[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN110698709A - 一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃及其制备方法 - Google Patents

一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110698709A
CN110698709A CN201910843690.XA CN201910843690A CN110698709A CN 110698709 A CN110698709 A CN 110698709A CN 201910843690 A CN201910843690 A CN 201910843690A CN 110698709 A CN110698709 A CN 110698709A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polycarbonate
polydimethylsiloxane
window glass
coating
side window
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910843690.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110698709B (zh
Inventor
方立锋
周宝聪
徐鑫灿
诸熔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shentong Technology Group Co Ltd
Original Assignee
Shentong Technology Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shentong Technology Group Co Ltd filed Critical Shentong Technology Group Co Ltd
Priority to CN201910843690.XA priority Critical patent/CN110698709B/zh
Publication of CN110698709A publication Critical patent/CN110698709A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110698709B publication Critical patent/CN110698709B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J1/00—Windows; Windscreens; Accessories therefor
    • B60J1/08—Windows; Windscreens; Accessories therefor arranged at vehicle sides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/10—Block or graft copolymers containing polysiloxane sequences
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/18—Fireproof paints including high temperature resistant paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2355/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers, obtained by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in groups C08J2323/00 - C08J2353/00
    • C08J2355/02—Acrylonitrile-Butadiene-Styrene [ABS] polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2369/00—Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2455/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers, obtained by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in groups C08J2423/00 - C08J2453/00
    • C08J2455/02—Acrylonitrile-Butadiene-Styrene [ABS] polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2469/00—Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2483/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2483/10—Block- or graft-copolymers containing polysiloxane sequences
