三维冷成型弯曲复合材料制造技术

本公开内容涉及一种复合材料，包括：具有第一主表面和第二主表面的冷成型的装饰或未装饰的玻璃基板；具有第一主表面和第二主表面的金属或聚合物基板；以及位于玻璃基板的第一主表面与金属或聚合物基板的第一主表面之间的至少一种粘合剂；玻璃基板的第一主表面和第二主表面以及金属或聚合物基板的第一主表面和第二主表面限定至少一个曲率，所述至少一个曲率具有约60mm或更大的弯曲半径；其中在根据修改的GMW3172环境和耐久性测试进行物理测试后，所述复合材料保持玻璃基板与金属或聚合物基板之间的粘合。基板之间的粘合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维冷成型弯曲复合材料
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据美国专利法第119条(35U.S.C.
§
119)要求于2019年1月4日提交的美国临时申请序列号62/788,292的优先权益，本申请依赖所述临时申请的内容，并且通过引用将上述申请的内容作为整体结合在此。

技术介绍

[0003]车辆内饰可以包括结合有显示器和/或触摸面板的弯曲表面。用于形成这种弯曲表面的材料通常限于聚合物，其无法表现出玻璃的耐久性和光学性能。因此，弯曲玻璃基板是期望的，尤其是在用作用于显示器和/或触摸面板的盖时。现有的形成弯曲玻璃基板的方法(诸如热成型)具有包括高成本、光学变形、和/或在弯曲或成型期间发生的表面印痕(surface marking)的缺点。因此，需要一种能够以经济有效的方式并入弯曲玻璃基板并且没有通常与玻璃热成型工艺相关的问题的车辆内饰系统。此外，需要保持弯曲玻璃基板充分粘合至车辆内饰(包括具有紧密弯曲半径的区域)中的表面的粘合剂，从而使粘合的弯曲玻璃基板在车辆的基本上整个使用寿命内具有瞬时抗毁性(survivability)和可靠性。

