CN108024492A - 一种轻质高强电磁屏蔽风挡玻璃及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁屏蔽玻璃及制造方法,更加具体地,涉及一种具有电加热功能的轻质高强电磁屏蔽风挡玻璃及其制造方法。本发明采用在柔性基底上制备金属网格结构实现电磁屏蔽功能,然后将其与传统的电加温玻璃制造工艺相结合,制备出轻质高强电磁屏蔽玻璃。一方面,该方法避免了在承力玻璃上制备低电阻透明导电膜引起的强度降低,另一方面,解决了传统电磁屏蔽玻璃高屏蔽效能和高透光率要求之间的矛盾。采用本发明制造的电磁屏蔽玻璃透光率高(≥75%)、重量轻(面密度≤10kg/m2)、强度高。总厚度不超过6.0mm,屏蔽效能≥40dB(0.3‑18GHz),能经受1.0kg的飞鸟以≤330km/h的速度撞击而不穿透,且无碎片飞溅。

Description

一种轻质高强电磁屏蔽风挡玻璃及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电磁屏蔽玻璃及制造方法,更加具体地,涉及一种具有电加热功能的轻质高强电磁屏蔽风挡玻璃及其制造方法。
背景技术
电磁屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体,将电磁波局限于某一区域内的一种方法。电磁屏蔽在电子、通信、航空等领域有着广泛的应用。对于飞机而言,风挡玻璃由于需要兼具采光、提供清晰的视野、抗鸟撞、电加热等功能,因此是飞机电磁屏蔽的最薄弱部件之一。传统的电磁屏蔽玻璃是根据屏蔽效能的要求来设计(CN 104582457 A,CN104841621 A,CN 101245685 B),一般都是在层合结构的两片玻璃上镀制透明导电膜。但是对于屏蔽效能要求高的电加温风挡玻璃(1-18GHz范围内屏蔽效能不小于40dB),需要两层透明导电膜(电加热膜和电磁屏蔽膜)的电阻很低(≤2Ω/□)。该制备方法存在几个缺点:第一,低电阻(≤2Ω/□)薄膜的制备在工程上难以实现,即使制备出低电阻的薄膜,透光率也不满足要求;第二电加热功率要求电加热薄膜的方阻不能太低,这就需要电磁屏蔽膜的电阻进一步降低。第三,制备透明导电膜的过程中,强化玻璃基底的应力会在高温下衰减,导致强度降低,影响产品的使用寿命。上述三个因素成为制约高性能电磁屏蔽玻璃研制的难题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种具有电加热功能的轻质高强电磁屏蔽风挡玻璃及其制造方法。本发明的目的是通过以下技术措施来实现的:
电磁屏蔽风挡玻璃由10部分组成,第1部分为面层,第2部分为电加热薄膜层,第3部分为中间粘接层,第4部分为电磁屏蔽层,第5部分为内层,第6部分为上边框,第7部分为下边框,第8部分为电连接引出层,第9部分为胶层,第10部分为电极层,
面层采用化学强化铝硅酸盐玻璃,电加热薄膜层采用氧化铟锡薄膜,电加热薄膜层通过磁控溅射的方法在面层上制备而成,中间粘接层选用聚氨酯,电磁屏蔽层为金属微纳网格结构,内层选用聚对苯二甲酸乙二醇酯或超薄柔性玻璃,上边框和下边框为树脂基复合材料,电连接引出层为带孔铜网,胶层选用结构胶,电极层选用金属金、铜或银;
该电磁屏蔽风挡玻璃的制备步骤是:
(1)将面层洗净、烘干,放入化学强化炉中进行化学强化,强化完成后,将面层取出,清洗干燥;
(2)采用磁控溅射的方法在面层表面镀制电加热薄膜层,电加热薄膜层的方块电阻控制在5-10Ω/□;
(3)电加热薄膜层镀制完成后,在电加热薄膜层上镀制电极层,电极层宽度为10mm;
