CN115785855A - Sca光学胶、玻璃及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种SCA光学胶、玻璃及车辆。以质量份计,该SCA光学胶包括EVA树脂65‑75份,无机造孔剂15‑25份,粘度调节剂2‑6份,增塑剂3‑8份,交联剂0.5‑2份,偶联剂0.3‑1份,光引发剂0.5‑1.5份,消泡剂0.2‑1份和抗氧化剂0.2‑1份。玻璃包括玻璃基板、光学胶层和红外增透片,红外增透片通过光学胶层固定于玻璃基板的内表面的至少部分区域,光学胶层包括上述的SCA光学胶。车辆包括车辆本体、车窗玻璃及探测器,车窗玻璃包括上述的玻璃,探测器位于车辆本体的内部,探测器能够发射和/或接受的光学信号透过玻璃。上述SCA光学胶具有高近红外透光率、低近红外折射率及耐高温高湿能力。
Description
技术领域
本发明涉及汽车玻璃制造领域,尤其涉及一种SCA光学胶、玻璃及车辆。
背景技术
当今汽车驾驶领域逐渐朝着无人驾驶、自动驾驶、自动辅助驾驶等方向发展。目前的车载LiDAR一般为外置,安装在车顶,但是存在体积和重量大、雨雪等恶劣天气容易受影响、碎石冲击、防雾除霜难等缺点,所以今后的车载LiDAR应用逐渐向内置的方式发展。所谓内置,是将LiDAR放在前风挡玻璃内侧,即车内,但又存在诸多技术难点,如前风挡玻璃结构对LiDAR波段信号穿透的弱化、特定波长大角度入射下的增透功能实现及产业化方案的制定、LiDAR内置时的安装等等。
汽车玻璃为了匹配激光雷达、红外相机等探测设备的功能,需要使其拥有足够高的近红外波段的透过率。为保证车窗玻璃的整体性,可以在车窗玻璃的内侧设置减反射膜,这样能够降低玻璃对近红外光线的反射,以提高玻璃对近红外光线的透过率。如果将减反射膜直接涂覆于车窗玻璃上,这样就需要有足够大的真空镀膜室来容纳车窗玻璃,从而大大增加了镀膜的成本。如果使用掩模遮盖住不需要涂覆涂层的区域,然后对玻璃基板进行整体镀膜,然后除去掩模就可以得到只在所需区域涂覆膜层的玻璃板。但是这种方法同样有成本问题和浪费资源问题,并且增加了掩模与玻璃基板之间的对准工艺步骤。
为使减反射膜精确的覆盖在玻璃的预设位置,可以先将减反射膜涂覆于基片上,再将涂覆有减反射膜的基片粘合于玻璃上,虽然现有的液体胶粘合剂能够满足近红外光的透过率的需求,但是液态胶粘合剂的流动性容易造成胶粘合剂层的厚度不均匀,从而导致车窗玻璃中涂覆有减反射膜的基片的覆盖区域的光畸变严重不符合车规要求。
将液态胶粘合剂替换为固态胶粘合剂,用于胶接透明光学元件的固态胶粘合剂包括OCA(Optically Clear Adhesive)光学胶和SCA(Solid Optically Clear Adhesive)光学胶。OCA光学胶的主成分为丙烯酸树脂,其初期粘结性能和固化后的粘结性能较高。采用OCA光学胶贴合,对于固化前的返工,由于OCA胶的初期粘结性较高,因此在贴合发生不良品时难以返工。SCA光学胶是一种固态的UV型的光学胶,具有优越的透光性和粘接性。SCA光学胶的主成分为EVA树脂,其初期粘结性能低,但固化后的粘结性能远大于OCA光学胶。采用SCA光学胶贴合,对于固化前的返工,由于SCA光学胶的初期粘结性低,因此在返工时操作简易,极大控制了不良率的发生。但是现有的SCA光学胶的耐高温高湿性能较差,极大影响了通过SCA光学胶固定有红外增透片的车窗玻璃的长期使用性能。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种SCA光学胶、玻璃及车辆。本发明提供的SCA光学胶具有高近红外透光率、低近红外折射率、良好的柔韧性以及较好的耐高温高湿能力。
为了达到上述目的,本发明提供了一种SCA光学胶,以质量份计,该SCA光学胶的原料包括以下质量百分比的成分:EVA树脂65份-75份,无机造孔剂15份-25份,粘度调节剂2份-6份,增塑剂3份-8份,交联剂0.5份-2份,偶联剂0.3份-1份,光引发剂0.5份-1.5份,消泡剂0.2份-1份和抗氧化剂0.2份-1份。
根据本发明的具体实施方案,所述无机造孔剂包括碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、碳酸铅中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,所述EVA树脂与所述粘度调节剂的质量之和与所述增塑剂的质量比为1:0.03-0.14。优选地,所述EVA树脂与所述粘度调节剂的质量之和与所述增塑剂的质量比为1:0.07-0.10。
根据本发明的具体实施方案,按质量份计,所述SCA光学胶中还包括0份-0.5份的阻聚剂。
根据本发明的具体实施方案,所述阻聚剂包括对苯二酚、对甲氧基苯酚、甲基氢醌、对羟基苯甲醚中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,所述增塑剂包括己二酸酯类化合物、邻苯二甲酸酯类化合物、磷酸酯中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,所述粘度调节剂包括微晶蜡、石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、APAO中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,所述交联剂包括二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、过氧化氢二异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,所述偶联剂包括硅烷偶联剂、硫硅烷偶联剂、氨基类硅烷偶联剂、环氧基类硅烷偶联剂中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,所述光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、苯偶姻及其衍生物、苯偶酰及其衍生物、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、二苯甲酮及其衍生物、乙烯基硫醚化合物、重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,所述消泡剂包括甲基三甲氧基硅烷、羟基乙烯基低聚硅氧烷、破泡聚硅氧烷中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,所述抗氧化剂包括四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、磷酸三苯酯、对羟基苯甲酸甲酯中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,所述无机造孔剂的粒径为2μm-20μm。
