新型玻璃材料在汽车工业的应用与发展

引言汽车已经成为人们日常生活中重要的交通工具。玻璃作为汽车上不可或缺的重要组成部分，约占汽车表面积三分之一，其作为汽车重要的透明件、功能件与安全件，随着汽车消费升级和技术进步，消费者对汽车的配置要求越来越高，汽车玻璃的功能也逐渐丰富。不仅仅局限于汽车玻璃可以抵御寒冷、风沙的性能，也追求汽车玻璃的美观和安全性。汽车玻璃制造商逐渐认识到汽车玻璃的重要性，汽车玻璃向更安全、更智能方向发展。

汽车玻璃的品种与用途汽车玻璃根据其在汽车上的应用部位可分为前挡玻璃、后挡玻璃、天窗玻璃、侧窗玻璃。前挡玻璃一般使用夹层钢化玻璃和夹层区域钢化玻璃，侧窗玻璃和后挡玻璃使用钢化玻璃。单车汽车玻璃用量单车汽车玻璃用量反映了汽车玻璃对汽车的应用价值。如图1所示，单车汽车玻璃用量提升是汽车行业发展的一大趋势，汽车产业发展至今，轿车的单车玻璃平均用量已经提升至3.9～4.5m2，相对于20世纪50年代的汽车玻璃用量提高了1倍左右。图1单车汽车玻璃用量变化趋势国内外汽车玻璃企业发展现状国内外对汽车玻璃用量日益增加，而汽车玻璃行业被高度垄断，目前福耀、板硝子、旭硝子、圣戈班四家公司占据了全球汽车玻璃行业超过80%的份额。见图2。图2全球汽车玻璃生产商市场份额占比汽车玻璃产品发展趋势汽车玻璃的智能化。（1）HUD抬头显示玻璃。汽车在快速行驶时，如果驾驶员低头观看车速仪表等时，无法对突发的状况及时做出反应而发生交通事故。因此，HUD抬头显示系统应运而生，并广泛应用于汽车玻璃上。HUD是一种由光学元件、显示元件、控制器和高压电源组成的综合电子显示装置。它可以把车辆行驶速度、汽油剩余量、行驶公里数等显示在前挡风玻璃上，使驾驶员不用低头就可以获得这些信息。（2）可调光玻璃。炎热的夏天太阳光十分充足，强烈的阳光透过玻璃照射到车内会影响驾驶员驾驶。可调光玻璃的透明度可手动或自动改变，有效地将能量透过率降至5%。可调光玻璃生产有两种技术：电致变色技术（EC）和液晶显示技术（LC）。汽车玻璃功能化。（1）憎水玻璃。下雨天水滴在玻璃上挡住了驾驶员的部分视线，虽然有雨刷器但是前挡风玻璃上有一些地方是雨刷器刷不到的地方。而且对于侧面玻璃和后风窗玻璃雨刷器却无能为力。憎水玻璃的出现解决了这一问题。憎水玻璃是在玻璃上镀上一层薄膜，使雨滴不会留在玻璃上而是靠自身重量或风力落下。有两种方法实现憎水表面：一是应用低表面能物质，例如烷氧基硅盐、烷氧基聚合物、有机聚合物等，以使玻璃表面具有低表面能；二是使表面达到纳米级的微观表面。（2）玻璃天线。许多驾驶员都喜欢在车上打开收音机放松心情。收音机需要天线来接收信号。以前在马路上经常看到轿车顶上有一个“小尾巴”，这个“小尾巴”就是用来接收信号的。但是这种伸出来的天线很容易与其他事物发生碰撞，寿命短，而且暴露在外面会影响对信号的接收。在这种情况下，玻璃天线应运而生，通常用在后挡风玻璃上。（3）隔热玻璃。太阳光是由可见光、紫外线和红外线三部分组成。太阳光赋予了世界万物能量的同时也给人们带来不便。在不影响采光的情况下，有效阻挡紫外线和红外线已经成为汽车玻璃新技术的重要发展方向。国家规定：挡风玻璃可见光的透射率不能低于75%。目前，在满足透光率的条件下，有两种方法可使玻璃达到隔热的效果。ITO透明导电膜：透明导电膜的工作机理是膜层中自由电子的导电性及与电磁辐射之间的相互作用。ITO透明导电膜是掺杂了锡的透明导电氧化铟膜，具有很好的导电性和透明度。将透明导电膜夹在PVB膜和外层玻璃中间，即可达到隔热的效果且要比普通导电膜好很多。ITO氧化铟锡涂料：将氧化铟锡分散到树脂中制成涂料，涂在汽车玻璃内侧。其透射率高达85%，满足了国家标准规定的要求，可以达到很好的隔热效果。（4）加热玻璃。汽车在行驶过程中驾驶员不仅需要注意道路前方的状况还需要通过后视镜观察后方车辆行驶状况。在温度较低时，后挡风玻璃上会形成一层薄雾，遮挡视线。在玻璃上涂发热膜，通过产生的热量除去玻璃上的雾霜。此外，在玻璃表面印刷导电银浆，经热处理后，导电银浆便会与玻璃表面合二为一。通电后，随着电流的增大会产生热量，就可以消除玻璃表面上的霜、雾。汽车玻璃的集成化和模块化。汽车零部件模块化、集成化生产将成为行业发展趋势之一。可以帮助整车厂优化其供应链、降低整体的生产成本、加强对质量的控制，也给汽车玻璃行业带来机会。汽车玻璃制造商将玻璃与天线、电子元件、包边条等附件结合在一起，以提高汽车玻璃的附加值。汽车玻璃轻量化。如果汽车玻璃减重约10kg，汽车每百公里油耗将降低约0.06L。随着政府对汽车降低油耗的要求越来越严，整车厂迫于压力，对汽车玻璃轻量化需求也逐渐增强。因此，汽车玻璃轻量化趋势明显。有些汽车已经采用注塑的树脂玻璃：聚碳酸酯简称PC，将其经过改性和镀层后可用于汽车车窗玻璃。相对于无机玻璃，PC玻璃减重效果十分明显，符合绿色环保，节能减排的理念。结语由于玻璃的独特性能使其在汽车工业上的应用越来越广泛。单车汽车玻璃用量日益增多，使汽车玻璃需要更先进的加工技术。驾驶员的视觉、听觉、知觉是保证驾驶