(4)在内层的表面制备电磁屏蔽层,具体制备方法如下:首先在内层上镀制金属膜,然后在金属膜上刻蚀出微纳网格结构,微纳网格的线宽0.5-15μm,网格形状为菱形、圆形或正方形;
(5)将面层、电加热薄膜层、中间粘接层、电磁屏蔽层、内层依次叠放合片,然后将电连接引出层塞在电磁屏蔽层和中间粘接层中间,并进行热压复合;
(6)热压复合后,将复合件用上边框和下边框进行边缘连接,上边框和下边框用结构胶粘接;进行边缘连接时,确保电连接引出层从上边框和下边框中伸出与安装骨架连接。
面层的厚度为1.5-3mm。
面层的强化温度415℃,强化时间4-6h。
电加热薄膜层的方块电阻控制在6-8Ω/□。
中间粘接层的厚度为1.5-3mm。
电磁屏蔽层为微纳网格结构,微纳网格的线宽0.5-10μm。
内层的厚度为0.1-0.5mm。
电连接引出层伸出边框的宽度为15-30mm。
上边框和下边框厚度分别为1-8mm。
电连接引出层的厚度为0.1-0.3mm,开孔率为40%-60%。
本发明具有的优点和有益效果,本发明采用在柔性基底上制备金属网格结构实现电磁屏蔽功能,然后将其与传统的电加温玻璃制造工艺相结合,制备出轻质高强电磁屏蔽玻璃。一方面,该方法避免了在承力玻璃上制备低电阻透明导电膜引起的强度降低,另一方面,解决了传统电磁屏蔽玻璃高屏蔽效能和高透光率要求之间的矛盾。采用本发明制造的电磁屏蔽玻璃透光率高(≥75%)、重量轻(面密度≤10kg/m2)、强度高。总厚度不超过6.0mm,屏蔽效能≥40dB(0.3-18GHz),能经受1.0kg的飞鸟以≤330km/h的速度撞击而不穿透,且无碎片飞溅。
附图说明
图1是本发明电磁屏蔽玻璃的结构示意图。
具体实施方式
电磁屏蔽风挡玻璃由10部分组成,第1部分为面层,第2部分为电加热薄膜层,第3部分为中间粘接层,第4部分为电磁屏蔽层,第5部分为内层,第6部分为上边框,第7部分为下边框,第8部分为电连接引出层,第9部分为胶层,第10部分为电极层,面层1采用化学强化铝硅酸盐玻璃。铝硅酸盐玻璃的化学强化温度一般为410~430℃,化学强化时间一般为3~12h。电加热薄膜层2采用氧化铟锡薄膜,电加热薄膜层2通过磁控溅射的方法在面层1上制备而成,中间粘接层3选用聚氨酯,电磁屏蔽层4为金属微纳网格结构,内层5选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或超薄柔性玻璃,上边框6和下边框7为树脂基复合材料,电连接引出层8为带孔铜网,胶层9选用结构胶,电极层10选用金属金、铜或银;
该电磁屏蔽风挡玻璃的制备步骤是:
(1)将面层1洗净、烘干,放入化学强化炉中进行化学强化,强化完成后,将面层1取出,清洗干燥;
(2)采用磁控溅射的方法在面层1表面镀制电加热薄膜层2,电加热薄膜层2的方块电阻控制在5-10Ω/□;
(3)电加热薄膜层2镀制完成后,在电加热薄膜层2上镀制电极层10,电极层10宽度为 10mm;
(4)在内层5的表面制备电磁屏蔽层4,具体制备方法如下:首先在内层5上镀制金属膜,然后在金属膜上刻蚀出微纳网格结构,微纳网格的线宽0.5-15μm,网格形状为菱形、圆形或正方形;
(5)将面层1、电加热薄膜层2、中间粘接层3、电磁屏蔽层4、内层5依次叠放合片,然后将电连接引出层8塞在电磁屏蔽层4和中间粘接层3中间,并进行热压复合;
(6)热压复合后,将复合件用上边框6和下边框7进行边缘连接,上边框6和下边框7用结构胶粘接;进行边缘连接时,确保电连接引出层8从上边框6和下边框7中伸出与安装骨架连接。
实施例一
该电磁屏蔽风挡玻璃由10部分组成。第1部分为面层,第2部分为电加热薄膜层,第3部分为中间粘接层,第4部分为电磁屏蔽层,第5部分为内层,第6部分为上边框,第7部分为下边框,第8部分为电连接引出层,第9部分为胶层,第10部分为电极层。
