CN108621504B

CN108621504B - 一种安全节能型汽车玻璃及其制造方法

Info

Publication number: CN108621504B
Application number: CN201710162209.1A
Authority: CN
Inventors: 卢梦言; 卢军; 卢孟磊; 张丁日; 卢斌
Original assignee: Changsha Xingna Aerogel Co ltd
Current assignee: Changsha Xingna Aerogel Co ltd
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2020-12-22
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: CN108621504A

Abstract

一种安全节能型汽车玻璃，依次由玻璃、气凝胶复合层、玻璃构成，所述气凝胶复合层由一片或多片气凝胶及气凝胶周围侧面的有机胶片构成，所述多片气凝胶之间通过周围侧面的有机胶片水平粘结。其制造方法包括以下步骤：（1）合片，将一片或多片气凝胶水平放置于一块玻璃上，再在一片或多片气凝胶周围放置有机胶片，再将另一块玻璃放置于一片或多片气凝胶和有机胶片上，得到组合体；（2）热压成型，在一定温度和压力下，将组合体进行热压成型。该安全节能型汽车玻璃具有优异的可见光透过性、隔热、隔音降噪、抗冲击以及防结露性能，尤其适用于新能源汽车的前挡风玻璃、门玻璃、天窗、后挡风玻璃。

Description

一种安全节能型汽车玻璃及其制造方法

技术领域

本发明涉及汽车玻璃技术领域，尤其涉及一种安全节能型汽车玻璃及其制造方法。

背景技术

玻璃是一种透明度、强度及硬度都很高，不透气的物料，玻璃在日常环境中呈化学惰性，亦不会与生物起作用，故此，用途非常广泛。现有技术中用于汽车的玻璃，主要是用来封闭、采光，而起不到很好的隔热保温、隔音降噪、防眩光、防结露与雾化、抗冲击等效果。随着汽车技术，特别是新能源汽车的高速发展，人们对汽车续航能力、舒适度（包括车内光线走向、光线成分、噪音、温度等）的要求越来越高，汽车玻璃已从过去单纯作为采光材料，逐渐向安全、保温隔热、隔音降噪、控制光线等方向发展。

气凝胶是一种由纳米级颗粒堆积而成的、具有纳米级孔洞的轻质固体材料，具有极高的孔隙率、比表面积，优异的化学稳定性和不燃性，表现出优异的轻质、透光、隔热、保温、隔音、防火、抗冲击性能；因此，将气凝胶夹填于两片玻璃中，尤其是钢化玻璃、夹胶玻璃复合得到的汽车玻璃，不仅可以减少汽车空调的使用，提高汽车，特别是新能源汽车的续航能力，还可以调节光线、隔音降噪、防止玻璃结露雾化和抗冲击，提高舒适度和安全性。

发明内容

基于此，有必要提供一种安全节能型汽车玻璃及其制造方法。

一种安全节能型汽车玻璃，依次由玻璃、气凝胶复合层、玻璃构成，所述气凝胶复合层由一片或多片气凝胶及气凝胶周围侧面的有机胶片构成，所述多片气凝胶之间通过周围侧面的有机胶片水平粘结。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述气凝胶周围侧面的有机胶片还与所述玻璃互为粘结。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述气凝胶复合层与所述玻璃之间设置有有机胶片。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述玻璃为钢化玻璃、区域钢化玻璃、半钢化玻璃、超白玻璃、浮法玻璃、镀膜玻璃、贴膜玻璃中的一种；所述玻璃可以为曲面玻璃。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述气凝胶可以为曲面块状气凝胶。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述有机胶片为聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸酯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯中的一种或多种。

