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汽车胶粘剂密封胶及其应用技术的发展
1
国内汽车胶粘剂的应用现状
国内汽车胶粘剂的应用起步于我国解放牌汽车诞生之时的
50
年代中期
,
在其后相当长的一段时间内
,
胶接
密封技术在汽车上的应用一直处于较低的
水平
?
80
年代以来
< br>,
我国汽车工业引进了整车整机和关键零部件
制造技术近
70
项
,
随着
引进技术消化吸收工作的不断深入
,
汽车粘接与密封技术得到较
快发展
,
各种不同用
途的汽车胶粘剂如
雨后春笋出现
?
特别是
90
年代以来
,
一些高性能高技术含量的汽车胶粘剂<
/p>
,
如高强度预涂
型微胶囊厌氧胶
?
湿固化聚氨酯挡风玻璃胶
?
< br>双组分喷涂型水基顶棚胶等胶种的开发应用成功
,
标志着
国内
汽车用胶提高到一个崭新的水平
?
目前
,
涉及汽车整个制造过程所需的
5
大类胶种
,
即车身
?
内饰
?
发动机
< br>?
底
盘零部件以及汽车制造工艺用胶的品种
,
如车身磷化处理前用的点焊密封胶
?
折边胶
?
增强防振胶和车身中
涂前用的焊缝密封胶
?
抗石击涂料
?
隔热阻尼胶板和指压密封胶
,
车身内饰
用的顶棚胶
?
丁基密封胶带
,
发动
机平面密封用各类液态密封胶
,
螺纹件锁固密封用各种厌氧胶
,
零部件用的刹车蹄
片胶
?
车灯密封胶
?
< br>滤清器
滤芯胶以及制造工艺所用的各种压敏胶带等等
,<
/p>
国内基本上都有相应的产品
?
现在就整个
汽车行业来说
,
汽
车胶粘剂的应用
,
无论是用胶品种
,
还是使用部位以及单车平均用量均已接近世界先进水平
?
但是
还应当看
到
,
国产胶粘剂品种虽然发展
很快
,
但仍未能完全满足汽车工业使用的特殊要求
?
其表现是胶粘剂品种不全
,
有的产品性能尚有差距
,
质量不够稳定
,
产品没有形成系列化
?
标准化
,
部分品种和原材料还需进口
?
此外
,
国
内相关行业对汽
车工业所需的专用涂胶设备的研制远远落后于汽车胶粘剂品种的开发
,
< br>在某种程度上限制
了优异胶种的推广应用或良好性能的体现
?
2
汽车胶粘剂主要品种的发展
汽车制造向节能
?
环保
?
安全舒适
?
低成本长寿命发展的趋
势对汽车胶粘剂的使用性能和工艺性能提出了越
来越高的要求
?
现重点介绍几种主要汽车胶粘剂的国内外研究和应用情况
?
2.1
汽车折边胶
折边胶作为一种车用结构胶
,
主要用于车门
< br>?
发动机罩盖和行李箱盖板的内外折边部的粘接
,
取代原有的点
焊结构
?
折边胶主要品种有环氧树脂类
?
聚氯乙烯类
< br>?
聚丙烯酸酯类
3
种类型
?
环氧树脂类折边胶粘接强度
高
,
受热分解时无腐蚀性气体放出
,
< br>综合性能好
,
是目前国内外汽车厂家应用最多
,
也是人们对其进行性能改
进研究最多的一类结构
胶
?
环氧树脂类折边胶国产化品种较多
,
这些品种基本上都是按照相关汽车厂家引
进车型的技术要求进
行开发研制的
?
为了制得适用于南汽依维柯车型要求的半结构型
折边胶
,
晨光化工研
究院采用聚氨酯改
性环氧树脂的技术路线
,
将制取的互穿网络聚合物
EPU
作为胶料的基材
,
按
不同配比制
得不同粘接强度和伸长率的汽车用半结构胶
?
同时还研制了既能对预聚体的
NCO
基起作用
,
又能降低双氰
胺固化剂分解温度
,
配胶后作双氰胺促进剂
,
在常温下可长期贮存
,
而在
1
50~180
℃又能迅速固化的固化促
进剂
ICN,
研制的
CA-3
?
CA-4
半结构胶的性能达到意大利油漆公司的同类产品水平
?
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东风汽车公司在
EQ1030
轻型车车门折边胶的开发应用中<
/p>
,
采用端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂的方法
,
合成
具有较高活性的嵌段共聚物预聚体并以此为基材成分<
/p>
,
调整其他配合剂
,
研制出具有良好触变性
?
油面附着
性
?
低温流动性和高强度
(
剪切强度
>20MPa)
及较高韧性
(T
形剥离强度
>30N·
cm-1)
的折边胶
,
其综合性能与<
/p>
美国
PPG
公司的同类产品
CorabondHC7707
折边胶相当
?
为提高工件折边部位胶粘剂的填充率和降低胶
料的预固化温度
,
日本人芦田正研制出
“
模拟固化
”
或
“
假固化
”
的环氧折边胶
?
