一种增强PET-PVB复合材料界面耐久性的光固化表面改性方法与流程

本发明属于高分子复合材料界面工程与表面改性，具体涉及一种增强pet-pvb复合材料界面耐久性的光固化表面改性方法。

背景技术：

1、pet薄膜因其优异的机械性能、尺寸稳定性和光学透明性，常与pvb等粘弹性树脂复合，用于制造汽车挡风玻璃、建筑幕墙等夹层安全玻璃。在这种结构中，pet作为中间支撑层或功能层，pvb作为粘接和吸能层。然而，pet表面惰性强，与pvb的界面粘结力主要依赖物理吸附和有限的氢键作用，在长期高温高湿环境下，水分子极易渗透至界面，破坏粘接，导致分层、起泡、光学畸变等失效，严重影响产品的安全性和使用寿命。

2、现有技术中，美国专利us 4,469,743公开了使用叠氮硅烷处理pet以提升其与夹层材料（包括pvb）粘结力的方法。该方法虽有效，但存在以下缺陷：（1）叠氮硅烷化合物受专利保护，存在侵权风险；（2）该方法需要150℃以上的高温固化工艺，容易导致pet基材热收缩和光学性能劣化；（3）长期耐湿热老化性能仍有不足，在高温高湿环境下界面粘结强度衰减明显。此外，该专利主要关注pet表面的改性，并未系统性地给出改性后pet与pvb复合的最优工艺及复合体的最终性能数据。

3、因此，开发一种新的工艺温和、且能赋予pet-pvb复合界面超强耐久性的系统性解决方案，是本领域亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的首要目的在于提供一种增强pet-pvb复合材料界面耐久性的光固化表面改性方法，以解决pet与pvb复合材料在湿热环境下的界面失效问题。第二个目的在于提供一种由上述方法制得的、具有高初始粘结强度和卓越耐湿热老化性能的pet-pvb复合材料。第三个目的在于提供该复合材料在高端夹层安全玻璃制品中的应用。

2、为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案，

3、本发明提供了一种增强pet-pvb复合材料界面耐久性的光固化表面改性方法，包括以下步骤：

4、(1)对pet薄膜表面进行等离子体处理，使其表面引入羟基活性基团；

5、(2)在预处理后的pet薄膜表面涂覆处理液，然后进行uv照射，引发硫醇基与含氟烯烃单体中烯基的点击化学反应，再进行热处理，促使硅烷水解缩合，在pet表面形成有机硅/含氟杂化涂层得到改性pet薄膜；

6、(3)将改性pet薄膜与pvb膜片叠合，经热压层压处理，得到pvb-pet-pvb复合材料；

7、所述处理液由以下质量份的原料组成：

8、硫醇官能化硅烷2.0~6.0 份，

9、含氟烯烃单体0.5~2.0 份，

10、光引发剂0.4~2.0 份，

11、溶剂100 份，

12、水1~5 份，

13、酸性催化剂0.01~0.1 份。

14、作为优选，所述硫醇官能化硅烷为3-巯丙基三甲氧基硅烷，所述含氟烯烃单体为1h,1h,2h,2h-全氟癸基丙烯酸酯，所述光引发剂为irgacure 1173，所述溶剂为乙醇或异丙醇。

15、作为优选，所述酸性催化剂为乙酸、甲酸或柠檬酸。

16、作为优选，步骤(1)中等离子体处理功率为200~500 w，时间为30~120秒。

17、作为优选，步骤(2)中uv照射波长为365 nm，能量为300~800 mj/cm2；热处理温度为80℃。

18、作为优选，步骤(2)中热处理温度为60~100℃，时间为20~40分钟。

19、作为优选，步骤(2)中所述处理液涂布在pet薄膜的双面，单面湿膜厚度为3~10 μm。

20、作为优选，步骤(2)中pet薄膜表面涂覆处理液的预处理方法为：静置预水解15分钟。

21、作为优选，步骤(3)中热压层压处理的温度为120~145℃，压力为1.0~1.5 mpa，时间为20~60分钟。

22、作为优选，在步骤(3)之前，将改性pet薄膜在130℃下热定型处理30分钟。

23、作为优选，所述pvb膜片的厚度为0.38 mm或0.76 mm。

24、至少含有以下有益技术效果：

25、本发明通过硫醇-烯点击化学在pet表面形成c-s共价键，提供了强大的底层锚固力；表层的含氟疏水层有效阻隔水汽；加之与pvb热压复合形成的良好互渗。三者协同作用，使复合材料在53℃/100%rh湿热老化14天后，界面剥离强度保持率高达90%以上，远超叠氮硅烷处理的对比例（85%）和未处理的对比例（15%），显著提升了pet-pvb复合材料的长期使用寿命和可靠性。本发明核心界面构建步骤为uv光固化，避免了传统叠氮硅烷方法所需的150℃以上高温工艺，保护了pet基材的尺寸稳定性和光学性能。本发明不仅提供了pet表面的改性方法，更明确了从等离子体预处理、处理液配制与涂布、uv光固化、热处理到与pvb热压复合的完整工艺链和最佳工艺窗口，形成了从"界面构建"到"复合体成型"的完整技术方案，确保了最终制品性能的可靠性与重现性，适用于连续化规模化生产。

26、所得pvb-pet-pvb复合材料可见光透光率≥88%，雾度≤1.0%，界面初始剥离强度≥40n/cm，完全满足汽车夹层玻璃、建筑安全玻璃等高可靠性领域对光学透明性和粘结强度的苛刻要求。

1.一种增强pet-pvb复合材料界面耐久性的光固化表面改性方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硫醇官能化硅烷为3-巯丙基三甲氧基硅烷，所述含氟烯烃单体为1h,1h,2h,2h-全氟癸基丙烯酸酯，所述光引发剂为irgacure1173，所述溶剂为乙醇或异丙醇，所述酸性催化剂为乙酸、甲酸或柠檬酸。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中等离子体处理功率为200~500w，时间为30~120秒。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中uv照射波长为365 nm，能量为300~800 mj/cm2。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中热处理温度为60~100℃，时间为20~40分钟。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述处理液涂布在pet薄膜的双面，单面湿膜厚度为3~10 μm。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中pet薄膜表面涂覆处理液的预处理方法为：静置预水解15分钟。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中热压层压处理的温度为120~145℃，压力为1.0~1.5 mpa，时间为20~60分钟。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)之前，将改性pet薄膜在130℃下热定型处理30分钟。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述pvb膜片的厚度为0.38 mm或0.76mm。