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及汽车车窗玻璃技术领域，公开了一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃及其制备方法，侧窗玻璃包括聚碳酸酯基层，聚碳酸酯基层一侧的四周设有PC/ABS黑边层，聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层表面涂覆有表面涂层，表面涂层的涂料成分包括溶剂、表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2和聚碳酸酯‑聚二甲基硅氧烷共聚物。制备方法为：利用双色注塑模具先将聚碳酸酯基层注塑成型，再在同一模具内将PC/ABS黑边层注塑成型；将聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层烘烤去除内应力，并用醇类溶剂擦洗表面；淋涂并烘干得到表面涂层。本发明在聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层表面涂覆改性涂层，大大提高了侧窗玻璃的耐磨性、耐候性和憎水性。

Description

一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及汽车车窗玻璃技术领域，尤其是涉及一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃及其制备方法。
背景技术
随着社会的不断进步，人们的生活水平也在不断提升，汽车的需求也比之前增加了许多，同时汽车的保有量也越来越大。随着各国推行强制汽车制造商降低汽车油耗的政策，汽车轻量化也就成为了各大车企的一个重要突破口。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。因此，汽车轻量化对节能和环保意义重大。“轻量化”已然成为国家的重要战略，越来越多的研究机构和汽车行业将其研究工作的重点放在汽车轻量化上。
由于聚碳酸酯(PC)有优异的耐冲击性、透明度和可塑性，使用聚碳酸酯车窗是一种实现汽车轻量化的有效手段，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。并且使用聚碳酸酯汽车车窗部件可根据流线型和空气动力学增加车窗的曲面造型等，并集成卡扣等功能结构件，从而减少零件之间匹配的问题和降低车窗部件的成本。因此使用聚碳酸酯车窗实现汽车轻量化得到了广泛研究和关注，例如，一种在中国专利文献上公开的“轻质车窗玻璃及其生产工艺”，其公告号CN103158501A，包括一聚碳酸酯塑料面板，所述聚碳酸酯塑料面板的内侧面、外侧面上均涂覆有一层硬化膜。该轻质车窗玻璃采用聚碳酸酯塑料面板制成，聚碳酸酯塑料面板重量轻，相同尺寸其重量仅相当于有机玻璃的1/2重，对轿车车身减重，降低油耗具有重要意义。
但是由于聚碳酸酯材料的耐磨性、耐气候性和憎水性较差，直接使用聚碳酸酯作为车窗玻璃容易产生刮花、密封性差、不能防水防雾导致影响视线等问题。所以需在聚碳酸酯玻璃表面涂覆具有耐磨、耐候和憎水等性能的涂层，但现有技术中的涂层很难同时对聚碳酸酯玻璃的耐磨性、耐候性和憎水性都进行显著提高，且涂层在聚碳酸酯玻璃上的附着力较差，影响使用性能。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中直接使用聚碳酸酯作为车窗玻璃时的问题，耐磨性、耐气候性和憎水性较差，容易刮花、密封性差、不能防水防雾导致影响视线，所以需在聚碳酸酯玻璃表面涂覆涂层，但现有技术中的涂层很难同时对聚碳酸酯玻璃的耐磨性、耐气候性和憎水性都进行显著提高，且涂层在聚碳酸酯玻璃上的附着力较差，影响使用性能的问题，提供一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃及其制备方法，在聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层上涂覆表面涂层，该涂层与树脂层的附着力强，并且可以显著提高车窗玻璃的耐磨性、耐候性和憎水性，实现汽车轻量化的同时提高车窗玻璃的使用性能。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃，包括聚碳酸酯基层，聚碳酸酯基层一侧的四周设有PC/ABS黑边层，所述聚碳酸酯基层的两侧表面和PC/ABS黑边层表面涂覆有表面涂层，所述表面涂层的涂料成分包括溶剂、表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2和聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物。
本发明中的侧窗玻璃采用聚碳酸酯基层和作为玻璃主体，并在四周设置PC/ABS黑边层，表面涂覆表面涂层。聚碳酸酯基层的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线性能好，且重量轻，有助于实现汽车轻量化。PC/ABS黑边层结合了聚碳酸酯和聚丙烯腈的特性，具有良好的成型性和冲击强度，PC/ABS黑边层可以吸收热量，让车窗受热均匀，防止玻璃破裂；并且可以覆盖住密封胶条，阻挡阳光对密封胶条直射，防止胶条和胶水老化。但聚碳酸酯基层的耐磨性、耐气候性和憎水性较差，不满足车窗使用要求，因此本发明在两侧表面涂覆表面涂层。
聚二甲基硅氧烷是一种常见的有机硅涂层材料，因其具有很高的疏水性和极低的表面能，可以提高涂层的憎水性，并降低污染物在涂层表面的附着强度，使玻璃具有防水防污的性能。因此本发明在表面涂层的涂料中添加聚二甲基硅氧烷，使涂层具有良好的憎水性。但聚二甲基硅氧烷由Si-O键组成，相较于C-C键，Si-O键的键能低，因此聚二甲基硅氧烷的机械性能较其他以C-C为主链的聚合物低。且非极性甲基基团包裹在主链外侧，使得聚二甲基硅氧烷对极性官能团呈现强烈的排斥，这导致聚二甲基硅氧烷涂料对含有极性官能团的聚碳酸酯基层和PC/ABS层的附着力差，容易脱落。因此本发明对聚二甲基硅氧烷进行改性，制备了聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物，一方面改善了聚二甲基硅氧烷对聚碳酸酯表面极性官能团的排斥，提高了涂层在聚碳酸酯基层和PC/ABS层表面的附着力；另一方面聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物具有突出的耐候性、耐热性和阻燃性，可以有效提高涂层性能。