一种安全节能型汽车玻璃的制造方法，包括以下步骤：

（1）合片，将一片或多片气凝胶水平放置于一块玻璃上，再在一片或多片气凝胶周围放置有机胶片，再将另一块玻璃放置于一片或多片气凝胶和有机胶片上，得到组合体；

（2）热压成型，在一定温度和压力下，将组合体进行热压成型。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述合片步骤中放置气凝胶之前，还包括在玻璃表面上铺一层有机胶片；所述合片步骤中放置另一块玻璃之前，还包括在一片或多片气凝胶和有机胶片上铺一层有机胶片。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述合片步骤之前，还包括玻璃清洗和玻璃表面预处理。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述合片可以步骤之前，还包括贴膜步骤；所述贴膜步骤为在所述玻璃表面黏贴匀光膜、紫外线吸收膜、防眩目膜、低辐射膜中的一种或多种。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述气凝胶复合层与所述玻璃之间还可以放置加热金属丝。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述成型步骤中的温度为50~450℃，压力为0.1~20MPa；所述热压成型过程中还可以包括抽真空处理；所述热压成型过程还可以在真空环境中进行。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述热压成型步骤之后，还包括密封步骤；所述密封步骤为将热压成型步骤后得到的安全节能型汽车玻璃的四周用密封胶密封处理；所述密封胶为硅酮胶、聚硫橡胶、丁基橡胶、水和硅酸钠、硅酸钾水合物中的一种或多种。

本发明的另一技术方案在于在上述基础之上，所述热压成型步骤之后还可以包括抽真空处理步骤，具体为对所述气凝胶复合层进行抽真空处理；所述热压成型步骤之后还可以包括惰性气体填充步骤，具体为向所述气凝胶复合层中填充惰性气体。

上述安全节能型汽车玻璃具有优异的可见光透过性、隔热、隔音降噪、抗冲击以及防结露性能，尤其适用于新能源汽车的前挡风玻璃、门玻璃、天窗、后挡风玻璃。

附图说明

图1为本发明的一种安全节能型汽车玻璃的截面图；

图2为本发明的一种安全节能型汽车前挡风玻璃的结构图；

图3为本发明的气凝胶复合层的平面图；

图4为本发明的另一气凝胶复合层的平面图；

图5为本发明的一种安全节能型汽车门玻璃的结构图；

图6为本发明的另一安全节能型汽车玻璃的截面图；

图7为本发明的另一安全节能型汽车玻璃的结构图；

其中，1—玻璃，2—气凝胶复合层，21—有机胶片，22—气凝胶，3—间隔件，4—密封胶。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

本发明的一种安全节能型汽车玻璃的一种实施例，依次由玻璃1、气凝胶复合层2、玻璃1构成，所述气凝胶复合层2由一片或多片气凝胶22及气凝胶周围侧面的有机胶片21构成，所述多片气凝胶22之间通过周围侧面的有机胶片21水平粘结。

如此，由于大尺寸的气凝胶制备工艺较复杂，成品率低，因此将多片尺寸较小的气凝胶通过有机胶片相互水平拼接，即可在不改变气凝胶优异的隔热保温性能和透光性的基础上，提高了汽车玻璃的生产效率，因此，本发明的安全节能型汽车玻璃具有优异的可见光透过性、隔热保温、隔音降噪、抗结露雾化、抗冲击吸能、安全等特性。

本实施例中，所述气凝胶22周围侧面的有机胶片21还与所述玻璃1互为粘结。如此，有机胶片在将一片或多片气凝胶水平粘结的同时，还与两侧的玻璃互相粘结，使得到的汽车玻璃安全性能更好，并且，有机胶片将气凝胶隔离在密封空间内。

本实施例中，所述气凝胶复合层2与所述玻璃1之间设置有有机胶片21，如图7所示。如此，在气凝胶复合层与两片玻璃之间设置有机胶片，进一步增加了汽车玻璃的安全性能。

本实施例中，所述玻璃1为钢化玻璃、区域钢化玻璃、半钢化玻璃、超白玻璃、浮法玻璃、镀膜玻璃、贴膜玻璃中的一种；所述玻璃可以为曲面玻璃。如此，根据需求以及汽车的使用部位，选择不同种类以及不同形状的玻璃。

本实施例中，所述气凝胶22可以为曲面块状气凝胶；优选具有优异透光特性的SiO₂气凝胶。如此，本发明的气凝胶的外形与玻璃的外形完全吻合。

本实施例中，所述有机胶片21为聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸酯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯中的一种或多种；优选聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）等。如此，具有透明特性的热塑性树脂均适用于本发明。

