CN110722961A - 一种聚碳酸酯后角窗玻璃及其制备方法 - Google Patents

一种聚碳酸酯后角窗玻璃及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚碳酸酯后角窗玻璃及其制备方法，属于汽车玻璃领域技术领域，该后角窗玻璃包括后角窗、包覆在后角窗四周的黑边区域及涂覆在后角窗两面的保护涂层，所述后角窗由注塑PC板材热压切割成PC后角窗，所述黑边区域为PC专用油墨丝网印刷而成，所述保护涂层为有机硅涂层，所述的有机硅涂层采用淋涂的方式涂覆在PC后角窗的两面；本发明的PC玻璃的两面的有机硅涂层，提高了PC玻璃的耐磨性和耐气候性，其CF‑10磨轮，500g,500cycle,Taber耐磨性的△Haze值在2％‑5％，氙灯老化耐气候性能达到4500KJ/m2以上，这些都满足欧洲ECE R43塑料车窗法规要求，使得PC玻璃后角窗真正进入实用领域。

Description

一种聚碳酸酯后角窗玻璃及其制备方法
技术领域
本发明属于汽车玻璃领域技术领域，具体涉及一种聚碳酸酯后角窗玻璃及其制备方法。
背景技术
近几年我国政府推出的汽车节能减排目标，就汽车而言一般说来，汽车重量越大越耗油，产生的二氧化碳越多，因此汽车的轻量化的需求越来越紧迫。以塑代玻是汽车轻量化研究途径之一。据统计，汽车重量每降低1％则燃料消耗可降低0.6％-1.0％，能耗又与尾气排放密切相关，同时，汽车环保法规越来越严。因此，汽车轻量化对节能和环保意义重大。
例如聚碳酸酯(PC)，由于其优异的耐冲击性、透明度和可塑性，目前用于各种汽车部件和构件的制备，如汽车车灯等。汽车车窗部件如采用聚碳酸酯塑料，PC的密度是1.24g/cm3，而无机硅酸盐玻璃的密度是2.50g/cm3，从材料密度上，采用PC玻璃取代无机硅酸盐玻璃,即可降重50％，一块乘用车面积最小的后三角窗玻璃就可以降重400g以上。可以使汽车更轻，降低汽车重心和减少能耗，同时聚碳酸酯的高冲击性可以在翻车时保持不粉碎，提高车内人员安全性。
目前后三角窗尾窗玻璃未发现采用单一PC材料，还是用的无机硅酸盐的传统玻璃。国内有文献或专利报道在天窗部位使用PC材料作为天窗玻璃。这也有一定缺点和不足。首先，单一的PC硬度低，不耐磨，如果是经常开启的PC天窗，时间久了会在相对移动的部分产生划痕，影响外观。同时，在洗车的时候，也会被洗车工具所附着的细小坚硬颗粒物划伤表面。但是聚碳酸酯表面具有较差的耐磨性和耐气候性的问题。现有技术中为了改善耐磨性和耐气候性，通过化学气相沉积法、真空溅射法在零件表面形成一种较硬的涂层。但这几种方法都存在昂贵的成本且连续加工一致性差等困难。鉴于此，如何提供一种制备方法简单，成本低廉且制得的聚碳酸酯(PC)侧窗耐磨性和耐气候性优越的塑料车窗玻璃是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中聚碳酸酯后角窗制造成本高，且制得的角窗玻璃耐磨性和耐气候性差的技术问题，而提出的一种聚碳酸酯后角窗玻璃及其制备方法。
本发明通过如下技术方案实现：
一种聚碳酸酯后角窗玻璃，包括后角窗、包覆在后角窗四周的黑边区域及涂覆在后角窗两面的保护涂层，所述后角窗由注塑PC板材热压切割成PC后角窗，所述黑边区域为PC专用油墨丝网印刷而成，所述保护涂层为有机硅涂层，所述的有机硅涂层采用淋涂的方式涂覆在PC后角窗的两面；所述的有机硅涂层采用120-130℃条件下热固化30-50min。
进一步地，所述后角窗的厚度为3-8mm，所述黑边区域的厚度为10-20μm，所述有机硅涂层的厚度为8-12μm。
进一步地，所述保护涂层包括底涂层和面涂层。
一种聚碳酸酯后角窗玻璃的制备方法，具体步骤如下：
(1)、取玻璃级PC粒子烘干备用，将PC粒料在注塑机通过模具注塑成型，注塑温度为270℃-310℃，得到PC板材；
(2)、将PC板材采用吸塑热压切割成PC后角窗，成型温度在130—140℃，时间为5min，切割采用三轴切割机在仿型工装上切割成型；
(3)、将PC后角窗的四周采用PC专用油墨进行丝网印刷；PC专用油墨丝网印刷的烘烤温度为85℃，烘烤时间为30min。
(4)、将步骤(3)得到的PC后角窗在110—125℃的烘道内，烘烤20—60min进行去除内应力，可以提高涂层的附着力和零件尺寸的一致性；
(5)将PC后角窗用醇类溶剂清洗，在1000级洁净房内进行淋涂；
