()\\仇刚川综述/探秘车用胶枯及具发展趋势朱则刚东风汽车公司,湖北十堰摘要根据胶粘剂的定义与功能,阐述了胶粘剂的特点、分类和组成胶粘剂在汽车装配和维修中的应用指出了胶粘剂功能特点发展趋势的发展潜力和趋势。关键词车用胶粘剂一胶粘剂具有应用范围广、使用简便、经济效益高等特点,因此无论是在高精尖技术中还是在一般的现代化工业中,胶粘剂都发挥着极其重要的作用。不同类型的胶粘剂根据粘合理论可在不同范围内应用,其材质的好坏,性能的优劣直接影响着粘接效果。因此,胶粘剂的生产、制备技术显得极为重要。近几年,轻质金属、复合材料和塑料等新材料在汽车上的大量应用,使得车用胶粘剂用量持续增长,其中汽车内饰件是胶粘剂用量迅速增长的一个领域。另外,近年来,汽车上采用轻质高强度的工程塑料代替钢板的技术发展很快,特别是玻璃纤维增强塑料和片状模塑复合材料被广泛应用于汽车上,但它不能使用传统的焊接技术与车身构架组装,必须采用粘接技术。胶粘剂的定义与功能胶粘剂又称粘接剂,它是将两种材料粘接在起或填补零件裂纹、孔洞等缺陷,并在接合处具有足够强度的材料。粘接技术是借助胶粘剂在固体表而上所产生的粘合力,将同种或不同种材料牢固地连接在一起的方法。粘接的主要形式有两种非结构型和结构型。非结构粘接主要是指表面粘涂、密封和功能性粘接,典型的非结构胶粘剂包括表面粘接、密封和导电胶粘剂等而结构型粘接是将结构单元用胶粘剂牢固地固定在一起的粘接现象。所用的结构胶粘剂及其粘接点必须能传递结构应力,在设计范围内不影响其结构的完整性及对环境的适用性。粘接组件内的应力传递与传统的机械紧固相比,应力分布更均匀,而且粘接的组件结构比机械紧固铆接、焊接、过盈连接和螺栓连接等方式强度高、成本低、质量轻。如果薄壁件粘接物粘接到厚壁制品上,可充分发挥薄壁件的全部强度。而机械紧固和焊接结构的强度要受紧固件或焊点及其热感应区域的。用胶粘剂粘接的组件外观平整光滑,功能特性不下降。这一点对结构型粘接尤为重要。如宇航工业中的结构件外观平整光滑度高,这样有利于减少作者简介朱则刚一,男,湖北武汉人,大学本科学历,东风汽车公司工程师,从事化工材料运用工作。阻力与摩擦,将摩擦升温降低到到最低程度。故直升机的旋翼片全部用胶粘剂组装。用胶粘剂粘接紧密配合的电子或电器元件也避免有凹凸点,从中获益丰厚。导航电器运用胶粘剂组装可得到平整而无结构干扰的外表而。由于粘接接头中应力分布十分均匀,可使被粘接物的强度和刚度全部得以体现,而且还可减轻质量,如宇航器采用胶粘剂组装消除了消极载荷,增大有效载荷,航程提高,运费降低。胶粘剂可用于金属、塑料、橡胶、陶瓷、软木、玻璃、木材、纸张、纤维等各种材料之间的粘接。不同材料的接头处于可变温度时,胶粘剂可发挥其独特的使用效能。柔性胶可调节被粘接物的热膨胀特性差别,并能防止刚性坚固体系在使用环境中造成破坏。如果粘接组件在较高温度中使用,柔性胶粘剂可在不同材料间进行适宜地移动和迁移,通过移动或迁移过程可有效调节不同质材料间的热膨胀差异,达到牢固粘接成一体的目的。密封实际上是一种连续粘接。这种粘接法很容易密封住粘接接头,防止产生破坏作用的液体和气体渗入。胶粘剂也可代替实心体或泡沫垫圈,用一几齿轮箱壳体、阀罩、汽车部件的密封。由十它多以液体状态使用,也可作灌封胶,如线路板、电机、电气和电子组件常用灌封胶。制品或零部件产生断裂或裂纹是常见的现象,常规的修复方法是采用焊接,然而焊接往往会使被修复物品产生热变形应力,尤其是薄壁件不宜采用这种焊接法。如果是难以焊接的材料或在易发生爆炸的场合如油罐等更不易采用焊接法修复,只能采用安全可靠的胶粘剂粘接法。