同时，本发明还在涂料中添加了无机填料，添加纳米SiO2可以有效提高涂层的耐磨性和耐候性，但直接添加纳米SiO2，由于其大的比表面积和表面能，纳米颗粒之间极易凝聚成团，影响它在涂层材料中的均匀分散；并且作为无机材料的纳米SiO2与有机的聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物之间的相容性较差，不能使涂料达到理想的性能。因此本发明将聚二甲基硅氧烷接枝在纳米SiO2表面，降低了纳米SiO2的表面能，提高了分散性，并使得接枝后的纳米SiO2与聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物之间具有良好的相容性，从而使涂层具有良好的性能。
因此，本发明在聚碳酸酯基层表面涂覆包括表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2和聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物的表面涂层，降低了车窗玻璃重量的同时，使得车窗具有良好的耐磨性、耐候性和憎水性，满足使用要求。
作为优选，表面涂层的涂料的制备方法包括如下步骤：
(A)将纳米SiO2分散在乙醇中，加入与纳米SiO2比例为(8-10mL):5g的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1-3滴三乙胺，搅拌反应5-8h后离心分离，用乙醇、丙酮、四氢呋喃依次洗涤产物后，将产物分散在四氢呋喃中，加入与纳米SiO2质量比为(2-3)：1的戊二酸酐，搅拌反应5-8h后离心分离，用NaCl溶液反复冲洗后干燥得羧基化纳米SiO2；
(B)将质量比为(20-30)：1的八甲基环四硅氧烷和(CH3)4NOH混合，50-70℃负压条件下脱水反应2-3h，得到硅醇盐催化剂，将质量比为100：(0.2-0.3)的八甲基环四硅氧烷和1,3-双-(2-氨基乙基氨基甲基)四甲基二硅烷混合，搅拌均匀后加入与八甲基环四硅氧烷质量比为(0.7-0.8)：100的所述硅醇盐催化剂，80-90℃反应4-6h后140-150℃负压下脱出低沸物得到双氨基封端聚二甲基硅氧烷；
(C)将步骤(A)中制得的羧基化纳米SiO2分散在四氢呋喃中，加入二环己基碳二亚胺和步骤(B)中制得的双氨基封端聚二甲基硅氧烷，75-85℃下反应20-30h，所得产物用甲醇、四氢呋喃反复洗涤后60-70℃下干燥得表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2，羧基化纳米SiO2、二环己基碳二亚胺和双氨基封端聚二甲基硅氧烷的质量比为100：(15-20)：(80-90)；(D)将质量比为1：(60-70)：(5-8)的聚二甲基硅氧烷、碳酸二苯酯和氯化镁混合，150-180℃惰性气体保护下反应10-20min，冷却至室温后加入与碳酸二苯酯质量相同的双酚A，170-250℃惰性气体保护下反应2-3h，将产物加入二氯甲烷中，并用无水乙醇反复洗涤，过滤并干燥后得到聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物；
(E)将表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2和聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物助剂分散在溶剂中得到所述涂层涂料，涂料中表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2与聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物的质量比为(1-5)：100，聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物的浓度为50-100g/L。
步骤(A)中，先将纳米SiO2与γ-氨丙基三乙氧基硅烷反应，在促进剂三乙胺的存在下，在纳米SiO2表面引入氨基，得到氨基化的纳米SiO2；然后使氨基化的纳米SiO2与戊二酸酐反应，得到羧基化的纳米SiO2。步骤(B)中，通过八甲基环四硅氧烷的开环反应，加入1,3-双-(2-氨基乙基氨基甲基)四甲基二硅烷，得到了双氨基封端聚二甲基硅氧烷。然后通过步骤(C)，纳米SiO2表面的羧基可以与聚二甲基硅氧烷两端的氨基发生缩合反应，从而将聚二甲基硅氧烷接枝在纳米SiO2表面，得到表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2。步骤(D)通过熔融酯交换反应制备出了聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物，最后通过步骤(E)将表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2和聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物混合分散在溶剂中，得到的涂层涂料中纳米SiO2具有良好的分散性，并与聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物具有良好的相容性。
作为优选，表面涂层的涂料中的溶剂为环己烷。环己烷可以有效溶解聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物，并使干燥后涂层表面层中聚二甲基硅氧烷的含量达到车窗对憎水性能的要求。
作为优选，表面涂层的涂料中还包括消泡剂和流平剂，消泡剂和流平剂的添加量0.1-0.5g/L。在涂层涂料中适量添加消泡剂和流平剂可提高涂料的涂覆性能，从而提高涂覆后的涂层的性能。
作为优选，聚碳酸酯基层的厚度为3-8mm，PC/ABS黑边层的厚度为2-3mm，表面涂层的厚度为10-20μm。各层采用此厚度，可使侧窗玻璃的重量、机械性能、抗冲击性能、耐温性、抗紫外线性、耐磨性、耐候性和憎水性均符合使用要求。
本发明还提供了一种上述轻质耐磨汽车侧窗玻璃的制备方法，包括如下步骤：
(1)将烘干后的聚碳酸酯粒料和黑色PC/ABS粒料加入双色注塑机中，利用双色注塑模具先将聚碳酸酯基层注塑成型，再在同一模具内将PC/ABS黑边层注塑成型；
