CN109143632A - 一种汽车调光玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汽车调光玻璃及其制备方法。其中，制备方法包括步骤：制备导电层，透明有机膜在小于103Pa环境下与通入的碳源在大于600℃温度下化学气相沉积制备石墨烯层；制备调光膜，将石墨纳米颗粒、近晶相液晶材料、可聚合单体和引发剂混合并搅拌均匀，喷涂或刻蚀于导电层中石墨烯层一侧，在温度20℃‑70℃条件下，利用400nm的紫外光辐射10min‑30min固化形成调光膜；提供第一导电层和固化有调光膜的第二导电层，将第一导电层粘合或压合于第二导电层；提供二玻璃层，将二玻璃层分别粘合或压合于第一导电层和第二导电层相背的一侧侧面并进行封边处理。利用本发明中汽车调光玻璃的制备方法可保证生产出的汽车调光玻璃具有较好的隐私性、抗冲击性能和隔音效果。

Description

一种汽车调光玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及汽车玻璃领域，尤其涉及一种汽车调光玻璃及其制备方法。
背景技术
随着经济的快速发展，汽车的普及率越来越高，为了提高车内的隐私性，通常在车窗玻璃内侧贴汽车膜，随着阳光的照射和时间的推移，汽车膜容易出现老化现象，并且由于汽车内饰件绝大多数采用塑料或皮革制成，当长时间暴晒后，汽车内饰老化严重，甚至会影响正常使用，因此有必要设计一种汽车调光玻璃及其制备方法，利用通断电实现玻璃的透明和雾化状态之间的随意切换，降低太阳光的透过率，同时利用本发明中的制备方法可以保证生产出的汽车玻璃的具有较好的隐私性、优越的抗冲击性，同时有效隔断了紫外线对人体的伤害。
发明内容
鉴于上述情况，本发明提供了一种汽车调光玻璃及其制备方法，利用上述制备方法生产出的汽车调光玻璃具有较好的抗冲击性，同时保证了汽车使用过程中的隐私性。
为实现上述目的，本发明公开了一种汽车调光玻璃的制备方法，包括以下步骤：
制备导电层，提供透明有机膜，所述透明有机膜在小于103Pa的超低压环境下与通入的碳源在大于600℃温度下利用化学气相沉积原理制备形成厚度为20nm-400nm的石墨烯层，于所述石墨烯层端部设置一电极；
制备调光膜，通过超细微粉碎机制备石墨纳米颗粒，将石墨纳米颗粒、近晶相液晶材料、可聚合单体和引发剂混合并搅拌均匀形成一混合物，所述混合物包括质量百分比分别为18％-95％的近晶相液晶材料、3％-80％的可聚合单体、1％-20％的石墨纳米颗粒以及1％-9.5％的引发剂，将混合物均匀喷涂或刻蚀于所述导电层中形成有石墨烯层的一侧，在温度20℃-70℃条件下，利用400nm的紫外光辐照10min-30min，紫外光强为1.5mw/cm2，使得喷涂或刻蚀于所述导电层上的混合物固化形成调光膜；
提供第一导电层和固化有调光膜的第二导电层，将所述第一导电层粘合或压合于所述第二导电层，并且所述第二导电层上的调光膜与第一导电层相对设置；
提供二玻璃层，通过辊压机将二所述玻璃层分别粘合或压合于所述第一导电层和所述第二导电层相背的一侧侧面；
进行封边处理；
提供控制器，通过引出线联接于所述电极；
其中，所述调光膜的厚度为2μm-50μm。
本发明的有益效果在于：
1.通过将近晶相液晶材料、可聚合单体、石墨纳米颗粒和引发剂混合均匀，并在400nm的紫外光作用下固化形成液晶调光膜，可以保证可聚合单体充分聚合，保证调光膜具有较好的稳定性、断电状态下较低的透光率和通电状态下较高的透光率。
2.通过将石墨纳米颗粒与、近晶相液晶材料、可聚合单体及引发剂均匀混合形成制备调光膜的原材料，可以缩短调光膜的响应时间；通过添加引发剂引发可聚合单体充分聚合反应，可以提高聚合反应的速率；并且汽车调光玻璃具有较好的隔音效果，可有效隔断各类噪音，提高乘客乘坐的舒适性。
本发明一种汽车调光玻璃的制备方法的进一步改进在于，于将二所述玻璃层分别粘合所述第一导电层和所述第二导电层相背的一侧侧面的步骤中，一所述玻璃层和所述第一导电层之间以及另一所述玻璃层和所述第二导电层之间粘合有玻璃复合胶。
本发明一种汽车调光玻璃的制备方法的进一步改进在于，所述可聚合单体选用不饱和聚酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸、聚酯丙烯酸酯、多烯硫醇体系、聚醚丙烯酸酯、水性丙烯酸酯、乙烯基醚类中的一种或多种。
