汽車用膠粘劑/密封膠按應用部位分類,可分為汽車車身用膠、汽車內飾用膠、汽車發動機底盤用膠、汽車零部件用膠、汽車制造工藝用膠5大類。
汽車用PU膠粘劑的優點是:
①在-40~+100℃內有良好的粘接性能;
②由于韌性好,特別是低溫韌性好,具有優良的耐沖擊振動性,使用壽命長;
③由于含有大量極性基團和活性反應基團,對汽車使用的各種基材,如玻璃、塑料、金屬等表面光潔的材料和各種內外飾材料及織物等,均有極好的粘接性能;
④調節PU膠的配方,可制成不同硬度和伸長率的膠粘劑,其粘合層從柔性到剛性均可任意調整,滿足不同材料的粘接;
⑤PU膠可加熱固化,也可室溫固化,粘接工藝簡便,操作性能良好。固化過程沒有副反應產生,因此粘合層不易產生缺陷。
⑥PU膠具有良好的耐磨、耐油、耐溶劑、耐化學藥品、耐臭氧以及耐細菌等性能。
汽車工業技術的發展要求汽車構件輕量化,因此大量采用塑料零部件,特別是高強度的FRP(玻璃纖維增強塑料)和SMC(板材模塑復合材料),這些零部件需用PU結構膠與密封膠進行粘接裝配。隨著現代汽車車速的不斷提高,對車窗風擋玻璃的安全性提高了要求,采用了風擋玻璃的直接粘接工藝,大量使用單組分濕氣固化PU膠粘劑。為了改善PU膠環保性能,開發了水基型PU膠粘劑和無溶劑PU結構膠及反應型PU熱熔膠等等。
1.單組分濕氣固化聚氨酯膠粘劑
單組分濕氣固化PU膠粘劑由于含有活潑的-NCO基團,能與被粘面上或空氣中的微量水分發生反應而固化。單組分濕氣固化PU風擋玻璃膠要求對濕氣敏感,固化速度快,固化后又要保持優良的彈性,而且要求為單包裝,貯存穩定性好。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PU膠類中用量較大的品種。
采用這種玻璃粘接密封工藝,能使風擋玻璃和車身緊密地結合成一個整體,增加了車體剛性及抗扭曲能力,又保證了密封效果。美國聯邦汽車安全標準(FMVSS)第212項規定,汽車以50km/h速度與混凝土墻壁沖撞時,風擋玻璃的粘接完整率必須在75%以上。目前美、日、德、法等和我國在轎車風擋玻璃的安裝中幾乎全部采用此工藝,同時在客車的風擋和側窗玻璃也大多采用了粘接方法。
單組分PU膠的其他應用例:如一汽的J5、J6等系列卡車的原設計為平頂鋼板頂蓋,為適應長途運輸加裝臥鋪的需要改為高頂,并將頂蓋改為SMC材料,選用了單組分PU膠粘劑進行粘接。還有小紅旗轎車的行李箱備胎槽也采用同樣粘接工藝。另外,一汽的小紅旗轎車和一汽大眾汽車公司生產“寶來”轎車等的頂棚均采用PU膠粘劑,使頂棚和頂蓋粘成一體,在增強頂蓋強度的同時,又達到了減震和降噪的目的。
單組分濕氣固化型PU膠粘劑適用于多孔性表面粘接,對玻璃和金屬等非孔性表面,通常需與玻璃活化劑、玻璃底膠、漆面底劑配合使用。為了確保風擋玻璃與車體粘接性能可靠,在玻璃表面涂布底膠是必要的,它可提高PU膠粘劑在玻璃層上的粘接強度。
為了提高施膠速度和質量,目前各大汽車公司均采用機械手自動涂布單組分濕氣固化型PU膠粘劑。自動涂膠系統由涂膠泵、計量裝置、機械手、涂膠槍和工作臺組成。為了保證涂膠量的穩定性,通常采用帶有加熱系統的壓盤和輸膠管路。使用自動涂膠系統要保證每次更換膠桶時排出空氣,防止出現氣泡,還要確保槍嘴的清潔,保證涂膠量準確。
