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車用膠粘劑大解析



 汽車工業已經成為了僅次于建筑和輕工業以外最大的膠黏劑應用領域,幾乎涵蓋了所有類型膠粘劑,而且應用范圍越來越廣,整車用量比例也越來越高。輕質金屬,復合材料和塑料在汽車上的應用使得汽車用膠粘劑和密封膠的用量持續增長。采用粘接技術可以提高駕乘的舒適性、降噪、減振、減輕質量、降低能耗、簡化工藝、提高產品質量,達到其他連接方法所難以達到的效果。

 本文系統介紹了汽車車體、運行系統、動力系統、維修的粘結部位和特點以其汽車所用膠粘劑的種類和主要性能,闡述了有關膠粘劑品種近年來的發展狀況。

 一、汽車用膠粘劑的背景與現狀

 20世紀50年代中期,汽車工業發展緩慢,汽車制造品質不高,膠接密封技術在汽車上的應用處于很低的水平,表現為膠粘劑品種少、用量少、技術含量低。上世紀八十年代中期以前,汽車行業用到的膠粘劑、密封膠品種屈指可數,這些低技術含量膠種的使用,既不能保證汽車產品的質量,也給環境和人體健康帶來危害,而車身焊裝則無用膠要求,也無相應的品種和品質。

 20世紀80年代中后期,我國汽車工業相繼引進整車整機和關鍵零部件制造技術近70項。使我國汽車工業出現勃勃生機的同時,也促進了膠粘劑工業的發展。1988年引進日產柴車身生產技術,涉及10多種國內沒有的車用膠粘劑新品種,東風汽車公司和北京航空材料研究所、航天部襄樊42研究所等研究單位合作,實現了引進車型所需膠粘劑的國產化,滿足了新車型的生產需求。同時期天津夏利轎車、北京切諾基吉普車、南汽依維柯旅行車等車型的引進,同樣對車用膠提出了開發應用的需求,在此期間,我國汽車膠粘劑產品的研發和應用開始進入一個快速成長期。

 20世紀90年代以后,國民經濟以每年10%以上的增長速度保持了快速穩定的健康發展,作為國民經濟支柱產業的汽車工業,也得到了長足的發展,先進制造技術的應用和大規模生產能力的提升,對汽車膠粘劑行業提出了新的要求并帶來了發展機遇,在此期間,我國汽車膠粘劑產品的研發和應用向著高性能、多品種、系列化和專業化方向發展,汽車膠粘劑行業進入一個高速發展期。

 進去新世紀來的近十年,轎車已進入尋常百姓之家,國內汽車在打造自主品牌的過程中,滿足環保法規要求的汽車膠粘劑、密封膠品種的開發應用已成為人們關注的熱點。輕質金屬、復合材料和塑料等新材料在汽車上的應用使得汽車用膠粘劑和密封膠用量也持續增長,其中汽車內飾件是膠粘劑用量迅速增長的一個領域。

 二、汽車用膠粘劑的分類

 1.汽車車體用膠粘劑

 汽車車體結構的粘接部位包括車身、頂棚、車門和座椅等的粘接和密封。

 1.1汽車車身用膠粘劑

(一)丙烯酸酯型壓敏膠:壓敏膠黏劑是指通過適當加壓,就可以產生粘接力的一種膠粘劑,這種膠粘劑對各種材料都有一定的粘接力,并具有較高的剝離強度,甚至可以重復使用。丙烯酸酯型壓敏膠是丙烯酸的共聚物,這種膠黏劑配方簡單,不需要增稠劑,軟化劑和防老劑,無毒或低毒,長期戶外使用性能下降不大。因此成為壓敏膠領域產量最大的品種。

(二)SBS型壓敏膠:主要原料是SBSSIS,采用較少

 1.2汽車內飾用膠粘劑

(一)氯丁型裝飾膠粘劑

 氯丁橡膠是最早開發的合成橡膠,具有可逆的結晶性,粘接強度大、較高的拉伸強度和伸長率,耐候及耐熱性能優異,所制備的膠黏劑可以室溫冷固化,具有粘結強度大、初粘力大、耐介質性能好,粘結范圍廣等特點。但是氯丁橡膠長期存放會釋放出氯化氫,促進其水解,并會腐蝕金屬,因此需加入氧化鎂和輕質氯化鋅,為防止膠粘劑老化,還可以加入防老劑。

