汽車玻璃貼膜及汽車的製作方法

2023-07-02 13:49:36

專利名稱：汽車玻璃貼膜及汽車的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種玻璃貼膜，尤其涉及一種應用於汽車的玻璃貼膜及汽車。
背景技術：
現有技術中，採用玻璃貼膜貼在玻璃表面，從而實現創造美感，提高防暴性能，抵 御紫外線的功能。具體地，玻璃貼膜常應用於建築物的門窗玻璃，以及汽車的車窗玻璃。對 於汽車來說，玻璃貼膜可以提高意外發生時汽車的安全水平，使得汽車玻璃破碎的可能性 降到最低，從而可以最大限度地降低意外事故對駕駛員及乘客的傷害。然而，現有技術中，汽車玻璃貼膜要實現抗暴以及抵禦紫外的效果，通常需要包括 高強度安全基層、紫外吸收層及高分子保護層。高強度安全基層通常為高強度的高分子薄 膜，紫外吸收層通常為紫外吸收劑。然而現有技術中的高強度的高分子薄膜的強度仍然不 夠高，並且所述紫外吸收層需要將紫外吸收劑通過複雜的工藝形成於所述高分子薄膜表 面，從而使得工藝較為複雜。

發明內容
有鑑於此，確有必要提供一種新型的汽車玻璃貼膜，該汽車玻璃貼膜具有較強的 抗暴性能，製備工藝簡單的優點。一種汽車玻璃貼膜，包括一高分子薄膜基底；至少一層碳納米管膜複合於高分 子薄膜基底；一高分子保護層設置於所述高分子薄膜基底表面。所述碳納米管膜為由多個 碳納米管組成，所述多個碳納米管通過範德華力首尾相連沿一個方向擇優取向排列。一種汽車玻璃貼膜，包括一高分子薄膜基底；至少一層複合碳納米管膜複合於 所述高分子薄膜基底中，所述複合碳納米管膜為由多個碳納米管組成，所述多個碳納米管 通過範德華力首尾相連沿一個方向擇優取向排列，每一碳納米管表面包覆有金屬層；以及 一高分子保護層設置於所述高分子薄膜基底表面。與現有技術相比較，所述汽車玻璃貼膜包括至少一層碳納米管膜設置於高分子薄 膜基底，所述碳納米管膜為由多個碳納米管組成。由於碳納米管具有很高的硬度(與金剛 石相當)，並且碳納米管具有極大的長徑比(大於1000 1)，所述多個碳納米管通過範德 華力首尾相連沿一個方向擇優取向排列，使得與所述碳納米管膜複合後的高分子薄膜基底 在具有高硬度的同時還具有很好的柔韌性。使得採用這種碳納米管膜的汽車玻璃貼膜具有 很高的強度及韌性，並且由於碳納米管膜還具有較好的透光性，當把該汽車玻璃貼膜貼在 汽車車窗上時，保持足夠透明度的前提下可以很好的提高汽車車窗的抗暴性能，從而提高 汽車的安全性能。另外，所述碳納米管膜對於紫外光具有較好的吸收效果，因此，採用上述 複合有碳納米管膜的高分子薄膜基底的汽車玻璃貼膜無需額外的紫外吸收層，可同時具有 較強的強度及較好的紫外吸收效果。


圖1是本發明第一實施例提供的汽車玻璃貼膜的結構示意圖。圖2是圖1的II-II剖面示意圖。圖3為本發明實施例提供的包括沿同一方向擇優取向排列的碳納米管的碳納米 管膜的掃描電鏡照片。圖4為本發明實施例提供的包括汽車玻璃貼膜中的重疊交叉設置的多層碳納米 管膜的掃描電鏡照片。圖5為本發明第二實施例提供的包括多層碳納米管膜的汽車玻璃貼膜的結構示 意圖。圖6為本發明第三實施例提供的包括至少一層複合碳納米管膜的汽車玻璃貼膜 的結構示意圖。圖7為圖6中的複合碳納米管膜的透光率與光波長的關係曲線。圖8為本發明實施例的汽車玻璃貼膜應用於汽車時的結構示意圖。主要元件符號說明汽車玻璃貼膜 10，20，30高分子保護層 15碳納米管膜16高分子薄膜基底 18汽車40複合碳納米管膜 具體實施例方式以下將結合附圖詳細說明本發明的汽車玻璃貼膜及其應用。請參閱圖1及圖2，本發明實施例提供一種汽車玻璃貼膜10，該汽車玻璃貼膜10 包括一高分子薄膜基底18、至少一層碳納米管膜16和一高分子保護層15。所述至少一層 碳納米管膜16在厚度方向嵌設於所述高分子薄膜基底18，並與所述高分子薄膜基底18復 合在一起。