铸造缺陷气孔、堵孔一直是铸造行业经常出现的问题,修复这些带缺陷零部件常用的方法需要技术工人消耗大量的材料和时间才能修好,不然就成为废品。利用专用填补胶进行修补既省力又省钱。零部件磨损和尺寸超差或划伤现象约占机械零部件失效率的以上,传统的方法是采用堆焊、热喷涂、电镀、电刷度等。焊接或热喷涂会使零部件表面达到很高的温度,造成零部件变形或形成微观裂纹,影响零部件的尺寸精度和正常使用。而电镀和电刷镀尽管没有热影响,但镀层厚度要求严格,应用受,而采用胶粘剂表面粘涂技术修复方法简单易行,既无热影响又不受涂层厚度的,且能保证零件的耐磨性。橡塑资源利用综述“`、料主要有溶剂、增塑剂、固化剂、偶联剂、填料等在易燃、易爆场合的汽车维修及不停车带压堵漏方面显示出其独特的优越性。固化剂。固化剂参与化学反应,可使胶粘剂分子由线型结构形成网状或体型结构,从而使胶粘齐固化。固化剂的种类用量不同,对胶粘剂寿命、工艺及强度都有很大影响。填料。为了改善胶粘剂的加工性、耐久性、强度或降低成本,常加入固体填料。通常有金属及其氧化物粉末、玻璃、石棉等纤维及其织物等。选用特殊填料,还可获得某些特殊性能。如胶粘剂中加入银粉则可导电,加入硅粉可提高导热性。填料选用的原则是使胶粘剂具有适宜的粘度使填料的颗粒都能被胶粘剂浸润取得较好的胶接强度及其它胶接性能。稀释剂溶剂。溶剂主要作用是用以溶解基料和调节粘度,以便于施工。同时也能增加胶粘剂的润湿能力和分子的活动能力,从而提高粘接力。活性稀释剂。有时为了减少胶粘剂中挥发成分的含量,避免一般溶剂存在的缺点,往往加入活性稀释剂。在固化过程中,活性稀释剂参与固化反应,最后与高聚物结合。加入活性稀释剂同样可降低胶粘剂粘度,便于施工,且可延长胶粘剂的使用寿命。增韧剂。为了改善胶层的脆性,提高其柔韧性,常向胶粘剂中加入增韧剂。增韧剂有两种一种是与树脂相溶性良好,但不参与反应的增韧剂,如苯二甲酸二丁脂、苯二甲酸二辛脂等,通常用量为一左右另一种是能与树脂反应的增韧剂,如低分子量聚酚胺树脂、聚乙烯醇缩醛树脂等。除上述组分外,还可加入固化促进剂以缩短固化时间加防老剂或稳定剂以提高耐老化性或耐热性加偶联剂以提高粘附性等。但对某一具体的胶粘剂,并非对上述组分都需加入,而可根据胶粘剂的性质和使用要求加入部分或全部。胶粘剂在汽车中的应用月交粘剂在汽车装配中的应用粘接及联接材料是汽车装配中必不可少的材料。我国汽车中使用环氧粘接、联结材料的有关组件主要包括增强板环氧板,折边部环氧结构胶,防震板丁基橡胶系,车体侧面环氧结构胶,半圆结构部环氧树脂体系,车身骨架部环氧树脂结构胶等。使用粘接最多的是车体装配工序。轧制钢板之后经电弧焊或点焊连接成白胚,装配成车身的工序主要用的是糊状粘接剂,这样的粘接剂对油面钢板具有良好的粘接性,适合下一工序使电泳涂料在烘箱中烘烤固化。其中半圆结构用粘接剂作为门、窗、顶盖、行李箱等半圆结构部件的防锈目的使用的粘接剂,以油面粘接性、防锈性及在烘箱中烘烤的固化性的液型热固环氧树脂系粘接剂为主,也使用一“滴、冒、渗、漏”是汽车上经常出现的现象。利用胶粘剂表面粘涂法堵漏十分安全方便、省时省力、质量可靠,有时在不影响运行的情况下,常压常温修复泄漏部位,达到重新密封的目的,尤其是胶粘和胶粘剂的特点在生产和生活中常遇到胶接的问题。将两种或同种固体表面用粘合方法连接起来的工艺称为胶接。比如用白胶粘结木材做成家具,用环氧胶连接铝质零件等。胶接工艺比铆接、螺接和焊接等有许多优点整个胶接面都承受载荷,因此机械强度比较高应力分布均匀,胶接应力分布在整个粘合面上,避免了应力集中,耐疲劳强度提高胶接结构重量轻,如雷达采用胶接,重量减轻飞机胶接代替铆接,重量减轻具有密封作用,而且粘粘剂一般都是电绝缘体,故可防止金属发生电化学腐蚀工艺温度低,胶接可在较低温度甚至室温下进行,可免除对热敏感部分受到的损害胶粘剂能粘接不同材料,还能对异型、复杂和大面积的结构件进行粘接,也适于薄形、微形构件的连接。