技术实现思路

[0004]除其他方面之外，本公开内容提供复合材料，包括：层压体，(i)甚至在复合材料中存在紧密弯曲半径的情况下；和(ii)甚至根据修改的GMW3172环境和耐久性测试进行物理测试后，所述复合材料在冷成型的装饰或未装饰的玻璃基板与金属或聚合物基板之间也保持粘合。本公开内容描述了将同时满足特征(i)和(ii)的粘合剂。
附图说明<br/>[0005]附图通常以示例的方式而不是以限制的方式示出了本文所讨论的各种实施方式。
[0006]图1是示出根据一个或多个实施方式的具有车辆内饰系统的车辆内饰的透视图。
[0007]图2是示出包括没有平坦尖端的弯曲玻璃基板的显示器的侧视图。
[0008]图3是示出在图2的显示器中使用的玻璃基板的侧视图。
[0009]图4是示出图3的玻璃基板的前透视图。
[0010]图5是示出在可彼此具有相同或不同半径的两个独立方向上具有不同曲率半径的复杂弯曲的冷成型玻璃基板的侧视图。
[0011]图6是示出在本文所描述的复合材料中有用的各种结构性粘合剂的图表。
[0012]图7是示出用于评估本文所描述的复合材料的根据修改的GMW3172环境和耐久性测试的物理测试的流程图。
[0013]图8是示出根据图7所示的流程图确定的用于通过累积应力测试的冷成型0.7mm玻璃基板产品的粘合剂的表：阶段1：85C/85％RH+加霜湿热循环+95℃/500h+振动加热循环+机械冲击
–
凹坑(Pothole)；和阶段2：热冲击。
[0014]图9是示出根据图7所示的流程图确定的用于通过累积应力测试的冷成型0.55mm
玻璃基板产品的粘合剂的表：阶段1：85C/85％RH+加霜湿热循环+95℃/500h+振动加热循环+机械冲击
–
凹坑；和阶段2：热冲击。
[0015]在各个附图中，相似的附图标记表示相似的元件。一些元件可能以相同或等价的倍数存在。在这种情况下，仅一个或多个代表性元件可以由附图标记表示，但是应当理解，这些附图标记适用于所有这些相同的元件。除非另有说明，否则本文档中的所有附图均未按比例绘制，并且出于图解本公开内容的不同实施方式的目的进行选择。特别地，仅以说明性的术语描绘了各个部件的尺寸，除非另有说明，否则不应从附图中推断出各个部件的尺寸之间的关系。尽管在本公开内容中可以使用诸如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“下面”“之上”、“前”、“后”、“上”和“下”以及“第一”和“第二”之类的术语，但应当理解的是，除非另外指出，这些术语仅以它们的相对含义使用。
具体实施方式
[0016]现在将详细参考所公开主题的某些实施方式，这些实施方式的示例在随附的附图中部分地示出。尽管将结合所列举的权利要求描述所公开的主题，但是应当理解，所例举的主题并非旨在将权利要求限制为所公开的主题。
[0017]冷成型(例如，弯曲)是一种能量有效的方法，该方法基于玻璃在相对较低的温度(例如，&lt;140℃)下的弹性变形，并施加平面外载荷来产生所需的形状，从而产生弯曲玻璃基板。在冷成型工艺中，对平板式高强度玻璃进行三维(3D)变形，并通过粘合剂夹层将其机械固定至目标预成型3D框架(例如，金属，诸如镁、铝及其合金、钢及其合金、或聚合物/共聚物/聚合物共混物，诸如PC/ABS、PP/EPDM、PC/PBT合金、PP、PC共聚物共混物，所有这些均可填充或未填充、(玻璃或碳纤维)强化或未强化的、和类似者)。显示功能模块的层压可发生在3D冷成型工艺之前或之后。这种冷成型工艺在所获得的弯曲玻璃基板、粘合剂层和目标框架中产生应力。
[0018]由于玻璃弯曲而在粘合剂中产生的机械应力将在其整个寿命期间持续。机械应力不仅会导致粘合剂的瞬时失效，还会导致长期的可靠性/耐久性问题。粘合剂所需的应力阈值是确定其瞬时抗毁性和长期可靠性/耐久性的一些关键数值。该阈值根据粘合剂类型、粘合线尺寸(例如粘合线的宽度和高度)、玻璃机械性质、材料类型、预成型3D框架的几何形状、以及本文所描述的复合材料的可靠性/耐久性而变化。
[0019]因此，本公开内容提供一种包括层压体的复合材料，其包括：具有第一主表面和第二主表面的冷成型的装饰或未装饰的玻璃基板；具有第一主表面和第二主表面的金属或聚合物基板；和
[0020]位于玻璃基板的第二主表面与金属或聚合物基板的第一主表面之间的至少一种粘合剂；玻璃基板的第一主表面和第二主表面以及金属或聚合物基板的第一主表面和第二主表面限定至少一个曲率，该至少一个曲率具有约60mm或更大(例如，从约60mm至约10000mm、约60mm至约7500mm、约60mm至约50000mm、约60mm至约4000mm、约60mm至约3000mm、约60mm至约2000mm、约60mm至约1000mm、约60mm至约600mm、约60mm至约250mm、约100mm至约500mm、约300mm至约1000mm、约500mm至约750mm、约250mm至约800mm、或约100mm至约450mm)的弯曲半径；
[0021]其中，在根据修改的GMW3172环境和耐久性测试进行物理测试后，该复合材料保持
玻璃基板与金属或聚合物基板之间的粘合。
[0022]用于本文的合适的玻璃基板包括但不限于钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼铝硅酸盐玻璃、含碱铝硅酸盐玻璃、含碱硼硅酸盐玻璃、含碱硼铝硅酸盐玻璃、聚碳酸酯、聚酰亚胺、和丙烯酸酯/丙烯酸，诸如聚甲基丙烯酸甲酯。