(2)将注塑得到的聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层烘烤去除内应力，并用醇类溶剂擦洗去除内应力的聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层表面；
(3)将表面涂层的涂料淋涂在聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层表面，烘烤后冷却至室温得到所述侧窗玻璃。
步骤(1)中先将聚碳酸酯粒料和黑色PC/ABS粒料烘烤去除水分，然后将聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层注塑成型，可以实现双曲等复杂造型，并集成功能结构件，方法简单、操作流程方便。在涂覆表面涂层前先通过步骤(2)去除内应力，并用醇类溶剂擦洗表面油脂、灰层等脏污，以提高涂层的附着力。最后通过步骤(3)淋涂表面涂层，有效提高了侧窗玻璃的耐磨性、耐候性和憎水性。
作为优选，步骤(1)中聚碳酸酯粒料和黑色PC/ABS粒料的烘干温度95-105℃，烘干时间3-5h。采用此温度和时间，可以充分去除聚碳酸酯粒料和黑色PC/ABS粒料中的水分，并且不会使得粒料分解变性。
作为优选，步骤(2)中烘烤温度115-125℃，烘烤时间25-35min。在此温度和时间下可以有效去除聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层的内应力，提高涂层的附着力。
作为优选，步骤(3)中淋涂在1000级的洁净房内进行，烘烤温度120-130℃，烘烤时间30-40min。在此烘烤温度和时间下，可以使表面涂层有效固化，保证涂层具有良好的性能。
因此，本发明具有如下有益效果：表面涂层中使用聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物，一方面改善了聚二甲基硅氧烷对聚碳酸酯表面极性官能团的排斥，提高了涂层在聚碳酸酯基层和PC/ABS层表面的附着力；另一方面聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物具有突出的耐候性、耐热性和阻燃性，可以有效提高涂层性能；并且添加表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2，提高了涂层耐磨性和耐候性的同时，改善了纳米SiO2在聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物中的分散性和相容性。制得的侧窗玻璃重量轻、机械性能、抗冲击强度、耐温性能、抗紫外线性能、耐磨性、耐候性和憎水性好。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。
图中：1聚碳酸酯基层、2PC/ABS黑边层、3表面涂层。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1：
如图1所示，一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃，包括厚度为5mm的聚碳酸酯基层1，聚碳酸酯基层一侧的四周设有厚度为2.5mm的PC/ABS黑边层2，聚碳酸酯基层的两侧表面和PC/ABS黑边层表面涂覆有厚度为15μm的表面涂层3。
表面涂层使用的涂料的制备方法为：
(A)将纳米SiO2分散在乙醇中，加入与纳米SiO2比例为9mL:5g的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和2滴三乙胺，搅拌反应6h后离心分离，用乙醇、丙酮、四氢呋喃依次洗涤产物两次后，将产物分散在四氢呋喃中，加入与纳米SiO2质量比为2.5：1的戊二酸酐，搅拌反应6h后离心分离，用0.1mol/L NaCl溶液反复冲洗后干燥得羧基化纳米SiO2；
(B)将质量比为25：1的八甲基环四硅氧烷和(CH3)4NOH混合，60℃负压条件下脱水反应2.5h，得到硅醇盐催化剂，将质量比为100：0.25的八甲基环四硅氧烷和1,3-双-(2-氨基乙基氨基甲基)四甲基二硅烷混合，搅拌均匀后加入与八甲基环四硅氧烷质量比为0.75：100的硅醇盐催化剂，85℃反应5h后145℃负压下脱出低沸物得到双氨基封端聚二甲基硅氧烷；
(C)将步骤(A)中制得的羧基化纳米SiO2分散在四氢呋喃中，加入二环己基碳二亚胺和步骤(B)中制得的双氨基封端聚二甲基硅氧烷，80℃下反应25h，所得产物用甲醇、四氢呋喃反复洗涤后65℃下干燥得表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2，羧基化纳米SiO2、二环己基碳二亚胺和双氨基封端聚二甲基硅氧烷的质量比为100:18:85；
(D)将质量比为1：65：7的聚二甲基硅氧烷、碳酸二苯酯和氯化镁混合，170℃惰性气体保护下反应15min，冷却至室温后加入与碳酸二苯酯质量相同的双酚A，200℃惰性气体保护下反应2.5h，将产物加入二氯甲烷中，并用无水乙醇反复洗涤，过滤并干燥后得到聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物；
(E)将表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2和聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物分散在环己烷中，并加入0.2g/L德国毕克BYK消泡剂BYK-052和0.2g/L德国毕克BYK流平剂BYK-331得到涂层涂料，涂料中表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2与聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物的质量比为3：100，聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物的浓度为70g/L。
轻质耐磨汽车侧窗玻璃的制备方法为：