根据本发明的具体实施方案,所述SCA光学胶的厚度为150μm-300μm。
根据本发明的具体实施方案,所述SCA光学胶对波长为800-1600nm的光线的透过率大于等于98%。
根据本发明的具体实施方案,所述SCA光学胶对波长为800-1600nm的光线的折射率为1.38-1.48。
根据本发明的具体实施方案,所述SCA光学胶具有多孔结构,所述SCA光学胶的孔隙率为12%-22%;所述SCA光学胶中孔的孔径为200nm-1μm。所述SCA光学胶中的孔具体可以为交联孔。
根据本发明的具体实施方案,以孔的数量计,所述SCA光学胶中80%以上的孔的孔径为400nm-800nm。优选地,以孔的数量计,所述SCA光学胶中60%以上的孔的孔径为500nm-700nm。
本发明进一步提供了一种玻璃,该玻璃包括:
玻璃基板,所述玻璃基板包括内表面和外表面;
光学胶层,所述光学胶层采用上述的SCA光学胶制成;以及
红外增透片;所述红外增透片包括功能涂层和基片,所述功能涂层设置在所述基片的表面,所述红外增透片通过所述光学胶层固定于所述玻璃基板的内表面的至少部分区域,所述功能涂层相较于所述基片远离所述光学胶层。
在上述玻璃中,玻璃基板的内表面和外表面是相背设置的表面。
本发明还提供了一种车辆,包括:
车辆本体;
车窗玻璃,所述车窗玻璃设置于所述车辆本体上,所述车窗玻璃包括上述的玻璃,所述红外增透片相较于所述玻璃基板靠近所述车辆本体的内部;以及
探测器,所述探测器位于所述车辆本体的内部并设置于所述红外增透片远离所述玻璃基板的一侧,所述探测器用于发射穿过所述红外增透片射向所述车辆本体外部的光学信号,以及接收自所述车辆本体外部穿过所述红外增透片的光学信号。优选地,所述探测器包括光学传感器,所述光学传感器包括光探测传感器和/或测距传感器。
本发明的有益效果在于:
1、本发明中的SCA光学胶的配方成分中加入了无机造孔剂,该无机造孔剂能够使SCA光学胶具有多孔的网络状架构,而多孔结构能够吸附环境中的水汽和水雾,因此,相比常规的SCA光学胶,本发明具有多孔结构的SCA光学胶能够具有更好的耐高温高湿性能。本发明的SCA光学胶在高温高湿环境(如80℃-85℃、85%RH-95%RH)中进行长时间(如500h)测试后SCA光学胶的外观不发生明显变化、不会影响对于波长为800-1600nm的光线的透过率,也不会出现SCA光学胶剥离等现象。
2、本发明提供的玻璃在制备时采用上述SCA光学胶将玻璃基板和红外增透片进行粘贴,紫外线固化前易返工,提高了工作效率和良品率。
3、本发明提供的SCA光学胶不仅具有红外波段高透的特点,而且具有高韧性,可应用于有弧度玻璃基板表面的贴合,并且能够满足内置光学传感器的汽车玻璃对红外波段(波长在800-1600nm)的光线的透过率要求。
4、本发明提供的SCA光学胶具有良好的耐高温高湿性能,改善了通过SCA光学胶固定有红外增透片的车窗玻璃的长期使用性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的玻璃剖面示意图。
图2为本发明实施例提供的玻璃示意图。
图3为本发明实施例提供的玻璃又一示意图。
图4为本发明实施例提供的车辆示意图。
符号说明
100为玻璃,110为玻璃基板,111为第一玻璃板,111a为第一表面,111b为第二表面,112为第二玻璃板,112a为第三表面,112b为第四表面,113为粘合层,120为光学胶,130为红外增透膜,131为贴片,132为红外增透涂层,200为车辆,210为车辆本体,220为车窗玻璃,230为探测器。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
目前的汽车玻璃对探测器发出的光学信号透过率较低,并且现有技术中的涂覆有减反射膜的基片与玻璃基板之间的液态光学胶固化后的厚度不均匀,容易导致车窗玻璃产生光学畸变,无法满足实际应用。
本发明提供了一种SCA光学胶,以质量份计,所述SCA光学胶的原料包括EVA树脂65份-75份,无机造孔剂15份-25份,粘度调节剂2份-6份,增塑剂3份-8份,交联剂0.5份-2份,偶联剂0.3份-1份,光引发剂0.5份-1.5份,消泡剂0.2份-1份和抗氧化剂0.2份-1份。
根据本发明的具体实施方案,以SCA光学胶的原料的总质量为100%计,该SCA光学胶的原料包括以下质量百分比的成分:EVA树脂65%-75%,无机造孔剂15%-25%,粘度调节剂2%-6%,增塑剂3%-8%,交联剂0.5%-2%,偶联剂0.3%-1%,光引发剂0.5%-1.5%,消泡剂0.2%-1%和抗氧化剂0.2%-1%。
本发明中的SCA光学胶的原料配方成分中加入了15%-25%(按质量百分比计)的无机造孔剂。具体的,所述无机造孔剂质量分数可以为但不限于15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%。该无机造孔剂能够使SCA光学胶具有多孔的网络状架构,而多孔结构能够吸附环境中的水汽和水雾,因此,相比常规的SCA光学胶,本发明具有多孔结构的SCA光学胶能够具有更好的耐高温高湿性能。本发明的SCA光学胶在高温高湿环境(如80℃-85℃、85%RH-95%RH)中进行长时间(如500h)测试后SCA光学胶的外观不发生明显变化、不会影响对于波长为800-1600nm的光线的透过率,也不会出现SCA光学胶剥离等现象。