本发明还公开了一种汽车调光玻璃，包括：
依次层叠设置的第一玻璃层、第一导电层、调光膜、第二导电层以及第二玻璃层；所述导电层包括透明有机膜和采用化学气相沉积原理形成于所述透明有机膜表面的石墨烯层，所述调光膜贴合于所述第一导电层中形成有石墨烯层的一侧侧面，所述调光膜包括质量百分比分别为18％-95％的近晶相液晶材料、3％-80％的可聚合单体、1％-20％的石墨纳米颗粒以及1％-9.5％的引发剂固化成型，所述第一玻璃层和所述第一导电层之间、所述第一导电层和所述调光膜之间以及所述第二导电层和所述第二玻璃层之间采用玻璃复合胶粘合或通过高压压合成型，所述调光膜喷涂或刻蚀于所述第二导电层上。
本发明一种汽车调光玻璃的进一步改进在于，还包括控制器，所述第一导电层的形成有第一电极，所述第二导电层形成有第二电极，所述控制器通过引线分别连接于所述第一电极和所述第二电极。
本发明一种汽车调光玻璃的进一步改进在于，第二导电层和所述第二玻璃层之间设有红外吸收层，所述红外吸收层由铁元素和/或锌元素组成的无机透明材料。
本发明一种汽车调光玻璃的进一步改进在于，第二导电层和所述第二玻璃层之间设有调温反射层，所述调温反射层包括Cr2O3、VO2和SiO2三层膜。
附图说明
图1是本发明一种汽车调光玻璃的制备方法的流程图。
图2是本发明一种汽车调光玻璃的结构图。
具体实施方式
为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
参阅图1可知，本发明公开了一种汽车调光玻璃的制备方法，包括以下步骤：
步骤101：制备导电层，提供透明有机膜，透明有机膜在小于103Pa的超低压环境下与通入的碳源在大于600℃温度下利用化学气相沉积原理制备形成厚度为20nm-400nm的石墨烯层，于石墨烯层端部设置一电极；
步骤102：制备调光膜3，通过超细微粉碎机制备石墨纳米颗粒，将石墨纳米颗粒、近晶相液晶材料、可聚合单体和引发剂混合并搅拌均匀形成一混合物，混合物包括质量百分比分别为18％-95％的近晶相液晶材料、 3％-80％的可聚合单体、1％-20％的石墨纳米颗粒以及1％-9.5％的引发剂，将混合物均匀喷涂或刻蚀于导电层中形成有石墨烯层一侧，在温度20℃-70℃条件下，利用400nm的紫外光辐照10min-30min，紫外光强为1.5mw/cm2，使得喷涂或刻蚀于导电层上的混合物固化形成调光膜3；
步骤103：提供第一导电层2和固化有调光膜3的第二导电层4，将第一导电层2粘合或压合于第二导电层4，并且第二导电层4上的调光膜3与第一导电层2相对设置；
步骤104：提供二玻璃层，通过辊压机将二玻璃层分别粘合或压合于第一导电层2和第二导电层4相背的一侧侧面；
步骤105：进行封边处理；
步骤106：提供控制器，通过引出线联接于电极；
其中，调光膜3的厚度为2μm-50μm。
本实施例中，(1)通过将近晶相液晶材料、可聚合单体、石墨纳米颗粒和引发剂混合均匀，并在400nm的紫外光和50KHz的电场共同作用下固化形成液晶调光膜3，可以保证可聚合单体充分聚合，保证调光膜3具有较好的稳定性、断电状态下较低的透光率和通电状态下较高的透光率；具体的，通电时，透光率大于或等于93％，断电时，透光率小于或等于5％。(2) 可以保证制备生产出的汽车调光玻璃抗冲击性能优越，当发生破裂后可以防止碎片飞溅，提高汽车使用过程中的安全性。(3)可大幅屏蔽太阳光中的红外线和紫外线，避免汽车内饰长时间经太阳暴晒而发生褪色和老化，有效隔断了紫外线对人体的伤害，同时具有较好的隔音效果，可有效隔断各类噪音，提高乘客乘坐的舒适性。(4)通过控制器控制汽车调光玻璃的通断电，实现汽车调光玻璃透明和雾化状态之间的快速切换。(5)通过将近晶相液晶材料和可聚合单体混合，使得汽车调光玻璃具有液体和晶体的特征，以及显著的光电特性；其中，断电时，其分子无序排列处于不透明状态，通电时，在电场的作用下分子沿电场方向有序排列，呈透明状态，继而通过控制调光膜3的通、断电实现汽车调光玻璃在透明和不透明之间的切换。(6)与常规ITO调光膜3相比，本实施例中的调光膜3所需的驱动电压为24V，驱动电流为100mA-150mA，远低于ITO调光膜3300mA的驱动电流，功率仅为现有ITO调光膜3功率的1/6至1/10；并且断电情况下，调光膜 3的雾度大于或等于94％，通电情况下，调光膜3的雾度小于或等于5％。(7) 通过将石墨纳米颗粒与、近晶相液晶材料、可聚合单体及引发剂均匀混合形成制备调光膜3的原材料，可以缩短调光膜3的响应时间；具体的，调光膜3的响应时间小于10ms。
进一步的，于步骤102中，可聚合单体在400nm紫外光和50KHz电场共同作用下聚合，使得喷涂或刻蚀于导电层上的混合物固化形成调光膜3。提高可聚合单体的聚合度，进一步提高汽车调光玻璃在通电状态下的透光率。
进一步的，于步骤104中，一玻璃层和第一导电层2之间以及另一玻璃层和第二导电层4之间粘合有玻璃复合胶。本实施例中，在涂抹玻璃复合胶后在高温高压条件下，一体成型所需的汽车调光玻璃。具体的，玻璃层和导电层之间的粘结力大于25g/mm。
进一步的，可聚合单体选用不饱和聚酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸、聚酯丙烯酸酯、多烯硫醇体系、聚醚丙烯酸酯、水性丙烯酸酯、乙烯基醚类中的一种或多种。
采用本发明中的汽车调光玻璃的制备方法可以显著降低汽车调光玻璃的制备能耗和生产成本，利用化学气相沉积原理制备导电层(石墨烯层)，汽车调光玻璃生产过程中导电层不易发生断裂，提高成品率，延长了汽车调光玻璃的使用寿命。
参阅图2可知，本发明还公开了一种汽车调光玻璃，包括：依次层叠设置的第一玻璃层1、第一导电层2、调光膜3、第二导电层4以及第二玻璃层5；导电层包括透明有机膜和采用化学气相沉积原理形成于透明有机膜表面的石墨烯层，调光膜3贴合于第一导电层2中形成有石墨烯层的一侧侧面，调光膜3包括质量百分比分别为18％-95％的近晶相液晶材料、3％-80％的可聚合单体、1％-20％的石墨纳米颗粒以及1％-9.5％的引发剂固化成型，第一玻璃层1和第一导电层2之间、第一导电层2和调光膜3之间以及第二导电层4 和第二玻璃层5之间采用玻璃复合胶粘合或通过高压压合成型，调光膜3喷涂或刻蚀于第二导电层4上。本实施例中，(1)调光膜3包括近晶相液晶材料和可聚合单体，可以保证调光膜3同时具有晶体和液体的特征和显著的的光点特性；具体的，调光膜3原材料在温度20℃-70℃，利用400nm的紫外光辐照10min-30min，可以保证可聚合单体充分聚合，保证固化成型后的调光膜3在通电状态(电场)下呈透明状态(透光率大于或等于93％)，在断电状态下呈不透明状态(透光率小于或等于5％)。(2)与常规ITO调光膜3 相比，本发明中的调光膜3所需的驱动电压为24V，驱动电流为 100mA-150mA，远低于ITO调光膜3300mA的驱动电流，功率仅为现有ITO 调光膜3功率的1/6至1/10；并且断电情况下，调光膜3的雾度大于或等于94％，通电情况下，调光膜3的雾度小于或等于5％。(3)调光膜3具有较好的热稳定性，且导电层和玻璃层之间的粘结力较强。
进一步的，还包括控制器，第一导电层2的形成有第一电极，第二导电层4形成有第二电极，控制器通过引线分别连接于第一电极和第二电极。本实施例中，通过控制器控制调光膜3在透明和不透明状之间转换。
进一步的，第二导电层4和第二玻璃层5之间设有红外吸收层，红外吸收层由铁元素和/或锌元素组成的无机透明材料；具有较好的隔热效果。
进一步的，第二导电层4和第二玻璃层5之间设有调温反射层，调温反射层包括Cr2O3、VO2和SiO2三层膜。本实施例中，调温反射层的可见光透过率达54.0％，太阳光调节效率达到16.1％，比传统的二氧化钒(VO2)膜性能更好，调温反射层具有优异的环境稳定性能，其中在60℃和90％相对湿度条件下进行1000小时的老化试验后，调温反射层依然保持了良好的热致变色效果，而VO2单层膜则在200小时老化实验后完全失去调光性能。此外，在大气环境下进行的高低温循环(20-80℃)实验中发现，该结构在经过高达4000次的高低温循环之后，其热致变色效果保持不变，而同样条件下的VO2单层膜调光性能降低了近70％。并且采用调温反射层可显著降低夏天的车内温度，减少制冷空调能耗。
实际使用中，可以通过调节驱动电压改变汽车调光玻璃(调光膜3)的透光率。
本发明一种汽车调光玻璃及其制备方法的有益效果包括：