(1)将车窗级聚碳酸酯粒料和黑色PC/ABS粒料在100℃的烘料桶中烘料4小时，去除粒料的水分；将烘干后的聚碳酸酯粒料和黑色PC/ABS粒料加入双色注塑机中，利用双色注塑模具先进行第一射，将聚碳酸酯基层注塑成型，再水平旋转模具进行第二射，将PC/ABS黑边层注塑成型；
(2)将注塑得到的聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层放在工装支架上，在120℃的烘道内30min去除内应力，并用乙醇擦洗表面油脂、灰层等脏物；
(3)在1000级的洁净房内，将表面涂层的涂料淋涂在聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层表面，淋涂后在125℃的烘箱内烘烤35min，冷却到室温得到侧窗玻璃。
实施例2：
一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃，包括厚度为3mm的聚碳酸酯基层，聚碳酸酯基层一侧的四周设有厚度为2mm的PC/ABS黑边层，聚碳酸酯基层的两侧表面和PC/ABS黑边层表面涂覆有厚度为10μm的表面涂层。
表面涂层使用的涂料的制备方法为：
(A)将纳米SiO2分散在乙醇中，加入与纳米SiO2比例为8mL:5g的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1滴三乙胺，搅拌反应5h后离心分离，用乙醇、丙酮、四氢呋喃依次洗涤产物两次后，将产物分散在四氢呋喃中，加入与纳米SiO2质量比为2：1的戊二酸酐，搅拌反应5h后离心分离，用0.1mol/L NaCl溶液反复冲洗后干燥得羧基化纳米SiO2；
(B)将质量比为20：1的八甲基环四硅氧烷和(CH3)4NOH混合，50℃负压条件下脱水反应3h，得到硅醇盐催化剂，将质量比为100：0.2的八甲基环四硅氧烷和1,3-双-(2-氨基乙基氨基甲基)四甲基二硅烷混合，搅拌均匀后加入与八甲基环四硅氧烷质量比为0.7：100的硅醇盐催化剂，80℃反应4h后140℃负压下脱出低沸物得到双氨基封端聚二甲基硅氧烷；
(C)将步骤(A)中制得的羧基化纳米SiO2分散在四氢呋喃中，加入二环己基碳二亚胺和步骤(B)中制得的双氨基封端聚二甲基硅氧烷，75℃下反应20h，所得产物用甲醇、四氢呋喃反复洗涤后60℃下干燥得表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2，羧基化纳米SiO2、二环己基碳二亚胺和双氨基封端聚二甲基硅氧烷的质量比为100:15:80；
(D)将质量比为1：60：5的聚二甲基硅氧烷、碳酸二苯酯和氯化镁混合，150℃惰性气体保护下反应20min，冷却至室温后加入与碳酸二苯酯质量相同的双酚A，170℃惰性气体保护下反应3h，将产物加入二氯甲烷中，并用无水乙醇反复洗涤，过滤并干燥后得到聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物；
(E)将表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2和聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物分散在环己烷中，并加入0.1g/L德国毕克BYK消泡剂BYK-052和0.1g/L德国毕克BYK流平剂BYK-331得到涂层涂料，涂料中表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2与聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物的质量比为1：100，聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物的浓度为50g/L。
轻质耐磨汽车侧窗玻璃的制备方法为：
(1)将车窗级聚碳酸酯粒料和黑色PC/ABS粒料在95℃的烘料桶中烘料5小时，去除粒料的水分；将烘干后的聚碳酸酯粒料和黑色PC/ABS粒料加入双色注塑机中，利用双色注塑模具先进行第一射，将聚碳酸酯基层注塑成型，再水平旋转模具进行第二射，将PC/ABS黑边层注塑成型；
(2)将注塑得到的聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层放在工装支架上，在115℃的烘道内35min去除内应力，并用乙醇擦洗表面油脂、灰层等脏物；
(3)在1000级的洁净房内，将表面涂层的涂料淋涂在聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层表面，淋涂后在120℃的烘箱内烘烤40min，冷却到室温得到侧窗玻璃。
实施例3：
一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃，包括厚度为8mm的聚碳酸酯基层，聚碳酸酯基层一侧的四周设有厚度为3mm的PC/ABS黑边层，聚碳酸酯基层的两侧表面和PC/ABS黑边层表面涂覆有厚度为20μm的表面涂层。
表面涂层使用的涂料的制备方法为：
(A)将纳米SiO2分散在乙醇中，加入与纳米SiO2比例为10mL:5g的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和3滴三乙胺，搅拌反应8h后离心分离，用乙醇、丙酮、四氢呋喃依次洗涤产物两次后，将产物分散在四氢呋喃中，加入与纳米SiO2质量比为3：1的戊二酸酐，搅拌反应8h后离心分离，用0.1mol/L NaCl溶液反复冲洗后干燥得羧基化纳米SiO2；
(B)将质量比为30：1的八甲基环四硅氧烷和(CH3)4NOH混合，70℃负压条件下脱水反应2h，得到硅醇盐催化剂，将质量比为100：0.3的八甲基环四硅氧烷和1,3-双-(2-氨基乙基氨基甲基)四甲基二硅烷混合，搅拌均匀后加入与八甲基环四硅氧烷质量比为0.8：100的硅醇盐催化剂，90℃反应6h后150℃负压下脱出低沸物得到双氨基封端聚二甲基硅氧烷；
