汽车胶粘剂的应用及其发展需求

时间:2017-03-22 13:57来源:未知 作者:admin 点击:
1 汽车胶粘剂、密封胶的应用概况 从汽车整个制造过程所涉及的工作部位和功能这个角度出发,可将车用胶粘剂大致分为焊装工艺用胶、涂装工艺用胶、内饰件用胶、装配件用胶、特殊工
1 汽车胶粘剂、密封胶的应用概况
从汽车整个制造过程所涉及的工作部位和功能这个角度出发,可将车用胶粘剂大致分为焊装工艺用胶、涂装工艺用胶、内饰件用胶、装配件用胶、特殊工艺用胶等5大类别。现结合东风汽车公司具体情况,简单介绍各类胶粘剂在汽车制造业中的应用情况。
焊装工艺
用胶这一类别的密封胶粘剂在焊装工艺中代替点焊或减少焊点,起着增强结构、密封防锈、减振降噪的作用,一般要求与油面钢板有良好的附着性。由于各工位均无专门的加热固化设备,需要在车身油漆工艺条件下固化,所以要求既不能受清洗液、磷化液影响,也不能影响电泳漆质量,其主要品种有:
(1) 折边胶:用在车门、发动机罩盖、行李箱盖等卷边结构处,其粘接强度高,已完全取代点焊结构。这一胶种目前普遍采用单组分环氧树脂胶,单车用量约为200g。
(2) 点焊密封胶:预先涂布在钢板焊接的搭接部位,点焊后填实缝隙,保证密封,防止锈蚀。对于那些装配后被遮蔽而难以涂布焊缝密封胶的部位,点焊密封胶更是不可缺少。
(3) 膨胀减振胶:在车门内外板之间、车身外覆盖件与加强筋之间常常用到这类胶。它一般由合成橡胶或树脂添加发泡剂而成,经过固化膨胀,能将覆盖件同加强筋结合为一体,起到减振降噪的作用。东风EQ1030车型单车用胶量在400g左右。


1.2 涂装工艺
用胶涂装工艺用胶虽品种不多,却是汽车上用量最大的一类。单车用量:卡车约2kg,轿车在5kg以上。主要有焊缝密封胶和抗石击涂料,其基材成分都为PVC塑溶胶,2者虽然在性能上各有侧重,但工艺上都要求能够通过高压涂胶设备实施机械化涂布或喷涂,相比较而言:
(1) 焊缝密封胶具有更加突出的触变性,堆积一定厚度时能保持棱角,不产生流淌。加热塑化后,胶层富有弹性,不开裂,外观平整,对中涂和面漆不能产生变色现象。焊缝密封胶在汽车密封、防漏、防锈方面起着至关重要的作用。
(2) 抗石击涂料喷涂在汽车底盘上,缓冲汽车高速行驶时沙、石等各种物体对底盘的冲击,提高底盘的抗腐蚀能力,延长使用寿命,还有助于降低车内噪音,改善乘员的舒适性。
1.3 内饰件用胶
汽车内饰件材质种类繁多,性质不同,应用场合各异,所以,用胶品种互有区别,实难一概而论。现就其中某些重要品种予以介绍:
(1) 车身顶棚胶:用于将软质顶棚材料粘贴到车身顶盖上,增添车内美观。目前国内这一用途的胶粘剂多以溶剂型氯丁胶为主,在工艺和性能上要求初粘力高,满足车身内饰生产线快节奏的需要,并不得引起内饰材料出现变色、脱落现象。
(2) 丁基密封胶带:它由丁基橡胶添加增粘树脂经挤压成带型,其特点是:指压贴合容易,与钢板和防水膜均有较好的粘接性,能长期保持黏弹性和密封性。主要用于车门内板防水膜的粘接密封,防止雨水渗入车门内部。汽车上单门胶带用量在2m左右。
(3) 高频热合胶:富康轿车用高频热合胶为改性丙烯酸乳液,在成型车门内护板时,预先经浸胶(约30g)处理的纤维板在高频电场作用下,胶层在短时间内熔化,并在工艺规定的压力下与PVC泡沫产生牢固粘接。
(4) 挡风玻璃胶:该类胶粘剂通常以聚氨酯为主,配合清洗剂、漆面/玻璃底剂一同使用,剪切强度较高、弹性突出,能将玻璃和车身紧密地结合为一个整体,增强车身刚性,保证密封效果、提高汽车安全性。以富康轿车为例,单车用量约1.2kg。
1.4 装配件用胶
汽车发动机、变速箱、底盘装配用胶粘剂、密封胶,其应用主要体现在各种平面连接,孔盖管接头的密封和螺栓的锁固,可以防止油、水、气的泄漏和螺栓的松动,直接关系到汽车的正常运行。这类胶粘剂的主要品种有:厌氧胶、硅酮密封胶等。