胶粘剂的分类按胶接强度特性分类。可分为结构型胶粘齐」,非结构型胶粘剂,次结构型胶粘剂。结构型胶粘剂要求必须有足够的胶接强度,能使胶接接头在长时间内承受震动、疲劳和冲击等各种载荷,同时还要求必须有一定的耐热性和耐候性,使胶接接头在较为苛刻的条件下进行工作非结构型胶粘剂的特点是在较低的温度下拉伸强度、剪切强度和刚性都比较高,但在一般情况下,随温度升高胶层易发生蠕变现象,从而使胶接强度急剧下降,这种类型的胶粘剂主要用于胶接强度不太高的非结构部件次结构型胶粘剂具有结构型和非结构型胶粘剂之间的特性,它能承受某种程度的载荷。按外观形态分类。溶液型,主要成分是树脂或橡胶,在适当的有机溶剂中溶解成为粘稠的液体乳液型,属于分散型,树脂在水中分散成为乳液,橡胶的分散体系成为乳胶膏糊型,是一种充填优良的高粘稠的胶粘剂粉末型,属水溶性胶粘剂,使用前先加溶剂主要是水,然后调成糊状或液体状薄膜型,是以纸、布、玻璃纤维织物等为基材,涂敷或吸附胶粘剂后干燥成薄膜状,通常与底胶配合使用。胶粘剂的组成胶粘剂由主体材料和辅料组成。主体材料胶粘剂与密封胶的粘接力、密封性等特性主要由主体材料所决定,一般为树脂及橡胶两大类。树脂类主要有环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂橡胶等。橡胶类主要有氯丁橡胶、丁脂橡胶、丁苯橡胶等。辅助材料胶粘剂、密封胶中,主体材料决定其主要性能,但是辅助材料同样也不可缺少。辅助材橡塑资源利用()\\(闪川综述/部分系粘接剂结构件用的粘接剂以提高车身刚性为主要目的车身骨架部位的材料,在使用点焊的同时使用一部分液型热固环氧树脂系结构粘接剂。在油漆工序中,主要是经过电泳涂漆之后使用的粘接、联结材料,以溶胶为主成份,用于车身密封和钢板衬增强材料、防震板。其中增强板材料,车门的正、反面,挡泥板等部位,为了防止板面刚性的降低,将粘接性的热固性板材直接贴在钢板上在烘箱中烘烤固化,这类板材主要也为发泡型或非发泡型环氧树脂系统产品。近年汽车制造厂用的粘接、粘接材料关系进行开发研究正在深入,新开发的用于汽车用的这类环氧树脂材料层出不穷。近似固化型半圆结构用粘接剂,由原来车顶盖或门之类半圆结构部作为防锈这个目的使用的是液型热固化的环氧树脂体系粘接剂,为了把半圆结构部的防锈性提高一步,在比较低的温度预加热、在极短的时间中胶化,得到一种新开发出的、容易剥离的新的类似固化型的粘接剂—液态环氧树脂中混合一定性能的丙烯酸粉,加热℃以上丙烯酸粉和液态环氧树脂使之膨润形成胶皮膜。为使环氧树脂几乎不起固化反应,粘接剂溢出部分比较容易除去,在半圆结构内高度填入粘接剂。该材料由液状环氧树脂和一定性能的丙烯酸粉配合成的,通过二阶段加热预加热和烘箱烘烤电泳漆成胶化丙烯酸粉和环氧树脂的膨润现象,固化环氧树脂的反应是种引人注目的新材料,有很高使用价值。月交粘剂在汽车维修中的应用在汽车维修中,各种新型胶粘剂被广泛用于汽车腐蚀、磨耗、研伤、缺损的修复及螺纹的锁固、平面密封、管路螺纹密封、圆柱件固持等,从而延长了汽车的使用寿命,保证了汽车的正常运行,减少了配件消耗及维修费用。对板料和棒材等受力结构部位,可用环氧胶、酚醛一丁睛胶等对簿片金属并要求胶膜有弹性,可用氯丁胶螺钉、螺帽的紧固、密封、防漏,可用厌氧胶小面积又需快速粘接时可用氰基丙烯酸醋胶粘剂。