根据本发明的具体实施方案,所述无机造孔剂与所述EVA树脂的质量比为0.2-0.4:1。优选地,所述无机造孔剂与所述EVA树脂的质量比为0.25-0.35:1。当所述无机造孔剂与所述EVA树脂的质量比小于0.2:1时,所述SCA光学胶具有的多孔结构较少,则SCA光学胶的耐高温高湿性能不满足要求;当所述无机造孔剂与所述EVA树脂的质量比大于0.4:1时,虽然所述SCA光学胶具有的孔数量较多,但是SCA光学胶的粘结强度变小,导致SCA光学胶容易发生剥离等现象。
根据本发明的具体实施方案,上述SCA光学胶中,所述无机造孔剂可以包括碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、碳酸铅等中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,上述SCA光学胶中,所述粘度调节剂具有调节SCA光学胶粘度的作用,使得SCA光学胶综合性能优异。所述增塑剂具有调节SCA光学胶的柔韧程度的作用,以避免SCA光学胶在与较薄的红外增透片相贴合时出现裂片情况。在一些具体实施方案中,所述EVA树脂与所述粘度调节剂的质量之和与所述增塑剂的质量比为1:0.03-0.14。优选地,所述EVA树脂与所述粘度调节剂的质量之和与所述增塑剂的质量比为1:0.07-0.10。可以理解的是,上述EVA树脂与所述粘度调节剂的质量之和与所述增塑剂的质量比范围是在满足以下质量分数的范围的基础上的进一步优选:EVA树脂65%-75%、粘度调节剂2%-6%、增塑剂3%-8%。
根据本发明的具体实施方案,按质量份计,本发明的SCA光学胶的原料中还包括0份-0.5份的阻聚剂。在具体实施方案中,所述阻聚剂在SCA光学胶中的质量占比可以为0-5%。可以理解的是,当SCA光学胶的原料包括阻聚剂时,阻聚剂的质量分数大于0%、小于等于0.5%。具体的,所述阻聚剂的质量份数可以为但不限于0份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份。所述阻聚剂的质量分数可以为但不限于0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%。所述阻聚剂的添加能够避免SCA光学胶在实际生产前的贮存和运输阶段发生提前交联聚合引起失效。所述阻聚剂可以包括对苯二酚、对甲氧基苯酚、甲基氢醌、对羟基苯甲醚等中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,上述SCA光学胶中的原料配方成分中加入了3%-8%(按质量百分比计)的增塑剂,具体的,所述增塑剂的质量份数可以为但不限于3份、4份、5份、6份、7份、8份。所述增塑剂的质量分数可以为但不限于3%、4%、5%、6%、7%、8%。所述增塑剂具有调节SCA光学胶的柔韧程度的作用,可以有效防止SCA光学胶的裂纹扩展从而提高了其耐冲击性能,以减小SCA光学胶在与较薄的红外增透片相贴合时出现裂片情况,更加适用于汽车玻璃贴片的胶粘贴合。所述增塑剂可以包括己二酸酯类化合物、邻苯二甲酸酯类化合物、磷酸酯等中的一种或两种以上的组合。所述己二酸酯类化合物具体可包括己二酸二辛酯(DOA)、壬二酸二辛酯(DOZ)、癸二酸二辛酯(DOS)等中的一种或两种以上的组合。所述邻苯二甲酸酯类化合物具体可包括邻苯二甲酸二辛脂(DOP)、邻苯二甲酸二脂(DBP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)等中的一种或两种以上的组合。所述磷酸酯具体可包括磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三辛酯(TOP)等中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,上述SCA光学胶中的原料配方成分中加入了2%-6%(按质量百分比计)的粘度调节剂,具体的,所述粘度调节剂的质量分数可以为但不限于2份、3份、4份、5份、6份。所述粘度调节剂的质量分数可以为但不限于2%、3%、4%、5%、6%。所述粘度调节剂具有调节SCA光学胶粘度的作用,使得SCA光学胶综合性能优异。所述粘度调节剂可以包括微晶蜡、石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、APAO(非晶态α-烯烃共聚物)等中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,上述SCA光学胶中的原料配方成分中加入了0.5%-2%(按质量百分比计)的交联剂,具体的,所述交联剂的质量分数可以为但不限于0.5份、0.75份、1份、1.25份、1.5份、1.75份、2份。所述交联剂的质量分数可以为但不限于0.5%、0.75%、1%、1.25%、1.5%、1.75%、2%。所述交联剂可以包括二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、过氧化氢二异丙苯、过氧化苯甲酰等中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,上述SCA光学胶中的原料配方成分中加入了0.3%-1%(按质量百分比计)的偶联剂,具体的,所述偶联剂的质量份数可以为但不限于0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份。所述偶联剂的质量分数可以为但不限于0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%。本发明中的所述偶联剂,使所述SCA光学胶内部形成更强的物理和化学相互作用,在不影响贴合效果以及返修效果的前提下,显著提高光学胶层的界面附着力和机械性能。所述偶联剂可以包括硅烷偶联剂、硫硅烷偶联剂、氨基类硅烷偶联剂、环氧基类硅烷偶联剂等中的一种或两种以上的组合。在一些具体实施方案中,所述硅烷偶联剂包括但不限于KH560等。