(C)将步骤(A)中制得的羧基化纳米SiO2分散在四氢呋喃中，加入二环己基碳二亚胺和步骤(B)中制得的双氨基封端聚二甲基硅氧烷，85℃下反应30h，所得产物用甲醇、四氢呋喃反复洗涤后70℃下干燥得表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2，羧基化纳米SiO2、二环己基碳二亚胺和双氨基封端聚二甲基硅氧烷的质量比为100:20:90；
(D)将质量比为1：70：8的聚二甲基硅氧烷、碳酸二苯酯和氯化镁混合，180℃惰性气体保护下反应10min，冷却至室温后加入与碳酸二苯酯质量相同的双酚A，250℃惰性气体保护下反应2h，将产物加入二氯甲烷中，并用无水乙醇反复洗涤，过滤并干燥后得到聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物；
(E)将表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2和聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物分散在环己烷中，并加入0.5g/L德国毕克BYK消泡剂BYK-052和0.5g/L德国毕克BYK流平剂BYK-331得到涂层涂料，涂料中表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2与聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物的质量比为5：100，聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物的浓度为100g/L。
轻质耐磨汽车侧窗玻璃的制备方法为：
(1)将车窗级聚碳酸酯粒料和黑色PC/ABS粒料在105℃的烘料桶中烘料3小时，去除粒料的水分；将烘干后的聚碳酸酯粒料和黑色PC/ABS粒料加入双色注塑机中，利用双色注塑模具先进行第一射，将聚碳酸酯基层注塑成型，再水平旋转模具进行第二射，将PC/ABS黑边层注塑成型；
(2)将注塑得到的聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层放在工装支架上，在125℃的烘道内25min去除内应力，并用乙醇擦洗表面油脂、灰层等脏物；
(3)在1000级的洁净房内，将表面涂层的涂料淋涂在聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层表面，淋涂后在130℃的烘箱内烘烤30min，冷却到室温得到侧窗玻璃。
对比例1：
对比例1与实施例1的区别在于，聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层表面不涂覆表面涂层，其余均与实施例1中相同。
对上述实施例和对比例中制备的侧窗玻璃的耐磨性、耐候性和憎水性进行测试，结果如表1所示。
耐磨性：使用Taber磨损仪在CS-10F磨轮和500g载荷条件下，试样切片(100mm*100mm)经受500转循环测试。使用透射雾影仪BYK 4775，根据ECE R43的耐磨试验标准，测试样品前后雾都值，从而计算出雾都差值(△Haze)。
耐候性：使用氙灯老化箱(UV-A)按SAE J576的标准对本发明侧窗玻璃进行测试。
憎水性：使用接触角测试仪对本发明侧窗玻璃进行憎水性测试。
表1：耐磨性、耐候性和憎水性测试结果。
编号 △Haze 耐候性 接触角
实施例1 2％ 4515kJ/m<sup>2</sup> 102.4°
实施例2 5％ 4537kJ/m<sup>2</sup> 101.1°
实施例3 3％ 4551kJ/m<sup>2</sup> 101.5°
对比例1 30％ 550kJ/m<sup>2</sup> 80.2°
从表1中可以看出，实施例1-3中按本发明的方法制备出的侧窗玻璃耐磨性、耐候性和憎水性均比不涂覆表面涂层的对比例1有了显著提高，可以满足侧窗玻璃的使用要求。

Claims (9)

1.一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃，其特征是，包括聚碳酸酯基层，所述聚碳酸酯基层一侧的四周设有PC/ABS黑边层，所述聚碳酸酯基层的两侧表面和PC/ABS黑边层表面涂覆有表面涂层，所述表面涂层的涂料成分包括溶剂、表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2和聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物。
2.根据权利要求1所述的一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃，其特征是，所述表面涂层的涂料的制备方法包括如下步骤：
（A）将纳米SiO2分散在乙醇中，加入与纳米SiO2比例为（8-10mL）:5g的γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1-3滴三乙胺，搅拌反应5-8h后离心分离，用乙醇、丙酮、四氢呋喃依次洗涤产物后，将产物分散在四氢呋喃中，加入与纳米SiO2质量比为（2-3）：1的戊二酸酐，搅拌反应5-8h后离心分离，用NaCl溶液反复冲洗后干燥得羧基化纳米SiO2；
（B）将质量比为（20-30）：1的八甲基环四硅氧烷和(CH3)4NOH混合，50-70℃负压条件下脱水反应2-3h，得到硅醇盐催化剂，将质量比为100：（0.2-0.3）的八甲基环四硅氧烷和1,3-双-（2-氨基乙基氨基甲基）四甲基二硅烷混合，搅拌均匀后加入与八甲基环四硅氧烷质量比为（0.7-0.8）：100的所述硅醇盐催化剂，80-90℃反应4-6h后140-150℃负压下脱出低沸物得到双氨基封端聚二甲基硅氧烷；
（C）将步骤（A）中制得的羧基化纳米SiO2分散在四氢呋喃中，加入二环己基碳二亚胺和步骤（B）中制得的双氨基封端聚二甲基硅氧烷，75-85℃下反应20-30h，所得产物用甲醇、四氢呋喃反复洗涤后60-70℃下干燥得表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2，羧基化纳米SiO2、二环己基碳二亚胺和双氨基封端聚二甲基硅氧烷的质量比为100：（15-20）：（80-90）；