但由于這種單組分PU膠使用時需要配套玻璃活化劑和漆面、玻璃底劑,才能保證足夠的粘接強度,而且固化速度較慢,裝配工藝繁瑣,為此又出現了不用涂活化劑、底劑和瞬時定位型風擋玻璃膠。如在風擋玻璃裝配時通過配備加熱涂布裝置,使微熱的膠料對被粘面立刻產生較高的初粘強度,保證了車窗玻璃的定位,然后逐步達到完全固化,從而解決了PU膠固化速度慢、需要夾具配合裝配的不便。
單組分濕氣固化PU風擋玻璃膠粘劑正在應用和開發的品種有:1)高模量型單組分PU玻璃膠粘劑;2)高接觸粘性型單組分PU玻璃膠粘劑;3)預涂單組分PU膠粘劑及工藝;4)硅烷改性PU粘接密封劑;5)低導電性單組分PU膠粘劑,用于防止引起鋁質車體的腐蝕和對天線接收效果的不良影響。
2.汽車內飾件用水基PU膠粘劑
水基PU膠粘劑是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的膠粘劑,具有不燃、氣味小、不污染環境、節能、操作加工方便等優點。
反應型PU熱熔膠粘劑是在抑制化學反應的條件下,加熱熔融成流體,以便于涂敷,冷卻后膠凝起到粘接作用,之后借助于存在空氣中或者被粘體表面的濕氣與之反應、擴鏈,生成具有高內聚力的高分子聚合物,使粘合力、耐熱性等進一步提高。這種反應型PU熱熔膠是含有反應性基團的熱塑性樹脂膠粘劑,它的主體成分是端-NCO預聚體,配以與異氰酸酯基不反應的熱塑性樹脂和增粘樹脂以及抗氧劑、催化劑、增塑劑、阻燃劑、防霉劑、填料等制成。反應型PU熱熔膠主要在汽車頂棚、儀表板、行李箱蓋、側裝飾條以及車燈中得到應用。此外,也可將其用于車門復合裝飾件、PP、ABS、聚碳酸酯車燈罩粘接固定、貨物箱箱板復合、車內裝飾件粘接等。近年來,反應型PU熱熔膠用于汽車風擋玻璃直接粘接也有報道,但要達到單組分濕氣固化PU風擋膠的性能尚有許多研究工作要做。
汽車用PU膠粘劑的優點是:
①在-40~+100℃內有良好的粘接性能;
②由于韌性好,特別是低溫韌性好,具有優良的耐沖擊振動性,使用壽命長;
③由于含有大量極性基團和活性反應基團,對汽車使用的各種基材,如玻璃、塑料、金屬等表面光潔的材料和各種內外飾材料及織物等,均有極好的粘接性能;
④調節PU膠的配方,可制成不同硬度和伸長率的膠粘劑,其粘合層從柔性到剛性均可任意調整,滿足不同材料的粘接;
⑤PU膠可加熱固化,也可室溫固化,粘接工藝簡便,操作性能良好。固化過程沒有副反應產生,因此粘合層不易產生缺陷。
⑥PU膠具有良好的耐磨、耐油、耐溶劑、耐化學藥品、耐臭氧以及耐細菌等性能。
汽車工業技術的發展要求汽車構件輕量化,因此大量采用塑料零部件,特別是高強度的FRP(玻璃纖維增強塑料)和SMC(板材模塑復合材料),這些零部件需用PU結構膠與密封膠進行粘接裝配。隨著現代汽車車速的不斷提高,對車窗風擋玻璃的安全性提高了要求,采用了風擋玻璃的直接粘接工藝,大量使用單組分濕氣固化PU膠粘劑。為了改善PU膠環保性能,開發了水基型PU膠粘劑和無溶劑PU結構膠及反應型PU熱熔膠等等。
1.單組分濕氣固化聚氨酯膠粘劑
單組分濕氣固化PU膠粘劑由于含有活潑的-NCO基團,能與被粘面上或空氣中的微量水分發生反應而固化。單組分濕氣固化PU風擋玻璃膠要求對濕氣敏感,固化速度快,固化后又要保持優良的彈性,而且要求為單包裝,貯存穩定性好。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PU膠類中用量較大的品種。