根据本发明的具体实施方案,上述SCA光学胶中的原料配方成分中加入了0.5%-1.5%(按质量百分比计)的光引发剂,具体的,所述光引发剂的质量份数可以为但不限于0.5份、0.7份、0.9份、1.1份、1.3份、1.5份。所述光引发剂的质量分数可以为但不限于0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%、1.5%。在SCA光学胶中,光引发剂是一种能吸收辐射能,经激发发生化学变化,产生具有引发聚合能力的活性中间体,从而引发聚合交联固化的物质。所述光引发剂可以包括2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、苯偶姻及其衍生物、苯偶酰及其衍生物、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、二苯甲酮及其衍生物、乙烯基硫醚化合物、重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐等中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,上述SCA光学胶中的原料配方成分中加入了0.2%-1%(按质量百分比计)的消泡剂,具体的,所述消泡剂的质量份数可以为但不限于0.2份、0.4份、0.6份、0.8份、1份。所述消泡剂的质量分数可以为但不限于0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%。所述消泡剂能够避免SCA光学胶固化后出现气泡,影响其透过效果和折射效果。所述消泡剂可以包括甲基三甲氧基硅烷、羟基乙烯基低聚硅氧烷、破泡聚硅氧烷等中的一种或两种以上的组合。在一些具体实施方案中,所述羟基乙烯基低聚硅氧烷可以是申请号201810215624.3、公开号CN108384509B、发明名称为“一种低粘度光学胶组合物及其制备方法及其用于灌注触摸屏以实现全贴合的用途”中的式(2)记载的化合物。
根据本发明的具体实施方案,上述SCA光学胶中的原料配方成分中加入了0.2%-1%(按质量百分比计)的抗氧化剂,具体的,所述抗氧化剂的质量分数可以为但不限于0.2份、0.4份、0.6份、0.8份、1份。所述抗氧化剂的质量分数可以为但不限于0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%。所述抗氧化剂可以阻碍氧气对紫外固化SCA光学胶的不良影响,避免SCA光学胶固化后出现老化、黄变等现象。所述抗氧化剂可以包括四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、磷酸三苯酯、对羟基苯甲酸甲酯等中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,所述无机造孔剂的粒径为2μm-20μm。通过采用特定粒径的无机造孔剂,使得SCA光学胶中形成的孔隙分布均匀。
相比于现有的光学胶,本发明的SCA光学胶具有多孔结构,并具有低近红外折射率和高近红外透光率。一些具体方案中,所述SCA光学胶的厚度为150μm-300μm;所述SCA光学胶对波长为800-1600nm的光线的透过率大于等于98%;所述SCA光学胶对波长在800-1600nm的光线的折射率为1.38-1.48,进一步可控制为1.41-1.45。
本发明的SCA光学胶具有多孔的网络状结构,SCA光学胶的孔呈现出交联状(而非封闭型气孔),因此可称为交联孔。所述SCA光学胶的孔隙率为12%-22%,优选为15%-19%。所述SCA光学胶的孔的孔径为200nm-1μm。本发明通过无机造孔剂来使得所述SCA光学胶获得所需的孔隙率,进而提高所述SCA光学胶的比表面积,使水汽或水雾与所述SCA光学胶的接触的表面积增加,进而提高了所述SCA光学胶中的吸附水汽或水雾的性能。
根据本发明的具体实施方案,以孔的数量计,SCA光学胶中80%以上的孔的孔径为400nm-800nm。进一步地,以孔的数量计,SCA光学胶中60%以上的孔的孔径为500nm-700nm。在孔隙率一定的情况下,所述SCA光学胶中孔的孔径尺寸越小,其力学性能及光学性能越好。
根据本发明的具体实施方案,以质量份计,所述SCA光学胶的原料包括:EVA树脂65份-75份,无机造孔剂15份-25份,粘度调节剂2份-6份,增塑剂3份-8份,交联剂0.5份-2份,偶联剂0.3份-1份,光引发剂0.5份-1.5份,消泡剂0.2份-1份、抗氧化剂0.2份-1份和阻聚剂0份-0.5份。
根据本发明的具体实施方案,以SCA光学胶的原料的总质量为100%计,所述SCA光学胶的原料包括以下质量百分比的成分:EVA树脂65%-75%,无机造孔剂15%-25%,粘度调节剂2%-6%,增塑剂3%-8%,交联剂0.5%-2%,偶联剂0.3%-1%,光引发剂0.5%-1.5%,消泡剂0.2%-1%、抗氧化剂0.2%-1%和阻聚剂0%-0.5%。根据本发明的具体实施方案,上述SCA光学胶的制备方法可以包括以下步骤:
步骤1、将EVA树脂、粘度调节剂、无机造孔剂、粘度调节剂、增塑剂、交联剂、偶联剂、光引发剂、消泡剂和抗氧化剂按比例混合均匀,得到混合物;当原料含有阻聚剂时,将阻聚剂与上述成分一并混合均匀;
步骤2、将步骤1制得的混合物导入双螺杆挤出机,在双螺杆挤出机末端通过熔体泵挤出,再经换网过滤挤出,压延成膜,得到所述SCA光学胶。
根据本发明的具体实施方案,所述方法还包括在所述SCA光学胶的正背面各附上一层离型膜,制得SCA光学胶膜。与正面和背面的离型膜相接的SCA光学胶的表面分别成为第一粘胶面和第二粘胶面。
本发明还提供一种玻璃,如图1至图3所示,该玻璃包括:
玻璃基板110,玻璃基板110包括相背设置的内表面和外表面;
光学胶层120,光学胶层120采用上述的SCA光学胶制成;以及