所述高分子保護層15覆蓋於暴露在高分子薄膜基底18外的碳納米管膜16的 表面。當所述碳納米管膜16全部浸入所述高分子薄膜基底18中時，所述高分子保護層15 覆蓋於所述高分子薄膜基底18的表面。當所述至少一碳納米管膜16靠近高分子薄膜基底 18表面設置時，所述高分子保護層15設置於靠近碳納米管膜16的高分子薄膜基底18的表 面。使用時，可以直接將該汽車玻璃貼膜10粘附於玻璃表面，並使得所述高分子保護層15 暴露在空氣中，從而可以保護所述汽車玻璃貼膜10中的複合有碳納米管膜16的高分子薄 膜基底18與外界分離。所述高分子薄膜基底18形狀面積不限，其具有柔性，該高分子薄膜基底18在使 用時可根據需要所貼附的玻璃表面的形狀及面積剪切彎折成任意形狀，厚度為0.1毫米至 1毫米。該高分子薄膜基底18的材料為一透明高分子材料，可為聚苯乙烯、聚乙烯、聚碳 酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、苯丙環丁烯 (BCB)或聚環烯烴。本實施例中，所述高分子薄膜基底18為對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，厚 度為0.5毫米。
請參見圖3，所述碳納米管膜16是由若干碳納米管組成的自支撐結構。所述若干 碳納米管為沿同一方向擇優取向排列。所述擇優取向是指在碳納米管膜16中大多數碳納 米管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數碳納米管的整體延伸方向基本平 行於碳納米管膜16的表面。進一步地，所述碳納米管膜16中多數碳納米管是通過範德華 力首尾相連。具體地，所述碳納米管膜16中基本朝同一方向延伸的大多數碳納米管中每 一碳納米管與在延伸方向上相鄰的碳納米管通過範德華力首尾相連。當然，所述碳納米管 膜16中存在少數隨機排列的碳納米管，這些碳納米管不會對碳納米管膜16中大多數碳納 米管的整體取向排列構成明顯影響。所述自支撐為碳納米管膜16不需要大面積的載體支 撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該碳納米管膜 16置於(或固定於)間隔距離設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間的碳納米管膜 16能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過碳納米管膜16中存在連續的通過範 德華力首尾相連延伸排列的碳納米管而實現。由於所述碳納米管膜16為一自支撐結構，碳 納米管膜16中的碳納米管相互連接結合形成一個整體，該碳納米管膜16是以一個整體的 形成複合於所述高分子薄膜基底18中，並與所述高分子薄膜基底18形成一個具有自支撐 的整體結構，從而進一步提高了所述高分子薄膜基底18的強度。另外，該碳納米管膜16的相鄰碳納米管之間存在間隙，使得該碳納米管膜16具有 透光性，該碳納米管膜16的透光率在60% 95%之間，可以理解，隨著碳納米管膜16的厚 度增加其透光率也會隨之下降。由於該碳納米管膜16中的碳納米管之間存在間隙，高分子 薄膜基底18的材料將滲透進入所述間隙中，使得碳納米管膜16與所述高分子薄膜基底18 緊密地複合複合在，從而提高所述高分子薄膜基底18的強度，進而提高所述汽車玻璃貼膜 10的抗暴性能。具體地，所述碳納米管膜16中基本朝同一方向延伸的多數碳納米管，並非絕對的 直線狀，可以適當的彎曲；或者並非完全按照延伸方向上排列，可以適當的偏離延伸方向。 因此，不能排除碳納米管膜16的基本朝同一方向延伸的多數碳納米管中並列的碳納米管 之間可能存在部分接觸。該碳納米管膜16中的碳納米管為單壁碳納米管、雙壁碳納米管及多壁碳納米管 中的一種或多種。所述單壁碳納米管的直徑為0. 