一种安全节能型汽车玻璃的制造方法，包括以下步骤：

（1）合片，将一片或多片气凝胶22水平放置于一块玻璃1上，再在一片或多片气凝胶22周围放置有机胶片21，再将另一块玻璃1放置于一片或多片气凝胶22和有机胶片21上，得到组合体；

如此，通过4片气凝胶及其四周放置有机胶片制得的组合体如图4所示；通过一片气凝胶及其四周放置有机胶片制得的组合体如图3所示，该利用组合体制得的安全节能型汽车玻璃的截面图如图1所示，利用该结构制得的汽车前挡风玻璃和门玻璃如图2、5所示。由于大尺寸的气凝胶制备工艺较复杂，成品率低，因此将多片尺寸较小的气凝胶通过有机胶片相互水平拼接，即可在不改变气凝胶优异的隔热保温性能和透光性的基础上，提高了汽车玻璃的生产效率，因此，本发明的安全节能型汽车玻璃具有优异的可见光透过性、隔热保温、隔音降噪、抗结露雾化、抗冲击吸能、安全等特性。

此外，本发明还可以在气凝胶复合层2的四周放置间隔件3；所述间隔件3可以为浮法玻璃间隔件、钢化玻璃间隔件、不锈钢间隔件、铝间隔件、断桥铝间隔件、陶瓷间隔件、复合材料间隔件中的一种；所述间隔件3为间隔条或间隔框；所述间隔件3可以具有中空结构；所述间隔件3的中空结构中可以填充干燥剂，这样可以连续吸附使用中进入玻璃密封空腔内的水蒸气，使其在使用过程中不容易形成结露现象，充分保证了汽车玻璃的质量；所述间隔件3可以设置通气口，这样可以对玻璃1与间隔件3构成的空腔中的气凝胶复合层2进行抽真空处理和/或填充惰性气体处理；间隔件3和两块玻璃1之间可以通过所述密封胶4粘结密封；通过该工艺制得的安全节能型汽车玻璃的截面图如图6所示。

此外，本发明的气凝胶复合层3可以是由一片或多片气凝胶22和有机胶片21按一定形状组合而成，当气凝胶复合层2只包含一片气凝胶22时，可以是“回”字形，如图3所示，当气凝胶复合层2包含多片气凝胶22时，可以是“田”字形，如图4所示，还可以是任意图案；其中，气凝胶提供保温隔热、隔音等性能，有机胶片将气凝胶与玻璃粘结在一起。

本实施例中，所述合片步骤中放置气凝胶22之前，还可以包括在玻璃1表面上铺一层有机胶片21；所述合片步骤中放置另一块玻璃1之前，还可以包括在一片或多片气凝胶22和有机胶片21上再铺一层有机胶片21。如此，即在气凝胶复合层2与两片玻璃1之间还可以放置有机胶片21，进一步增加了汽车玻璃的安全性能。

如此，本发明的制造工艺简单，实用，适合工业化生产。

本实施例中，所述合片步骤之前，还包括玻璃1清洗和玻璃1表面预处理。

此外，玻璃表面预处理可以是利用含有硅烷偶联剂，如KH550的溶液处理玻璃内表面。如此，通过对玻璃进行清洗和表面预处理可以提高玻璃的透光度以及玻璃与有机层以及功能膜，如低辐射膜的结合强度。

本实施例中，所述合片步骤之前，还可以包括贴膜步骤；所述贴膜步骤为在所述玻璃1表面黏贴匀光膜、紫外线吸收膜、防眩目膜、低辐射膜中的一种或多种。如此，黏贴匀光膜，可以打乱光线的出射角度，柔化光源并使光线均匀化；黏贴紫外线吸收膜，可以显著降低紫外线射入汽车内部的量，减少太阳光对人眼睛的伤害；黏贴防眩目膜，可以避免直射光进入汽车内部，减少入射光对人眼的刺激；黏贴低辐射膜可以降低太阳光，特别是红外线进入汽车玻璃，进一步提高本发明的安全节能型汽车玻璃的隔热性能。

本实施例中，所述气凝胶复合层2与所述玻璃1之间还可以放置加热金属丝。如此，本发明可以通过对金属丝通电加热，可以快速消除汽车玻璃上的雾气以及快速融化汽车玻璃上的冰雪。

