂-D：约21-22wt.％的残余羟基含量和2％的乙酸乙烯酯残基。
在实施例的皮层中使用的聚(乙烯醇缩丁醛)树脂具有约18-19wt.％的残余羟基含量(树脂-C)。对于表1所示的核心层，用于核心层中的第一聚(乙烯醇缩丁醛)树脂具有约10-11wt.％的残余羟基含量(树脂-A)，并且用于核心层中的第二树脂的残余羟基含量如表 1所示变化(树脂-B、树脂-C或树脂-D)。根据上述步骤，使用具有不同残余羟基含量的第一和第二PVB树脂和增塑剂(可以是常规增塑剂(3GEH，在25℃下的RI＝1.442)，或高折射率增塑剂(苯甲酸异癸酯，在25℃下的RI＝1.490))的组合生产核心层，如下表1所示。
表1
如表1所示，核心层DL-1至DL-4含有第一树脂(树脂-A，具有约10-11wt.％的残余羟基含量)，第二树脂(树脂-C，具有18-19wt.％的残余羟基含量)，其量在5-35wt.％之间变化，和增塑剂(3GEH)，其水平为62-73phr。核心层CL-1是仅具有第一树脂(树脂-A)和75phr的常规增塑剂(3GEH)的参照或对照例。核心层DL-5至DL-7含有第一树脂(树脂-A，具有约10-11wt.％的残余羟基含量)，第二树脂(树脂-B，具有约16wt.％的残余羟基含量)，其量在15至45wt.％之间变化，和增塑剂(3GEH)，其水平为75phr。核心层CL-2仅具有第一树脂(树脂-A)和78phr的高折射率增塑剂(苯甲酸异癸酯)。核心层DL-8含有第一树脂(树脂-A，具有约10-11wt.％的残余羟基含量)，第二树脂(树脂-D，具有约21-22wt.％的残余羟基含量)和高折射率增塑剂(苯甲酸异癸酯)，其水平为78phr。
如表1所示，在核心层Dl-1到DL-4中的增塑剂水平从73phr逐渐减少至62phr，这导致随着第二树脂的量的增加，增塑剂在皮和核心层之间分配。对于核心层DL-5至DL-7，增塑剂水平在75phr保持恒定。增塑树脂-A的Tg是：DL-1至DL-4为-3℃，DL-5至DL-7为-3℃-至-5℃，和DL-8是-2℃。
然后将表1的核心层在如下表2所示的多层(三层)中间层中使用，以生产参照或对照中间层CI-1至CI-4和根据本发明公开的中间层的DI-1至DI-16。
公开的中间层DI-1至DI-12全部使用核心层DL-1到DL-4(来自表1)生产，所述核心层DL-1到DL-4包括树脂-A(10-11wt.％的残余羟基含量)和第二树脂，树脂-C(18-19wt.％的残余羟基含量)，其量在5wt.％至35wt.％之间变化(如表1所示)。树脂-C也用于生产皮层。第二树脂(树脂-C)的残余羟基含量比第一树脂的残余羟基含量高约7至9wt.％(和皮层树脂相同)。
在CI-1至CI-3和DI-1至DI-12中，核心层中的第一树脂具有75phr水平的增塑剂，并且核心层中的第二树脂具有38phr水平的增塑剂(其与样品的皮层中的量相同)。在样品CI-1至CI-3和DI-1至DI-12中，核心层厚度范围为0.13mm至0.51mm。
使用核心层DL-5至DL-7(分别，来自表1)生产公开的中间层DI-13至DI-15，所述核心层DL-5至DL-7包括树脂-A(10-11wt.％的残余羟基含量)，和各种量的第二树脂，树脂-B(16wt.％的残余羟基含量)(如表1所示)。第二树脂的残余羟基含量比第一树脂的残余羟基含量高约5至6wt.％，比用于皮层中的树脂(树脂-C)的残余羟基含量低约3wt.％。核心层厚度为0.13mm(5密耳)。由于核心层中的第一和第二树脂之间以及核心层中的树脂和皮层中的树脂之间的增塑剂分配，这些树脂之间的增塑剂分配达到了新的平衡。在平衡态，核心中的第一树脂具有约77至81phr的增塑剂(其高于参照样品CI-3中的75phr的增塑剂水平)；核心中的第二树脂具有约50phr的增塑剂，皮层树脂具有约38至39phr的增塑剂。