根据所粘非金属材料性能不同如弹性、线胀系数、收缩性的不同,可选用橡胶型、环氧、丙烯酸酷及聚氨酷胶等。粘接塑料时要分为热固性还是热塑性的不同而选用胶粘剂,热固塑料可用环氧、聚氨酷等胶粘剂热塑塑料中无定型塑料可用溶剂粘接,结晶型塑料可用环氧、聚氨醋等胶粘接。粘接工艺。粘接工艺主要包括接头设计、表面处理、配胶和涂胶、固化和质量检查等。实际应用中粘接接头的形式很多,但均可简化为端接、角接和面接三种基本形式。接头的典型受力形式有四种,即剪切、拉伸、不均匀扯离和剥离。在接头设计时,为提高接头的承载能力,应尽量将接头设计成剪切状态,合理增大粘接面积并尽量避免应力集中。为了获得粘接强度高、耐久性好的粘接接头,要求制备的表面层与基体材料及胶粘剂结合必须牢,并且这种结合不受或少受环境条件的影响。表面处理的主要作用有除去妨碍粘接的表面污物及疏松层提高表面能增加表面积。表面处理的好坏直接影响粘接材料的粘接强度。其主要影响因素是清洁度、粗糙度和表面化学结构。要获得良好的粘接强度,必要的条件是胶粘剂完全浸润粘接材料的表面。通常,纯金属表面都具有高的表面自由能,而有机胶粘剂大都是具有低表面自由能的高分子化合物。根据热力学原理,它们之间能够很好地浸润,但实际上得到的金属都不是纯金属表面,其表面上经常有一层锈垢或氧化物,以及在金属的制造、切削、成型加工、热处理等过程中吸附有机或无机污染物。这些污染物所组成的污染层内聚强度很低,它们的存在一般都降低粘接强度。适当地将表面粗糙化,能提高粘接强度。但粗糙度不能超过一定的界限,表面太粗糙反而会降低粘接强度。因为过于粗糙的表面不能被胶粘剂很好地浸润,凹处所残留的空气等对粘接是不利的。粘接强度还与糙化方法所产生的不同表面几何形状有密切关系。例如喷砂处理比抛光后再用机械加工糙化后的粘接强度更高锐利的磨料比用球形磨料处理的粘接强度高。机械糙化的过程使表面得到了净化,改变了表面的物理化学状态,形成了新的表面层同时,粗糙度的不同还会影响界面上的应力分布,从而获得较好的粘接强度。粘接材料表面的化学组成与结构对粘接性能、耐久性能、热老化性能等都有重要影响而表面结构对粘接性能的影响往往是通过改变表面层的内聚强度、厚度、孔隙度、活性和表面自由能等而实现的。其中,表面化学结构既可引起表面物理化学性质的改变,也可引起表面层内聚强度的变化,因而对粘附性能产生明显的影响。对于单组分胶粘剂不需配制,可直接使用。对于双组分或多组分胶粘剂,配胶质量将直接影响粘接件的粘接性能,必须准确称取各组分的重量误差一般不超过一并搅拌均匀。胶粘剂配制量应根据涂敷量多少而定,在活性期内用完。被粘接件表面处理完毕和完成配胶后,就可按规定的要求进行涂胶。现场维修一般用刷子、刮板、胶机具进行涂胶。涂胶应均匀、不含气泡,胶膜厚度应控制在规定的范围之内。涂胶完毕,将被粘接件粘接在一起后,应按胶粘剂使用说明中规定的固化方法、时间、温度对胶粘剂进行固化,在固化期最好对粘接件施以压应力。在汽车维修中,对于用胶粘剂修补的部位,主要检查其表面硬度和粗糙度。对于用胶粘剂粘接的部件,主要是检查其粘接强度。而在实际应用中,被粘接件一般不允许进行破坏试验。如确实需要对粘接质量进行检查,通常是对粘接件进行无损检测。金属胶粘剂粘接壳体类部件。金属胶粘剂是近几年来被广泛采用的新材料之一,因其在零部件的橡塑资源利用综述,喇川度不同的许多品种,可以按自己的使用要求来选择。裂纹修复中的奇特功效,越来越受到机修和汽修等行业的欢迎。裂纹等的修复工艺原来采用气焊或电焊的方式来进行。但在汽车上的许多构件,因为形状复杂,又属焊接性能较差的铸铁件,所以焊接时容易出现裂纹,达不到修复的目的,甚至会造成整个机件的报废。