红外增透片130,红外增透片130包括功能涂层132和基片131,功能涂层132设置在基片131的表面,红外增透片130通过光学胶层120固定于玻璃基板110的内表面的至少部分区域,功能涂层132相较于基片131远离光学胶层120。
在上述玻璃中,内表面是指玻璃安装于车辆上时,位于车辆内部的表面;外表面是指玻璃安装于车辆上时,位于车辆外部的表面。
根据本发明的具体实施方案,功能涂层132可以为减反射膜。具体的,由于入射光线在穿透介质的界面时因介质间的折射率差异会发生反射现象损失一部分光线,当光线经过玻璃基板110的内表面和光学胶层120之间的界面时,对于波长为800-1600nm的近红外波段,光学胶层120的折射率为1.38-1.48,玻璃基板110的折射率在1.43-1.47,由于光学胶层120与玻璃基板110对近红外波段的折射率差异极小,在介质界面发生反射的光线极少,此时光线的反射损失很小,光线透过率高;当光线经过功能涂层132与玻璃外界之间的界面时,其中功能涂层132为拥有高低折射率膜层交替结构的减反射膜,对波长为800-1600nm的近红外波段拥有高透过率;在功能涂层132和光学胶层120的综合影响下,玻璃对波长为800-1600nm的近红外波段的透过率得到提高。
本发明提供的玻璃100包括玻璃基板110、光学胶层120和红外增透片130,其中光学胶层120包括上述的SCA光学胶,在制备该玻璃100时,使用该SCA光学胶将玻璃基板110和红外增透片130进行粘贴,紫外线固化前易返工,提高了工作效率和良品率。
根据本发明的具体实施方案,玻璃基板110可以是单片玻璃,也可以是夹层玻璃。图1中的玻璃基板110为夹层玻璃。
如图1所示,夹层玻璃包括依次层叠的第一玻璃板111、粘合层113、第二玻璃板112,第一玻璃板111具有相背的第一表面111a和第二表面111b,第二玻璃板112具有相背的第三表面112a和第四表面112b,粘合层113分别与第二表面111b、第三表面112a相接,第四表面112b与光学胶层120相接。
根据本发明的具体实施方案,在夹层玻璃中,将第一玻璃板111的厚度记为G1,第二玻璃板112的厚度记为G2,其中G1≥G2。优选为G1>G2,更优选为G1>2×G2,进一步优选为G1>2.5×G2。第二玻璃板112可以采用化学钢化工艺处理,以使第二玻璃板112轻量化并提高第二玻璃板112的光学透过率。本发明的单片玻璃、夹层玻璃中的第一玻璃板111和/或夹层玻璃中的第二玻璃板112可采用超白玻璃。在一些具体实施方案中,本发明的单片玻璃、夹层玻璃中的第一玻璃板111和/或夹层玻璃的第二玻璃板112对波长为850nm-1550nm的光线的透过率大于等于91%。
粘合层113能够连接第一玻璃板111与第二玻璃板112,使玻璃100整体呈现夹层结构,以提高玻璃100的安全性,以满足车辆用窗玻璃的安全标准和法规要求。粘合层113的材质可以包括聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚烯烃弹性体(POE)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、聚氨基甲酸酯(PU)等中的一种或两种以上的组合,例如可以采用隔音PVB。示例性的,粘合层113可以为单层结构或多层结构,多层结构可以举例有双层结构、三层结构、四层结构、五层结构等。粘合层113还可以具有其他功能,例如设置至少一个着色区用作阴影带从而降低太阳光对人眼的干扰,或者增添紫外线吸收剂从而具有隔紫外线功能,又或者多层结构的至少一层的增塑剂含量更高从而具有隔音功能。
根据本发明的具体实施方案,基片131为透明材质,具体的,基片131可以为但不限于为玻璃、塑料。其中,玻璃可以包括但不限于钠钙硅酸盐玻璃、高铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃等中的一种或两种以上的组合;塑料可以包括但不限于聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氨酯(PU)等中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案,基片131的厚度一般为0.3mm-1.5mm,例如可以为0.3mm、0.55mm、0.7mm、1.1mm、1.5mm等,优选为0.3mm、0.55mm、0.7mm,最优选为0.3mm。基片131的形状可以为圆形、梯形和其他不规则形状。
根据本发明的具体实施方案,基片131在使用前可以进行精细磨边处理和化学钢化处理,上述处理方式可以有效消除基片的边缘应力,并提高基片的整体力学强度和柔韧性,防止基片在贴合过程中发生裂片以及在贴合之后发生边缘光学畸变问题。
根据本发明的具体实施方案,功能涂层132可以为但不限于为减反射膜、隔热膜、防爆膜、增透膜、防雾膜、加热膜。
根据本发明的具体实施方案,上述玻璃中,光学胶层120(也就是指SCA光学胶)的厚度可以控制为150μm-300μm,例如150μm、200μm、250μm、300μm等,从而在实现贴合美观和机械稳定的同时,保证光学胶层120对近红外光具有较高的透过率。如果光学胶层120的厚度高于300μm,会使通过光学胶层120固定的基片131变得突兀不美观,同时也会影响近红外光波段的透过率;如果光学胶层120的厚度低于150μm,会使基片131与具有一定弧度的玻璃表面贴合时容易发生裂片。
根据本发明的具体实施方案,玻璃100进一步可以包括隔热膜150,隔热膜150避开玻璃100中红外增透片130覆盖的区域设置于第一玻璃板111的第二表面111b和/或第二玻璃板112的第三表面112a。即,隔热膜150设于第一玻璃板111的第二表面111b和/或第二玻璃板112的第三表面112a,并且玻璃100中隔热膜150覆盖的区域与红外增透片130覆盖的区域不重叠。
根据本发明的具体实施方案,隔热膜150具有反射热量的作用,能够减少进入车内的热量,降低车内温度,提升车辆的隔热性能,从而提升用户的使用体验。可以理解的是,隔热膜150的具体设置位置可根据玻璃100对于隔热的实际需求情况进行调整,本发明的实施例对此不做严格限制。