（D）将质量比为1：（60-70）：（5-8）的聚二甲基硅氧烷、碳酸二苯酯和氯化镁混合，150-180℃惰性气体保护下反应10-20min，冷却至室温后加入与碳酸二苯酯质量相同的双酚A，170-250℃惰性气体保护下反应2-3h，将产物加入二氯甲烷中，并用无水乙醇反复洗涤，过滤并干燥后得到聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物；
（E）将表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2和聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物分散在溶剂中得到所述涂层涂料，涂料中表面接枝聚二甲基硅氧烷的纳米SiO2与聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷共聚物的质量比为（1-5）：100，聚二甲基硅氧烷共聚物的浓度为50-100g/L。
3.根据权利要求1或2所述的一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃，其特征是，所述表面涂层的涂料中的溶剂为环己烷。
4.根据权利要求1或2所述的一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃，其特征是，所述表面涂层的涂料中还包括消泡剂和流平剂，消泡剂和流平剂的添加量0.1-0.5g/L。
5.根据权利要求1所述的一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃，其特征是，所述聚碳酸酯基层的厚度为3-8mm，PC/ABS黑边层的厚度为2-3mm，表面涂层的厚度为10-20μm。
6.一种如权利要求1-5任意所述的轻质耐磨汽车侧窗玻璃的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）将烘干后的聚碳酸酯粒料和黑色PC/ABS粒料加入双色注塑机中，利用双色注塑模具先将聚碳酸酯基层注塑成型，再在同一模具内将PC/ABS黑边层注塑成型；
（2）将注塑得到的聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层烘烤去除内应力，并用醇类溶剂擦洗去除内应力的聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层表面；
（3）将表面涂层的涂料淋涂在聚碳酸酯基层和PC/ABS黑边层表面，烘烤后冷却至室温得到所述侧窗玻璃。
7.根据权利要求6所述的一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃的制备方法，其特征是，步骤（1）中聚碳酸酯粒料和黑色PC/ABS粒料的烘干温度95-105℃，烘干时间3-5h。
8.根据权利要求6所述的一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃的制备方法，其特征是，步骤（2）中烘烤温度115-125℃，烘烤时间25-35min。
9.根据权利要求6所述的一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃的制备方法，其特征是，步骤（3）中淋涂在1000级的洁净房内进行，烘烤温度120-130℃，烘烤时间30-40min。
CN201910843690.XA 2019-09-06 2019-09-06 一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃及其制备方法 Active CN110698709B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910843690.XA CN110698709B (zh) 2019-09-06 2019-09-06 一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910843690.XA CN110698709B (zh) 2019-09-06 2019-09-06 一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110698709A true CN110698709A (zh) 2020-01-17
CN110698709B CN110698709B (zh) 2022-02-22

Family

ID=69194796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910843690.XA Active CN110698709B (zh) 2019-09-06 2019-09-06 一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110698709B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5369077A (en) * 1991-03-06 1994-11-29 Eastman Kodak Company Thermal dye transfer receiving element
CN102604066A (zh) * 2012-02-29 2012-07-25 北京理工大学 聚二甲基硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的制备方法
CN103158501A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 上海汽车集团股份有限公司 轻质车窗玻璃及其生产工艺
CN103254784A (zh) * 2013-05-30 2013-08-21 淮安市造漆厂有限公司 一种基于改性疏水SiO2自清洁涂料的配方及其制备方法
CN203157663U (zh) * 2013-03-05 2013-08-28 宁波神通模塑有限公司 一种轿车后三角窗