(6)淋涂保护涂层分为底涂层和面涂层，先底涂热固化，冷却至室温，再面涂热固化，底涂可增加PC玻璃的耐气候性，面涂可增加PC玻璃的耐磨性。
进一步地，步骤(6)所述的淋涂保护层，具体步骤如下：
所述底涂层具体地是将预处理及消除预应力的PC玻璃悬挂在挂具上，PC玻璃温度保持28℃～31℃，并与垂直方向倾斜一定的角度(12.3°～13.9°)，淋涂液(底涂液)温度30℃～32℃；打开喷枪的控制开关，让淋涂液的的流速控制在15毫升/秒～18毫升/秒，从PC玻璃的上端0.5cm高度从左至右往复3次淋涂整个PC玻璃的表面，时间为10秒；淋涂液在重力的作用下流过整个PC玻璃外表面；然后静置10分钟，去掉多余的淋涂液；加热固化条件：加热温度是125℃～131℃，固化时间18分钟；
所述面涂层具体地是将经过底涂后的PC玻璃悬挂在挂具上，PC玻璃温度保持31℃～33℃，并与垂直方向倾斜一定的角度(14.6°～15.9°)，淋涂液(面涂液)温度33℃～36℃，打开喷枪的控制开关，让淋涂液的的流速控制10毫升/秒～15毫升/秒，从PC玻璃的上端0.5cm高度从左至右往复3次淋涂整个PC玻璃的表面，时间为10秒；淋涂液在重力的作用下流过整个PC玻璃外表面；然后静置10分钟，去掉多余的淋涂液；加热固化：加热温度是115℃～120℃，固化时间10分钟。
进一步地，所述淋涂液为含有有机硅的溶液。
优选地，所述PC板材采用玻璃级PC粒子注塑成PC板材，PC粒子分子量分布较窄，加工稳定性较好；所述的玻璃级PC粒子的颜色除透明色外，其它颜色可调，透光率从20％—90％可选。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
(1)本发明的PC玻璃的两面的有机硅涂层，提高了PC玻璃的耐磨性和耐气候性，其CF-10磨轮，500g,500cycle,Taber耐磨性的△Haze值在2％-5％，氙灯老化耐气候性能达到4500KJ/m2以上，这些都满足欧洲ECE R43塑料车窗法规要求，使得PC玻璃后角窗真正进入实用领域；
(2)本发明的一种PC后角窗玻璃采用注塑PC板材热压切割成型，注塑级的PC板材，可以保证成型后的角窗表面不析出结晶粒，保证角窗的光泽度。
(3)本发明方法简单、操作流程方便，适合工业化大规模生产，降低了生产成本，加快了PC后角窗玻璃的大规模应用。
附图说明
图1为本发明的一种聚碳酸酯后角窗玻璃的制备方法的流程图；
图2为本发明的一种聚碳酸酯后角窗玻璃的制备方法的淋涂示意图；
图3为本发明的一种聚碳酸酯后角窗玻璃的结构示意图；
图中：后角窗1、黑边区域2、保护涂层3。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
一种聚碳酸酯后角窗玻璃，包括后角窗、包覆在后角窗四周的黑边区域及涂覆在后角窗两面的保护涂层，所述后角窗由注塑PC板材热压切割成PC后角窗，所述黑边区域为PC专用油墨丝网印刷而成，所述保护涂层为有机硅涂层，所述的有机硅涂层采用淋涂的方式涂覆在PC后角窗的两面；所述的有机硅涂层采用120-130℃条件下热固化30-50min。
所述后角窗的厚度为3-8mm，所述黑边区域的厚度为10-20μm，所述有机硅涂层的厚度为8-12μm。
(1)、取玻璃级PC粒子烘干备用，将PC粒料在注塑机通过模具注塑成型，注塑温度为270℃-310℃，得到PC板材；
(2)、将PC板材采用吸塑热压切割成PC后角窗，成型温度在130—140℃，时间为5min，切割采用三轴切割机在仿型工装上切割成型；
(3)、将专用PC打印油墨注入专用电脑编程油墨打印机中，提前编写要打印的图形(黑边、品牌logo)打印程序，包括图案的区域、形状，油墨打印厚度等。在油墨打印机中加热油墨，让其升温至80℃。给油墨施加压力，让油墨从打印机喷嘴(喷嘴固定不动)喷出。PC玻璃固定在一块可移动的底板上(由电脑编程油墨打印机控制底板移动)，油墨打印机从喷嘴喷出油墨，固定在底板上PC玻璃由电脑编程油墨打印机控制水平移动，在设置好的被打印区域接收油墨，这样就把油墨印刷在PC玻璃外表面上。PC专用油墨丝网印刷的烘烤温度为85℃，烘烤时间为30min。
进一步地，步骤(6)所述的淋涂保护层，具体步骤如下：
所述底涂具体地是将预处理及消除预应力的PC玻璃悬挂在挂具上，PC玻璃温度保持28℃～31℃，并与垂直方向倾斜一定的角度(12.3°～13.9°)，淋涂液(底涂液)温度30℃～32℃；打开喷枪的控制开关，让淋涂液的的流速控制在15毫升/秒～18毫升/秒，从PC玻璃的上端0.5cm高度从左至右往复3次淋涂整个PC玻璃的表面，时间为10秒；淋涂液在重力的作用下流过整个PC玻璃外表面；然后静置10分钟，去掉多余的淋涂液；加热固化条件：加热温度是125℃～131℃，固化时间18分钟；
