汽车玻璃透光率≥70%的吸水防雾微米膜层的制备

汽车玻璃的防雾功能是保障驾驶安全的关键,当前前档玻璃可通过空调、后档玻璃可通过电加热实现防雾,但边窗玻璃因结构限制(多为单层钢化玻璃),现有防雾手段均不适用。同时,已有的防雾材料普遍存在耐候性差、耐磨性不足、易黄变等问题,难以满足汽车玻璃长期使用需求。

本研究设计双层结构吸水防雾膜,通过分层功能分工实现高效防雾与稳定性能,通过Flexfilm汽车玻璃透过率检测仪对汽车玻璃透光率进行检测,为开发在紫外线、红外线光谱范围内率小,而在可见光范围率大的透光隔热玻璃膜提供精准的数据参考。旨在实现节能、环保的汽车玻璃隔热解决方案。

基底层的制备与性能优化

汽车玻璃透光率≥70%的吸水防雾微米膜层的制备-有驾
基底层中各成分的比例

基底层制备与性能优化围绕适配性和稳定性展开:基板以 10000 目氧化铈悬浊液抛光处理为主(兼顾成本与清洁效果);以双酚 A 环氧树脂或聚山梨糖醇环氧树脂(EX614B)为主体,搭配 KH560 等助剂制溶胶,100℃固化 1h;工艺上确定 3-5μm 为最优膜厚旋涂为最优涂布法(优于刮涂和高压喷涂);性能上,膜厚 3-5μm 时粘结力达 ISO 二级(依 GB/T9286-1998),EX614B 与硝酸配比的 A-4 试样耐蒸汽性最优(80℃30h 完整、100℃50h 少量脱落)。

吸水层的制备

汽车玻璃透光率≥70%的吸水防雾微米膜层的制备-有驾
吸水防雾膜实验流程示意图

吸水层是防雾功能的核心,研究聚焦 “树脂 - 固化剂” 组合对防雾性能、黄变及耐磨性的影响,通过配方调整实现性能平衡。

室温下向烧杯中加入混合溶剂,依次加入环氧树脂、有机硅溶胶、2 - 甲基咪唑,搅拌 30min 至均匀;逐滴加入固化剂,继续搅拌 150min 制得吸水层溶胶;对涂有基底层的基板进行等离子处理(2-5mm 距离、800W 功率),冷却后旋涂吸水层溶胶;90℃烘箱中固化 2h,冷却至室温,得到完整吸水防雾膜。

吸水防雾膜核心性能测试

防雾时间与饱和吸水量

汽车玻璃透光率≥70%的吸水防雾微米膜层的制备-有驾
不同固化体系防雾涂层的黄变指数

防雾时间测试:将 40℃恒温水浴的烧杯(液面距杯口 5cm)作为雾源,试样(20℃、50% RH 环境放置 1h)水平盖在杯口,膜面朝向液面并计时。结果显示,防雾时间与饱和吸水量呈正相关,如 EX313 + 羟乙基乙二胺试样(饱和吸水量 308.4mg/cm³)防雾时间达 185s;

饱和吸水量计算:先测膜层体积(V = 面积 S× 厚度 h),再测 80℃干燥 1h 后的质量(m₁)与 50℃水浴浸泡 30min 后的质量(m₂),按公式 Q=(m₂-m₁)/V 计算,吸水量越高,防雾能力越强。

可见光透过率

依据国标《GB7258-2012》“汽车前挡玻璃视区可见光透过率≥70%” 的要求,测试结果显示所有试样透过率均保持在 78.59%-79.65%,远高于国标要求,不影响驾驶视线。

耐磨性

磨损前:所有试样雾度≤0.6%,表明膜层透明性良好,无明显微观颗粒;

磨损后:非胺类固化剂体系雾度≤2%(如 EX614B + 酸酐雾度 1.49%),符合汽车玻璃对透明性的长期使用需求。

SEM 表征

汽车玻璃透光率≥70%的吸水防雾微米膜层的制备-有驾
样品的SEM图谱

对酸酐固化体系的膜层截面进行 SEM 观察:基底层与玻璃基板紧密结合,无气泡;基底层与吸水层之间同样贴合紧密,无裂缝或分层,证明双层膜结构的相容性与结合性优异。

防雾膜采用基底层与吸水层构成的双层结构,其中基底层最优制备参数为膜厚 3-5μm、旋涂工艺,该参数下基底层与玻璃基板粘结力达 ISO 二级以上(依据 GB/T9286-1998),且耐蒸汽性能稳定;吸水层以环氧基团数不同的环氧树脂(EX313、EX614B、EX521)为主体,所有防雾膜试样可见光透过率均≥70%(符合 GB7258-2012 要求),整体可满足汽车边窗玻璃防雾需求,但研究仍存在不足,如非胺类固化剂制备的防雾膜防雾能力有待进一步提升,且现有性能数据均为实验室阶段结果,缺乏实车环境下的长期验证。

Flexfilm汽车玻璃透过率

汽车玻璃透光率≥70%的吸水防雾微米膜层的制备-有驾
Flexfilm汽车玻璃透过率

用于测量汽车风挡玻璃在某个特定角度下的光谱透射比,并计算出TL、Ta、Tr、Tb、 Ts、Tp、RR、BR、PR、Yxy、Lab等值。

这款汽车挡风玻璃专用检测设备,可直接对成品玻璃进行无损测量,无需裁切。其测量位置和角度可自由调节,并具备数据存储和打印功能,技术成熟可靠,专为汽车玻璃光学性能检测而研发。

汽车玻璃多功能相机区专用测量仪器
无需裁切,可直接测量
多角度测量
✔ P/S 多角度测量 偏振分光测
快速测量

Flexfilm汽车玻璃透过率用于测量汽车风挡玻璃在某个特定角度下的光谱透射比,通过对汽车玻璃透过率的精准测量,分析了吸收型、反射型和低辐射型透光隔热汽车玻璃膜的隔热机理与性能优化。费曼仪器致力于为全球汽车工业智造提供精准测量解决方案。

原文参考:《玻璃表面功能性涂层材料的制备与表征》

0

全部评论 (0)

暂无评论