5納米 10納米，雙壁碳納米管的直徑為 1納米 15納米，多壁碳納米管的直徑為1. 5納米 50納米。該碳納米管的長度大於50 微米。碳納米管的長度大於50微米，優選地，碳納米管的長度為200 900微米。可以理解，所述汽車玻璃貼膜10的強度隨著設置於所述高分子薄膜基底18的碳 納米管膜16的層數增加而增強。當所述汽車玻璃貼膜10包括多層碳納米管膜16時，該多 層碳納米管膜16可以重疊交叉設置，相鄰兩層碳納米管拉膜結構中的碳納米管的排列方 向形成一夾角α，其中，α大於等於零度且小於等於90度α <90° )。請參見圖4， 本發明實施例中汽車玻璃貼膜10採用4層重疊交叉碳納米管膜16。每兩層相鄰的碳納米 管膜16中的碳納米管擇優取向排列的方向之間形成90度夾角，4層重疊交叉的碳納米管膜 16中的碳納米管之間存在很多間隙。因此當將該4層重疊交叉的碳納米管膜16設置於所 述高分子薄膜基底18中時，高分子薄膜基底18的材料將滲透進入所述碳納米管之間的間 隙中，從而所述碳納米管膜16可以和高分子薄膜基底18均勻的複合在一起。進而使得所 述汽車玻璃貼膜10具有較高的強度。
該碳納米管膜16的厚度為0. 5納米 100微米。本實施例中，碳納米管膜16的厚 度為100微米。利用碳納米管膜16本身的粘性，將該碳納米管膜16在厚度方向設置於高 分子薄膜基底18中，由於碳納米管膜16中的碳納米管具有極大的長徑比(大於1000 1) 以及較高的強度，並且所述大多數碳納米管的整體延伸方向基本平行於碳納米管膜16的 表面，使得該碳納米管膜16與高分子薄膜基底18複合後具有較高的強度，當採用該碳納米 管膜16與所述高分子薄膜基底18複合結構的汽車玻璃貼膜10應用到汽車的擋風玻璃時， 若汽車擋風玻璃受到外力衝擊，該擋風玻璃不會破碎成小塊而是保持整體結構開裂，因此 可以很好地保護乘員的安全。另外，碳納米管膜16中的碳納米管對紫外光具有很高的吸收 率。因此，採用所述碳納米管膜16的汽車玻璃貼膜10亦具有較好的紫外光吸收的效果，該 汽車玻璃貼膜10還可有效阻擋紫外線，從而保護乘員的皮膚避免受到陽光的傷害。所述高分子保護層15的材料為一透明高分子材料，可以是熱塑性聚合物或熱固 性聚合物的一種或多種，如纖維素、聚對苯二甲酸乙酯、壓克力樹脂、聚乙烯、聚丙烯、聚苯 乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹脂、環氧樹脂、矽膠及聚酯等中的一種或多種。本實施例中，該高分 子保護層15的材料為環氧樹脂，其厚度為200微米。使用時，可以直接將該汽車玻璃貼膜 10粘附於玻璃表面，並使得所述高分子保護層15暴露在空氣中，從而可以保護所述汽車玻 璃貼膜10中的高分子薄膜基底18與外界分離。所述碳納米管膜16與高分子薄膜基底18可以通過以下方法實現第一步，提供至 少一碳納米管膜及一預聚合高分子溶液；第二步，將碳納米管基膜放置於一容器底部，並將 該預聚合高分子溶液倒入該裝有至少一碳納米管膜的容器內；第三步，使得預聚合高分子 溶液發生聚合反應並與碳納米管基膜進行複合，從而形成一個碳納米管膜16複合於高分 子薄膜基底18的結構。所述碳納米管膜16與高分子薄膜基底18可以通過以下方法實現首先，提供一個 高分子薄膜，並將至少一碳納米管膜16設置於所述高分子薄膜的表面。其次，在提供一高 分子薄膜，並將該高分子薄膜覆蓋所述至少一碳納米管膜16。最後，再通過熱壓的方式，使 得所述至少一碳納米管膜16與所述兩個高分子薄膜複合在一起，從而形成一複合有至少 一碳納米管膜16的高分子薄膜基底18。請參見圖5，本發明第二實施例提供一汽車玻璃貼膜20，其包括一高分子薄膜基 底18以及複合於高分子薄膜基底18內的多個碳納米管膜。與第一實施例的區別在於，所 述多個碳納米管膜16項互平行間隔設置於高分子薄膜基底18中。