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行业新闻

开展环境友好型胶粘剂必定是业界的首要研讨方

 时 间:2019-09-29

 

<p background-color:#ffffff;"="">我国轿车用胶粘剂职业起步于上世纪50年代中期,在80年代跟着技术引从而快速开展,90年代之后进入了新的开展阶段。国内私家车的遍及更是为轿车用胶粘剂职业引进新的活力,使胶粘剂用量进一步进步。轿车用胶粘剂具有多种功能优势,可到达进步粘接器件结构强度、防锈防腐蚀、隔热减震及密封等效果,从而代替部分焊接和铆接等传统结合工艺,并简化施工进程,甚至还有必定的美化效果。其间,车灯用胶粘剂(简称车灯胶)作为轿车用胶粘剂的重要组成部分,取得了业界的广泛关注。


1 粘接机理及在车灯上的运用


20世纪40年代以来,人们提出了多种理论解说粘接行为,首要包含吸附理论、分散理论、静电理论、机械互锁理论和化学键理论。

(1)吸附理论:胶粘剂潮湿被粘物后,界面的胶粘剂和被粘物分子间发作分子间效果力(包含氢键及范德华力等),将胶粘剂和被粘物牢牢粘接在一同。


(2)分散理论:胶粘剂与被粘物彼此分散,构成了由两种分子构成的混合界面层,实现粘接。此理论首要适用于胶粘剂和被粘物均为聚合物的状况,特别是两种聚合物的相容性以及分子链段的运动才能较强时。


(3)静电理论:在胶粘剂与被粘物之间构成了双电层,静电力效果阻挠了胶粘剂和被粘物的别离,使资料粘接。胶粘剂剥离被粘物进程的放电现象证实了该理论的存在。


(4)机械互锁理论:被粘物的外表不是完全润滑的,其外表存在不同深度的凹槽和缝隙,液态的胶粘剂能够进入其间,经固化成型后,以锚状或钩状彼此嵌合,使资料粘接。机械互锁是外表粗糙资料(特别是多孔资料)的首要粘接机理。


(5)化学键理论:胶粘剂分子与被粘物分子生成了化学键,从而供给了粘接力。一般化学键力较分子间效果力大,若其密度到达必定程度,则可使粘接强度明显进步。


依据以上机理,能够经过多种途径进步车灯胶的粘接强度:①有针对性挑选主链结构适宜的车灯胶,如粘接极性资料时,运用主链具有极性基团的车灯胶;②在胶中添加适当的偶联剂;③进步车灯粘接处的外表粗糙度;④清除车灯粘接面的弱边界层(如铝外表的天然氧化层);⑤运用适宜的底涂剂;⑥对非极性资料[如聚丙烯(PP)]面进行等离子处理或燃烧处理。


2 车灯胶的运用环境及功能要求


车灯胶的功能首要表现为运用进程中的工艺功能和粘接功能。与惯例胶粘剂相比,车灯胶因为运用的环境特别,除了对力学功能、抗老化功能等有要求外,还需具有以下几个功能。


(1)耐高低温功能:在非运用状态下,车灯的温度可低于0 ℃,特别是在我国的北方地区,冬季温度遍及低于-30 ℃(甚至可降至-50 ℃);而在长期运用后,车灯温度升高,可到达170 ℃甚至更高。因而,车灯胶在不同温度下长期运用,须坚持低温柔性和高温不损坏。


(2)抗震耐疲惫功能:车辆行进途中不可避免会发作震动,特别是行进路面不平常,震动起伏和频率都会进步。车灯胶在长期震动效果下,易发作累积损伤,呈现车灯损坏和漏水等严重问题。因而,车灯胶须具有良好的抗震耐疲惫功能,以保证车灯运用的稳定性和安全性。


(3)低雾化值:雾化值用于表征凝结在车灯内外表的蒸发分的多少。车灯作为车辆的照明和信号指示元件,对车辆的驾驭安全性尤为重要,车灯起雾必定下降驾驭进程的安全性,一起下降车辆运用寿命,并损坏漂亮性。目前,下降车灯雾化值已经成为车灯职业的重要课题之一。车灯的雾化需求3个条件,别离是凝结中心、足够的水蒸气和低于水分凝结温度的温度区域。车灯胶对雾化的首要影响是可构成凝结中心的热蒸发成分。因而,为进步车灯的运用功能和外在漂亮性,车灯胶的热蒸发分须较低。


3 常用车灯胶的分类及优缺点


按运用温度,车灯胶首要分为热熔胶和室温硫化胶两大类,其间,热熔胶包含热塑性热熔胶和反响型热熔胶,室温硫化胶又分为单组分室温硫化胶和双组分室温硫化胶。热熔胶在运用前需求加热熔融,然后将熔胶涂覆在粘接处,冷却固化取得初步粘接效果。其杰出的长处便是固化速率快,能习惯快速的接连化工业生产。而室温硫化胶则运用较为便利,用前无需加热,常温涂胶粘接,可是固化速率较慢,需求晾置一段时间。因而,这两类胶别离适用于不同的环境和运用要求。


