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。輕質(zhì)金屬，復(fù)合材料和塑料在汽車上的應(yīng)用使得汽車用膠粘劑和密封膠的用量持續(xù)增長。采用粘接技術(shù)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。
本文系統(tǒng)介紹了汽車車體、運(yùn)行系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、維修的粘結(jié)部位和特點(diǎn)以其汽車所用膠粘劑的種類和主要性能，闡述了有關(guān)膠粘劑品種近年來的發(fā)展?fàn)顩r。
一、汽車用膠粘劑的背景與現(xiàn)狀
20世紀(jì)50年代中期，汽車工業(yè)發(fā)展緩慢，汽車制造品質(zhì)不高，膠接密封技術(shù)在汽車上的應(yīng)用處于很低的水平，表現(xiàn)為膠粘劑品種少、用量少、技術(shù)含量低。上世紀(jì)八十年代中期以前，汽車行業(yè)用到的膠粘劑、密封膠品種屈指可數(shù)，這些低技術(shù)含量膠種的使用，既不能保證汽車產(chǎn)品的質(zhì)量，也給環(huán)境和人體健康帶來危害，而車身焊裝則無用膠要求，也無相應(yīng)的品種和品質(zhì)。
20世紀(jì)80年代中后期，我國汽車工業(yè)相繼引進(jìn)整車整機(jī)和關(guān)鍵零部件制造技術(shù)近70項(xiàng)。使我國汽車工業(yè)出現(xiàn)勃勃生機(jī)的同時(shí)，也促進(jìn)了膠粘劑工業(yè)的發(fā)展。1988年引進(jìn)日產(chǎn)柴車身生產(chǎn)技術(shù)，涉及10多種國內(nèi)沒有的車用膠粘劑新品種，東風(fēng)汽車公司和北京航空材料研究所、航天部襄樊42研究所等研究單位合作，實(shí)現(xiàn)了引進(jìn)車型所需膠粘劑的國產(chǎn)化，滿足了新車型的生產(chǎn)需求。同時(shí)期天津夏利轎車、北京切諾基吉普車、南汽依維柯旅行車等車型的引進(jìn)，同樣對車用膠提出了開發(fā)應(yīng)用的需求，在此期間，我國汽車膠粘劑產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用開始進(jìn)入一個(gè)快速成長期。
20世紀(jì)90年代以后，國民經(jīng)濟(jì)以每年10%以上的增長速度保持了快速穩(wěn)定的健康發(fā)展，作為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的汽車工業(yè)，也得到了長足的發(fā)展，先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用和大規(guī)模生產(chǎn)能力的提升，對汽車膠粘劑行業(yè)提出了新的要求并帶來了發(fā)展機(jī)遇，在此期間，我國汽車膠粘劑產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用向著高性能、多品種、系列化和專業(yè)化方向發(fā)展，汽車膠粘劑行業(yè)進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展期。
進(jìn)去新世紀(jì)來的近十年，轎車已進(jìn)入尋常百姓之家，國內(nèi)汽車在打造自主品牌的過程中，滿足環(huán)保法規(guī)要求的汽車膠粘劑、密封膠品種的開發(fā)應(yīng)用已成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。輕質(zhì)金屬、復(fù)合材料和塑料等新材料在汽車上的應(yīng)用使得汽車用膠粘劑和密封膠用量也持續(xù)增長，其中汽車內(nèi)飾件是膠粘劑用量迅速增長的一個(gè)領(lǐng)域。
二、汽車用膠粘劑的分類
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釋放出氯化氫，促進(jìn)其水解，并會腐蝕金屬，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.汽車動力系統(tǒng)用膠粘劑
汽車動力系統(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。
汽車動力系統(tǒng)中的發(fā)動機(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)動機(jī)鑄造時(shí)產(chǎn)生時(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
汽車在使用過程中往往出現(xiàn)這樣那樣的機(jī)械問題，特別是在野外不具備維修條件下，當(dāng)發(fā)動機(jī)缸體或水箱出現(xiàn)裂紋以及密封件開裂時(shí)，可以采用雙組分快速固化丙烯酸膠粘劑、厭氧膠或耐久性能更好的快速固化環(huán)氧樹脂膠粘劑進(jìn)行暫時(shí)修理，如果內(nèi)飾、側(cè)邊條等開裂，可以使用熱熔膠進(jìn)行粘接，以便暫時(shí)維持使用，等到達(dá)修理站后再進(jìn)行徹底修理。
三、汽車用膠粘劑的發(fā)展前景
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。預(yù)計(jì)到2010年，我國汽車工業(yè)對各種類型膠粘劑的總需求量將達(dá)到10萬噸。由此可見，膠粘劑在牟輛制造中的應(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.
據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國每輛轎車用膠約20kg，中型車約16kg，重型車約22kg。預(yù)計(jì)到2010年，我國汽車工業(yè)對各種類型的膠粘劑和密封膠的總需求量將達(dá)到10萬噸，其中聚氨酯膠約1480t。聚氨酯膠粘劑在汽車中主要用于風(fēng)窗玻璃膠、結(jié)構(gòu)膠、濾芯膠和內(nèi)飾膠。
目前，我國汽車膠粘劑、密封膠的品種已經(jīng)比較齊全，技術(shù)水平也在為斷提高，應(yīng)及早統(tǒng)一制訂出與此相適應(yīng)的材料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范性能測試方法，建立完善質(zhì)量保證體系，已勢在必行! |