使用核心层DL-8(来自表1)生产公开的中间层DI-16。所述核心层DL-8包括树脂-A(10-11wt.％的残余羟基含量)和第二树脂，树脂-D(21-22wt.％的残余羟基含量)。核心层DL-8含有5wt.％的树脂-D和高折射率增塑剂，所述树脂-D比第一树脂(树脂-A)高11-12wt.％，比皮层中的树脂(树脂-C)高3至4wt.％。在DI-16中的第一树脂(树脂-A)和皮树脂(树脂-C)之间的增塑剂分配与在核心层中具有100％的树脂-A的对照中间层CI-4中的增塑剂分配相同。在第一和第二核心层树脂之间以及在第二树脂和皮层树脂之间的增塑剂分配与对照中间层CI-4不同，因为第二树脂具有不同的残余羟基含量水平。
表2
可以比较表2中的示例性多层中间层DI-1至DI-16和参照或对照多层中间层CI-1至CI-4，以显示当多层中间层用于多层层压玻璃板中时，本发明的多层中间层在抵抗冰花纹缺陷形成方面的改进。如上所述，表1所示的核心层用于构造如表2所示的各种多层中间层，所得的多层中间层用于构造如表3所示的层压板。多层中间层都具有皮层/核心层/皮层的一般结构。使用的每个中间层的总厚度为0.84mm。表3中的每一个层压板均由两片2.3mm透明玻璃片，中间层(如表3所示)和在中心的0.13mm的PET膜环(如上所述)以及如表3所示来自表2的中间层制作。然后将层压板压辊以进行除气。无规粗糙表面中间层的平均表面粗糙度(Rz)为约36微米。然后测试层压板以确定冰花纹缺陷的量(以％面积测量)，在20℃下的阻尼损耗因子(η)，％Tvis，％雾度和声音传播损失(STL，在3150Hz的参照频率下，以dB为单位)。结果示于表3中。
表3
N.T.＝未测试
表3表明，无论核心层厚度为多少，向第一树脂(具有较低的残余羟基含量)中加入具有较高残余羟基含量的第二树脂，以生产多层中间层中的核心层，导致冰花纹缺陷形成的显著减少或甚至消除。如表中所示，冰花纹缺陷形成的减少与第二树脂的残余羟基含量相关。例如，当第二树脂具有18-19wt.％的残余羟基含量(树脂-C)时，当该树脂以35wt.％存在时，消除了冰花纹缺陷。当第二树脂具有16wt.％的残余羟基含量时，当第二树脂以45wt.％存在时，可以消除冰花纹缺陷。换句话说，冰花纹缺陷可以消除，但是具有较低残余羟基水平的第二树脂比具有较高残余羟基水平的树脂所需的量更多。
通过比较具有不同核心层厚度的相同核心层的层压板中的冰花纹缺陷的面积，进一步显示了第二树脂减少或消除冰花纹缺陷的有效性。例如，比较均具有5wt.％的树脂-C的DI-1、DI-5和DI-9，当核心层厚度减小时，冰花纹缺陷的面积增加。但是当树脂-C的量增加时，冰花纹缺陷的水平降低。在35wt.％的树脂-C时，在所有三个核心层厚度下均完全消除了冰花纹缺陷。
