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膠黏劑在汽車工業上的應用
發布日期:2017-08-07
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核心提示:隨著汽車工業的發展,汽車與膠黏劑的聯系越來越密切。首先,解決了汽車的三漏(漏風、漏雨、漏塵)問題,提高了整車的舒適性;其次,不僅起到隔熱減振、增強汽車結構和內外裝飾的作用,而且簡化了汽車制造工藝,在汽車
隨著汽車工業的發展,汽車與膠黏劑的聯系越來越密切。首先,解決了汽車的“三漏”( 漏風、漏雨、漏塵)問題,提高了整車的舒適性; 其次,不僅起到隔熱減振、增強汽車結構和內外裝飾的作用,而且簡化了汽車制造工藝,在汽車節能降耗、輕量化和延長使用壽命方面發揮越來越重要的作用。因此膠黏劑在汽車上的用量越來越大,據估算: 轎車每車用膠量20 kg、中型車16 kg、重型車22 kg。
車用膠黏劑的應用概況
從膠黏劑的分子結構出發,可將車用膠黏劑大致分為環氧類膠黏劑、丁基類膠黏劑、聚氨酯類膠黏劑和硅酮類膠黏劑等4大類別,主要介紹如下幾種車用膠黏劑。
1.1 環氧類膠黏劑
折邊膠在經歷了聚丙烯酸酯、環氧樹脂和聚氯乙烯等類膠粘劑并存局面之后,目前單組份高溫固化環氧膠是國內應用最為普遍的。其主要用在車門、發動機罩蓋、行李箱蓋等卷邊結構處,其粘接強度高,可完全取代點焊結構膠,這一膠種單車用量約為200g。此外,低溫感應固化環氧類折邊膠是國外技術的新發展,它克服了傳統意義上的固化溫度要求高、貯存期短的問題。
1.2 丁基類膠黏劑
丁基橡膠防水密封粘結帶是由丁基橡膠與聚異丁烯等主要原料共混而成,按照特殊的生產配方,經過特殊的工藝流程生產出來的環保型無溶劑密封粘結材料。主要用于車門內板等需要密封防水的部位,防止雨水滲入部件內部。
丁基密封膠帶主要有以下優點:
( 1) 優異的機械性能: 粘結強度、抗拉強度高,彈性、延伸性能好,對于界面形變和開裂適應性強。
( 2) 穩定的化學性能: 具有優良的耐化學性,耐候性和耐腐蝕性。
( 3) 可靠的應用性能: 其粘結性、防水性、密封性、耐低溫性和追隨性好,尺寸的穩定性好。
( 4) 施工操作工藝簡單。
1.3 硅酮類膠黏劑
由于汽車在長期的行駛過程中,發動機缸體板塊經常會受到溫度的變化和內部氣體壓力的作用,主體結構容易產生變形和松動,導致接縫處的漏油問題顯得特別突出,傳統方法是用橡膠、石棉、金屬等墊片,但因老化或腐蝕很快就會泄漏。而以中性硅酮膠來代替固體墊片,固化后可實現緊密接觸,具有膠層彈性好、耐熱、耐油、耐老化,涂膠工藝簡單,可剝性強,拆卸方便,密封效果好等優點。主要用于各種汽車發動機、缸蓋、油底殼、變速箱等裝配密封使用,完全可以取代墊圈,達到防止油、氣、水的泄漏的效果。
1.4 聚氨酯膠黏劑
聚氨酯膠類黏劑在汽車上的用量在車用膠黏劑中占據較大的比例,其主要包括單組分濕氣固化聚氨酯風擋玻璃膠、雙組分聚氨酯膠黏劑、水性聚氨酯膠黏劑等。
聚氨酯膠黏劑具有如下特點:
( 1) 溫度適應范圍廣,在-40~100℃之間均表現出良好的粘接性能。
( 2) 具有良好的韌性、耐油、耐磨、耐溶劑以及抗菌等性能。
( 3) 因為其中含有極性很強、化學活潑性很高的異氰酸酯和氨基甲酸酯基團,所以它可以與含有活潑氫的材料,如木材、皮革、織物、紙張、陶瓷等多孔材料,以及金屬、玻璃、橡膠、塑料等表面光潔的材料都有著優良的化學粘合力。
1.4.1 單組分濕氣固化聚氨酯風擋玻璃膠
單組份濕氣固化聚氨酯風擋玻璃膠中含有大量極性基團和活性反應基團,能與被粘結面上或空氣中的微量水分發生反應而固化,因此,此種膠黏劑要求對水分特別敏感,固化速度快,固化后要保持良好的彈性,而且要求有較好的儲存穩定性,它是汽車用膠中技術含量較高的產品,也是目前我國汽車用聚氨酯膠中用量較大的品種。調整聚氨酯膠黏劑不同原料的配比,可以得到從柔軟到堅硬的一系列不同硬度的膠黏劑,能滿足不同基材粘接和使用條件的要求,因此在國外應用發展很快。
單組分濕氣固化聚氨酯風擋玻璃膠主要用于汽車前風擋玻璃、側窗和后窗的密封和粘接,是“直接粘接法”最理想的膠黏劑,目前采用“直接粘接法”安裝汽車玻璃幾乎100%采用這種膠黏劑,使用這種膠,可以把擋風玻璃設計成寬敞明亮的流線型,能將玻璃和車身緊密地結合為一個整體,增強車身剛性,保證密封效果,提高汽車安全性。
這種膠黏劑往往需要配合活化劑和底涂劑才能達到更好的粘接效果,目前國外部分廠家推出了免底涂劑的產品。盡管我國在單組分濕氣固化聚氨酯風擋玻璃膠的研究應用領域發展很快,但國內的產品在技術和質量上與國外尚有一定的差距。
1.4.2 雙組分聚氨酯膠黏劑
雙組分聚氨酯膠黏劑由兩個組分組成,主要包括兩類,其中一類是以聚酯或聚醚多元醇為主劑,多異氰酸酯為固化劑;另一類是端異氰酸酯基的預聚體為主劑,低分子的多元醇或多元胺為固化劑,其他添加劑主要是一些填料、催化劑和偶聯劑等,這種膠黏劑相對于單組分聚氨酯膠黏劑,具有固化速度快,粘接強度高,對溫濕度不太敏感等優點。
1.4.3 水性聚氨酯膠黏劑
水性聚氨酯膠粘劑是以水作為分散介質的膠粘劑,分為水溶型、水分散型和水乳型三種。生產方法主要有丙酮法、熔融分散縮聚法、預聚體混合法、封端NCO合成法、酮亞胺/酮連氮法等。由于水性聚氨酯膠粘劑具有氣味小、不易燃、低VOC含量、施工方便等特點,近年來發展迅速,前景廣闊,越來越受到人們的重視。
水性聚氨酯膠黏劑由于其環保性,在部分領域正在取代傳統的溶劑型膠粘劑,主要用于汽車內飾件PVC人造革、擋泥板、儀表板、地毯、門板和頂棚上。此外用于汽車防聲和阻尼的水基化聚氨酯密封材料也已被實際應用。
目前,我國汽車膠黏劑的品種較多也比較齊全,基本上滿足了汽車用膠黏劑的需求,用量也在逐年上升,但在一些技術要求較高的膠黏劑跟國外還有一定的差距。隨著車用膠黏劑行業的不斷發展,將會出現多用途、性能更佳的膠黏劑。此外,許多汽車生產廠家已經對車用膠黏劑中的揮發性有機物(VOC)提出了明確規定,同時隨著人們對生命健康越來越高的要求,研制低VOC含量的車用膠黏劑勢在必行。
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