(二)SBS型裝飾膠粘劑

 具有強度高、韌性好、固化快、耐低溫的特點。

(三)水基裝飾膠粘劑

 固含量高,具有良好的粘結強度

 此外還有聚氨酯膠粘劑。

 1.3汽車頂棚燈具用膠粘劑

(一)EVA熱熔膠

 目前用量最大得熱熔膠。以EVA樹脂為基料,增粘劑為松香甘油酯,聚合松香等,增塑劑則為高分子石蠟等。

(二)SBS熱熔膠

 和EVA熱熔膠組成相近,只是SBS代替EVA,獲得不同性能的熱熔膠。

 此外還有聚酰胺熱熔膠和聚酯熱熔膠。

 1.4汽車車體結構用密封膠黏劑

 PU膠粘劑是基料分子中含有氨酯基(NHCOO)/或異氰酸酯基(NCO)類的膠粘劑,是最常用的密封膠,耐磨性好,性能可調節、應用范圍廣、力學強度大、低溫柔軟性、優良復原性,可用于動態接縫的密封。但也有缺點,如不能長期耐熱,易受紫外光老化,許多場合需要底涂。聚氨酯密封膠在汽車方面的應用有車窗(擋風玻璃)的裝配密封,車身與其他部件的裝配等。近幾年,我國聚氨酯膠粘劑年需求量以平均30%的速度增長。此外還有橡膠型密封膠粘劑,聚硫密封膠粘劑。

 1.5電焊密封膠

 預先涂布在鋼板焊接的搭接部位,點焊后填實縫隙,保證密封,防止銹蝕。對于那些裝配后被遮蔽而難以涂布焊縫密封膠的部位,點焊密封膠更是不可缺少。這類膠黏劑主要包括以PVC焊縫密封膠為主的樹脂型密封膠和以丁苯、丁基橡膠為主的橡膠型電焊密封膠。

 2.汽車運行系統用膠粘劑

 汽車運行系統的粘接主要包括摩擦片和離合片的粘接。這類膠粘劑要求粘接強度高,耐熱性能優異,并具有一定的韌性,而且成本低,工藝性能好。

 汽車運行系統用膠粘劑主要是剎車片粘接用改性酚醛樹脂膠粘劑。鼓式剎車片膠粘劑是將制造好的剎車片和鋼背粘接在一起,一般采用丁晴橡膠改性酚醛樹脂膠粘劑。盤式剎車片膠粘劑是將剎車片粉料壓制成冷胚并涂膠,然后與涂膠后的鋼背高溫短時間定位,再于高溫無壓下進行后處理,國內目前采用以氧化鈣為催化劑制備的盤式剎車片膠黏劑。離合器用膠粘劑除采用以上膠粘劑外,還可以采用有機硅改性酚醛樹脂進行粘接。

 3.汽車動力系統用膠粘劑

 汽車動力系統的粘接部位主要包括螺桿和螺栓的緊固和密封,氣缸墊片的密封,汽車制造業中更多的是采用厭氧膠粘劑,將其用于螺紋緊固閉鎖,配合部位的固定,平面粘接,管道和法蘭的密封以及針孔密封,可以解決防松,防漏等問題,簡化裝配工藝。

 汽車動力系統中的發動機鑄造時產生的砂眼,各種螺栓的緊固,管路的密封和平面密封等主要采用各種類型的厭氧膠。發動機鑄造時產生時產生的砂眼采用水玻璃侵潤密封效果差,而采用耐高溫厭氧膠侵潤可以獲得良好的密封效果。高強度的厭氧膠,可以用于發動機缸蓋和變速箱雙頭螺栓,以及不常拆卸的螺栓、集體工藝體、圓柱碗形堵頭驅動橋差速器殼連接螺栓、圓軸齒輪與差速器固定螺栓等的固持和密封。此外,汽車墊片不能保證密封性能和聯結機件的幾何精度,而采用厭氧膠進行平面密封則可以解決這些問題。

 易于拆卸的部件則可以使用低強度厭氧膠。

 4.汽車修理用膠粘劑

 汽車在使用過程中往往出現這樣那樣的機械問題,特別是在野外不具備維修條件下,當發動機缸體或水箱出現裂紋以及密封件開裂時,可以采用雙組分快速固化丙烯酸膠粘劑、厭氧膠或耐久性能更好的快速固化環氧樹脂膠粘劑進行暫時修理,如果內飾、側邊條等開裂,可以使用熱熔膠進行粘接,以便暫時維持使用,等到達修理站后再進行徹底修理。

 三、汽車用膠粘劑的發展前景

 我國汽車工業新材料、新工藝的不斷應用,促進了汽車用膠粘劑的不斷完善和專業化。預計到2010年,我國汽車工業對各種類型膠粘劑的總需求量將達到10萬噸。由此可見,膠粘劑在牟輛制造中的應用處于十分重要的位置,應用范圍一也在不斷擴大,用量也在不斷增加。隨著汽車向環保節能、安全舒適、輕量化、低成本、長壽命和無公害方向發展的需求,新型高品質汽車膠粘劑的開發和應用必將愈來愈重要.

 據統計,目前我國每輛轎車用膠約20kg,中型車約16kg,重型車約22kg。預計到2010年,我國汽車工業對各種類型的膠粘劑和密封膠的總需求量將達到10t,其中聚氨酯膠約1480t。聚氨酯膠粘劑在汽車中主要用于風窗玻璃膠、結構膠、濾芯膠和內飾膠。

 目前,我國汽車膠粘劑、密封膠的品種已經比較齊全,技術水平也在為斷提高,應及早統一制訂出與此相適應的材料行業標準,規范性能測試方法,建立完善質量保證體系,已勢在必行!


 
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