热熔胶在汽车行业中的应用
2015-03-24王贤胜
■王贤胜
热熔胶在汽车行业中的应用
■王贤胜
◆汽车行业综述
据中国汽车工业协会的统计,2014年中国汽车产销量均高于2200万辆,是世界第一大国,我国正在从汽车大国走向汽车强国。在外资、合资品牌的主导下,中国本土品牌也快速发展,安全、舒适、节约、美观、时尚等特点成为汽车行业的消费趋势,人们在注重汽车安全、驾驶感的同时,更加关注汽车室内空气质量,不能容忍有刺激性气味,更加重视生活品质。热熔胶能够快速固化,适合自动化高速流水线作业;热熔胶粘接材料广泛,而汽车主要由大量的金属和非金属材料的零配件组成,正好适合这种金属材料与非金属材料、非金属材料与非金属材料之间的粘合;热熔胶施工方便,没有溶剂挥发,无需干燥设备,可以有多种上胶方式,可以喷涂、辊涂、刮涂,或用热熔胶膜、网、粉等复合,可以自动粘接,也可以手动粘接;热熔胶是100%固含量,存储方便,节能、环保、无毒、低气味、低VOC,符合汽车内室环境要求等。所以,热熔胶越来越广泛应用在汽车制造行业。
◆热熔胶基本概念
热熔胶是胶粘剂行业的一个重要类别,具有100%固含量、无溶剂、环保无毒、快速固化的特点,应用十分广泛。它在室温下通常呈固态,当加热到一定温度便熔融成黏稠液体,涂布、润湿被粘物后,经过压合,冷却至室温后,在数秒钟内便能完成粘接。热熔胶是由EVA、PA、PO、合成橡胶等主体树脂佐以增粘树脂、稀释剂、抗氧剂等原料,根据一定的生产工艺,加热熔融,充分搅拌均匀,制备而成,广泛应用在汽车、建筑、包装、印刷装订、标签胶带、卫生用品等多个行业中。
热熔胶的形态各异,丰富多彩,有棒状、粒状、片状、柱状、粉状、膜状、枕头状等,色彩上有红黄白黑青蓝紫粉等。热熔胶主体材料可以分为EVA型热熔胶、PA型热熔胶、PE聚酯型热熔胶、PO型热熔胶、SEC型热熔压敏胶、TPU热熔胶、PUR热熔胶,不同主体材料热熔胶各有特色,各有优缺点,如应用最为广泛的EVA热熔胶,在耐高温方面局限性明显;粘接力最强的PUR热熔胶,不可反复使用且成本高。
◆热熔胶的性能评估
热熔胶的检测方法可根据胶种的类型和胶种的应用进行分类,其中胶种类型分类主要为:非感压型热熔胶检测和感压型热熔胶检测,这两种不同的检测方法的主要区别就在于胶的性质;例如对于非感压型热熔胶(EVA、POE、PA、TPU等体系)会检测外观、软化点、黏度、开放时间、固化速度、内聚强度、耐高温性能、抗低温性能、VOC等指标,而对于感压型热熔胶(SBC等体系)会检测外观、软化点、黏度、三力、内聚强度、拉伸率、VOC、气味等指标。
另外,针对胶种的不同应用需要检测的内容和方法往往会综合考虑客户的实际的生产工艺和应用环境进行相应的实验室模拟评估测试,具体的测试包括:胶的上机性能,客户基材的粘接测试,测试样品的耐高、低温性能,测试样品的加速老化性能等。
◆热熔胶在汽车行业中的应用举例
随着环境环保和消费者对汽车内空气质量要求的提高,加上热熔胶具有快速固化的特点,作为环保型胶粘剂,热熔胶被广泛应用在汽车制造中多个部件的粘接上,下文将举例说明。
聚氯乙烯顶篷与绝缘层等的粘
接:过去大多采用溶剂型胶粘剂,用量大,粘接过程要通风吹干溶剂,操作环保恶劣,对操作工有身体伤害。近年来采用热熔胶网胶膜、散热熔胶粉、直接喷涂压敏热熔胶等方法来代替原有粘接工艺,大大改善了工作环境,符合VOC及汽车内室环境标准。
