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05-182020

科普丨胶黏剂给汽车轻量化插上翅膀:更轻!更快!更强!

作者:祺星热熔胶 浏览量:4

目前汽车行业已经成为仅次于建筑和轻工行业以外最大的胶黏剂应用领域,并且应用范围越来越广,整车用量比例也越来越高。诞生于20世纪50年代中期的我国汽车胶黏剂产业,经过半个多世纪的发展,已逐渐成熟。


而且受汽车行业对轻量化、提高燃油效率需求驱动,汽车行业对胶黏剂的市场需求持续增长。汽车行业越发倾向于使用轻型材料,如塑料、复合材料、弹性体及铝合金材料等,最终使用都需使用胶黏剂产品。


汽车采用粘接技术可以提高驾乘的舒适性,同时可以降噪、减震、减轻质量、降低能耗、简化工艺、提高产品质量,还能够代替某些部位的焊接、铆接等传统工艺,实现相同或不同材料之间的连接。


针对汽车不同结构、不同使用要求和性能,汽车用胶黏剂主要可分为汽车的车体结构用胶黏剂、汽车运行系统用胶黏剂、汽车动力系统用胶黏剂和汽车修理用胶黏剂。


汽车车体用胶黏剂


汽车车体结构的粘接部位包括车身、顶棚、车门和座椅等的粘接和密封。


1-汽车车身用胶黏剂


1)丙烯酸酯型压敏胶

压敏胶黏剂是指通过适当加压,就可以产生粘接力的一种胶黏剂,这种胶黏剂对各种材料都有一定的粘接力,并具有较高的剥离强度,甚至可以重复使用。

丙烯酸酯型压敏胶是丙烯酸的共聚物,这种胶黏剂配方简单,不需要增稠剂,软化剂和防老剂,无毒或低毒,长期户外使用性能下降不大。因此成为压敏胶领域产量最大的品种。

2)SBS型压敏胶

主要原料是SBS和SIS材料。

 

2-汽车内饰用胶黏剂


1)氯丁型装饰胶黏剂

氯丁橡胶胶黏剂可室温冷固化,具有粘结强度大、初粘力大、耐介质性能好,粘结范围广等特点。但氯丁橡胶长期存放会释放出氯化氢,促进其水解,并会腐蚀金属,需加入氧化镁和轻质氯化锌,为防止胶黏剂老化,还可以加入防老剂。


2)SBS型装饰胶黏剂

具有强度高、韧性好、固化快、耐低温的特点。


3)水基装饰胶黏剂

固含量高,具有良好的粘结强度。此外还有聚氨酯胶黏剂。


3-汽车顶棚灯具用胶黏剂


1)EVA热熔胶

目前用量最大热熔胶。以EVA树脂为基料,增粘树脂为松香甘油酯,聚合松香等,增塑剂则为高分子石蜡等。


2)SBS热熔胶

和EVA热熔胶组成相近,以SBS代替EVA,获得不同性能的热熔胶。此外还有聚酰胺热熔胶和聚酯热熔胶。


4-汽车车体结构用密封胶黏剂


PU胶黏剂是最常用的密封胶,耐磨性好、应用范围广、力学强度大、低温柔软性,可用于动态接缝的密封。但不能长期耐热,易受紫外光老化,许多场合需要底涂。


聚氨酯密封胶在汽车方面应用有车窗装配密封、车身与其他部件的装配等。此外还有橡胶型密封胶黏剂,聚硫密封胶黏剂。


5-电焊密封胶


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。这类胶黏剂主要有PVC焊缝密封胶为主的树脂型密封胶、以丁苯、丁基橡胶为主的橡胶型电焊密封胶。


汽车运行系统用胶黏剂


汽车运行系统的粘接主要包括摩擦片和离合片的粘接。此类胶黏剂要求粘接强度高,耐热性能优异,并具有一定韧性,工艺性能好。主要是刹车片粘接用改性酚醛树脂胶黏剂。


例如:鼓式刹车片胶黏剂是将制造好的刹车片和钢背粘接在一起,一般采用丁晴橡胶改性酚醛树脂胶黏剂。

盘式刹车片胶黏剂是将刹车片粉料压制成冷胚并涂胶,然后与涂胶后的钢背高温短时间定位,再高温无压下进行后处理,国内目前采用以氧化钙为催化剂制备的盘式刹车片胶黏剂。


离合器用胶黏剂除采用以上胶黏剂外,还可以采用有机硅改性酚醛树脂进行粘接。


汽车动力系统用胶黏剂


汽车动力系统的粘接部位主要包括螺杆和螺栓的紧固和密封,气缸垫片的密封,汽车制造业中更多的是采用厌氧胶黏剂,将其用于螺纹紧固闭锁,配合部位的固定,平面粘接,管道和法兰的密封以及针孔密封,可以解决防松,防漏等问题,简化装配工艺。


汽车动力系统中的发动机铸造时产生的砂眼,各种螺栓的紧固,管路的密封和平面密封等主要采用各种类型的厌氧胶。


高强度的厌氧胶,可以用于发动机缸盖和变速箱双头螺栓,以及不常拆卸的螺栓、集体工艺体、圆柱碗形堵头驱动桥差速器壳连接螺栓、圆轴齿轮与差速器固定螺栓等的固持和密封。


此外,汽车垫片不能保证密封性能和联结机件的几何精度,而采用厌氧胶进行平面密封则可以解决这些问题。易于拆卸的部件则可以使用低强度厌氧胶。

汽车修理用胶黏剂


汽车在使用过程中往往出现机械问题,特别是在野外不具备维修条件下,当发动机缸体或水箱出现裂纹以及密封件开裂时,可以采用双组分快速固化丙烯酸胶黏剂、厌氧胶或耐久性能更好的快速固化环氧树脂胶黏剂进行暂时修理,如果内饰、侧边条等开裂,可以使用热熔胶进行粘接,以便暂时维持使用,等到达修理站后再进行彻底修理。