热塑性热熔胶是由热塑性树脂、弹性体、增黏剂和各种助剂等混合而成的固体资料。其易于贮存,便于制成各种形状(颗粒状、块状和条状等),而且便于运输。一起,其易于施工,加热熔融后涂胶,冷却即固化粘接,所用时间不超越0.5 h,适用于工业化接连生产,并可重复运用。热熔胶的功能随基材不同而略有不同:聚酰胺热熔胶对温度敏感性较高,温度稍低于熔点立刻固化成型,又含有氨基、羧酸基和酰胺基等极性基团,粘接极性资料时才能较强;而丁基热熔胶分子结构的饱和度高,侧基体积小,故具有耐热老化好、耐气候老化才能强、抗湿气渗透功能优异、柔韧性高、抗震性和耐低温功能强等长处。但是,热塑性热熔胶也存在不少缺点:耐高温功能较差,不适用于温度较高的雾灯;粘接强度较低,部分状况需与机械固定一起运用;跟着车灯结构的杂乱化,运用性下降。湿气固化聚氨酯热熔胶归纳了传统热塑性热熔胶和反响型胶粘剂的部分长处,不仅具有固化快、无溶剂和施工便利等长处,而且进步了热塑性热熔胶的耐高温功能和粘接强度;一起,聚氨酯基材的功能易于调控,改变其硬段和软段的组成,能够取得不同功能的聚氨酯资料。但其含有游离的—NCO有毒基团,抗高温和耐紫外才能稍差于硅胶产品,而且会湿气固化,在包装和贮存方面要求较高。单组分室温硫化胶的代表性产品为单组分硅胶,其首要成分为羟基封端的硅氧烷、填料、交联剂和其他助剂。硅胶施工便利,无需混合,常温直接涂胶即可,而且主体成分中的硅氧键的键能较高,故耐紫外功能优异。别的,有机硅胶低温柔顺性好、耐高温才能强、贮存稳定性好且无毒无污染;但依靠空气中湿气由外到内会逐步交联固化,固化速率慢,不适于工业化接连生产,从而进步了工业成本。双组分室温硫化胶包含双组分有机硅胶和聚氨酯胶等,并以双组分硅胶为主。其耐高温、耐候性强且贮存稳定性好。相较于单组分硅胶而言,双组分硅胶的首要长处是固化速率高,但运用难度较大,涂胶前需求共混,增加了设备投入。


4 车灯胶的研讨进展


车灯胶的开展与运用已相对成熟,在车灯粘接范畴中产品种类丰富(如热塑性热熔胶、湿气固化聚氨酯热熔胶和有机硅密封胶)。跟着车灯结构的日益杂乱化和精细化,职业界对胶粘剂的功能要求不断增多,功能要求逐步进步,开发多功能、高功能的车灯胶已成为职业界研讨人员的奋斗目标。


热塑性热熔胶因其耐高温功能差,故在开展和运用中受到长期困扰。为处理该问题,职业界人员做了大量的改进和研讨。White 等[Hydroxy-functional poly(amide ethers)as thermoplastic barrier resins]运用聚醚酰亚胺树脂或含苯环的聚酰胺树脂,制备了耐高温聚酰胺热熔胶;可是该办法在分子中引进了刚性基团,使资料柔性下降、脆性进步且制备办法更杂乱。王崇晖等[一种聚酰胺热熔胶及其制备办法]进一步研讨发现:选用多元尼龙本体共聚,并添加长碳链尼龙组分来改善产品的柔韧性,能够制得耐高温且归纳功能良好的聚酰胺热熔胶。湿气固化聚氨酯热熔胶在涂胶温度下长期反复加热易呈现黏度显著上升问题,从而形成涂胶机的堵塞。为处理此缺点,叶青等[轿车车灯用湿气固化聚氨酯热熔胶]研制了由有机酸和酸盐等复配的黏度稳定剂,进步了聚氨酯热熔胶的黏度稳定性。别的,为避免湿气固化聚氨酯热熔胶中小分子异氰酸酯的存在对施工人员及运用人员的潜在损伤,很多产品生产厂家(如汉高)经过工艺优化,尽可能的减少湿气固化聚氨酯热熔胶中小分子异氰酸酯的残留。针对有机硅密封胶的催化剂毒副效果大的缺点,许家瑞等[自催化交联型有机硅-环氧复合密封胶及其制备办法]经过选用低相对分子质量的环氧树脂与有机硅复合的办法,制备出适宜于车灯运用、无需外加催化剂、固化速率快且热稳定性好的有机硅-环氧复合密封胶。


别的,在车灯胶的运用进程中,为了满意大众逐步进步的审美和安全需求,提出了新的功能要求(比方限制车灯的雾化值)。任小军等[一种轿车灯用单组分脱醇型硅酮密封胶及其制备办法]选用硬脂酸处理纳米活性碳酸钙,并选用高真空脱出低分子物质的办法制备出蒸发分低(雾化值低)、耐候性及环境老化功能好且对PP和聚碳酸酯(PC)粘接性强的高归纳功能车灯用单组分硅胶。刘良军等[车灯安装运用的有机硅密封胶及其制备办法]依据硅胶使车灯起雾的原理,建立了用有机硅小分子环体含量低于0.05%(以质量分数计)的硅油制备硅胶的办法,制备出耐高温、耐老化且减震等归纳功能良好的车灯用硅胶,而且成功按捺了车灯的起雾。

 
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