根据本发明的具体实施方案,隔热膜150可以减少玻璃对波长为780-2500nm的红外光线的透过率。隔热膜150包括至少一个金属银层或银合金层,金属银层或银合金层具有良好的红外线反射性能;银合金层的材料优选为银铜合金、银铟合金、银金合金等,银合金层中的银含量优选大于等于95%,更优选大于等于98%。金属银层或银合金层可以通过磁控溅射的方式沉积形成。在一些具体实施方案中,隔热膜150还包含其他介质层,例如SnZnOx、SiOx、Si3N4、TiOx、ZnOx等。隔热膜150还可以包含至少一个透明导电氧化物层(TCO层),优选为ITO(掺锡氧化铟)、FTO(掺氟氧化锡)、ATO(掺锑氧化锡)、AZO(掺铝氧化锌)、IZO(掺铟氧化锌)、GZO(掺镓氧化锌)等;透明导电氧化物层(TCO层)可以通过磁控溅射的方式沉积形成。除了透明导电氧化物层(TCO层),隔热膜150也可以包含其他介质层。
根据本发明的具体实施方案,隔热膜150可以选用镀银膜,具体可以是双银隔热膜、三银隔热膜等。双银隔热膜中设有两层银膜,相邻的银膜之间设有介质层;三银隔热膜中设有三层银膜,相邻的银膜之间设有介质层。双银隔热膜与三银隔热膜中的介质层可以防止银膜氧化,同时避免镜面效应。
根据本发明的具体实施方案,如图2和图3所示,玻璃100还包括油墨层140。在一些具体实施方案中,油墨层140可以设于第一玻璃板111的第二表面111b、第二玻璃板112的第三表面112a或者第二玻璃板112的第四表面112b。油墨层140可以环绕第二表面111b或第三表面112a或第四表面112b的四周设置,从而可以在玻璃基板110的边缘对应油墨层140的位置形成油墨区,使玻璃基板110的四周边缘不透明,从而对玻璃100与车辆车身的连接边缘进行遮挡。其中,油墨区为油墨层使玻璃100不透明的区域,油墨区可以位于玻璃100的四周。
在上述玻璃中,油墨层140还可以设于光学胶层120与红外增透片130的基片131的连接处,以便遮挡基片131边缘,增加红外增透片130所形成的窗口区的外观美观性。
在本发明的具体实施方案中,油墨层140还可以起到防紫外线的作用,使玻璃100四周的固定组件不易老化。固定组件可以使用贴合的胶类物质等连接于玻璃100朝向汽车内部的表面,油墨层140还可以保护胶类物质,使胶类物质不易被太阳光影响而失效,从而保护固定组件与玻璃100的连接稳定性。
根据本发明的具体实施方案,如图2和图3所示,玻璃100中红外增透片130覆盖的区域可以由油墨区靠近车顶一面的边缘向玻璃基板110的中部延伸。或者,玻璃100中红外增透片130覆盖的区域也可以与油墨区间隔设置。
根据本发明的具体实施方案,上述玻璃可以应用于汽车。玻璃的制备方法包括以下步骤:
步骤1、将功能涂层132镀设于基片131的一个表面制得红外增透片130,将待贴合的红外增透片130放入贴合机的第一模具中;
步骤2、剥离SCA光学胶膜其中一个表面的第一离型膜,暴露出第一胶粘面,将第一胶粘面放置于步骤1中待贴合的红外增透片130中远离功能涂层132的表面,按压后撕起SCA光学胶膜的第二离型膜,暴露出第二粘胶面;
步骤3、将待贴合的玻璃基板110放入贴合机的第二模具中,将第一模具与第二模具进行合模并使得红外增透片130与玻璃基板110进行对准,按压使玻璃基板110通过SCA光学胶的第二粘结面与红外增透片130进行贴合;
步骤4、将步骤3的产品进行脱泡处理,参数如下:温度为45℃-60℃,压力为0.4-0.6MPa,脱泡时间为25-35min;
步骤5、将步骤4的产品进行UV固化,固化时间为8-15min,固化完毕后得到玻璃基板110与红外增透片130相贴合的玻璃,即玻璃100。
在上述玻璃的制备方法中,SCA光学胶固定于玻璃基板表面的方式可采用抽真空压合方式、拱贴方式等,以保证气泡被完全赶出光学胶层120贴合的区域。
如图4所示,本发明还提供了一种车辆200,其包括:
车辆本体210;
车窗玻璃220,车窗玻璃220设置于车辆本体210上,车窗玻璃220包括上述的玻璃100,红外增透片130相较于玻璃基板110靠近车辆本体210的内部;以及
探测器230,探测器230位于车辆本体210的内部并设置于红外增透片130远离玻璃基板110的一侧,探测器230用于发射穿过红外增透片130射向车辆本体210外部的光学信号和/或接收自车辆本体210外部穿过红外增透片130的光学信号。
根据本发明的具体实施方案,探测器230可以是能够改善汽车安全性的光学传感器,光学传感器包括但不限于激光雷达(LiDAR)、近红外相机等。本发明不对探测器的类型进行具体的限制。
本发明提供的上述SCA光学胶具有红外波段高透的特点,且具有高韧性,可应用于有弧度玻璃基板表面的贴合,并且能够满足内置光学传感器的汽车玻璃对红外波段(波长在800-1600nm)的光线的透过率要求。
本发明提供的上述SCA光学胶具有良好的耐高温高湿性能,改善了通过SCA光学胶固定有红外增透片130的车窗玻璃220的长期使用性能。
示例性的,本发明的汽车玻璃100可以为汽车的前挡风玻璃、侧窗玻璃、天窗玻璃或者后挡风玻璃等,本发明不对汽车玻璃的使用情景做具体限定。
实施例1
本实施例提供了一种SCA光学胶,以质量百分比计,其原料包括以下成分:EVA树脂66%,碳酸氢铵20%,微晶蜡5%,邻苯二甲酸二辛脂(DOP)5%,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷1%,KH560 1%,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1%,对羟基苯甲酸甲酯0.5%,甲基三甲氧基硅烷0.2%,对苯二酚0.3%。其中邻苯二甲酸二辛脂(DOP)属于邻苯二甲酸酯类化合物。KH560为硅烷偶联剂。
本实施例中SCA光学胶的制备方法包括:
步骤1、将EVA树脂,碳酸氢铵,微晶蜡,邻苯二甲酸二辛脂(DOP),2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷,KH560,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮,对羟基苯甲酸甲酯,甲基三甲氧基硅烷和对苯二酚混合均匀,得到混合物;