[0023]可以在车辆内饰系统中找到玻璃基板、框架以及将玻璃基板粘合到框架的粘合剂。反过来，车辆内饰系统可以并入到任何车辆中，包括火车、机动车(例如轿车、卡车、公共汽车和类似者)、海上航行器(船、舰、潜艇和类似者)、和飞行器(例如无人机、客机、喷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种复合材料，包括：冷成型的装饰或未装饰的玻璃基板，所述冷成型的装饰或未装饰的玻璃基板具有第一主表面和第二主表面；金属或聚合物基板，所述金属或聚合物基板具有第一主表面和第二主表面；以及至少一种粘合剂，所述至少一种粘合剂位于所述玻璃基板第一主表面与所述金属或聚合物基板第一主表面之间；所述玻璃基板第一主表面和所述玻璃基板第二主表面以及所述金属或聚合物基板第一主表面和所述金属或聚合物第二主表面限定至少一个曲率，所述至少一个曲率具有约60mm或更大的弯曲半径；其中，在根据修改的GMW3172环境和耐久性测试进行物理测试后，所述复合材料保持所述玻璃基板与所述金属或聚合物基板之间的粘合。2.如权利要求1所述的复合材料，其中所述至少一个曲率具有约60mm至约5000mm的弯曲半径。3.如权利要求1或权利要求2所述的复合材料，其中所述玻璃基板由钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼铝硅酸盐玻璃、含碱铝硅酸盐玻璃、含碱硼硅酸盐玻璃、含碱硼铝硅酸盐玻璃、聚碳酸酯、聚酰亚胺、或丙烯酸形成。4.如权利要求1
‑
3中任一项所述的复合材料，其中所述玻璃基板在玻璃最厚的部分处从所述第一主表面至所述第二主表面测得的厚度为约0.2mm至约2mm。5.如权利要求1
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3中任一项所述的复合材料，其中所述玻璃基板在玻璃最厚的部分处从所述第一主表面至所述第二主表面测得的厚度为约0.4mm至约1.1mm。6.如前述权利要求中任一项所述的复合材料，其中所述金属或聚合物基板由以下形成：镁及其合金；铝及其合金；钢及其合金；PC/ABS；PP/EPDM；PC/PBT；PP；和PC共聚物共混物形成。7.如权利要求5所述的复合材料，其中所述金属基板由铝形成。8.如权利要求1
‑
5中任一项所述的复合材料，其中所述聚合物基板是经填充和强化的至少一种。9.如前述权利要求中任一项所述的复合材料，其中所述玻璃基板和所述金属或聚合物基板中的至少一者包括由以下引起的表面改性：喷砂或其他表面粗糙化；镀锌；电子涂布；酸蚀；打底漆；或涂漆。10.如前述权利要求中任一项所述的复合材料，其中所述粘合剂具有内聚破坏模式或所述复合材料在任何给定界面处具有粘结破坏。11.如前述权利要求中任一项所述的复合材料，其中所述粘合剂包括环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯、硅烷改性聚合物或有机硅。12.如前述权利要求中任一项所述的复合材料，其中所述粘合剂具有以下至少一者：小于5％的固化收缩率；和低释气。13.如前述权利要求中任一项所述的复合材料，其中所述粘合剂具有以下至少一者：至少0.5MPa的重叠剪切强度；至少0.5MPa的拉伸强度；至少3％的断裂伸长率％；在约22℃至约25℃的温度下至少2N/mm的T
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剥离强度。14.如权利要求1
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12中任一项所述的复合材料，其中所述复合材料具有至少一个曲率
半径为约250mm或更小的曲面；并且所述至少一种粘合剂具有以下至少一者：约0.5GPa至约5GPa的杨氏模量；约15MPa至约80MPa的拉伸强度；约2％至约20％的断裂伸长率％；约2MPa至约50MPa的Al/Al的重叠剪切强度；约2MPa至约40MPa的Al/聚合物基板的室温(RT)重叠剪切强度；以及在约22℃至约25℃的温度下约2N/mm至约15N/mm的T
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剥离强度。15.如权利要求1
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12中任一项所述的复合材料，其中所述复合材料具有至少一个曲率半径为约250mm或更小的曲面；并且所述至少一种粘合剂具有以下至少一者：约25℃至约100℃的玻璃化转变温度，以及在
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40℃下约1GPa至约5GPa和在95℃下约2MPa至约50MPa的储能模量(E
’
)。16.如权利要求14或15所述的复合材料，其中所述至少一种粘合剂是2组分增韧环氧树脂。17.如权利要求1
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12中任一项所述的复合材料，其中所述复合材料具有至少一个曲率半径为约150mm至约5000mm的曲面；并且所述至少一种粘合剂具有以下至少一者：约5MPa至约500Mpa的杨氏模量；约1MPa至约30MPa的拉伸强度；约10％至约200％的断裂伸长率％；约1MPa至约40MPa的重叠剪切强度(Al/Al)；以及约2N/mm至约10N/mm的T
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剥离强度。18.如权利要求1
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12中任一项所述的复合材料，其中所述复合材料具有至少一个曲率半径为约150mm至约5000mm的曲面；并且所述至少一种粘合剂具有以下至少一者：约10℃至约50℃的玻璃化转变温度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里，
申请(专利权)人：康宁公司，
类型：发明
国别省市：