胶黏剂与涂料论文.doc

山东科技大学粘合剂结课论文聚氨酯胶粘剂在汽车上的应用及研究进展班级： 高分子 11-1 姓名： 李先贺 学号： 201101130718 [键入文字]1 / 8聚氨酯胶粘剂在汽车上的应用及研究进展摘 要：介绍了汽车用聚氨酯胶粘剂的特点、品种、优点、应用和研究进展及发展趋势，并重点介绍了单组分湿固化聚氨酯、双组分聚氨酯胶粘剂、水性聚氨酯胶粘剂、聚氨酯反应性热熔胶等在汽车制造和修理上的应用现状及研究进展，指出汽车用聚氨酯胶粘剂将向环保和高性能方向发展关键词：聚氨酯；胶粘剂；汽车；应用Abstract: Introduced automotive polyurethane adhesive characteristics, varieties, advantages, applications and research advances and development trends, and highlights the one-component moisture curing polyurethane, two-component polyurethane adhesive, water-based polyurethane adhesives, polyurethane reactive hot melt adhesive inon the status and progress in the automobile manufacturing and repair, and that the development of automotive polyurethane adhesive to the environmental protection and high-performance direction.Key words：polyurethane； adhesive；automobile；application随着我国汽车工业的快速发展,汽车用胶粘剂和密封胶的市场需求日益加大。

新型汽车结构中引入大量的轻质金属、复合材料和塑料,造成汽车用胶粘剂和密封胶持续增长，汽车内饰件也是胶粘剂用量增长的一个领域目前我国轿车每辆用胶约 20kg，中型车 16kg，重型车约22kg ，在 2010 年，我国汽车工业对各种类型的胶粘剂和密封胶的总需求量达到 10 万 t，其中聚氨酯胶为 1480t按照胶粘剂的基础材料来分类可分为聚氯乙烯胶、沥青底涂胶、氯丁胶、丁基胶、丁苯胶、聚氨酯胶、环氧胶、丙烯酸酯胶等聚氨酯胶粘剂有比环氧树脂胶粘剂更优良的韧性、室温固化性和对塑料件更好的粘接性,它的粘接强度高，耐冲击和耐化学品性能好，粘接材料范围广，在汽车等运动工具上的适应性更好因此聚氨酯胶粘剂已在美、日等国汽车制造中获得了广泛的应用，成为汽车用主要胶种之一1　汽车用聚氨酯胶粘剂的特点及主要品种聚氨酯胶粘剂是多元异氰酸酯和多元醇反应的产物,因其主体树脂分子中含有大量极性基团和活性反应基团,可对多种基材(如金属、塑料、木材、织物、玻璃等)有极好的粘接性,并[键入文字]2 / 8能常温固化;使用不同原料配制聚氨酯胶粘剂,可以得到从柔软到坚硬的一系列不同硬度的胶粘剂,能满足不同基材粘接和使用条件的要求。

聚氨酯胶粘剂还有一些特殊的优点,如极好的耐寒性、耐油性、耐磨性等在汽车上应用最为广泛的聚氨酯胶粘剂主要有装配挡风玻璃(前挡风玻璃、侧窗和后窗)用单组分湿固化聚氨酯密封胶;粘接玻璃纤维增强塑料(FRP)和片状模塑复合材料(SMC)的结构胶粘剂、内装件用双组分聚氨酯胶粘剂及水性聚氨酯胶等2 汽车用聚氨酯胶粘剂的优点①在-40~+100 摄氏度内有良好的粘接性能;②由于韧性好,特别是低温韧性好,具有优良的耐冲击振动性,使用寿命长;③由于含有大量极性基团和活性反应基团,对汽车使用的各种基材,如玻璃、塑料、金属等表面光洁的材料和各种内外饰材料及织物等,均有极好的粘接性能;④调节聚氨酯胶的配方,可制成不同硬度和伸长率的胶粘剂,其粘合层从柔性到刚性均可任意调整,满足不同材料的粘接;⑤聚氨酯胶可加热固化,也可室温固化,粘接工艺简便,操作性能良好固化过程没有副反应产生,因此粘合层不易产生缺陷⑥聚氨酯胶具有良好的耐磨、耐油、耐溶剂、耐化学药品、耐臭氧以及耐细菌等性能3 聚氨酯胶粘剂在汽车上的应用及研究进展聚氨酯胶粘剂是以多异氰酸酯和聚酯或聚醚为主体材料的胶粘剂的总称在分子结构中含有多个-NHC00和-NCO的都称聚氨酯，它是多元异氰酸酯和多元醇相互作用的产物。