所有中间层均显示出高的声阻尼性能(表示为在20℃下的阻尼损耗因子(η))和隔音(表示为在参照频率3,150Hz下的STL)。随着核心层改性和核心层厚度变化，声阻尼和隔音性能也变化。例如，在核心厚度水平为0.51mm时，在具有5至20wt.％的树脂-C的核心中，阻尼损耗因子(η)和STL在0.37和0.40之间和40dB保持相当的一致(或基本上不变)，而在核心厚度水平仅为0.13mm时，在具有5至20wt.％的树脂-C的核心中，损耗因子在0.29至0.35之间，STL在38至40dB之间。在第二树脂，树脂-C，为35wt.％的水平时，在所有厚度下的阻尼损耗因子(η)均略微降低，STL是相当一致的。如表3中的数据所示，声学性能(阻尼损耗因子(η))强烈依赖于核心层厚度，并且增加核心层厚度改进了声学性能(提高阻尼损耗因子(η))。
通过调节核心的厚度，核心中的第二PVB树脂的水平，以及皮和核心层中的树脂的残余羟基含量，有可能设计和生产具有改进性能的多层中间层(例如减少冰花纹缺陷的水平)，而不影响其声学性能或阻尼损耗因子。例如，CI-3和DI-11(0.13mm(5密耳)的核心层)分别具有0和20wt.％的第二树脂，树脂-C，和0.36和0.29的阻尼损耗因子(η)。核心层厚度从0.13mm(5密耳)增加(加倍)到0.26mm(10密耳)，同时保持第二树脂，树脂-C，的水平为20wt.％，阻尼损耗因子从0.29(DI-11)提高到0.36(DI-7)。通过增加核心层厚度，对于相同的树脂共混物组合物可以实现相同的声学性能(或阻尼损耗因子(η))。向核心层中仅添加5wt.％的第二，较高残余羟基含量PVB树脂提供了冰花纹缺陷形成的显著减少，而不会不利地或消极地影响声阻尼性能。因此，有可能通过向核心层中添加具有较高残余羟基水平的PVB树脂来改性中间层，以显著减少或消除冰花纹缺陷，而不会不利地影响其阻尼损耗因子。
随着在核心层DL-1至DL-4中增塑剂含量减少(从73phr至62phr)，第一树脂中的增塑剂含量保持为75phr，增塑剂在核心层的第一PVB树脂和皮层中的树脂之间分配(如表2所示)，以致与对照中间层CI-1，CI-2和CI-3中的相同。第二树脂中的增塑剂含量为约38phr。
核心层DL-5至DL-7含有分别为15、30和45wt.％水平的第二树脂(具有16wt.％的残余羟基含量的树脂B)，和75phr含量的增塑剂。由于核心中第一和第二树脂之间的增塑剂分配，第一树脂中的增塑剂含量大于75phr，第二树脂中的增塑剂含量小于75phr。当核心层DL-5至DL-7与皮层结合时(如表2所示)，在皮层和核心层之间存在进一步的增塑剂分配，导致在皮层和核心中的增塑剂含量与最初添加的量不同。
总之，在此所述的具有核心层的多层中间层相对于本领域先前使用的常规多层中间层具有许多优点。通常，与本领域先前使用的多层中间层相比，在此所述的包括核心层的多层中间层对多层板中常见的冰花纹缺陷的形成具有提高的抗性，而不会牺牲其他性能，例如声学性能或光学性能(例如％雾度和％Tvis)。其它优点对于本领域技术人员将是显而易见的。
虽然本发明是连同了特定实施方案的描述来公开的，包括那些目前被认为是优选的实施方案，但具体内容旨在具有说明性，并且不应该被理解为限制本发明的范围。本领域普通技术人员能够理解，除了具体公开的那些实施方案之外的其他实施方案也包括在本发明范围之内。在不偏离本发明的主旨和范围的情况下，可以对本文描述的实施方案进行修改和变动。
应进一步了解，针对本发明的任何单一组份给出的任何范围、数值、或性质，若相容的话，可与针对本发明任何其他组份给出的任何范围、数值或特性互换使用以形成对本文全文所给出的每一组份皆具有限定数值的实施方案。例如，除了形成包括具有任何给定范围的增塑剂的中间层外，还可以形成包括具有任何给定范围的残余羟基含量的聚(乙烯醇缩丁醛)的中间层，以形成许多属于本发明范围内但无需赘述的变换。进一步地，除非另有说明，针对属或种类例如邻苯二甲酸酯或苯甲酸酯提供的范围，也能够应用于属于所述属的种或所述种类的成员，例如对苯二甲酸二辛酯。

