中國(guó)報(bào)告大廳網(wǎng)訊,新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速推進(jìn)帶動(dòng)汽車玻璃配套技術(shù)持續(xù)升級(jí),2025年行業(yè)對(duì)汽車玻璃行業(yè)功能性的要求已從基礎(chǔ)防護(hù)向耐候性、穩(wěn)定性等多元維度延伸。汽車玻璃油墨作為保障玻璃遮蔽性、裝飾性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的核心材料,其耐酸堿性能直接影響汽車玻璃使用壽命與安全性。傳統(tǒng)油墨因抗粘性不足、酸堿耐受性差等問(wèn)題,已難以滿足新能源汽車輕量化與長(zhǎng)周期使用需求,研發(fā)符合嚴(yán)苛環(huán)境要求的耐酸堿油墨成為行業(yè)技術(shù)攻關(guān)重點(diǎn)。以下是2025年汽車玻璃行業(yè)技術(shù)分析。
新能源汽車玻璃按結(jié)構(gòu)主要分為鋼化型和夾層型兩類,需滿足碎片少、透光性好、抗沖擊等核心要求,而汽車玻璃油墨作為印刷于玻璃表面或邊緣的漿料,承擔(dān)著遮蔽導(dǎo)電銀漿、避免擋風(fēng)玻璃黏結(jié)、提升外觀裝飾效果的關(guān)鍵作用。研究表明,汽車自重減少 10% 可有效降低能源消耗并減少尾氣排放,這一輕量化需求進(jìn)一步對(duì)汽車玻璃及配套油墨的性能提出了更高標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)油墨在酸堿環(huán)境下易出現(xiàn)脫落、開裂等問(wèn)題,無(wú)法適配新能源汽車復(fù)雜使用場(chǎng)景,因此耐酸堿性能優(yōu)化成為汽車玻璃油墨研發(fā)的核心目標(biāo)。
耐酸堿汽車玻璃油墨的制備需經(jīng)過(guò)低熔點(diǎn)玻璃粉制備、調(diào)墨油調(diào)配、材料混合研磨及燒結(jié)成型等關(guān)鍵步驟,各環(huán)節(jié)的參數(shù)控制直接決定最終產(chǎn)品性能。實(shí)驗(yàn)采用無(wú)機(jī)顏料、樹脂等原料,通過(guò)原料混合磨細(xì)、高溫熔融鑄塊、研磨制粉得到低熔點(diǎn)玻璃粉;再經(jīng)樹脂與溶劑混合攪拌、冷卻制成調(diào)墨油;最后將玻璃粉、調(diào)墨油按比例混合,加入助劑與顏料后經(jīng)球磨機(jī)正反交替研磨 1 小時(shí),通過(guò)絲網(wǎng)或輥涂印刷于玻璃基板并干燥燒結(jié)成型。
《2025-2030年全球及中國(guó)汽車玻璃行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)研及發(fā)展前景分析報(bào)告》指出,性能檢測(cè)采用制動(dòng)熱機(jī)械分析儀測(cè)定玻璃粉熱膨脹系數(shù),通過(guò)樹脂 TG 曲線與玻璃粉 TG-DSC 曲線分析熱穩(wěn)定性,同時(shí)監(jiān)測(cè)溶劑烘干速率與揮發(fā)率。耐酸堿性能評(píng)判則通過(guò)將燒結(jié)后樣品分別置于 H?SO?溶液中進(jìn)行 72 小時(shí)水浴,以及 0.5% NaOH 溶液中浸泡 80 小時(shí),對(duì)比表面色差及脫落、開裂情況完成。
低熔點(diǎn)玻璃粉是汽車玻璃油墨的核心組成,其質(zhì)量直接影響油墨附著性能。熱膨脹系數(shù)是關(guān)鍵控制指標(biāo):若玻璃粉熱膨脹系數(shù)高于基板玻璃,受熱膨脹幅度更大會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)時(shí)油墨面產(chǎn)生永久張應(yīng)力,引發(fā)龜裂;若系數(shù)過(guò)小,冷卻過(guò)程中玻璃基板收縮會(huì)使油墨層產(chǎn)生永久壓應(yīng)力,超過(guò)耐壓極限即發(fā)生開裂。因此需保證玻璃粉熱膨脹系數(shù)略小于基板玻璃,且燒結(jié)時(shí)墨層壓應(yīng)力處于允許范圍。通過(guò) TG-DSC 曲線分析發(fā)現(xiàn),玻璃粉到達(dá)軟化溫度后無(wú)析晶放熱峰,穩(wěn)定性良好,為汽車玻璃油墨的實(shí)際應(yīng)用提供了基礎(chǔ)保障。