聚氨酯胶粘剂40年代在德国商品化，半个多世纪来逐渐开发和应用了多种类型的聚氨酯胶粘剂、密封胶，包括多异氰酸酯溶剂胶，反应型单、双组分溶剂胶，无溶剂反应型液体胶，水分散型、热熔型及反应热熔型聚氨酯胶等聚氨酯胶粘剂因其主体树脂分子中含有大量极性基团和活性反应基团，可对多种基材(如金属、塑料、木材、织物、玻璃等)有极好的粘接性，并具有很高的反应性，能常温固化；使用不同原料配制的聚氨酯胶粘剂，由于其配比不同可以得到从柔软到坚硬的一系列不同硬度的胶粘剂，能满足不同基材粘接和使用条件的要求特别是聚氨酯胶粘剂还有一些特殊的优点，如极好的耐寒性、耐油性、耐磨性、柔韧性等，因此在国外应用发展很快汽车用胶粘剂密封胶种类很多，分类方法也各异若按其粘接强度，可分为高强度结构胶、中强度的准结构胶和不要求强度的非结构胶及密封胶按其用途主要分为5大类：车身用[键入文字]3 / 8胶，内饰件用胶，风挡玻璃密封胶，刹车蹄片和离合器片胶粘剂，结合面液态密封胶下面按照聚氨酯胶粘剂的不同种类结合汽车胶粘剂密封胶的分类来概述其在汽车装配和维修过程中的应用及研究进展3.l挡风玻璃用单组分湿固化聚氨酯密封胶这是一种反应型密封胶,在其主体材料中含有端异氰酸酯基团,能在室温下与空气中的水分反应,形成高强度弹性体。

单组分湿气固化聚氨酯挡风玻璃密封胶是“直接粘接法”最理想的胶粘剂,目前采用“直接粘接法”安装汽车玻璃几乎 100%采用这种胶粘剂使用这种胶,可以把挡风玻璃设计成宽敞明亮的流线型,能将玻璃和车身紧密地结合为一个整体,增强车身刚性及抗扭曲能力,保证密封效果,提高汽车安全性这种密封胶由美国 Essex 化学公司于 70 年代初期最先开发研制成功,并最早在美国通用汽车公司得到应用它在先进的汽车生产国应用已经普及其特点是固化速度快、粘接强度高在过去相当长的一段时间内,我国汽车制造业一直从国外进口聚氨酯挡风玻璃胶,直到“八五”期间,研制开发这种胶才被列入国家重点科技攻关项目为此,国内相关单位积极开发研制,如长春汽车材料研究所与吉林省华祥实业公司合作研制的汽车挡风玻璃胶立足国内原料和设备条件,以聚醚多元醇和多异氰酸酯为原料,加入改性剂 PB,采用特殊的合成工艺,得到的产品主要技术指标达到国外公司同类产品水平原山东化工厂从欧洲引进了该胶的生产技术,生产的 AM 140 单组分无溶剂聚氨酯挡风玻璃胶,已经迅速占领了中国的客车市场深圳奥博胶粘剂化工有限公司采用国产原料和独特的合成配方和工艺,其产品的物理力学性能和工艺性能达到德国大众的标准。

目前,奥博公司的 3 种系列产品已开始在国内多家汽车厂得到应用目前我国开发的产品在技术和质量上与国外尚有一定的差距,产品多用于高档客车中国的轿车生产线还基本被国外同类产品占领着我国的奥迪、切诺基、富康、小红旗、桑塔纳 2000 型及夏利轿车均采用聚氨酯挡风玻璃胶来装配玻璃,单车用量平均为 800～1000mL因此,进一步提高产品的性能,占领中国的轿车市场是当务之急,开发单组分湿固化瞬时定位型聚氨酯挡风玻璃胶应是下一步努力的方向3.2双组分聚氨酯胶粘剂[键入文字]4 / 8结构型胶粘剂是指应用于受力结构件粘接,能承受较大动负荷、静负荷,并能长期使用的胶粘剂用于汽车结构部件的聚氨酯胶粘剂一般是无溶剂双组分聚氨酯胶粘剂现代汽车广泛采用塑料、聚氨酯材料, 聚氨酯胶粘剂是粘接塑料和聚氨酯材料的最好胶粘剂之一1967 年美国 Goodyear 公司最先成功将双组分聚氨酯胶用于载重汽车的 SMC 发动机罩的粘接随后美国通用汽车公司、福特汽车公司等相继用聚氨酯胶对大型载重卡车的SMC 部件进行粘接,接着又推广到 FRP(玻璃纤维增强塑料)部件的粘接同时在卡车上用于顶棚、车门、水箱支架、驾驶室顶盖、车门板等部件的粘接均获得成功。