所述面涂具体地是将经过底涂后的PC玻璃悬挂在挂具上，PC玻璃温度保持31℃～33℃，并与垂直方向倾斜一定的角度(14.6°～15.9°)，淋涂液(面涂液)温度33℃～36℃，打开喷枪的控制开关，让淋涂液的的流速控制10毫升/秒～15毫升/秒，从PC玻璃的上端0.5cm高度从左至右往复3次淋涂整个PC玻璃的表面，时间为10秒；淋涂液在重力的作用下流过整个PC玻璃外表面；然后静置10分钟，去掉多余的淋涂液；加热固化：加热温度是115℃～120℃，固化时间10分钟。
进一步地，所述淋涂液为含有有机硅的溶液。
优选地，所述PC板材采用玻璃级PC粒子注塑成PC板材，PC粒子分子量分布较窄，加工稳定性较好；所述的玻璃级PC粒子的颜色除透明色外，其它颜色可调，透光率从20％—90％可选。
表1为本发明实施例制备的聚碳酸酯后角窗玻璃的性能测试表
Figure BDA0002208675380000051
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种聚碳酸酯后角窗玻璃，其特征在于，包括后角窗、包覆在后角窗四周的黑边区域及涂覆在后角窗两面的保护涂层，所述后角窗由注塑PC板材热压切割成PC后角窗，所述黑边区域为PC专用油墨丝网印刷而成，所述保护涂层为有机硅涂层，所述的有机硅涂层采用淋涂的方式涂覆在PC后角窗的两面；所述的有机硅涂层采用120-130℃条件下热固化30-50min。
2.如权利要求1所述的一种聚碳酸酯后角窗玻璃，其特征在于，所述后角窗的厚度为3-8mm，所述黑边区域的厚度为10-20μm，所述有机硅涂层的厚度为8-12μm。
3.如权利要求1所述的一种聚碳酸酯后角窗玻璃，其特征在于，所述保护涂层包括底涂层和面涂层。
4.如权利要求1所述的一种聚碳酸酯后角窗玻璃的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)、取玻璃级PC粒子烘干备用，将PC粒料在注塑机通过模具注塑成型，注塑温度为270℃-310℃，得到PC板材；
(2)、将PC板材采用吸塑热压切割成PC后角窗，成型温度在130—140℃，时间为5min，切割采用三轴切割机在仿型工装上切割成型；
(3)、将PC后角窗的四周采用PC专用油墨进行丝网印刷；PC专用油墨丝网印刷的烘烤温度为85℃，烘烤时间为30min。
(4)、将步骤(3)得到的PC后角窗在110—125℃的烘道内，烘烤20—60min进行去除内应力，可以提高涂层的附着力和零件尺寸的一致性；
(5)将PC后角窗用醇类溶剂清洗，在1000级洁净房内进行淋涂；
(6)淋涂保护涂层分为底涂层和面涂层，先底涂热固化，冷却至室温，再面涂热固化，底涂可增加PC玻璃的耐气候性，面涂可增加PC玻璃的耐磨性。
5.如权利要求4所述的一种聚碳酸酯后角窗玻璃的制备方法，其特征在于，步骤(6)所述的淋涂保护层，具体步骤如下：
所述底涂层具体地是将预处理及消除预应力的PC玻璃悬挂在挂具上，PC玻璃温度保持28℃～31℃，并与垂直方向倾斜一定的角度，淋涂液温度30℃～32℃；打开喷枪的控制开关，让淋涂液的的流速控制在15毫升/秒～18毫升/秒，从PC玻璃的上端0.5cm高度从左至右往复3次淋涂整个PC玻璃的表面，时间为10秒；淋涂液在重力的作用下流过整个PC玻璃外表面；然后静置10分钟，去掉多余的淋涂液；加热固化条件：加热温度是125℃～131℃，固化时间18分钟；
所述面涂层具体地是将经过底涂后的PC玻璃悬挂在挂具上，PC玻璃温度保持31℃～33℃，并与垂直方向倾斜一定的角度，淋涂液温度33℃～36℃，打开喷枪的控制开关，让淋涂液的的流速控制10毫升/秒～15毫升/秒，从PC玻璃的上端0.5cm高度从左至右往复3次淋涂整个PC玻璃的表面，时间为10秒；淋涂液在重力的作用下流过整个PC玻璃外表面；然后静置10分钟，去掉多余的淋涂液；加热固化：加热温度是115℃～120℃，固化时间10分钟。
6.如权利要求5所述的一种聚碳酸酯后角窗玻璃的制备方法，其特征在于，所述淋涂液为含有有机硅的溶液。
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