(1) 厌氧胶:其特点是涂布工艺简单,固化速度快,锁固密封性能好。使用时根据不同要求,可采取现场涂布、预涂和浸渗3种工艺方法。其中,可预涂高强度微胶囊型厌氧胶特别适合汽车上大量螺纹连接件机械涂布的快节奏要求。按我公司年产汽车量估计,年用胶量接近2t。
(2) 硅酮密封胶:它用于平面密封独具特色,胶层弹性好、耐油、耐热、耐老化,涂胶工艺简单,可剥性强,拆卸方便,可以取代垫片单独使用,密封效果好。
1.5 特殊工艺用胶
汽车制造过程中还要用到多种用途不同的胶粘剂,如刹车蹄与摩擦片粘接用的刹车蹄片胶,它是以改性酚醛树脂为主的胶粘剂,代替铆接具有可靠的粘接强度,能降低噪音,延长摩擦片使用寿命;滤芯器生产用的滤芯胶,是增粘树脂补强的PVC塑溶胶,粘接强度适中,工艺性好,能够满足流水线的作业要求;微孔堵漏用的浸渗剂,在粉末冶金件和发动机缸体、缸盖等零件砂眼缺陷的修补上效果明显;汽车装配过程中用的压敏胶带,可以保护车自身免受污染、磕碰损伤或协助装配零件时固持定位;铸造用的合成树脂粘接剂,主要有酚醛树脂、呋喃树脂及少量改性脲醛树脂3种,被广泛应用在发动机缸体、缸盖等零件的铸造工艺中。
2 汽车胶粘剂、密封胶主要品种的发展
2.1 汽车折边胶
折边胶是粘接强度要求相对较高的一种结构胶粘剂。在经历了环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚氯乙烯等类胶粘剂并存局面之后,目前国内普遍应用单组份高温固化环氧胶。为了改善其脆性,通常采用合成橡胶或热塑性树脂进行增韧改性。

低温感应固化环氧类折边胶是国外技术的新发展,它克服了传统意义上的固化温度要求高、贮存期短的问题。橡胶型折边胶在国外也有应用,如美国PPG公司的HC7707胶,其剥离强度明显提高,贮存期间环境温度对其黏度影响不大,适合在无恒温装置的自动涂胶设备上使用。
2.2 焊缝密封胶
PVC塑溶胶以其成本低廉、无味、无毒、施工工艺性好、密封效果优异等良好的综合性能,成为当前车身焊缝密封的理想材料,是应用最普及,研究最多的一种焊缝密封胶。为了提高它与车身的黏附性,多采用改性增粘剂进行增强。


近几年来,PVC焊缝密封胶的生产厂家数量猛增,产品综合性能已有较大提高,其中低温塑化型和低密度型是焊缝密封胶的两个发展方向。我国适合汽车焊缝密封专用的PVC塑溶胶及其配套辅助材料的开发,还有待深入研究,存在的主要问题是某些关键原材料一直依赖进口,可喜的是最近国内已有研究机构在掺混树脂和增粘剂开发方面取得了实质性的突破。
2.3 车身顶棚胶
溶剂型氯丁胶以其初粘力好、使用方便、适合汽车流水线生产节奏的优势,长期成为软质顶棚与车身顶盖粘接普遍采用的胶种。但该胶在冬夏不同季节里的粘接质量较难控制,而有机溶剂的挥发对作业环境及人体健康也有影响。水基型和压敏型是车身顶棚胶发展的重要方向,日本サンスタ-化学株式会社的パンギリ-1230A双组分水基丙烯酸酯胶,喷涂时凝胶迅速,初粘强度高,但两组分配比要求严格,需要专用涂胶设备,管理必须规范;压敏型顶棚胶是将压敏胶与软质车身顶棚材料复合在一起,其技术和工艺的综合性比较优越,目前国内亦有这类产品并在汽车生产中使用。
2.4 挡风玻璃胶
用橡胶密封条来实现挡风玻璃与车身的固定和密封仍是卡车车窗玻璃装配的主要方式,而轿车和豪华客车的生产已普遍采用单组分湿气固化聚氨酯胶的“直接粘接法”。在过去的较长的一段时间里,我国汽车制造业一直从国外进口单组分湿气固化聚氨酯胶,直到“八五”期间,开发这种胶才被列入国家重点科技攻关项目,并基本上实现了国产化。最近,国外挡风玻璃聚氨酯已出现了无底剂型新产品,取消了漆面底剂,简化了操作工艺。同时,瞬时定位型单组分聚氨酯胶的研究也有报道。这种胶粘剂的出现,解决了聚氨酯固化速度较慢、固定挡风玻璃需要夹具配合带来的不便。