步骤2、将步骤1制得的混合物导入双螺杆挤出机,在双螺杆挤出机末端通过熔体泵挤出,再经换网过滤挤出,压延成膜,得到SCA光学胶;同时在SCA光学胶的正背面各附上一层保护离型膜而制得固态光学胶膜。
实施例2
本实施例提供了一种SCA光学胶,以质量百分比计,其原料包括以下成分:EVA树脂70%,碳酸氢铵18%,微晶蜡4%,邻苯二甲酸二辛脂(DOP)4%,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷1%,KH560 1%,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1%,对羟基苯甲酸甲酯0.5%,甲基三甲氧基硅烷0.2%,对苯二酚0.3%。
本实施例的制备方法同实施例1。
实施例3
本实施例提供了一种SCA光学胶,以质量百分比计,其原料包括以下成分:EVA树脂65%,碳酸氢铵25%,微晶蜡3%,邻苯二甲酸二辛脂(DOP)3%,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷1%,KH560 1%,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1%,对羟基苯甲酸甲酯0.5%,甲基三甲氧基硅烷0.2%,对苯二酚0.3%。
本实施例的制备方法同实施例1。
实施例4
本实施例提供了一种SCA光学胶,以质量百分比计,其原料包括以下成分:EVA树脂75%,碳酸氢铵15%,微晶蜡3%,邻苯二甲酸二辛脂(DOP)3%,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷1%,KH560 1%,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1%,对羟基苯甲酸甲酯0.5%,甲基三甲氧基硅烷0.2%,对苯二酚0.3%。
本实施例的制备方法同实施例1。
对比例1
本对比例提供了一种SCA光学胶,以质量份计,其原料包括以下成分:EVA树脂75份,碳酸氢铵0份(不添加碳酸氢铵或其他无机造孔剂),微晶蜡4份,邻苯二甲酸二辛脂(DOP)4份,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷1份,KH560 1份,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1份,对羟基苯甲酸甲酯0.5份,甲基三甲氧基硅烷0.2份,对苯二酚0.3份。
本对比例的制备方法同实施例1。
对比例2
本对比例提供了一种SCA光学胶,以质量份计,其原料包括以下成分:EVA树脂65份,碳酸氢铵10份,微晶蜡3份,邻苯二甲酸二辛脂(DOP)3份,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷1份,KH560 1份,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1份,对羟基苯甲酸甲酯0.5份,甲基三甲氧基硅烷0.2份,对苯二酚0.3份。
本对比例的制备方法同实施例1。
对比例3
本对比例提供了一种SCA光学胶,以质量百分比计,其原料包括以下成分:EVA树脂70份,碳酸氢铵30份,微晶蜡3份,邻苯二甲酸二辛脂(DOP)3份,2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷1份,KH560 1份,2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1份,对羟基苯甲酸甲酯0.5份,甲基三甲氧基硅烷0.2份,对苯二酚0.3份。
本对比例的制备方法同实施例1。
将实施例1、实施例2、实施例3、实施例4,以及对比例1、对比例2、对比例3的所得SCA光学胶经UV固化设备照射后形成光学胶层,UV固化设备为高压汞灯,所用波长为365nm,功率250W,灯距5cm。如表1所示为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4,以及对比例1、对比例2、对比例3所得SCA光学胶固化所得光学胶层的理化性质;其中
可见光透过率:可见光透过率通过分光光度计测得。
光学性能:近红外透过率(TNIR)满足以下要求:800nm至1600nm近红外波段,光线入射角为0°,透过率>98%;光线入射角为65°,透过率>97%。测试设备为分光光度计。
折射率:折射率通过椭偏仪测得。
初期粘结性能:在25℃和50%RH下放置500h后进行粘结力强度实验,且要保证粘结力强度≥210N/25mm。
耐高温高湿性能:在80℃-85℃和85%RH-95%RH下放置500h后要保证外观无明显变化及近红外光透过率无明显降低,接着进行粘结力强度实验,且要保证粘结力强度≥200N/25mm。
耐氙灯老化性能:按照PV3929实验条件放置3000h后要保证外观无明显变化及近红外光透过率无明显降低,接着进行粘结力强度实验,且要保证粘结力强度≥200N/25mm。
粘结力强度:将试样对称地夹在夹具上,夹持处至距离最近的粘结端的距离为50mm,拉力试验机以恒定的测试速度进行试验,记录试样剪切破坏的最大负载作为破坏载荷。测试标准参考GB/T7124-2008《胶粘剂拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)》。
表1
表1中OK表示满足外观的标准和粘接力强度的标准,NO表示不满足外观的标准或者粘接力强度的标准。
由表1可以看出,在实施例1至实施例4所得SCA光学胶的孔隙率和孔径形貌满足要求,固化后形成的光学胶层拥有较高的可见光透过率,以及在800nm至1600nm近红外波段,在入射角为0°和入射角为65°时的透过率较高、折射率与玻璃基板相近。而对比例1-3所得SCA光学胶固化后形成的光学胶层中的孔隙率及孔径形貌不满足要求。