Claims (12)

1.一种抵抗冰花纹缺陷形成的聚合物中间层，所述聚合物中间层包括：
至少一个软层，其中所述软层包括：
具有第一残余羟基含量的第一聚(乙烯醇缩丁醛)树脂；
具有第二残余羟基含量的第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂，其中第一残余羟基含量和第二残余羟基含量之间的差值为至少2.0重量％；
和增塑剂；
至少一个较硬的层，所述较硬的层包括具有第三残余羟基含量的第三聚(乙烯醇缩丁醛树脂)；
和增塑剂，
其中所述聚合物中间层具有至少0.15的阻尼损耗因子(η)(根据ISO16940，通过机械阻抗测量法测量)。
2.一种抵抗冰花纹缺陷形成的聚合物中间层，所述聚合物中间层包括：
至少一个软层，其中所述软层包括：
具有第一残余羟基含量的第一聚(乙烯醇缩丁醛)树脂；
具有第二残余羟基含量的第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂，其中第一残余羟基含量和第二残余羟基含量之间的差值为至少2.0重量％；
和增塑剂；
至少一个较硬的层，所述较硬的层包括具有第三残余羟基含量的第三聚(乙烯醇缩丁醛树脂)；
和增塑剂，
其中所述聚合物中间层的软层具有至少两个玻璃化转变温度(Tg)，并且所述至少两个不同的玻璃化转变温度(Tg)之间的差值为至少3℃。
3.根据权利要求1或2所述的聚合物中间层，其中所述第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂以5重量％至45重量％的量存在。
4.根据权利要求3所述的聚合物中间层，其中所述第二聚(乙烯醇缩丁醛)树脂以10重量％至40重量％的量存在。
5.根据权利要求1或2所述的聚合物中间层，其中所述聚合物中间层的软层具有至少一个低于15℃的玻璃化转变温度(Tg)。
6.根据权利要求1或2所述的聚合物中间层，其中所述第三聚(乙烯醇缩丁醛树脂)的残余羟基含量与所述第一聚(乙烯醇缩丁醛树脂)或所述第二聚(乙烯醇缩丁醛树脂)的残余羟基含量相同。
7.根据权利要求1或2所述的聚合物中间层，其中所述第一残余羟基含量和所述第二残余羟基含量之间的差值为至少4.0重量％。
8.根据权利要求1或2所述的聚合物中间层，其中所述第一残余羟基含量和所述第二残余羟基含量之间的差值为至少6.0重量％。
9.根据权利要求1或3所述的聚合物中间层，其中所述聚合物中间层具有至少两个不同的玻璃化转变温度(Tg)，并且所述至少两个不同的玻璃化转变温度(Tg)之间的差值为至少3℃。
10.根据权利要求1或2所述的聚合物中间层，其中所述聚合物中间层具有至少两个不同的玻璃化转变温度(Tg)，并且至少两个不同的玻璃化转变温度(Tg)之间的差值为至少5℃。
11.一种包括根据权利要求1-10任一项所述的聚合物中间层的多层玻璃板。
12.一种多层玻璃板，所述多层玻璃板包括：
第一玻璃板；
包括根据权利要求1-10中任一项所述的聚合物中间层，
第二玻璃板，
其中所述聚合物中间层设置在第一和第二玻璃板之间。
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