有些情况下,因不能拆卸只能在工作状态下修复,采用通常的焊接方法根本无法进行。这些情况下,正好显示出胶粘剂的优越性。汽缸体的冷冻裂纹、钢体上的螺孔损坏是汽车发动机修理中常见的损伤。汽缸体因内部结构复杂,又是较大铸铁件,焊接时要求工艺很严,有时难免因操作不当造成热焊裂纹。用金属粘接剂修补裂纹,只要按说明书上的要求,在原裂纹部位开一坡口,再在两端打上止裂孔,然后用汽油、毛刷将坡口部的金属屑末和污物除去,涂上调好的胶粘剂,经一段时间的固化后就行了。更有在使用过程中的汽车,发生了类似的损坏后,完全可以在车上进行修复作业,其工艺过程要求大致与上相同。其方法简便易行又十分可靠,这是用热焊方法无法实现的。缸体上的汽缸盖螺栓孔,因受到的力矩较大,胶粘剂的发展潜力和趋势根据我国市场的供需情况,未来胶粘剂主要向环保型、高性能、高附加值方向发展。低甲醛释放量脉醛胶约占我国合成胶粘剂总量的,随着人民对人造板材的环保要求将会更高,低甲醛释放量脉醛胶市场潜力巨大。目前已有国外公司在我国生产低甲醛释放量脉醛胶,同时配套建立大规模的木材加工厂热熔胶胶粘剂不使用有机溶剂,而巨施工迅速、粘结效果好,是近年来我国需求增长最快的胶种,也是未来的发展方向。除了传统的热熔胶外,国内还巫待开发聚醋类、聚酚胺热熔胶新品种聚氨酷胶粘剂广泛应用于制鞋、包装、建筑、汽车等领域,由于其优良的性能,被认为是国内最有发展潜力的胶种之一在今后几年里,胶粘剂也将成为我国建筑用的主导胶种电子工业用环氧树脂胶粘剂、建筑业用环氧结构胶,生产技术难度大、国产产品质量差,目前主要依靠进口塑熔胶是汽车用主要密封胶,约占我国汽车用胶粘剂的,目前年需求量约为万吨,随着我国汽车工业特别是轿车工业的发展,塑熔胶必有广阔的发展前亏亘`损坏的数量多且较为常见。以前的修理方法多采用镶套法,即把一内外都有螺纹的螺套镶入扩大的原螺孔中。这种方法虽行之有效,却不很可靠,经常因拉力过大造成拉出螺套的问题。这种情况可利用胶粘剂很方便地加以解决,即把螺套外部涂上胶粘剂再拧入即可。不仅在发动机上,其它部位的裂纹、破损等也完全能利用粘结剂修复,如变速箱壳、后桥壳等。只要对强度无过高的要求,又不是直接受较大负荷的部位,如螺孔周围的裂纹等和无高温要求的部位如排气管等,均可采用粘接修理的方法。具体的使用温度、剪切强度及粘接方法,可参照说明书的使用介绍。另外按用途分。胶粘剂有耐高温的一力毛。参考文献程时远,李盛彪,黄世强编著胶翻剂北京化学工业出版社」张向宇编著胶勃剂分析与测试技术北京化学工业出版社【」李和平主编一胶豺剂配方工艺手册北京化学业出版社收稿日期一一℃、绝缘的、抗酸碱腐蚀的以及低、中、高强昭和电工开始生产生物荃生节蔺解督料昭和电工公司于年月日表示,它己采用淀粉或糖类制成的唬拍酸。该公司表示,这意味着,在中约的主要原材料,现为生物衍生。同时,树脂,其中由淀粉与混合,其匕例可提高到左右。该产品正在一些客户市场上进行测试,包括全球性的生物塑料产品制造商美国北方技术国际公司旗下的公司。该公司已经使用一些常规等级的一品包装应用中。经在公司的日本辰野生产基地,使用生物衍生的玻拍酸以商业化规模开始生产可生物降解聚醋树脂。昭和电工表示,该产品将主要用于在印度的消费品包装中使用。昭和电工已开始供应薄膜级产品的样品。可以在使用后完全分解成水和二氧化碳,己应用于堆肥袋和地膜。为了减少排放量,和更好地保护环境,昭和电工使用生物衍生的原材料,并己开发了。生产技术,,应用于公司在印度的合资企业开发的大批量消费昭和电工的目标是扩大基于生物基原材料可生物降解塑料的销售。到年年底,昭和电工将能够确保供应万一万吨年生物衍生玻拍酸的供应。钱伯章供稿橡塑资源利用