1977 年美国又采用聚氨酯系列胶粘剂用于轿车的发动机盖、驾驶室顶盖、车门板等零部件的粘接随后日本等国也相继采用了这类技术近几年,上海康达化工有限公司致力于双组分快速固化型聚氨酯密封胶的开发研究由于这种双组分聚氨酯密封胶能快速固化,可以提高生产率其强度、伸长率等力学性能可按用户要求调整设计,以满足更高要求可以预期这类聚氨酯胶具有很好的应用前景3.3 FRP、 SMC 材料用聚氨酯结构胶粘剂由于汽车工业的发展要求汽车构件轻量化,近年来,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(FRP)和片状模塑复合材料(SMC)广泛用于汽车上聚氨酯结构胶粘剂有单组分和双组分 2 种,用于汽车结构部件的聚氨酯胶粘剂一般是无溶剂双组分聚氨酯胶粘剂双组分聚氨酯胶粘剂对各种塑料、橡胶、金属、木材等都有良好的粘接性对于玻璃、热塑性塑料、热固性塑料及金属涂层等热膨胀系数差异非常大的材料,双组分聚氨酯胶粘剂都具有良好的粘接性能早在 1967 年,美国国际收割机(IH)公司就把双组分聚氨酯结构胶用于重型卡车的 SMC 发动机罩的粘接福特汽车公司从 1977 年开始采用聚氨酯系列胶粘剂粘接小汽车的发动机罩、驾驶室顶、车身板等部件,到 1981 年该公司安装了完全自动化的用聚氨酯胶粘剂粘接汽车塑料部件的生产线。

欧洲自 1973 年开始在汽车部件的粘接上取得很大的成效日本 20 世纪 70 年代后期从美国引进聚氨酯胶粘剂技术,1984 年起应用于丰田汽车公司几种轿车的生产中我国双组分聚氨酯结构胶粘剂研发和应用均较晚,大量由国外进口,1997年就进口了约4000t为了改变这种现状,国内一些科研机构和生产企业也做了大量工作:如黎明化工研究院研制出双组分室温固化聚氨酯结构胶粘剂LMJ 962,性能达到意大利355牌水平李志岩等人研制成一种汽车内饰件用双组分聚氨酯粘合剂,可粘合轿车内顶蓬各种材料,完全可以满足[键入文字]5 / 8AUDI、JETTA等轿车内顶蓬自动化流水线生产要求3.4 汽车内饰用水性聚氨酯胶粘剂水性聚氨酯胶粘剂是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂,具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点20 世纪 80 年代在国外首见应用于皮革涂饰、织物整理和涂料等,直到 90 年代才逐渐在汽车内饰件粘接上得到应用水性聚氨酯胶的固含量可以按用户需要任意调整,黏度也能随意调节可以常温固化,也可热固化现在水性聚氨酯胶粘剂已开始用于汽车一些零部件的粘接,如汽车内饰件 PVC 人造革、仪表板、挡泥板、门板、地毡和顶棚内衬粘接等。

还有如汽车顶棚用 PVC 薄膜复合聚氨酯泡沫或织物复合聚氨酯泡沫的软质顶棚等为了加速水性聚氨酯胶粘剂的应用进程,一汽长春富奥———江森自控汽车饰件系统有限公司已投入巨资,从意大利引进全套水性聚氨酯车顶棚内衬胶粘剂及汽车顶棚制造设备及模具,现已具备了自主生产高质量环保汽车顶棚的能力和为汽车行业配套豪华内饰件的条件现在国外又在致力于水性聚氨酯胶降低成本、提高性能的研究工作美国 LeungPakT 公司等开发了适用于热成型层压工艺用的水性聚氨酯胶,其粘接强度和耐热性能远高于目前常用的溶剂型或其他水基型胶种,用它粘接成型的外复 PVC 膜制品,可用于制造汽车仪表板、门板和其他内饰件日本还针对水性聚氨酯胶初粘力小的问题,在水基聚氨酯胶中引入环氧树脂,成功地研制出具有良好初粘性能的产品3.5 反。