1.通过将近晶相液晶材料、可聚合单体混合、石墨纳米颗粒和引发剂混合均匀，在温度20℃-70℃条件下，利用400nm的紫外光辐照固化形成调光膜，可以保证可聚合单体的充分聚合，确保液晶调光膜具有较好的稳定性和断电时较低的透光率。
2.在小于103Pa的超低压环境下，通过化学气相沉积原理制备在透明有机膜上制备形成一层石墨烯层，可以保证石墨烯层的均匀性，避免汽车调光玻璃生产过程中导电层发生断裂，提高汽车调光玻璃成品率。
3.通过添加引发剂引发可聚合单体充分聚合反应，可以提高聚合反应的速率。制备生产出的汽车调光玻璃具有较好的抗冲击性，可以防止破裂后碎片飞溅。
4.断电时，汽车调光玻璃呈雾化(不透明)状态，以此实现滤光和隐私性两大功能。
以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容的能涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种汽车调光玻璃的制备方法，其特征在于，包括：
制备导电层，提供透明有机膜，所述透明有机膜在小于103Pa的超低压环境下与通入的碳源在大于600℃温度下利用化学气相沉积原理制备形成厚度为20nm-400nm的石墨烯层，于所述石墨烯层端部设置一电极；
制备调光膜，通过超细微粉碎机制备石墨纳米颗粒，将石墨纳米颗粒、近晶相液晶材料、可聚合单体和引发剂混合并搅拌均匀形成一混合物，所述混合物包括质量百分比分别为18％-95％的近晶相液晶材料、3％-80％的可聚合单体、1％-20％的石墨纳米颗粒以及1％-9.5％的引发剂，将混合物均匀喷涂或刻蚀于所述导电层中形成有石墨烯层一侧，在温度20℃-70℃条件下，利用400nm的紫外光辐照10min-30min，紫外光强为1.5mw/cm2，使得喷涂或刻蚀于所述导电层上的混合物固化形成调光膜；
提供第一导电层和固化有调光膜的第二导电层，将所述第一导电层粘合或压合于所述第二导电层，并且所述第二导电层上的调光膜与第一导电层相对设置；
提供二玻璃层，通过辊压机将二所述玻璃层分别粘合或压合于所述第一导电层和所述第二导电层相背的一侧侧面；
进行封边处理；
提供控制器，通过引出线联接于所述电极；
其中，所述调光膜的厚度为2μm-50μm。
2.根据权利要求所述的汽车调光玻璃的制备方法，其特征在于：于将二所述玻璃层分别粘合所述第一导电层和所述第二导电层相背的一侧侧面的步骤中，一所述玻璃层和所述第一导电层之间以及另一所述玻璃层和所述第二导电层之间粘合有玻璃复合胶。
3.根据权利要求所述的汽车调光玻璃的制备方法，其特征在于：所述可聚合单体选用不饱和聚酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸、聚酯丙烯酸酯、多烯硫醇体系、聚醚丙烯酸酯、水性丙烯酸酯、乙烯基醚类中的一种或多种。
4.一种采用如权利要求1所述的汽车调光玻璃的制备方法生产的汽车调光玻璃，其特征在于，包括：
依次层叠设置的第一玻璃层、第一导电层、调光膜、第二导电层以及第二玻璃层；所述导电层包括透明有机膜和采用化学气相沉积原理形成于所述透明有机膜表面的石墨烯层，所述调光膜贴合于所述第一导电层中形成有石墨烯层的一侧侧面，所述调光膜包括质量百分比分别为18％-95％的近晶相液晶材料、3％-80％的可聚合单体、1％-20％的石墨纳米颗粒以及1％-9.5％的引发剂固化成型，所述第一玻璃层和所述第一导电层之间、所述第一导电层和所述调光膜之间以及所述第二导电层和所述第二玻璃层之间采用玻璃复合胶粘合或通过高压压合成型，所述调光膜喷涂或刻蚀于所述第二导电层上。
5.根据权利要求4所述汽车调光玻璃，其特征在于：还包括控制器，所述第一导电层的形成有第一电极，所述第二导电层形成有第二电极，所述控制器通过引线分别连接于所述第一电极和所述第二电极。
6.根据权利要求4所述汽车调光玻璃，其特征在于：第二导电层和所述第二玻璃层之间设有红外吸收层，所述红外吸收层由铁元素和/或锌元素组成的无机透明材料。
7.根据权利要求4所述汽车调光玻璃，其特征在于：第二导电层和所述第二玻璃层之间设有调温反射层，所述调温反射层包括Cr2O3、VO2和SiO2三层膜。
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