該高分子薄膜基底18的材料滲透進入碳納米管膜16的微孔中，使得碳納米管膜 16與所述兩層高分子薄膜基底18很好的複合在一起，由於所述多層碳納米管膜16平行間 隔設置於高分子薄膜基底18中，使得所述多層碳納米管膜16更加均勻地分布於高分子薄 膜基底18中，使得高分子薄膜基底18與所述多層碳納米管膜16更好的結合在一起，從而 很大程度上提高了高分子薄膜基底18的強度。另外，這種多層間隔設置的碳納米管膜16 還可以多次吸收紫外光，從而使得本發明中的汽車玻璃貼膜20具有更好的紫外吸收效果。本實施例中的汽車玻璃貼膜20中，高分子薄膜基底18與所述多層碳納米管膜16 的複合可以通過以下方式實現第一步，提供一碳納米管膜16及一預聚合高分子溶液；第 二步，將碳納米管膜16放置於一容器底部，並將該預聚合高分子溶液倒入該裝有碳納米管 膜16的容器內；第三步，使得預聚合高分子溶液發生聚合反應並與碳納米管膜16進行複合，從而形成第一層碳納米管/聚合物複合材料；第四步，在上述形成的第一層碳納米管/ 聚合物複合材料的聚合物層表面放置另一層碳納米管膜16，並再倒入一定量預聚合高分子 溶液，使該預聚合高分子溶液發生聚合反應，並與該另一層碳納米管膜16及第一層碳納米 管/聚合物複合材料的聚合物層表面進行複合，形成第二層碳納米管/聚合物複合材料；第 五步，在第四步的基礎上重複第四步，得到均勻分布有多層碳納米管膜16的高分子薄膜基 底18。請參閱圖6，本發明第三實施例提供一種汽車玻璃貼膜30，該汽車玻璃貼膜30的 結構與第一實施例或第二實施例中的汽車玻璃貼膜10，20相似。區別在於，複合於高分子 薄膜基底18中的為一表面鍍有納米金屬顆粒的複合碳納米管膜36。該複合碳納米管膜 36是以第一實施例或第二實施例中的碳納米管膜16為骨架，沉積一金屬層而成，該金屬層 包裹於碳納米管膜16中的每一個碳納米管的表面。所述金屬層可以採用物理氣相沉積法 (PVD)，如真空蒸鍍法、離子濺射法、電鍍法或磁控濺射法等方法形成。該金屬塗層的材料 金、銀、銅、鎳、鈀或鈦。厚度為1 20納米。本實施例中，該金屬塗層為金，厚度為10納米。請參閱圖7，本發明第三實施例的汽車玻璃貼膜30中的複合碳納米管膜36的透光 率與光波長的關係曲線。通過該曲線可以看出，鍍有金屬的複合碳納米管膜36同時在紫外 波段與紅外及遠紅外波段的透過率較低，因此該複合碳納米管膜36同時具有吸收紫外光 並反射紅外光的功效。並且，該複合碳納米管膜36在可見光波段的透過率較高。因此，採 用該複合碳納米管膜的汽車玻璃貼膜30，可以同時吸收紫外線並反射紅外光，還可以透過 可見光。可以達到保護車內人發出的紅外光，被反射回車內，使得車內人不被車外的紅外探 測裝置探測到的效果的同時。另外，該汽車玻璃貼膜30還可以將車外自然界中的紅外光反 射，起到絕熱膜的效果。因此，本發明第三實施例的汽車玻璃貼膜30同時具有防紫外光，絕 熱，防止車內人被車外的紅外探測裝置探測到的效果。可以理解，第三實施例中的汽車玻璃貼膜30中的複合碳納米管膜36與高分子薄 膜基底18的複合方法與第一實施例及第二實施例中描述的方法相同。請一併參見圖8，本發明實施例的汽車玻璃貼膜10在使用時，可先將該汽車玻璃 貼膜10裁減成需貼膜的玻璃的形狀，然後再通過一粘結劑將該汽車玻璃貼膜10粘附於車 窗玻璃上，所述複合有碳納米管膜16的高分子薄膜基底18設置於汽車玻璃與高分子保護 層15之間，並使所述高分子保護層15暴露於空氣中，避免外力刮擦傷害汽車玻璃貼膜10。可以理解，本發明所有實施例提供的汽車貼膜都可以應用於圖7的汽車玻璃之 上，圖8僅以第一實施例中的汽車玻璃貼膜10為例。可以理解，本發明提供的汽車玻璃貼膜並不僅限於在汽車擋風玻璃上應用，還可 以應用於建築玻璃，以及其他需要保護的玻璃上。