采用這種玻璃粘接密封工藝,能使風擋玻璃和車身緊密地結合成一個整體,增加了車體剛性及抗扭曲能力,又保證了密封效果。美國聯邦汽車安全標準(FMVSS)第212項規定,汽車以50km/h速度與混凝土墻壁沖撞時,風擋玻璃的粘接完整率必須在75%以上。目前美、日、德、法等和我國在轎車風擋玻璃的安裝中幾乎全部采用此工藝,同時在客車的風擋和側窗玻璃也大多采用了粘接方法。
單組分PU膠的其他應用例:如一汽的J5、J6等系列卡車的原設計為平頂鋼板頂蓋,為適應長途運輸加裝臥鋪的需要改為高頂,并將頂蓋改為SMC材料,選用了單組分PU膠粘劑進行粘接。還有小紅旗轎車的行李箱備胎槽也采用同樣粘接工藝。另外,一汽的小紅旗轎車和一汽大眾汽車公司生產“寶來”轎車等的頂棚均采用PU膠粘劑,使頂棚和頂蓋粘成一體,在增強頂蓋強度的同時,又達到了減震和降噪的目的。
單組分濕氣固化型PU膠粘劑適用于多孔性表面粘接,對玻璃和金屬等非孔性表面,通常需與玻璃活化劑、玻璃底膠、漆面底劑配合使用。為了確保風擋玻璃與車體粘接性能可靠,在玻璃表面涂布底膠是必要的,它可提高PU膠粘劑在玻璃層上的粘接強度。
為了提高施膠速度和質量,目前各大汽車公司均采用機械手自動涂布單組分濕氣固化型PU膠粘劑。自動涂膠系統由涂膠泵、計量裝置、機械手、涂膠槍和工作臺組成。為了保證涂膠量的穩定性,通常采用帶有加熱系統的壓盤和輸膠管路。使用自動涂膠系統要保證每次更換膠桶時排出空氣,防止出現氣泡,還要確保槍嘴的清潔,保證涂膠量準確。
但由于這種單組分PU膠使用時需要配套玻璃活化劑和漆面、玻璃底劑,才能保證足夠的粘接強度,而且固化速度較慢,裝配工藝繁瑣,為此又出現了不用涂活化劑、底劑和瞬時定位型風擋玻璃膠。如在風擋玻璃裝配時通過配備加熱涂布裝置,使微熱的膠料對被粘面立刻產生較高的初粘強度,保證了車窗玻璃的定位,然后逐步達到完全固化,從而解決了PU膠固化速度慢、需要夾具配合裝配的不便。
單組分濕氣固化PU風擋玻璃膠粘劑正在應用和開發的品種有:1)高模量型單組分PU玻璃膠粘劑;2)高接觸粘性型單組分PU玻璃膠粘劑;3)預涂單組分PU膠粘劑及工藝;4)硅烷改性PU粘接密封劑;5)低導電性單組分PU膠粘劑,用于防止引起鋁質車體的腐蝕和對天線接收效果的不良影響。
2.汽車內飾件用水基PU膠粘劑
水基PU膠粘劑是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的膠粘劑,具有不燃、氣味小、不污染環境、節能、操作加工方便等優點。
反應型PU熱熔膠粘劑是在抑制化學反應的條件下,加熱熔融成流體,以便于涂敷,冷卻后膠凝起到粘接作用,之后借助于存在空氣中或者被粘體表面的濕氣與之反應、擴鏈,生成具有高內聚力的高分子聚合物,使粘合力、耐熱性等進一步提高。這種反應型PU熱熔膠是含有反應性基團的熱塑性樹脂膠粘劑,它的主體成分是端-NCO預聚體,配以與異氰酸酯基不反應的熱塑性樹脂和增粘樹脂以及抗氧劑、催化劑、增塑劑、阻燃劑、防霉劑、填料等制成。反應型PU熱熔膠主要在汽車頂棚、儀表板、行李箱蓋、側裝飾條以及車燈中得到應用。此外,也可將其用于車門復合裝飾件、PP、ABS、聚碳酸酯車燈罩粘接固定、貨物箱箱板復合、車內裝飾件粘接等。近年來,反應型PU熱熔膠用于汽車風擋玻璃直接粘接也有報道,但要達到單組分濕氣固化PU風擋膠的性能尚有許多研究工作要做。