本实施例中，所述热压成型步骤中的温度为50~450℃，压力为0.1~20MPa；所述热压成型过程中可以包括抽真空处理；所述热压成型过程还可以在真空环境中进行。如此，在一定温度和压力条件下，有机胶片如PVB胶片等发生软化或液化，具有变形性或流动性，将玻璃1与气凝胶22粘结在一起；此时还可以进行抽真空处理，进一步排除有机胶片中的气泡，冷却后获得安全节能型汽车玻璃。

本实施例中，所述热压成型步骤之后，还包括密封步骤；所述密封步骤为将热压成型后得到的安全节能型汽车玻璃的四周用密封胶4密封处理；所述密封胶4为硅酮胶、聚硫橡胶、丁基橡胶、水和硅酸钠、硅酸钾水合物中的一种或多种。如此，进一步提高本发明的安全节能型汽车玻璃的密封性，延长其使用寿命。

本实施例中，所述热压成型步骤之后还可以包括抽真空处理步骤，具体为对所述气凝胶复合层2进行抽真空处理；所述热压成型步骤之后还可以包括惰性气体填充步骤，具体为向所述气凝胶复合层2中填充惰性气体。如此，进一步提高本发明的安全节能型汽车玻璃的保温隔热性能。

下面为具体实施例部分。

实施例1

采用以下步骤制备安全节能型汽车玻璃：

（1）选取厚度分别为3mm、4mm、4mm的铯钾玻璃、PVB胶片、气凝胶，在上述铯钾玻璃一侧黏贴Low-e膜；

（2）按照“回”字形在步骤（1）的铯钾玻璃上放置气凝胶和PVB胶片；

（3）放置另一块上述铯钾玻璃，在真空条件下，温度为135℃，外加压力为5MPa，保持温度和压力的时间为30min，获得安全节能型汽车玻璃，结构图如图2所示。表1为实施例1的安全节能型汽车玻璃的性能指标。

表1 实施例1的安全节能型汽车玻璃的性能指标

实施例2

采用以下步骤制备安全节能型汽车玻璃：

（1）选取厚度分别为4mm、4mm、4mm的钢化超白玻璃、PVB胶片、气凝胶，在上述钢化超白玻璃一侧黏贴Low-e膜；

（2）按照“田”字形在步骤（1）的铯钾玻璃上放置气凝胶和PVB胶片；

（3）放置另一块上述钢化超白玻璃，在气凝胶复合层四周放置厚度为4mm的断桥铝间隔框；在真空条件下，温度为140℃，外加压力为3MPa，保持温度和压力的时间为20min，获得安全节能型汽车玻璃，气凝胶复合层平面图如图4所示，截面图如图6所示。表2为实施例2的安全节能型汽车玻璃的性能指标。

表2 实施例2的安全节能型汽车玻璃的性能指标

实施例3

采用以下步骤制备安全节能型汽车玻璃：

（1）选取厚度分别为3mm、4mm、4mm的钢化玻璃、EVA胶片、气凝胶，在上述钢化玻璃一侧黏贴Low-e膜；

（2）按照“回”字形在步骤（1）的钢化玻璃上放置气凝胶和EVA胶片；

（3）放置另一块上述钢化玻璃，在真空条件下，温度为105℃，外加压力为4.5MPa，保持温度和压力的时间为30min，获得安全节能型汽车玻璃，结构图如图2所示。表3为实施例3的安全节能型汽车玻璃的性能指标。

表3 实施例3的安全节能型汽车玻璃的性能指标

实施例4

采用以下步骤制备安全节能型汽车玻璃：

（1）选取厚度分别为3mm、4mm、4mm的钢化超白玻璃、聚氨酯胶片、气凝胶，在上述钢化超白玻璃一侧黏贴紫外线吸收膜；

（2）按照“回”字形在步骤（1）的钢化超白玻璃上放置气凝胶和聚氨酯胶片；

（3）放置另一块上述钢化超白玻璃，在真空条件下，温度为50℃，外加压力为20MPa，保持温度和压力的时间为30min，获得安全节能型汽车玻璃，结构图如图2所示。表4为实施例4的安全节能型汽车玻璃的性能指标。

