汽车使用的粘接材料的发展趋势

1、  前言

从汽车制造来讲，粘接及联接材料是汽车装配中必不可少的材料。近年来随着对汽车的性能和商品性要求的提高，所使用的材料也逐渐多样化，因而增加了对各种材料的粘接或联结的要求。在这些材料方面除了具有粘接功能之外，还要有一些其它的性能要求。本文对最近开发的汽车用粘接、联结材料的种类、特征作一简单扼要的介绍。

2、  有关汽车中使用的粘接、联结材料的种类和特征

汽车中使用的有关粘接、联结材料主要指这些材料：1、顶盖外板和内板的粘接（粘接剂、合成橡胶系）、机身密封钢板结合部（PVC系）、2、档风玻璃（D/G用粘接剂、湿气固化型聚氨酯系）、3、车顶隔热（两面粘接隔热带、丙烯酸系水溶粘接剂）、4、背部结合体（热熔型丁烯系）、5、增强板（环氧板）、6、侧面防护板（两面粘接隔热带）、7、折边部（环氧结构胶）、8、防震板（丁基橡胶系）、9、车轮罩（点焊密封胶、合成橡胶系）、10、车体侧面（环氧结构胶）其它部位：半圆结构部（环氧树脂体系）、车身骨架部（环氧树脂结构胶）等。下面对在装配过程中所使用的材料特征加以叙述。

2.1、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。

①     合成橡胶粘接剂

主要是用於顶盖、行李箱等处外板与内板粘接的材料。使用合成橡胶粘接剂的目的除了粘接之外，还要防止板的震动，使之具有弹性，还要注意板的刚性和收缩孔之间的平衡。

②     点焊密封胶

在顶蓬没安装之前钢板的结合部的下一工序需油漆，这时的钢板的结合部要用点焊胶，该胶的要求与①的类似。表1、典型的汽车用粘接剂制品

③     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一液型热固环氧树脂系粘接剂为主，也使用一部分PVC系粘接剂。最近也采用将粘接剂涂在半圆结构之后，经过短时间预热使之成半固化板的成型方法。

④     结构件用的粘接剂

以提高车身刚性为主要目的的车身骨架部位的材料，在使用点焊的同时使用一部分一液型热固环氧树脂系结构粘接剂。例正面支柱内部与外部的粘接、顶轨内部与外部的粘接、框梁内部与外部的粘接、拱架柱内部与外部的粘接。对粘接剂的要求基本与半圆结构用粘接剂一样，使用具有粘接强度高、点焊接性能好的粘接剂。

2.2、油漆工序

经过电泳涂漆之后使用的粘接、联结材料，以PVC溶胶为主成份。使用於车身密封和钢板衬增强材料、防震板。

①     车身密封

电泳漆之后，为了使钢板结合部位的柔和性，使用了PVC溶胶系之类的柔性材料。近来从材料结构着想，提高了该材料的浸透性。从加工方法上看，采用“预涂密封”使之提高柔和性。

②     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。这类板材主要为发泡型或非发泡型环氧树脂系统产品。

③     防震板

为了提高门的隔音目的，将防震板材料直接贴在门板上，常用的为有高吸收震动损耗系数的丁基橡胶系。

2.3、整装工序

内部装配材料和外部配件装配以完成车型的工序，要使用各种粘接制品和粘接剂。

①     驾驶室用粘接剂

窗的粘接有常使用湿气固化型的聚氨酯系粘接剂，这种型号的粘接剂在潮湿情况下固化有固化时间不稳定的问题存在。最近开发应用了改性热涂布型 的材料。该粘接剂在玻璃上加热涂布后有着类似丁基橡胶那样的粘接性，能直接把窗粘接固定，还和聚氨酯系粘接剂一样完全可以在潮湿情况下固化。

②     侧面防护嵌条、绝缘用两面粘接带

PVC系或PP系的侧面防护嵌条或ABS系的绝缘带等用两面粘接带粘接。特别是侧面防护嵌条使用的两面粘接带使车身和嵌条间的间隙能十分准确地粘在粘接面上，确保带的形状与嵌条点的位置一致。在外部部件使用两面粘接带时，重要的是使它耐外部环境要求严格的粘接性。最近开发使用了高性能的丙烯酸成型的支持体。

③     门帘用粘接剂

门的维修孔部位用PVC或PE薄膜（门帘）粘接使用带型或成形型的丁基橡胶粘接剂。要求具有良好的水密性和再粘接性。

④     其它

其它如车顶毛毡的粘接用的两面粘接带是水溶丙烯酸系粘接剂；背部结合体的粘接为热涂布型的丁基橡胶系粘合剂；为防止震动或噪声的目的作为缓冲部件常使用两面粘接带；柱之类车身开口部位用密封带之类的粘接制品。

3、  新的粘接、粘接材料的开发例子

对汽车制造厂用的粘接、粘接材料关系进行开发研究，下面介绍最新开发的关於汽车用的材料

3.1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一液型热固化的环氧树脂体系粘接剂。把半圆结构部的防锈性提高一步，理想的做法是使半圆结构内完全的填上粘接剂。原来的粘接剂系统当填充率高的时候，在用烘箱把油漆烘烤使粘接剂固化时，油漆前处理工序会使水或空气进入半圆结构之内，又粘接剂固化时的流动等原因产生粘接剂的溢出。这样的加工方法是引起种种问题的原因。

为了解决这个问题，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基材，容易剥离的新的类似固化型的粘接剂。本粘接剂是在液态环氧树脂中混合一定性能的丙烯酸粉，加热（120℃以上）丙烯酸粉和液态环氧树脂使之膨润形成胶皮膜。

这时为了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，可在半圆结构内高度填入粘接剂。本粘接剂可发挥粘接剂的原来机能，在烘箱中使电泳漆完全固化。

本粘接剂是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，有实用价值。

3.2、多功能型板增强材料

新开发出具有抗震性、绝热性轻型多功能型增强材料。它是由热固性环氧树脂和PVC系树脂混合物中加入发泡剂及其它添加剂配合而成，比表面材料铝重的制品。在表面材料和不粘胶纸之间贴上这样一层增强板材，然后在电泳涂料之后放入烘箱发泡、固化。厚度约1mm的板发泡后形成约6mm的泡沫板。起到增强和抗震的效果，发挥出良好的平衡作用。价格与原来的相比约降低40%，重量约减轻60%。

4、  结论

考虑到今后各种车辆的性能及商品性的提高，随着素材的多样化和粘接技术的发展。对这样的轻型化、多功能的粘接、联接材料的采用部位或使用量将会越来越多，这样的新材料或新技术的应用会越来越广。

摘译自1991年平35卷第6期“接着”（日）作者：芦田正[日产自动车（株）中央研究所.材料研究所]

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