調(diào)墨油由樹脂和溶劑組成,是實(shí)現(xiàn)汽車玻璃油墨絲網(wǎng)印刷的關(guān)鍵介質(zhì),其性能需兼顧樹脂耐熱性與溶劑溶解性,同時(shí)滿足干燥速率與儲(chǔ)存穩(wěn)定性要求。
樹脂選擇:采用新型丙烯酸類樹脂,通過(guò)弱溶劑聚合而成,對(duì)溶劑體系兼容性強(qiáng),能良好潤(rùn)濕包裹玻璃粉料,具有下墨量大、耐濕流平性好的優(yōu)勢(shì)。印刷時(shí)可實(shí)現(xiàn)均勻成膜,玻璃粉熔融后能與汽車玻璃基板穩(wěn)定黏結(jié),形成致密連續(xù)涂層。樹脂最終分解溫度需與玻璃粉軟化溫度相近,避免出現(xiàn)樹脂未分解而玻璃粉未熔融的情況,以提升墨層附著力。
溶劑調(diào)配:?jiǎn)我蝗軇╇y以滿足性能需求:松節(jié)油揮發(fā)過(guò)快導(dǎo)致油墨黏度增加;聚乙二醇、有機(jī)硅油揮發(fā)過(guò)慢延長(zhǎng)烘干時(shí)間;松油醇易引發(fā)墨層氣泡。通過(guò)多溶劑混合配比可實(shí)現(xiàn)干燥速率與揮發(fā)率的優(yōu)化平衡。
含量控制:實(shí)驗(yàn)表明,樹脂含量增加初期可提升油墨固含量,但超過(guò)臨界值后會(huì)因黏度快速上升導(dǎo)致固含量下降。綜合能耗與烘干效率,調(diào)墨油最終確定為 94% 溶劑與 6% 樹脂的配比方案。
經(jīng)燒結(jié)成型的汽車玻璃油墨樣品檢測(cè)顯示,優(yōu)化配比后的墨層表面光滑平整,附著力與光澤度良好,抗粘性優(yōu)異。耐酸堿測(cè)試中,樣品經(jīng)酸堿浸泡后無(wú)明顯色差,未出現(xiàn)脫落與開裂現(xiàn)象,符合行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)。
基于實(shí)驗(yàn)研發(fā)的玻璃用耐高溫耐酸油墨,包含無(wú)機(jī)顏料懸浮液與耐酸玻璃粉懸浮液兩部分,其中耐酸玻璃粉懸浮液按質(zhì)量百分比由 25%~42% 二氧化硅、40%~70% 氧化鉍、1.8%~5.5% 氧化鋇、1.2%~2.5% 氧化鋁、0.8%~3.5% 二氧化鈦、0.65%~1.5% 氧化鈉組成,各組分之和為 100%。通過(guò)控制氧化鉍含量為二氧化硅的 1.2~1.8 倍,利用金屬 Bi 在 SiO?結(jié)構(gòu)分子鏈中的作用抑制 - OH 被酸破壞,實(shí)現(xiàn)優(yōu)異耐酸效果。SEM 表征顯示,燒結(jié)后油墨可均勻分布于汽車玻璃表面,其中氧化鉍與氧化硅比例為 5∶4 的方案 6 表現(xiàn)最佳,能顯著提升汽車玻璃耐酸堿性能。
汽車玻璃耐酸堿油墨的研發(fā)通過(guò)精準(zhǔn)控制低熔點(diǎn)玻璃粉熱膨脹系數(shù)、優(yōu)化調(diào)墨油樹脂與溶劑配比,結(jié)合氧化鉍與二氧化硅的科學(xué)配比,成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品耐酸堿性能的突破。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,該油墨經(jīng) 72 小時(shí)酸處理與 80 小時(shí)堿處理后無(wú)脫落開裂,且玻璃粉與樹脂的熱穩(wěn)定性適配汽車玻璃燒結(jié)與使用需求。這種以玻璃基料為連接料、金屬氧化物為調(diào)色劑、稀有金屬為助劑的配比體系,為汽車玻璃行業(yè)油墨性能提升提供了有效路徑,可進(jìn)一步推動(dòng)新能源汽車玻璃技術(shù)升級(jí),為汽車玻璃的長(zhǎng)周期穩(wěn)定使用提供可靠保障。
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