汽車用聚氨酯膠粘劑種類
汽車用聚氨酯膠粘劑種類
我國汽車工業正在蓬勃發展，僅2011年，全國汽車産量就達1870萬輛，並以每年近10％的速度高速增長。汽車工業用膠粘劑的市場非常廣大。
汽車用膠粘劑/密封膠按應用部位分類，可分爲汽車車身用膠 、汽車内飾用膠 、汽車發動機底盤用膠 、汽車零部件用膠、汽車制造工藝用膠五大類。2007年我國汽車用膠年消耗量約爲12萬t，其中單組分濕固化聚氨酯風擋玻璃膠的年消耗在5500噸左右。另外尚有汽車頂棚内襯水基聚氨酯膠等尚未統計 。近幾年，我國聚氨酯膠粘劑年需求量以平均30%的速度增長 。
1、汽車(chē)用pu膠粘劑的優點(diǎn)
（1）在-40~+100℃内有良好的粘接性能；
（2）由於(yú)韌性好，特别是低溫韌性好 ，具有優良的耐沖擊振動性，使用壽命長(zhǎng)；
（3）由於(yú)含有大量極性基團和活性反應基團 ，對汽車(chē)使用的各種基材，如玻璃、塑料、金屬等表面光潔的材料和各種内外飾材料及織物等 ，均有極好的粘接性能；
（4）調節pu膠的配方，可制成不同硬度和伸長(zhǎng)率的膠粘劑，其粘合層(céng)從柔性到剛性均可任意調整 ，滿足不同材料的粘接；
（5）pu膠可加熱固化，也可室溫固化，粘接工藝簡便，操作性能良好。固化過程沒有副反應産(chǎn)生，因此粘合層(céng)不易産(chǎn)生缺陷。
（6）pu膠(jiāo)具有良好的耐磨 、耐油 、耐溶劑(jì) 、耐化學藥品、耐臭氧以及耐細菌等性能 。
汽車工業技術的發展要求汽車構件輕量化，因此大量採用塑料零部件 ，特别是高強度的frp（玻璃纖維增強塑料）和smc（闆材模塑複合材料），這些零部件需用pu結構膠與密封膠進行粘接裝配 。随著(zhe)現代汽車車速的不斷提高，對車窗風擋玻璃的安全性提高瞭(le)要求 ，採用瞭(le)風擋玻璃的直接粘接工藝，大量使用單組分濕氣固化pu膠粘劑。爲瞭(le)改善pu膠環保性能，開發瞭(le)水基型pu膠粘劑和無溶劑pu結構膠及反應型pu熱熔膠等等。
2、汽車(chē)用聚氨酯膠粘劑(jì)的常用品種及應用
（1）單(dān)組分濕氣固化聚氨酯膠粘劑(jì)
将汽車風擋玻璃直接粘接到車體的工藝始於(yú)20世紀60年代的美國。單組分濕氣固化pu膠粘劑先由美國essex化學公司在20世紀70年代初研制成功，並(bìng)成功應用於(yú)美國通用汽車，1976年奧迪汽車公司也在奧迪c2車型上應用。随後日本及其他歐洲汽車廠家相繼採用風擋玻璃的直接粘接工藝。由於(yú)施工簡便並(bìng)採用機械施膠，目前世界上95%以上風擋玻璃及側窗玻璃的粘接採用這種膠粘劑。
單組分濕氣固化pu膠粘劑由於(yú)含有活潑的-nco基團，能與被粘面上或空氣中的微量水分發生反應而固化。單組分濕氣固化pu風擋玻璃膠要求對濕氣敏感 ，固化速度快，固化後又要保持優良的彈性 ，而且要求爲單包裝，貯存穩定性好 。它是汽車用膠中技術含量較高的産(chǎn)品，也是目前我國汽車用pu膠類中用量較大的品種。
採(cǎi)用這種玻璃粘接密封工藝，能使風擋玻璃和車身緊密地結合成一個整體，增加瞭(le)車體剛性及抗扭曲能力，又保證瞭(le)密封效果。美國聯邦汽車安全标準（fmvss）第212項規定 ，汽車以50km/h速度與混凝土牆壁沖撞時 ，風擋玻璃的粘接完整率必須在75%以上。目前美、日 、德、法等和我國在轎車風擋玻璃的安裝中幾乎全部採(cǎi)用此工藝，同時在客車的風擋和側窗玻璃也大多採(cǎi)用瞭(le)粘接方法。
單組分pu膠的其他應用例：如一汽的j5、j6等系列卡車的原設計爲平頂鋼闆頂蓋，爲适應長途運輸加裝卧鋪的需要改爲高頂，並(bìng)将頂蓋改爲smc材料 ，選用瞭(le)單組分pu膠粘劑進行粘接。另外，一汽的小紅旗轎車和一汽大衆汽車公司生産“寶來”轎車等的頂棚均採用pu膠粘劑，使頂棚和頂蓋粘成一體，在增強頂蓋強度的同時，又達到瞭(le)減震和降噪的目的。
單組分濕氣固化型pu膠粘劑适用於(yú)多孔性表面粘接，對玻璃和金屬等非孔性表面，通常需與玻璃活化劑 、玻璃底膠、漆面底劑配合使用。爲瞭(le)確保風擋玻璃與車體粘接性能可靠，在玻璃表面塗布底膠是必要的，它可提高pu膠粘劑在玻璃層上的粘接強度 。
