低地板车客室地板粘接工艺研究
2013-07-13敖平李祥
■ 敖平 李祥
敖平:南车南京浦镇车辆有限公司,工程师,江苏 南京,210031
李祥:南车南京浦镇车辆有限公司,助理工程师,江苏南京,210031
100%低地板有轨电车作为一种新型轨道车辆,近年正陆续进入国内市场,其爬坡能力强、转弯半径小、线路铺设简单、无需站台,具备城市公交车的便携性,且载客量远大于公交车,经济环保、低噪声。为节能降耗,低地板车采用有大量新型材料及操作工艺,其客室地板材质为三明治夹层结构,上下表层为玻璃钢板,中间为泡沫板,其轻量化,抗压、承载能力强,隔音效果好。同样因其为非金属材料,为保证良好的抗振性,胶粘接是较为合适的组装工艺。
1 地板粘接胶的选择
1.1 根据粘接件材质及粘接要求初步确定胶粘剂类型
地板表层材质为玻璃钢,客室车体材质为碳钢,两者粘接后需首先保证剥离强度,另外粘接后需具备良好的弹性,以保证减振效果。由此,所选胶固化后需形成弹性体,且能有效粘接金属油漆面与玻璃钢表面。满足条件的胶粘剂类型主要有聚氨酯、改性硅烷等类型粘接胶。
1.2 根据可选择面进一步确定胶粘剂类型
聚氨酯类胶种类繁多,固化机理有湿气固化、双组分、热固化及组合固化多种,其改性产品也极多,功效多种多样,适应大多数粘接工况。改性硅烷类胶种类比较单一,一般均为单组分,湿气固化;两种胶粘接时一般均需使用底涂。聚氨酯类胶可选余地较多,且经济性好于改性硅烷类胶,作为首选。
1.3 根据施工环境、生产需求最终确定胶粘剂
因施工环境限制,热固化不易实现,最佳选择为双组分或单组分吸湿固化胶。
未改性的单组分湿气固化聚氨酯胶对施工环境温、湿度要求苛刻,且固化速度较慢,一般约3 mm/24 h;一般的双组分聚氨酯胶固化速度快于单组分,但施工相对复杂,需要精确混合,且可操作时间较短。若不考虑改性,则上述两种胶均能满足要求。
某些改性的聚氨酯胶改善了固化速度、固化要求,能更适合用于低地板车客室地板的粘接,如DINITROL 516 A/B粘结胶为一种改性过的双组分反应型聚氨酯胶,其固化速度快,对相对湿度没有苛刻的要求,且不释放二氧化碳。
2 地板粘接操作工艺分析
客室地板粘接为平面粘接,施工时除了保证粘接要求外,还需保证地板位置及平面度;其中,为保证粘接要求,需严格控制打胶过程。以DINITROL 516 A/B粘接胶为例,分析低地板车客室地板粘接工艺过程。
2.1 粘接过程
(1)清洁。选用合适的有机溶剂清洁剂(如异丙醇),清洁基材粘接面,并干燥至少5 min。
(2)活化。使用配套活化剂,如DINITROL 516 A/B粘接胶配套的DINITROL 520活化剂,擦拭基材粘接面,并干燥至少10 min。
(3)底涂。使用配套活化剂,如DINITROL 516 A/B粘接胶配套的DINITROL 550底涂,涂抹基材粘接面,并干燥至少10 min。底涂使用前需摇匀至瓶内的小珠子能够自由滚动,并发出咔嗒声。
(4)涂胶。使用专用打胶装备,一般香肠形包装的使用手动或风动打胶枪,大桶包装需使用专业注胶机。打胶要点:打胶连续无断点,出胶成三角形,其高度为宽度的2倍。
(5)粘接。打胶后需在有限的时间内进行粘接(DINITROL 516 A/B粘接胶需在30 min内完成),最好打胶后立即粘接,并立即调整好粘接件位置,并进行固定。
(6)密封。粘接完成固定后,需固化较长时间(DINITROL 516 A/B粘接胶需固化至少4 h),才可进行密封作业。打密封胶时,需填满缝隙,然后刮平并去除多余密封胶,最终使胶缝平滑,与粘接件表面平齐。为避免胶表干后无法操作,涂胶后10 min内必须完成刮胶。
2.2 地板粘接操作关键项点
(1)粘接环境:洁净无粉尘。
(2)环境温湿度:一般聚氨酯粘接胶需控制温度在10~35 ℃,相对湿度在30%~85%。
(3)同温:粘接前需将车体、地板、粘接胶在粘接环境下同温4 h以上。
(4)地板操作过程中需保证车辆处于水平状态,不受扭曲内应力,以避免应力变化导致的粘接不良、脱胶等。
(5)粘接前需确认粘接胶有效期,并做好记录。
3 粘接验证
依据上述实验环境及操作工艺,采用DINITROL 516 A/B粘接胶完成了部分粘接样件(见图1)。
图1 粘接样件
样件粘接胶固化良好,胶层无明显缺陷,验证了操作工艺的合理性及正确性;通过对样件进行拉剪及90°剥离实验,实验结果均为复合地板表层破坏,由此可见,粘接胶强度大于地板强度,该胶粘接性能满足要求。
通过试验验证,DINITROL 516 A/B粘接胶性能及操作工艺均能满足低地板车客室复合地板粘接要求。
4 结束语
低地板车客室地板采用粘接工艺,相对地铁车辆来说是一种全新的工艺,地板采用全粘接固定,使地板具备良好的减振性能,且结构简单,操作方便,经济性好。地板粘接技术具有广泛的应用前景,可推广应用于其他类型轨道车辆。
[1]DINOL股份有限公司. DINITROL 516 A/B技术说明书,2012.
[2]李邵雄,刘益军. 聚氨酯胶粘剂[M]. 北京:化学工业出版社,2013.