实施例1至实施例4所得SCA光学胶固化后形成的光学胶层的耐高温高湿、耐氙灯老化性能及初期粘结性能均满足要求。对比例1至对比例3所得SCA光学胶固化后形成的光学胶层只有耐氙灯老化性能满足要求,而对比例1至对比例3所得SCA光学胶固化后形成的光学胶层的耐高温高湿均不满足要求。这是因为对比例1和对比例2中缺少交联孔结构且孔形不规则,导致耐高温高湿性能较差;而对比例3中发生了孔塌陷,导致孔结构无法达到耐高温高湿性能的要求。尤其对比例3的初期粘结性能较差,这是由于SCA光学胶中的孔隙率太高且发生了孔塌陷,导致粘结强度变差。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (14)
1.一种SCA光学胶,其特征在于,以质量份计,所述SCA光学胶的原料包括:EVA树脂65份-75份,无机造孔剂15份-25份,粘度调节剂2份-6份,增塑剂3份-8份,交联剂0.5份-2份,偶联剂0.3份-1份,光引发剂0.5份-1.5份,消泡剂0.2份-1份和抗氧化剂0.2份-1份。
2.根据权利要求1所述的SCA光学胶,其特征在于,所述无机造孔剂包括碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、碳酸铅中的一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的SCA光学胶,其特征在于,所述EVA树脂与所述粘度调节剂的质量之和与所述增塑剂的质量比为1:0.03-0.14。
4.根据权利要求1所述的SCA光学胶,其特征在于,按质量份计,所述SCA光学胶中还包括0份-0.5份的阻聚剂。
5.根据权利要求4所述的SCA光学胶,其特征在于,所述阻聚剂包括对苯二酚、对甲氧基苯酚、甲基氢醌、对羟基苯甲醚中的一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的SCA光学胶,其特征在于,所述增塑剂包括己二酸酯类化合物、邻苯二甲酸酯类化合物、磷酸酯中的一种或两种以上的组合;和/或
所述粘度调节剂包括微晶蜡、石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、APAO中的一种或两种以上的组合;和/或
所述交联剂包括二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、过氧化氢二异丙苯、过氧化苯甲酰中的一种或两种以上的组合;和/或
所述偶联剂包括硅烷偶联剂、硫硅烷偶联剂、氨基类硅烷偶联剂、环氧基类硅烷偶联剂中的一种或两种以上的组合;和/或
所述光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、苯偶姻及其衍生物、苯偶酰衍生物、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、二苯甲酮及其衍生物、乙烯基硫醚化合物、重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐中的一种或两种以上的组合;和/或
所述消泡剂包括甲基三甲氧基硅烷、羟基乙烯基低聚硅氧烷、破泡聚硅氧烷中的一种或两种以上的组合;和/或
所述抗氧化剂包括四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、磷酸三苯酯、对羟基苯甲酸甲酯中的一种或两种以上的组合。
7.根据权利要求1所述的SCA光学胶,其特征在于,所述无机造孔剂的粒径为2μm-20μm。
8.根据权利要求1所述的SCA光学胶,其特征在于,所述SCA光学胶的厚度为150μm-300μm。
9.根据权利要求1所述的SCA光学胶,其特征在于,所述SCA光学胶对波长为800-1600nm的光线透过率大于等于98%。
10.根据权利要求1所述的SCA光学胶,其特征在于,所述SCA光学胶对波长为800-1600nm的光线的折射率为1.38-1.48。
11.根据权利要求1所述的SCA光学胶,其特征在于,所述SCA光学胶具有多孔结构,所述SCA光学胶的孔隙率为12%-22%;所述SCA光学胶的孔的孔径为200nm-1μm。
12.根据权利要求11所述的SCA光学胶,其特征在于,以孔的数量计,所述SCA光学胶中80%以上的孔的孔径为400nm-800nm。
13.一种玻璃,其特征在于,包括:
玻璃基板,所述玻璃基板包括内表面和外表面;
光学胶层,所述光学胶层采用权利要求1-12任一项所述的SCA光学胶制成;以及
红外增透片,所述红外增透片包括功能涂层和基片,所述功能涂层设置在所述基片的表面,所述红外增透片通过所述光学胶层固定于所述玻璃基板的内表面的至少部分区域,所述功能涂层相较于所述基片远离所述光学胶层。
14.一种车辆,其特征在于,包括:
车辆本体;
车窗玻璃,所述车窗玻璃设置于所述车辆本体上,所述车窗玻璃包括权利要求13所述的玻璃,所述红外增透片相较于所述玻璃基板靠近所述车辆本体的内部;以及
探测器,所述探测器位于所述车辆本体的内部并设置于所述红外增透片远离所述玻璃基板的一侧,所述探测器用于发射穿过所述红外增透片射向所述车辆本体外部的光学信号和/或接收自所述车辆本体外部穿过所述红外增透片的光学信号。
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WO2015140003A1 (de) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | Leoni Kabel Holding Gmbh | Klebstoff |
CN106634650A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-10 | 天津三瑞塑胶制品有限公司 | 一种双玻太阳能电池封装胶片的生产工艺 |
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