汽车顶篷及车身其他隔热防隔音层的复合现在大量使用热熔胶,通常是合成橡胶型热熔压敏胶。这种类型热熔胶具有较好的抗低温性能,低气味,低VOC,快速固化,环保无毒等特点。它可以定量涂布,适合生产工艺要求,适合自动化生产。
汽车内装饰件的粘接:汽车内饰件大多属于PVC、ABS薄膜、薄片、板材、泡沫塑料板材等非金属材料。受力较小的装饰零部件,现在一般都采用热熔胶粘接,塑料薄片包裹的边缘和装饰衬板边时,也用热熔胶粘接定位。
汽车车身覆盖件的焊接密封:对于车身进行密封时,施工质量要求较高,特别是一些车身外的部位,要求胶缝尽可能小而平滑,以保证车身美观。现在多采用热熔胶代替双组分橡胶胶粘剂,热熔胶通常是聚烯烃的或者PUR热熔胶。
汽车线束的应用:汽车的电气控制线路组成各种线束,线束的捆扎和固定都采用线束胶带来实现。这种用途对线束胶带具有阻燃性、强粘合力、能抗击一定的高温和一定的低温条件等要求,这类热熔胶目前应用最为广泛的是合成橡胶型热熔压敏胶。
汽车车门板防水PP膜和发泡板用的可发泡热熔压敏胶:每扇汽车的车门板内部都会用到防水PP膜或发泡板。传统上,汽车装配厂都使用丁基橡胶基密封胶条将PP膜或发泡板粘到车身上。近几年,SBC基的热熔压敏胶已广泛应用在这个领域中。因为它的弹性更高,在售后服务市场中修理作业时,可以轻易的从车体表面很干净的移除,也可以达到防水的目的。
汽车门板与橡胶密封条的粘接:这类粘接是用热熔胶来粘接的。这个粘接要求特别强调在-40℃和108℃时热熔胶是否还保持粘接力,对于粘接强度会关注粘接后24小时的粘接力。不同的厂家有不同的标准,但都模拟了汽车在现实环境下的应用。
汽车轮胎保护胶:因汽车轮胎爆胎而发生交通事故,每天都会发生。近几年,汽车美容市场提供一种服务,为车的轮胎涂胶可以防止轮胎爆胎漏气,这种胶是一种热熔胶,目前国内有好几家公司提供这类产品。
汽车滤芯器用热熔胶:汽车的滤芯器各不相同,一个汽车通常需四个滤芯器,通常汽车运行5000公里要更换一次滤芯器。在制造滤芯器时,多处需要粘接,这些粘接大多数用热熔胶。但滤芯器用胶也是各不相同,机油、汽油用的胶多为PA聚酰胺热熔胶,而空汽滤芯器则多用EVA、PA、PO多种类型的热熔胶。
……
不同的汽车品牌厂商对粘接要求是不同的,他们的关注点也各不相同,但是对模拟汽车在实际使用过程中可能面临的环境是相通的:抗高温和耐低温要求是最为关键的要求。
◆小结
随着人们越来越关注汽车室内环境质量,要求汽车内无刺激性气味,空气清新,热熔胶将会代替溶剂型胶粘剂而广泛应用在汽车内饰的各部件的粘接上。热熔胶在汽车行业中的应用量占比非常小,一辆汽车用热熔胶不足4公斤,但却对整个汽车的总体品质影响非常大,可能就是因为采用热熔胶方式粘接,从而改善了汽车内的空气质量,让人感受到车的高端。一花一世界,一胶一天国,小小的一块热熔胶内部有一个大世界。明白热熔压敏胶的粘接原理,正确把握热熔压敏胶内在结构,对于选择合适的热熔胶产品至关重要。站在理论的高端,我们才更清楚热熔胶、被粘基材、粘接工艺、环境变化等之间对于粘接而言的内在关系,才能更好把握粘接。
王贤胜,东莞市成铭胶粘剂有限公司创始人之一、市场总监,中国首家热熔胶博物馆-成铭热熔胶博物馆馆长,《成铭通讯》主编,《粘接》、《生活用纸》杂志特约撰稿人,曾发表40余篇文章,代表作《压敏胶人生》、《思想决定行业与摸着石头过河》。