面层1采用化学强化铝硅酸盐玻璃,电加热薄膜层2采用氧化铟锡(ITO)薄膜,电加热薄膜层2是通过磁控溅射的方法在面层1上制备而成。中间粘接层3采用聚氨酯,电磁屏蔽层4 为金属微纳网格结构,内层5采用PET,上边框6和下边框7为碳纤维增强树脂基复合材料,电连接引出层8为带孔铜网,胶层9选用结构胶,电极层10选用金膜。
该电磁屏蔽风挡玻璃的制备步骤是:
(1)将厚度为1.5mm的面层1洗净、烘干,放入化学强化炉中进行化学强化,强化温度415℃,强化时间4h,强化完成后,将面层1取出,清洗干燥。
(2)采用磁控溅射的方法在面层1表面镀制电加热薄膜层2,电加热薄膜层2的方块电阻控制在5Ω/□。
(3)电加热薄膜层2镀制完成后,在电加热薄膜层2上镀制电极层10,电极层10的宽度为10mm。
(4)在厚度为0.1mm的内层5的表面制备电磁屏蔽层4。具体制备方法如下:首先在内层5上镀制金属铜膜,然后在金属铜膜上刻蚀出微纳网格结构,微纳网格的线宽0.5μm,网格形状为菱形。
(5)将面层1、电加热薄膜层2、厚度为1.5mm的中间粘接层3、电磁屏蔽层4、内层5依次叠放合片,然后将厚度为0.1mm,开孔率为40%的电连接引出层8塞在电磁屏蔽层4和中间粘接层3中间,并进行热压复合。
(6)热压复合后,将复合件用边框6和7进行边缘连接,厚度为8mm的上边框6和厚度为 1mm的下边框7用结构胶粘接。进行边缘连接时,电连接引出层8从上边框6和下边框(7)中伸出长度为15mm。
采用本发明制造的电磁屏蔽玻璃面密度为9kg/m2,透光率为80%,屏蔽效能≥40dB (0.3-18GHz),1.0kg的飞鸟以310km/h的速度撞击后背面无飞溅。
实施例二
该电磁屏蔽风挡玻璃由10部分组成。第1部分为面层,第2部分为电加热薄膜层,第3部分为中间粘接层,第4部分为电磁屏蔽层,第5部分为内层,第6部分为上边框,第7部分为下边框,第8部分为电连接引出层,第9部分为胶层,第10部分为电极层。
面层1采用化学强化铝硅酸盐玻璃,电加热薄膜层2采用氧化铟锡(ITO)薄膜,电加热薄膜层2是通过磁控溅射的方法在面层1上制备而成。中间粘接层3采用聚氨酯,电磁屏蔽层4 为金属微纳网格结构,内层5采用超薄柔性玻璃,上边框6和下边框7为涤纶纤维增强树脂基复合材料,电连接引出层8为带孔铜网,胶层9选用结构胶,电极层10选用铜膜。
该电磁屏蔽风挡玻璃的制备步骤是:
(1)将厚度为3.0mm的面层1洗净、烘干,放入化学强化炉中进行化学强化,强化温度 415℃,强化时间6h,强化完成后,将面层1取出,清洗干燥。
(2)采用磁控溅射的方法在面层1表面镀制电加热薄膜层2,电加热薄膜层2的方块电阻控制在8Ω/□。
(3)电加热薄膜层2镀制完成后,在电加热薄膜层2上镀制电极层10,电极层10的宽度为10mm。
(4)在厚度为0.1mm的内层5的表面制备电磁屏蔽层4。具体制备方法如下:首先在内层5上镀制金属铜膜,然后在金属铜膜上刻蚀出微纳网格结构,微纳网格的线宽15μm,网格形状为圆形。
(5)将面层1、电加热薄膜层2、厚度为1.5mm的中间粘接层3、电磁屏蔽层4、内层5依次叠放合片,然后将厚度为0.3mm,开孔率为60%的电连接引出层8塞在电磁屏蔽层4和中间粘接层3中间,并进行热压复合。
(6)热压复合后,将复合件用边框6和7进行边缘连接,厚度为1mm的上边框6和厚度为 8mm的下边框7用结构胶粘接。进行边缘连接时,电连接引出层8从上边框6和下边框7中伸出长度为30mm。