其方法是在环氧树脂中加入具
有一定形状的固体丙烯酸酯粉末
,
这种固体粉末在
112~115
℃的较低温度下膨胀形成胶化薄膜
,
在环氧树脂
还未反应时形成
“
假固化
”
?
为了减轻汽车质量
,
汽车用钢板在尽可能地减薄
?
传统的感应加热固
化折边胶在
较高的预固化温度下可能会导致薄钢板组件变形
,<
/p>
而能在较低感应加热温度下固化的单组分环氧树脂类折
边胶又存在
贮存期较短的问题
?
由美国
Unise
al
公司最新开发的一种低温感应固化环氧树脂折边胶成功地
解
决了上述问题
[6]
?
其特点是在环氧
树脂基材中加入一种改性胺固化剂
,
这种改性胺的活化温度远低
于标
准的双氰胺
/
脲固化体系
,
在较低的感应加热温度下
(
< br>此温度远低于导致钢板发生形变的温度
)
胶料便可实现<
/p>
预固化
,
并呈现出对电镀锌钢板
?
热浸镀锌钢板和铝合金钢板等材料的良好粘接特性
?
2.2
顶棚胶粘剂
顶棚胶粘剂是指车身内饰软质或硬质顶棚材料粘接用胶
?
软质
顶棚由
PVC
表皮材料或织物与
PU<
/p>
软泡塑料
复合而成
,
硬质顶棚由瓦楞纸与毛毡等材料制做
?
长期以来
,
车身软质顶棚的粘接用胶是溶剂型氯丁橡胶类
胶
粘剂
(
如
FN-303
?
XY-401
等
),
这类胶粘剂初粘性好
,
胶层柔韧
,
常态粘接强度较高
,
适合
汽车流水线生产使
用
,
但胶中有毒溶剂
(
如甲苯
)
污
染环境
?
损害工人健康且存在火灾隐患
,
溶剂对
PVC
表皮内增塑剂的抽提易
引起
PVC
折皱或变色而影响美观
;
另外
,
胶层耐热
性差易引起顶棚脱落
?
开发能克服这些弊端的水基顶棚胶
为汽车制造厂所期望
?
80
< br>年代初期
,
日本
Sunstar
化学公司研制成功喷涂混合型水基顶棚胶企鹅
1230A,
并
在日本汽车行业得到推广应用
?
这种胶粘剂是一种由聚丙烯酸酯乳液为主剂和能对该乳液起快速凝胶作用
的有机金属盐水溶液为胶凝剂的双组分水基胶
?
使用中
2
组分按一定比例经双口喷枪高压喷出后雾化混合
并在被粘材料
PU
软泡上面瞬时凝胶
,
生成的胶膜便具有粘接性能
?
按照<
/p>
80
年代引进的日产八平柴车身生
产技术
要求
,
东风汽车公司和北京航空材料研究院于
< br>90
年代初合作开发研制了
SPJ010
双组分水基顶棚
胶
,
其各项性
能指标达到日本企鹅
1230A
双组分水基胶的技术水平
,
并在东风汽车公司
EQ1141G
车型上获
得应用
?
双组
分水基胶在使用中对主剂和胶凝剂的配比有较严格的要求
,
需要
配置具有一定压缩比的主剂
泵
?
2
组分比例调配的控制系统和双口喷枪的喷胶设备
,
< br>使其应用范围受到一定限制
?
为此
,
单组份水基顶棚
胶的开发应用就更为汽车厂家所希望
?
近年来湖北大学化学系与东风汽车公司工艺研究所共同开展了
WH-906
水基顶棚胶的研制与应用工作
[
9]
?
该胶是一种高固含量
(66%~
68%)
的单组分丙烯酸酯共聚乳液
?
与其他单组分水基胶相比
,
该胶初粘性明显提高
,
耐温性
?
耐湿性更为优越<
/p>
,
但由于胶液水分挥发受高湿和低
温环境
影响较大
,
在此环境下使用
,
就没有双组分水基胶那样好的初粘效果
?
日本<
/p>
Sunstat
?
Sunnex
公司最新
研制的单组分和双组分水基聚氨酯胶粘剂用于汽车内饰已有文章
介绍
,
国内在此方面的研究和应用尚未见
报道
?
2.3
挡风玻璃粘接密封胶
采用
“
直接
粘接法
”
进行轿车和高档客车风挡玻璃的装配
< br>,
是现今国内汽车厂家已普遍采用的一种先进技术
?
与传统的橡胶密封条固定风挡玻璃的装配工艺相比
,
它具有固定强度高
?
密封性能好
?
装配工艺简单
?
外观
美观等突出特点
?
单组分湿气固化型聚氨酯粘接密封
胶是
“
直接粘接法
”
< br>最理想的胶粘剂
?
这种胶粘剂由美
国
Essex
化学公司于
70
年代初期最先开发研制成功
,
并作为聚硫橡胶
胶粘剂的替代产品最早在美国通用汽
车公司得到应用
?
单组分聚氨酯风挡玻璃胶通常需与玻璃底剂和漆面底剂配套使用
,
经湿气固化后的胶料
,
要求其粘接剪切强度大
于
3.5MPa,
拉伸强度大于
5.0
MPa,
断裂伸长率达
350%
以上<
/p>
;
另要求在室温下能快
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