爲瞭(le)提高施膠速度和質量，目前各大汽車公司均採用機械手自動塗布單組分濕氣固化型pu膠粘劑。自動塗膠系統由塗膠泵、計量裝置、機械手、塗膠槍和工作台組成。爲瞭(le)保證塗膠量的穩定性，通常採用帶有加熱系統的壓盤和輸膠管路 。使用自動塗膠系統要保證每次更換膠桶時排出空氣，防止出現氣泡，還要確(què)保槍嘴的清潔 ，保證塗膠量準確(què)。
目前單組分pu膠已實現瞭(le)國産化 ，並(bìng)在汽車行業得到部分應用。但由於這種單組分pu膠使用時需要配套玻璃活化劑和漆面 、玻璃底劑 ，才能保證足夠的粘接強度，而且固化速度較慢，裝配工藝繁瑣，爲此又出現瞭(le)不用塗活化劑、底劑和瞬時定位型風擋玻璃膠。如在風擋玻璃裝配時通過配備加熱塗布裝置，使微熱的膠料對被粘面立刻産生較高的初粘強度，保證瞭(le)車窗玻璃的定位 ，然後逐步達到完全固化，從而解決瞭(le)pu膠固化速度慢、需要夾具配合裝配的不便。
單(dān)組分濕氣固化pu風擋(dǎng)玻璃膠粘劑正在應用和開發的品種有:
①高模量型單(dān)組分pu玻璃膠粘劑(jì)；
②高接觸(chù)粘性型單(dān)組分pu玻璃膠粘劑；
③預塗單(dān)組分pu膠粘劑(jì)及工藝；
④矽(guī)烷改性pu粘接密封劑(jì)；
⑤低導電性單組分pu膠粘劑，用於(yú)防止引起鋁質車(chē)體的腐蝕和對天線接收效果的不良影響。
（2）汽車(chē)内飾件用wpu膠粘劑(jì)
wpu膠粘劑是指聚氨酯溶於(yú)水或分散於(yú)水中而形成的膠粘劑，具有不燃 、氣味小、不污染環境 、節能、操作加工方便等優點 。20世紀80年代在國外首見應用於(yú)皮革塗飾、織物整理和塗料等，直到90年代才逐漸在汽車(chē)内飾件粘接上得到應用 。水基pu膠的固含量可以按用戶需要任意調整 ，黏度也能随意調節 。可以常溫固化，也可熱固化。現在水基pu膠粘劑已開始用於(yú)汽車(chē)一些零部件的粘接 ，如汽車(chē)内飾件pvc人造革 、儀表闆 、擋泥闆、門闆 、地氈和頂棚内襯粘接等。還有如汽車(chē)頂棚用pvc薄膜複合聚氨酯泡沫或織物複合聚氨酯泡沫的軟質頂棚等。
爲瞭(le)加速wpu膠粘劑的應用進程，一汽長春富奧(ào)—江森自控汽車飾件系統有限公司已投入巨資，從意大利引進全套水基聚氨酯車頂棚内襯膠粘劑及汽車頂棚制造設備及模具，現已具備瞭(le)自主生産高質量環保汽車頂棚的能力和爲汽車行業配套豪華内飾件的條件。
我公司在國内率先推出lp-7002a和lp-7002b水性聚氨酯膠粘劑，具有初粘力強、幹燥速度快、粘結牢度高、耐水性強等特點，響應瞭(le)國内外降低乘用車内voc排放、健康環保的要求，正在積極與各大主機廠(chǎng)合作推廣。
另外，國外現在又緻力於(yú)wpu膠降低成本、提高性能的研究工作 。美國leung pak t公司等開發瞭(le)适用於(yú)熱成型層壓工藝用的wpu膠 ，其粘接強度和 耐熱性能遠高於(yú)目前常用的溶劑型或其他水基型膠種，用它粘接成型的外複pvc膜制品，可用於(yú)制造汽車儀表闆、門闆和其他内飾件。日本還針對wpu膠初粘力小的問題，在wpu膠中引入環氧樹脂，成功地研制出具有良好初粘性能的産品。
（3）雙組分pu結構(gòu)膠粘劑(jì)
結構型膠粘劑是指應用於(yú)受力結構件粘接，能承受較大動負荷、靜負荷，並(bìng)能長期使用的膠粘劑。用於(yú)汽車結構部件的pu膠粘劑一般是無溶劑雙組分pu膠粘劑。
現代汽車廣泛採用塑料、聚氨酯材料，pu膠粘劑是粘接塑料和聚氨酯材料的好膠粘劑之一。1967年美國goodyear公司先成功将雙組分pu膠用於載重汽車的smc發動機罩的粘接。随後美國通用汽車公司、福特汽車公司等相繼用pu膠對大型載重卡車的smc部件進行粘接，接著(zhe)又推廣到frp（玻璃纖維增強塑料）部件的粘接。同時在卡車上用於頂棚 、車門、水箱支架、駕駛室頂蓋 、車門闆等部件的粘接均獲得成功。1977年美國又採用聚氨酯系列膠粘劑用於轎車的發動機蓋、駕駛室頂蓋、車門闆等零部件的粘接。随後日本等國也相繼採用瞭(le)這類技術。
（4）反應型pu熱熔膠(jiāo)粘劑(jì)
反應型pu熱熔膠粘劑是在抑制化學反應的條件下，加熱熔融成流體，以便於(yú)塗敷，冷卻後(hòu)膠凝起到粘接作用，之後(hòu)借助於(yú)存在空氣中或者被粘體表面的濕氣與之反應、擴鏈，生成具有高内聚力的高分子聚合物，使粘合力 、耐熱性等進一步提高。這種反應型pu熱熔膠是含有反應性基團的熱塑性樹脂膠粘劑，它的主體成分是端-nco預聚體，配以與異氰酸酯基不反應的熱塑性樹脂和增粘樹脂以及抗氧劑 、催化劑、增塑劑 、阻燃劑、防黴劑、填料等制成。