CN106867352A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 现代自动车株式会社 用于涂覆塑料玻璃的树脂组合物、涂覆有该组合物的塑料玻璃及制造塑料玻璃的方法
US20170326504A1 (en) * 2011-09-28 2017-11-16 King Abdullah University Of Science And Technology Grafted membranes and substrates having surfaces with switchable superoleophilicity and superoleophobicity and applications thereof

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5369077A (en) * 1991-03-06 1994-11-29 Eastman Kodak Company Thermal dye transfer receiving element
US20170326504A1 (en) * 2011-09-28 2017-11-16 King Abdullah University Of Science And Technology Grafted membranes and substrates having surfaces with switchable superoleophilicity and superoleophobicity and applications thereof
CN103158501A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 上海汽车集团股份有限公司 轻质车窗玻璃及其生产工艺
CN102604066A (zh) * 2012-02-29 2012-07-25 北京理工大学 聚二甲基硅氧烷-聚碳酸酯共聚物的制备方法
CN203157663U (zh) * 2013-03-05 2013-08-28 宁波神通模塑有限公司 一种轿车后三角窗
CN103254784A (zh) * 2013-05-30 2013-08-21 淮安市造漆厂有限公司 一种基于改性疏水SiO2自清洁涂料的配方及其制备方法
CN106867352A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 现代自动车株式会社 用于涂覆塑料玻璃的树脂组合物、涂覆有该组合物的塑料玻璃及制造塑料玻璃的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
汪多仁: "《绿色化工助剂》", 31 January 2006, 科学技术出版社 *
赵存挺等: ""单分散纳米二氧化硅微球的制备及羧基化改性"", 《功能材料》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110698709B (zh) 2022-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0972809B1 (en) Organic-inorganic hybrid polymer materials with compositional gradient, and processes for preparing the same
WO2017113269A1 (en) Anti-fog coating composition including functionalized silica nanoparticles and multifunctional (meth) acrylate monomers
CN105765014B (zh) 具有改良的耐久性的透明疏水性涂覆材料及其制备方法
CN101679598A (zh) 制备涂层材料的方法
CN114015317B (zh) 防雾涂料及其制备方法和防雾玻璃
US20080102286A1 (en) Hydrophilic member and substrate for hydrophilic member
EP4556537A1 (en) Anti-fog coating and preparation method, and anti-fog glass and preparation method
CN112812668B (zh) 一种含有改性废橡胶粉的涂料及其制备方法
WO2019064973A1 (ja) 防曇層積層体
CN105001728A (zh) 一种有机、无机复合罩面清漆
CN111019593B (zh) 一种防雾车灯用等比例混合有机硅密封胶及其制备方法
CN110698709B (zh) 一种轻质耐磨汽车侧窗玻璃及其制备方法
CN112409854A (zh) 一种低密度铝基材用抗石击涂料
CN118085661B (zh) 一种有机硅改性水性涂料及其制备方法
CN1265408A (zh) 亲水性防雾防霜耐磨涂料及其应用
CN1654584A (zh) 一种表面可修饰性的有机硅密封胶及其制备方法
CN118206902A (zh) 一种环境友好的自清洁光伏玻璃涂料及其制备方法
CN101040019A (zh) 基于烷氧基硅烷官能组分的高耐擦伤性和高弹性的涂覆材料
CN113913039A (zh) 轨道交通用无机-有机杂化涂料及其制备方法
CN119019917B (zh) 一种汽车喷涂车衣用的涂层及其制备方法、应用
CN115895398B (zh) 一种改良的聚硼硅氮烷/环氧复合涂料
JP2003183577A (ja) 有機−無機ハイブリッドハードコート塗料
CN119505701B (zh) 一种风力发电叶片抗结冰涂料及其制备方法和应用
CN118325467B (zh) 一种超疏水硅橡胶涂层用涂料及该涂层的制备方法
JP2593896B2 (ja) 常温硬化性伸長型上塗材用樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant