汽车粘合剂/密封剂可分为五类:汽车车身粘合剂,汽车内部粘合剂,汽车发动机底盘粘合剂,汽车零件粘合剂和汽车制造过程粘合剂最近几年来,我国聚氨酯胶粘剂的年需求量以平均30%的速度增长
汽车用聚氨酯胶粘剂的优点是:
在—40~ 100℃具有良好的粘附性能,
②由于韧性好,特别是在低温下,具有优异的抗冲击振动性能,使用寿命长,
③由于含有大量的极性基团和活性反应基团,对汽车上使用的各种基材具有优异的附着力,如玻璃,塑料,金属等表面光滑的材料,各种内外装饰材料和织物等。
④通过调整PU胶的配方,可制成不同硬度和伸长率的胶黏剂,胶层可从柔性到刚性任意调整,满足不同材料的粘接要求,
⑤PU胶可加热固化,也可常温固化,粘接工艺简单,可操作性好固化过程中没有副反应,所以粘合层不易产生缺陷
⑥PU胶具有良好的耐磨性,耐油性,耐溶剂性,耐化学性,耐臭氧性和抗菌性。
伴随着汽车工业技术的发展,要求汽车零部件轻量化因此大量使用塑料件,尤其是高强度FRP和SMC这些零件需要用PU结构胶和密封胶粘接组装伴随着现代汽车速度的不断提高,对车窗和挡风玻璃的安全性要求也越来越高挡风玻璃采用直接粘接工艺,大量使用单组分湿固化PU胶为了提高聚氨酯胶粘剂的环保性能,开发了水性聚氨酯胶粘剂,无溶剂聚氨酯结构胶和反应型聚氨酯热熔胶
单组分湿固化聚氨酯胶粘剂
汽车挡风玻璃与车身直接粘接的工艺始于20世纪60年代的美国单组份湿固化聚氨酯胶粘剂最早由美国埃塞克斯化学公司于20世纪70年代初开发,并成功应用于美国通用汽车公司1976年,奥迪汽车公司也将其应用于奥迪C2随后,日本和其他欧洲汽车制造商相继采用了挡风玻璃直接粘接技术由于其简单的结构和机械尺寸,这种粘合剂被用于粘接世界上95%以上的挡风玻璃和侧窗
单组分湿固化聚氨酯胶粘剂含有活性—NCO基团,可与被粘表面或空气中的微量水分反应而固化单组分湿固化PU风挡玻璃胶要求对水分敏感,固化速度快,固化后保持优异的弹性,包装在一个包装内,贮存稳定性好是汽车胶粘剂中技术含量较高的产品,也是目前我国汽车上使用的一种PU胶粘剂
采用这种玻璃粘接密封技术,可以使挡风玻璃与车身紧密结合成一个整体,增加了车身的刚性和抗扭曲能力,保证了密封效果美国联邦汽车安全标准第212项规定,汽车以50km/h的速度与混凝土墙碰撞时,挡风玻璃的粘接完整率必须在75%以上目前,美国,日本,德国,法国等而中国在汽车挡风玻璃的安装上几乎都采用这种技术,同时在乘用车的挡风玻璃和侧窗上也多采用粘接的方式
单组份PU胶的其他应用实例:如一汽的J5,J6等系列卡车原设计为平顶钢板车顶,后改为高车顶以满足长途运输的需要,车顶改为SMC材料单组分聚氨酯粘合剂用于粘接还有一个小红旗车后备箱备胎槽采用同样的粘接工艺此外,一汽的小红旗轿车和一汽大众的宝来轿车的车顶均采用PU胶,使车顶与顶盖粘合在一起,既增强了顶盖的强度,又达到了减震降噪的目的
单组分湿固化聚氨酯粘合剂适用于粘合多孔表面对于玻璃,金属等非多孔表面,通常需要配合玻璃活化剂,玻璃底漆,油漆底漆使用为了保证挡风玻璃与车身之间可靠的粘接性能,需要在玻璃表面涂上底漆,可以提高PU胶在玻璃层上的粘接强度
为了提高施胶速度和质量,目前各大汽车公司都采用机器人自动涂布单组份湿固化PU胶自动涂胶系统由涂胶泵,计量装置,机械手,涂胶枪和工作台组成为了保证涂布量的稳定性,通常使用带有加热系统的压板和管道使用自动涂胶系统时,每次换胶桶都要保证空气排出,防止产生气泡,保证枪嘴的清洁和准确的涂胶量
目前,单组分聚氨酯胶粘剂已实现国产化,并已部分应用于汽车行业但这种单组份的PU胶在使用时需要配合玻璃活化剂,漆面和玻璃底漆,才能保证足够的粘接强度,而且固化速度慢,组装工艺复杂因此,不需要使用活化剂,底漆和即时定位挡风玻璃粘合剂比如在装配风挡玻璃时,配备加热镀膜装置,使稍微受热的胶材立即对被粘表面产生较高的初始粘接强度,从而保证车窗玻璃的定位,进而逐步达到完全固化,解决了PU胶固化速度慢,需要装配夹具的不便
正在应用和开发的单组分湿固化聚氨酯挡风玻璃胶有以下品种:1)高模量单组分聚氨酯玻璃胶,2)高接触粘度的单组分PU玻璃胶,3)预涂单组分聚氨酯胶粘剂及工艺,4)硅烷改性聚氨酯密封胶,5)单组份PU胶,导电率低,用于防止铝制车体的腐蚀和对天线接收效果的不良影响。
汽车内饰件用水性聚氨酯胶粘剂
水性PU胶是指将聚氨酯溶解或分散在水中形成的胶黏剂,具有不燃,气味小,不污染环境,节约能源,操作加工方便等优点国外于80年代首先应用于皮革涂饰,织物涂饰和涂层,直到90年代才逐渐应用于汽车内饰件的粘接水性PU胶的固含量和粘度可根据用户需要随意调整它可以在室温下固化或热固化目前,水性PU胶已用于粘接一些汽车零部件,如汽车内饰件的PVC人造革,仪表盘,挡泥板,门板,地毯,顶棚内衬等比如汽车顶棚用PVC膜复合聚氨酯泡沫或织物复合聚氨酯泡沫的软顶等
为加快水性PU胶的应用进程,一汽长春富奥江森自控汽车饰件系统有限公司斥巨资从意大利引进全套水性PU汽车顶棚内衬胶,汽车顶棚制造设备和模具,现已具备自主生产高品质,环保型汽车顶棚的能力和为汽车行业配套豪华内饰的条件。
目前,国外正致力于降低成本,提高水性聚氨酯胶粘剂性能的研究工作美国LeungPakT公司开发了一种适用于热成型层压工艺的水性PU胶,其粘接强度和耐热性远高于目前普遍使用的溶剂型或其他水性胶与其粘合形成的PVC膜制品可用于制造汽车仪表板,门板等内饰件日本也在水性PU胶中引入了环氧树脂来解决初粘力低的问题,成功开发出初粘力好的产品
双组分聚氨酯结构胶
A型结构胶是指应用于受力结构件粘接的胶黏剂,能承受较大的动,静载荷,可长期使用用于汽车结构件的PU胶一般为无溶剂双组份PU胶
塑料和聚氨酯材料在现代汽车中应用广泛,而PU胶是粘接塑料和聚氨酯材料最好的胶黏剂之一1967年,美国固特异公司率先成功使用双组分聚氨酯胶粘剂粘接卡车SMC发动机罩随后,美国通用汽车公司和福特汽车公司相继用PU胶粘接大货车SMC零件,再扩展到玻璃钢零件同时已成功应用于卡车上的车顶,车门,水箱支架,驾驶室车顶,门板等零部件的粘接1977年,美国采用聚氨酯系列胶粘剂粘接汽车的发动机罩,驾驶室顶,门板等部件随后,日本和其他国家也采用了这种技术
反应型聚氨酯热熔胶
反应型PU热熔胶在抑制化学反应的条件下加热熔化成流体,便于涂布冷却后,它胶凝,起粘合作用然后与空气中或被粘物表面的水分发生反应,使链膨胀,形成高内聚力的高分子聚合物,进一步提高了附着力和耐热性这种反应型PU热熔胶是一种含有反应性基团的热塑性树脂胶其主要成分为端—NCO预聚物,由不与异氰酸酯基团反应的热塑性树脂和增粘树脂,抗氧剂,催化剂,增塑剂,阻燃剂,防霉剂,填料等组成反应型PU热熔胶主要用于汽车顶棚,仪表板,行李箱盖,侧饰条,车灯此外,还可用于车门复合装饰件,PP,ABS,聚碳酸酯汽车灯罩粘接固定,货箱板粘接,汽车内饰件粘接等最近几年来也有报道将反应型PU热熔胶用于汽车挡风玻璃的直接粘接,但要达到单组分湿固化PU挡风玻璃胶的性能还有大量的研究工作要做