2.5 可预涂微胶囊厌氧胶
可预涂微胶囊厌氧胶是厌氧胶系列的新品种,它的应用使螺纹件机械化涂布变成了现实,提高了生产效率。因此,被国内外汽车制造厂家广泛采用。美国乐泰公司的系列厌氧胶技术水平在世界居领先地位,一直引导着我国厌氧胶技术的发展。20世纪80年代,国内开发出水基型和溶剂型中等强度的微胶囊厌氧胶品种,但由于外观和性能上同乐泰同类产品相比差距较大,在机械涂胶应用上受到一定限制。为了解决汽车工业对高强度微胶囊厌氧胶的需求,国内相关科研单位与汽车厂家进一步携手联合开发出水基型双组分高强度微胶囊产品,并成功地将其应用到汽车螺纹件的锁固上,质量达到国外同类产品水平,且具有一定的价格优势,提升了我国微胶囊厌氧胶的应用和汽车制造的技术水平。
3汽车工业对胶粘剂、密封胶的需求
经过近20年的发展,国内一些技术难度相对较高的汽车用胶,在主要品种上已基本可以满足需要。但在提高产品质量和适应汽车大批量流水线生产工艺方面,尚需做进一步的工作;机械化程度和标准作业同国外先进水平相比还有较大差距,配套的涂胶设备还过多的依赖进口。这些都已成为国内汽车用胶面临的、急待解决的问题。现结合东风汽车公司实际用胶情况,对车用胶的需求动向略作分析。
3.1 热熔/压敏胶
带在车身特定部位焊装成型工艺中,较之PVC塑溶胶而言,采用预先成型的热熔胶带进行焊缝密封,在保证焊缝外表美观方面优势非常明显;在大面积车身装配过程中,传统工艺仍以焊接、铆接等为主要方式。在国外已采用高强度压敏胶带,这种工艺不仅可以满足结构性粘接的质量要求,且能保证车身外表平整美观,达到传统工艺无法实现的减震、降噪、密封、防锈的作用。但国内尚未发现能满足使用要求的热熔压敏胶带。
3.2 水基车身顶棚胶
采用溶剂型氯丁胶粘贴软质车身顶棚,既不利健康,又污染环境。因此,开发适应车身内饰线生产节奏的单组分水基顶棚胶就显得非常重要。国内在这方面虽作了一些工作,但高强度和快速凝胶的要求仍是面临的两个技术难题,还需作进一步的深入研究。
3.3 快速固化挡风玻璃胶
单组分湿固化聚氨酯风挡玻璃胶的开发,是我国追赶世界先进水平的一大成果,但使用时聚氨酯胶需要配套的清洗剂、玻璃/漆面底剂,才能保证足够的粘接强度,而且固化速度较慢,在车窗玻璃装配过程中,需使用压敏胶带或装配夹具协助固持定位、工艺繁琐。为了克服这种不足,开发瞬时定位的单组分聚氨酯挡风玻璃胶应是胶粘剂研究下一步努力的方向。
根据国外报道,这种胶粘剂一般通过配备加热涂布装置,使微热涂布胶料对被粘物立刻产生较高的初粘强度,完成挡风玻璃的定位,然后逐步达到完全固化,既简化了工艺,又方便了操作。
3.4 高性价比浸渗堵漏剂
由于成本上的原因,在汽车零件浸渗堵漏方面,硅酸盐类水基浸渗堵漏仍占据一定的市场份额,但其浸渗泄漏率高,需进行多次浸渗才会有满意的效果。目前热固化型真空浸渗剂和厌氧自固化型浸渗剂以其技术先进、效果明显的特点,正逐步得到汽车生产厂家的应用,但该技术投入成本较高,很大程度上影响了它的进一步推广。鉴于技术进步的需要,开发产品性能与国外相当、生产投入明显低廉的浸渗工艺,并应用到汽车粉末冶金件、各种油泵、发动机缸体及其他铸造件方面,将会产生可观的社会和经济效益。
4 结束语
目前,我国汽车胶粘剂、密封胶的品种已经比较齐全,技术水平也在不断提高,应及早统一制订出与此相适应的材料行业标准,规范性能测试方法,建立完善质量保证体系,已势在必行。
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