表4 实施例4的安全节能型汽车玻璃的性能指标

实施例5

采用以下步骤制备安全节能型汽车玻璃：

（1）选取厚度分别为3mm、4mm、4mm的铯钾玻璃、丙烯酸胶片、气凝胶，在上述铯钾玻璃一侧依次黏贴Low-e膜和紫外线吸收膜；

（2）按照“回”字形在步骤（1）的铯钾玻璃上放置气凝胶和丙烯酸胶片；

（3）放置另一块上述铯钾玻璃，在真空条件下，温度为450℃，外加压力为0.1MPa，保持温度和压力的时间为5min，获得安全节能型汽车玻璃，结构图如图2所示。表5为实施例5的安全节能型汽车玻璃的性能指标。

表5 实施例5的安全节能型汽车玻璃的性能指标

实施例6

采用以下步骤制备安全节能型汽车玻璃：

（2）首先在铯钾玻璃上放置1mm厚的PVB胶片；

（3）按照“回”字形在步骤（2）的PVB胶片上放置4mm厚的气凝胶和4mm厚的PVB胶片；

（4）在步骤（3）的“回”字形组合体上放置1mm厚的PVB胶片；

（5）在步骤（4）的PVB胶片上放置另一块上述铯钾玻璃，在真空条件下，温度为135℃，外加压力为5MPa，保持温度和压力的时间为30min，获得安全节能型汽车玻璃，结构图如图7所示。表6为实施例6的安全节能型汽车玻璃的性能指标。

表6 实施例6的安全节能型汽车玻璃的性能指标

填充体厚度（mm）	传热系数（W/m<sup>2</sup>·K）	可见光透过率（%）
			12	0.52	92

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种安全节能型汽车玻璃，其特征在于，依次由玻璃、气凝胶复合层、玻璃构成，所述气凝胶复合层由多片气凝胶及气凝胶周围侧面的有机胶片构成，所述多片气凝胶之间通过周围侧面的有机胶片水平粘结；

所述气凝胶周围侧面的有机胶片还与所述玻璃互为粘结；

所述气凝胶复合层与所述玻璃之间设置有有机胶片；

所述玻璃为钢化玻璃、区域钢化玻璃、半钢化玻璃、超白玻璃、浮法玻璃、镀膜玻璃、贴膜玻璃中的一种；所述玻璃为曲面玻璃；

所述气凝胶为曲面块状气凝胶；

所述有机胶片为聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸酯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯中的一种或多种；

所述安全节能型汽车玻璃的制备包括以下步骤：

（1）贴膜步骤，所述贴膜步骤为在玻璃表面黏贴匀光膜、紫外线吸收膜、防眩目膜、低辐射膜中的一种或多种；

（2）合片，在玻璃表面上铺一层有机胶片，将多片气凝胶水平放置于一块玻璃上，再在多片气凝胶周围放置有机胶片，在多片气凝胶和有机胶片上铺一层有机胶片，再将另一块玻璃放置于一片或多片气凝胶和有机胶片上，得到组合体；

（3）热压成型，在一定温度和压力下，将组合体进行热压成型；所述热压成型的温度为105~450℃，压力为4.5~20MPa；所述热压成型过程中包括抽真空处理；所述热压成型过程在真空环境中进行；

（4）密封步骤，所述密封步骤为将热压成型步骤后得到的安全节能型汽车玻璃的四周用密封胶密封处理，所述密封胶为硅酮胶、聚硫橡胶、丁基橡胶、水和硅酸钠、硅酸钾水合物中的一种或多种；

（5）抽真空处理步骤，具体为对所述气凝胶复合层进行抽真空处理。

2.根据权利要求1所述的安全节能型汽车玻璃，其特征在于，所述气凝胶复合层与所述玻璃之间放置加热金属丝。

3.根据权利要求2所述的安全节能型汽车玻璃，其特征在于，所述热压工艺步骤后还可以包括惰性气体填充步骤，具体为向所述气凝胶复合层中填充惰性气体。