汽車用膠粘劑發(fā)展現(xiàn)狀及前景
汽車用膠粘劑的歷史幾乎和汽車工業(yè)本身一樣悠久,隨著車用膠黏劑的性能及其制造、應(yīng)用技術(shù)的日臻完善,汽車工業(yè)已經(jīng)成為了僅次于建筑和輕工業(yè)以外最大的膠粘劑應(yīng)用領(lǐng)域,幾乎涵蓋了所有類型膠粘劑,而且應(yīng)用范圍越來越廣,整車用量比例也越來越高。
車用膠粘劑必須在苛刻條件下符合汽車的壽命要求,需要耐溫度膠變、耐鹽水、耐燃油、耐油、耐高溫、耐振動(dòng)、耐沖擊、耐洗滌劑和耐塵土等。膠黏劑的應(yīng)用可以提高駕乘的舒適性、降噪、減振、減輕質(zhì)量、降低能耗、簡化工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量,達(dá)到其他連接方法所難以達(dá)到的效果。
一、汽車用膠粘劑的發(fā)展背景及現(xiàn)狀
1979年,汽車行業(yè)第一次邀請日本公司來華座談?dòng)嘘P(guān)汽車用膠技術(shù),汽車上一些專用膠如環(huán)氧膠、液態(tài)密封膠、PVC熔膠、聚氨酯膠等都是這一時(shí)期研究開發(fā)出來的。
80年代后,由于汽車技術(shù)的引進(jìn),帶來了粘接密封行業(yè)的更大發(fā)展,在汽車材料國產(chǎn)化過程中研制出一批新的、更專用化的膠粘劑。如厭氧膠系列產(chǎn)品,防震隔熱膠片、耐磨性硅酮膠、汽車專用頂棚膠、地毯膠、焊縫膠、雙面膠帶、灌封膠等均屬此列。同時(shí),一些規(guī)模較大、專業(yè)性更強(qiáng)的膠粘劑專業(yè)廠也相繼建成,如樂泰(中國)公司、漢高表面技術(shù)長春公司、山東凱恩新材料科技有限公司等等,目前,汽車上所用的膠粘劑除極少數(shù)外,有相當(dāng)一部分已經(jīng)國產(chǎn)化。
二、汽車用膠粘劑的應(yīng)用分類
1.汽車車體用膠粘劑
汽車車體結(jié)構(gòu)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(dāng)加壓,就可以產(chǎn)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(qiáng)度,甚至可以重復(fù)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(lǐng)域產(chǎn)量最大的品種。
(二)SBS型壓敏膠:主要原料是SBS和SIS,采用較少。
1.2 汽車內(nèi)飾用膠粘劑
(一)氯丁型裝飾膠粘劑
氯丁橡膠是最早開發(fā)的合成橡膠,具有可逆的結(jié)晶性,粘接強(qiáng)度大、較高的拉伸強(qiáng)度和伸長率,耐候及耐熱性能優(yōu)異,所制備的膠黏劑可以室溫冷固化,具有粘結(jié)強(qiáng)度大、初粘力大、耐介質(zhì)性能好,粘結(jié)范圍廣等特點(diǎn)。但是氯丁橡膠長期存放會(huì)釋放出氯化氫,促進(jìn)其水解,并會(huì)腐蝕金屬,因此需加入氧化鎂和輕質(zhì)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(qiáng)度高、韌性好、固化快、耐低溫的特點(diǎn)。
(三)水基裝飾膠粘劑
固含量高,具有良好的粘結(jié)強(qiáng)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,只是以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(jié)構(gòu)用密封膠粘劑
PU膠粘劑是基料分子中含有氨酯基(NHCOO)和/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(diào)節(jié)、應(yīng)用范圍廣、力學(xué)強(qiáng)度大、低溫柔軟性、優(yōu)良復(fù)原性,可用于動(dòng)態(tài)接縫的密封。但也有缺點(diǎn),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(yīng)用有車窗(擋風(fēng)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(yù)先涂布在鋼板焊接的搭接部位,點(diǎn)焊后填實(shí)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(diǎn)焊密封膠更是不可缺少。這類膠粘劑主要包括以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(yùn)行系統(tǒng)用膠粘劑
汽車運(yùn)行系統(tǒng)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(qiáng)度高,耐熱性能優(yōu)異,并具有一定的韌性,而且成本低,工藝性能好。
汽車運(yùn)行系統(tǒng)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(shí)間定位,再于高溫?zé)o壓下進(jìn)行后處理,國內(nèi)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(jī)硅改性酚醛樹脂進(jìn)行粘接。
3.汽車動(dòng)力系統(tǒng)用膠粘劑
汽車動(dòng)力系統(tǒng)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(yè)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(dòng)力系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)鑄造時(shí)產(chǎn)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(fā)動(dòng)機(jī)鑄造時(shí)產(chǎn)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(qiáng)度的厭氧膠,可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)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(qū)動(dòng)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(lián)結(jié)機(jī)件的幾何精度,而采用厭氧膠進(jìn)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(qiáng)度厭氧膠。
4.汽車修理用膠粘劑
在汽車維修中,各種新型膠粘劑被廣泛應(yīng)用于汽車腐蝕、磨耗、研傷、缺損的修復(fù)及螺紋的鎖固、平面密封、管路螺紋密封、圓柱件固持等,從而延長了汽車的使用壽命,保證了汽車的正常運(yùn)行,減少了配件消耗及維修費(fèi)用。
對板料和棒材等受力結(jié)構(gòu)部位,可用環(huán)氧膠、酚醛-丁腈膠等;對薄片金屬并要求膠膜有彈性,可用氯丁膠;螺釘、螺帽的緊固、密封、防漏,可用厭氧膠;小面積又需快速粘接時(shí)可用氰基丙酸脂膠粘劑。根據(jù)所粘非金屬材料性能不同如彈性、線脹系數(shù)、收縮性的不同,可選用橡膠型、環(huán)氧、丙烯酸酯及聚氨酯膠等,粘接塑料時(shí)要分為熱固性還是熱塑性的不同而選用膠粘劑,熱固塑料可用環(huán)氧、聚氨酯等膠粘劑;熱塑塑料中無定型塑料可用溶劑粘接,結(jié)晶型塑料可用環(huán)氧、聚氨酯等膠粘接。
三、汽車用膠粘劑的發(fā)展前景搜索
我國汽車工業(yè)新材料、新工藝的不斷應(yīng)用,促進(jìn)了汽車用膠粘劑的不斷完善和專業(yè)化。膠粘劑在車輛制造中的應(yīng)用處于十分重要的位置,應(yīng)用范圍一也在不斷擴(kuò)大,用量也在不斷增加。隨著汽車向環(huán)保節(jié)能、安全舒適、輕量化、低成本、長壽命和無公害方向發(fā)展的需求,新型高品質(zhì)汽車膠粘劑的開發(fā)和應(yīng)用必將愈來愈重要。
由于國外膠粘劑品牌起步較早,在市場份額和產(chǎn)品技術(shù)上具備較強(qiáng)的優(yōu)勢。在中高端膠粘劑市場,國外品牌目前上游較大程度的競爭優(yōu)勢。隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的大力支持,近年來國內(nèi)膠粘劑企業(yè)的研發(fā)水平顯著提高,國內(nèi)品牌膠粘劑產(chǎn)品的進(jìn)口替代效應(yīng)將越發(fā)顯現(xiàn)。