汽车胶黏剂施工方法


1-刷涂法

指胶黏剂通过涂胶辊上的毛刷(或人工毛刷)均匀地涂布于基体表面,并使其达到一定的厚度要求,生产上最常用的涂布方法。


优点:

用途广泛,既可用于动物胶也可用于树脂胶,既可用于底胶,也可用于复胶,对粘接剂的黏度范围比较广,能满足不同要求;

涂胶的压力比较大,加强了粘接剂与基体的粘接,特别在复胶中,由于涂胶压力较大,使粘接剂能充分的涂复于构件的间隙中,增加对基体的黏附力;

涂胶面面向操作者,操作比较方便,胶面的缺陷容易发现,涂层表面疵点较少;

设备的结构比较简单,厚度调节比较方便。


缺点:

在涂胶速度较快时,往往容易在胶面上产生纵向纹路。为了克服这种缺点,常常采用自然流平、均匀辊匀胶和用毛刷匀胶的方法予以解决。


2-浸涂法

浸涂法又叫薄流法,所用的设备由一个能控制流量的胶液漏斗,一个回收胶液的胶槽和一个胶液循环泵组成,为了防止外界粉尘的侵入和溶剂的挥发,整个设备封闭在一个特制的小室中,并能保持恒定的温度。在工作时通过一个能精密控制胶量的缝隙,调节其间隙的大小来控制胶的流量,从而得到需要的涂层厚度。


这种方法对粘接剂的要求比较高,粘接剂中不含任何杂质颗粒。黏度必须均匀一致,对黏度特别大的粘接剂,不能使用此法,主要用于树脂型胶黏剂。


3-喷涂法

喷涂法是应用喷枪做工具,以压缩空气为动力,将胶混合料喷成雾状,均匀地涂布在基体上的一种涂胶方法。


在喷涂时压缩空气通过喷嘴喷出时,由于气流速度极快,使喷嘴处的气压明显下降,从而把贮胶罐中的胶黏剂压出喷嘴,当胶黏剂遇到高速压缩空气气流时,即打成雾状,并以一定的速度喷到基体,形成均匀涂层。

优点:

不受基体厚薄不均的影响,均可而均匀的涂层;

设备比较简单,操作方便,不受条什

既可用于底胶和复胶的喷涂,也可用于胶混合料的啖涂。


缺点:

胶黏剂的利用率比较低,很多的胶黏剂被扩散到空气;

对空气污染比较严重,必须采取严格的通风防尘措施;

大部分采用手工操作,所以效率较低,质量差异比较大。


4-刮涂法

所谓刮涂法是将胶黏剂通过刮刀和其辅助带胶辊涂于基体表面的一种方法。这种方法只适用于底胶的涂敷。


刮涂法中涂层厚度是由刮刀与基体间的间隙或者由刮刀对基体的压力来控制的。刮涂法的设备是由刮刀、钢辊、胶槽和挡板组成。刮刀和胶槽是连在一起的,它可以在水平方向上前后移动,以调节刮刀与钢辊间的间隙,来控制涂层的厚度,钢辊的精度较高,涂层厚度及其均匀性决定于钢辊的椭圆度、锥度和刮刀的平直度。工作时调节好刮刀与基体表面的间隙,即涂层厚度,并将挡板挡好,胶黏剂可倒于挡板上,基体按顺时针方向走动。

优点:厚度控制比较准确,涂层的均匀性比较高。


缺点:刮胶时刮刀对胶的挤压力很小,降低了胶对基体的附着能力,只适用于对基体渗透能力较好的合成树脂胶。一定要正确的确定涂层厚度,才能保证构件有牢固的粘接性能。


最后,我们在细分一下汽车用胶黏剂产品本身的优势和局限:

优势:

1)胶粘剂技术可以让金属与非金属材料有效的连接,这种方式是其他的焊接技术无法满足的。

2)胶粘剂是均匀的涂抹在粘接面上的,避免了铆接、点焊等连接方式的应力集中问题。

3)胶粘剂技术在汽车装配上的应用,可以有效减轻车体重量百分之三十以上。

4)胶粘剂技术在汽车装配的应用可以使车体有良好的密封作用,铆接、点焊、螺栓连接是达不到这种效果的。

5)胶粘剂技术可以有效避免技术材料而对浪费,减少了经济上的损失。在汽车装配上应用胶粘剂技术减少了汽车材料因为铆接、点焊、打孔等浪费的材料,在经济上带来的效果是非常可观的。


局限:

1)胶粘剂在汽车装配上的应用最明显的缺点就是粘接的强度明显不够高。

2)现在的胶粘剂在高低温的环境下,性能是非常有效的,因为胶粘剂都属于有机合成的高分子材料,只能在-50--100℃的温度范围内工作。

3)胶粘剂在光热的长时间影响下,会发生老化现象,使用寿命明显变短。

4)现在我国使用的部分胶粘剂含有有毒物质,对人体的健康产生了危害。


综上所述,随着市场对汽车轻量化要求的提高,汽车用胶黏剂的应用越来越广,不断提升原有胶粘剂粘接强度,降低固化要求,减少胶粘剂在环境方面污染等都是今后需要继续发展的方向。


编辑:祺星新材料

来源:金斯邦胶粘剂ergo胶水网、汽车质量家,汽车材料网等,utpe整理汇编,转载请注明


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