采用本发明制造的电磁屏蔽玻璃面密度为9.2kg/m2,透光率为81%,屏蔽效能≥41dB (0.3-18GHz),1.0kg的飞鸟以330km/h的速度撞击后背面无飞溅。
尽管参照上述实施例已对本发明作出具体描述,但是对于本领域的普通技术人员来说,应该理解可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进,这些修改和改进都在本发明的精神及范围之内。

Claims (10)

1.一种轻质高强电磁屏蔽风挡玻璃,电磁屏蔽风挡玻璃由10部分组成,第1部分为面层,第2部分为电加热薄膜层,第3部分为中间粘接层,第4部分为电磁屏蔽层,第5部分为内层,第6部分为上边框,第7部分为下边框,第8部分为电连接引出层,第9部分为胶层,第10部分为电极层,其特征在于:
面层(1)采用化学强化铝硅酸盐玻璃,电加热薄膜层(2)采用氧化铟锡薄膜,电加热薄膜层(2)通过磁控溅射的方法在面层(1)上制备而成,中间粘接层(3)选用聚氨酯,电磁屏蔽层(4)为金属微纳网格结构,内层(5)选用聚对苯二甲酸乙二醇酯或超薄柔性玻璃,上边框(6)和下边框(7)为树脂基复合材料,电连接引出层(8)为带孔铜网,胶层(9)选用结构胶,电极层(10)选用金属金、铜或银;
该电磁屏蔽风挡玻璃的制备步骤是:
(1)将面层(1)洗净、烘干,放入化学强化炉中进行化学强化,强化完成后,将面层(1)取出,清洗干燥;
(2)采用磁控溅射的方法在面层(1)表面镀制电加热薄膜层(2),电加热薄膜层(2)的方块电阻控制在5-10Ω/□;
(3)电加热薄膜层(2)镀制完成后,在电加热薄膜层(2)上镀制电极层(10),电极层(10)宽度为10mm;
(4)在内层(5)的表面制备电磁屏蔽层(4),具体制备方法如下:首先在内层(5)上镀制金属膜,然后在金属膜上刻蚀出微纳网格结构,微纳网格的线宽0.5-15μm,网格形状为菱形、圆形或正方形;
(5)将面层(1)、电加热薄膜层(2)、中间粘接层(3)、电磁屏蔽层(4)、内层(5)依次叠放合片,然后将电连接引出层(8)塞在电磁屏蔽层(4)和中间粘接层(3)中间,并进行热压复合;
(6)热压复合后,将复合件用上边框(6)和下边框(7)进行边缘连接,上边框(6)和下边框(7)用结构胶粘接;进行边缘连接时,确保电连接引出层(8)从上边框(6)和下边框(7)中伸出与安装骨架连接。
2.根据权利要求1所述的一种轻质高强电磁屏蔽风挡玻璃,其特征在于:面层(1)的厚度为1.5-3mm。
3.根据权利要求1所述的一种轻质高强电磁屏蔽风挡玻璃,其特征在于:面层(1)的强化温度415℃,强化时间4-6h。
4.根据权利要求1所述的一种轻质高强电磁屏蔽风挡玻璃,其特征在于:电加热薄膜层(2)的方块电阻控制在6-8Ω/□。
5.根据权利要求1所述的一种轻质高强电磁屏蔽风挡玻璃,其特征在于:中间粘接层(3)的厚度为1.5-3mm。
6.根据权利要求1所述的一种轻质高强电磁屏蔽风挡玻璃,其特征在于:电磁屏蔽层(4)为微纳网格结构,微纳网格的线宽0.5-10μm。
7.根据权利要求1所述的一种轻质高强电磁屏蔽风挡玻璃,其特征在于:内层(5)的厚度为0.1-0.5mm。
8.根据权利要求1所述的一种轻质高强电磁屏蔽风挡玻璃,其特征在于:电连接引出层(8)伸出边框的宽度为15-30mm。
9.根据权利要求1所述的一种轻质高强电磁屏蔽风挡玻璃,其特征在于:上边框和下边框厚度分别为1-8mm。
10.根据权利要求1所述的一种轻质高强电磁屏蔽风挡玻璃,其特征在于:电连接引出层(8)的厚度为0.1-0.3mm,开孔率为40%-60%。
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