與現有技術相比較，所述汽車玻璃貼膜包括設置於高分子薄膜基底中的至少一碳 納米管膜，所述碳納米管膜由多個碳納米管組成，所述多個碳納米管首尾相連基本沿一個 方向擇優取向排列，由於碳納米管具有極大的長徑比，使得所述碳納米管膜與所述高分子 薄膜基底複合後極大地增強了高分子薄膜基底的強度，進而增強了該汽車玻璃貼膜的強 度。另外，所述碳納米管膜對於紫外光具有較好的吸收效果，因此，採用上述複合有碳納米 管膜的高分子薄膜基底的汽車玻璃貼膜即具有較強的強度，又同時具有較好的紫外吸收效 果，從而保護乘員的皮膚避免受到陽光的傷害。另外，本發明中複合有含金屬層的複合碳納米管膜的汽車玻璃，還可以反射紅外光，可以較好的保護車內人的隱私，可用於防彈車車窗 玻璃的汽車貼膜，阻止紅外夜視儀透過汽車玻璃窺視到車內的乘員。
另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其他變化，當然，這些依據本發明精 神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。
權利要求
1.一種汽車玻璃貼膜，其特徵在於，包括一高分子薄膜基底；至少一層碳納米管膜複合於所述高分子薄膜基底中，所述碳納米管膜為由多個碳納米 管組成，所述多個碳納米管通過範德華力首尾相連沿一個方向擇優取向排列；以及一高分子保護層設置於所述高分子薄膜基底表面。
2.如權利要求1所述的汽車玻璃貼膜，其特徵在於，所述碳納米管膜中大多數碳納米 管的整體延伸方向基本朝同一方向且基本平行於碳納米管膜的表面。
3.如權利要求2所述的汽車玻璃貼膜，其特徵在於，所述碳納米管膜為一自支撐結構， 所述碳納米管膜以一個整體的形式複合於所述高分子薄膜基底。
4.如權利要求2所述的汽車玻璃貼膜，其特徵在於，所述所述碳納米管膜中基本朝同 一方向延伸的大多數碳納米管中每一碳納米管與在延伸方向上相鄰的碳納米管通過範德 華力首尾相連。
5.如權利要求3所述的汽車玻璃貼膜，其特徵在於，所述碳納米管膜中相鄰的碳納米 管之間存在間隙。
6.如權利要求4所述的汽車玻璃貼膜，其特徵在於，所述高分子薄膜基底的材料滲透 進入所述間隙中。
7.如權利要求1所述的汽車玻璃貼膜，其特徵在於，所述汽車玻璃貼膜包括多層層疊 設置的碳納米管膜複合於所述高分子薄膜基底中。
8.如權利要求6所述的汽車玻璃貼膜，其特徵在於，所述汽車玻璃貼膜包括多層平行 間隔設置的碳納米管膜複合於所述高分子薄膜基底中。
9.如權利要求1所述的汽車玻璃貼膜，其特徵在於，所述高分子薄膜基底的材料為聚 苯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、對苯二甲酸乙二醇酯、苯丙環丁 烯或聚環烯烴。
10.如權利要求1所述的汽車玻璃貼膜，其特徵在於，所述碳納米管膜的厚度為0.5納 米 100微米。
11.一種汽車玻璃貼膜，其特徵在於，包括一高分子薄膜基底；至少一層複合碳納米管膜複合於所述高分子薄膜基底中，所述複合碳納米管膜為由多 個碳納米管組成，所述多個碳納米管通過範德華力首尾相連沿一個方向擇優取向排列，每 一碳納米管表面包覆有金屬層；以及一高分子保護層設置於所述高分子薄膜基底表面。
12.一種使用如權利要求1至11任意權利要求中的汽車玻璃貼膜的汽車，該汽車包括 車身及擋風玻璃，其特徵在於，所述汽車玻璃貼膜通過粘結劑設置於汽車玻璃表面，所述復 合有碳納米管膜的高分子薄膜基底設置於汽車玻璃與高分子保護層之間。
全文摘要
本發明提供一種汽車玻璃貼膜，包括一高分子薄膜基底；至少一層碳納米管膜複合於高分子薄膜基底；一高分子保護層設置於所述高分子薄膜基底表面。所述碳納米管膜為由多個碳納米管組成，所述多個碳納米管通過範德華力首尾相連沿一個方向擇優取向排列。
文檔編號B32B9/04GK102107546SQ200910265339
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者馮辰, 劉亮, 潛力 申請人:北京富納特創新科技有限公司