反應型pu熱熔膠主要在汽車頂棚 、儀表闆、行李箱蓋、側裝飾條以及車燈中得到應用。此外，也可将其用於(yú)車門複合裝飾件、pp、abs、聚碳酸酯車燈罩粘接固定、貨物箱箱闆複合、車内裝飾件粘接等。近年來，反應型pu熱熔膠用於(yú)汽車風擋玻璃直接粘接也有報(bào)道，但要達到單組分濕氣固化pu風擋膠的性能尚有許多研究工作要做。
（5）聚氨酯型植絨膠
近年來，我國已建立多條靜電植絨生産線。在汽車上植絨膠主要用於(yú)各種不同基材面上植絨，如epdm、pvc和epdm密封條、abs、pc、pp、金屬等材料。現在市場上靜電植絨膠粘劑採(cǎi)用丙烯酸酯膠粘劑類較多，但粘合牢度較差，一般幹濕擦牢度在2000～4000次左右，而採(cǎi)用聚氨酯類靜電植絨膠粘劑幹/濕擦牢度一般在萬次以上。pu植絨膠可分爲溶劑型和無溶劑型、單組分和雙組分型。
我公司能提供全系列的lp-4001、lp-4002汽車密封條植絨膠粘劑，以及lp-6518、lp-6519高固含水性聚氨酯靜電植絨膠粘劑，具有高粘結牢度，耐磨、耐水、耐溶劑性優異的特點，並(bìng)具有自主知識産(chǎn)權。
3、結束語
（1）單(dān)組分濕氣固化pu風擋(dǎng)膠粘劑，急需開發固化速度快、可紫外線固化和對濕度不敏感的聚氨酯風擋(dǎng)玻璃膠粘劑以取代進口。
（2）國内汽車行業尚未建立汽車膠粘劑/密封膠材料性能标準和專用試驗方法标準，既影響瞭(le)汽車膠粘劑/密封膠在汽車行業的應用進程，也制約瞭(le)汽車用膠研制和生産(chǎn)單位的規範和發展，難以建立完善的質量保證體系。
（3）由於(yú)我國對汽車工業用膠還沒有制定嚴格的環保法規，加上汽車廠(chǎng)家出於(yú)對成本的考慮，環保汽車用膠的開發和應用還未得到高度重視，存在環境污染的溶劑型膠粘劑在汽車行業仍有使用。
（4）滿足一般使用要求的通用型汽車膠産(chǎn)品較多，而用於(yú)特殊需要的高技術含量、性能高的産(chǎn)品比較少。自主創新能力較弱，研發能力有待進一步提高。
轉自於中國膠粘劑和膠粘帶
相關閱讀推薦：
teda-l33b/dabco polycat/gel catalyst
addocat 106/teda-l33b/dabco polycat
dabco 33-s/microporous catalyst
efficient reaction type equilibrium catalyst/reactive equilibrium catalyst
dabco amine catalyst/low density sponge catalyst
high efficiency amine catalyst/dabco amine catalyst
non-emissive polyurethane catalyst/dabco ne1060 catalyst
dabco ne1060/non-emissive polyurethane catalyst
pc-37 – amine catalysts (newtopchem.com)
dabco foaming catalyst/polyurethane foaming catalyst ne300 – amine catalysts (newtopchem.com)
dabco eg/pc cat td 33eg/niax a-533 – amine catalysts (newtopchem.com)
fascat4100 catalyst – amine catalysts (newtopchem.com)
t120 1185-81-5 di(dodecylthio) dibutyltin – amine catalysts (newtopchem.com)
dabco 1027/foaming retarder – amine catalysts (newtopchem.com)
dbu – amine catalysts (newtopchem.com)
bismuth neodecanoate/cas 251-964-6 – amine catalysts (newtopchem.com)
stannous neodecanoate catalysts – amine catalysts (newtopchem.com)