底涂对风窗玻璃用聚氨酯密封胶粘接性能的影响

邱 萍，黄江玲，刘 彬，熊 芬（东风汽车公司技术中心，湖北 武汉 430058）

底涂对风窗玻璃用聚氨酯密封胶粘接性能的影响

邱 萍，黄江玲，刘 彬，熊 芬
（东风汽车公司技术中心，湖北 武汉 430058）

通过热老化、湿热老化和高低温循环老化试验，考查了底涂对风窗玻璃用聚氨酯密封胶与油漆板基材粘接性能的影响。结果表明，底涂能保证聚氨酯密封胶与油漆板基材的粘接性能；无底涂时，聚氨酯密封胶与油漆板基材的粘接性能与油漆配方密切相关；油漆板颜色越浅，聚氨酯密封胶与油漆板基材的粘接性能越差。

聚氨酯密封胶；底涂；油漆板基材；粘接性能

单组分湿气固化聚氨酯密封胶因具有粘接强度高、弹性好、耐老化及施工方便等特点，在汽车工业得到广泛应用［1，2］。汽车风窗玻璃的装配工艺通常是在油漆车身与玻璃胶之间涂一层底涂。虽然目前市场上供应有可免底涂的玻璃胶，但粘接性能与带底图的玻璃胶相比有一定差异，底涂对风窗玻璃用聚氨酯密封胶的粘接性能有较大影响。

本文选取一款市售可免底涂的玻璃胶，以有机溶剂稀释的-NCO基化合物作为油漆板基材底涂，考查了底涂对聚氨酯密封胶与油漆板基材粘接性能的影响。

1　 实验部分

1.1实验原料

清洁剂，陶氏化学（中国）投资有限公司；有机溶剂稀释的-NCO基化合物底涂，陶氏化学（中国）投资有限公司；免底涂单组分聚氨酯玻璃胶，陶氏化学（中国）投资有限公司；黑色、灰色、白色油漆板（尺寸为100 mm×300 mm，随涂装生产线喷涂），湖南湘江关西涂料有限公司。

1.2实验仪器

CMT4101型非金属拉力试验机，美特斯工业系统（中国）有限公司；GT-700SA4X型湿热老化箱，高铁检测仪器（东莞）有限公司；LC-213型鼓风烘箱，上海爱斯佩克环境设备有限公司；Stanley 深喉G型夹钳，市售。

1.3胶接件的制备

使用清洁剂清洁油漆板，去除表面污垢。在一组黑色、灰色、白色油漆板的涂胶区域涂抹薄薄一层底涂，待底涂干燥后，将聚氨酯玻璃胶挤在油漆板的涂胶区域。另外选取一组黑色、灰色、白色油漆板，不涂抹底涂层，作对比试验。将所有胶接件放置在室温下（23℃，50% RH）7 d，至完全固化。

1.4性能测试

（1）刀割剥离性能：按照SAE J1720标准，用G型夹钳固定油漆板，对胶接件进行刀割剥离测试（QKA测试）。

（2）耐热性：将胶接件放置在（85±2）℃的鼓风烘箱中一段时间，然后进行刀割剥离测试。

（3）耐湿热性：将胶接件放置在（70±2）℃、一定湿度的湿热老化箱中一段时间，然后进行刀割剥离测试。

（4）耐高低温循环性：将胶接件放置在湿热老化箱内，程序设定若干次循环（以（40±2）℃/16 h→（23±2）℃/0.5 h→（-20±2）℃ /3 h→ （ 23±2）℃ /0.5 h→（85±2）℃/6 h→（23±2）℃/0.5 h为1个循环），再进行刀割剥离测试。

2　 结果与讨论

本文粘接性能通过刀割剥离试验进行测试，测试结果以破坏模式的面积率来表示。在油漆板与胶粘剂界面没有破坏的前提下，胶内聚破坏面积率越大，粘接性能越好。

从2方面对试验结果进行对比分析：①在油漆板相同的情况下，带底涂和无底涂时胶接件的粘接性能；②在同时带底涂或无底涂情况下，不同颜色油漆板制成胶接件的粘接性能。

及耐高低温循环性均优于无底涂胶接件，而黑色油漆板带底涂与无底涂胶接件的粘接性能一致。

表1　胶接件的热老化试验结果Tab.1　Experimental results of thermal aging of bonded speciments

表2　胶接件的湿热老化试验结果Tab.2　Experimental results of hygrothermal aging of bonded speciments

表3　胶接件的高低温循环老化试验结果Tab.3　Experimental results of high and low temperature cycle aging of bonded speciments

汽车油漆的基本成分包含树脂、颜料、溶剂以及添加剂。清漆层的主要成分是树脂类，属于有机物。颜料是色漆层的主要成分，属于无机物，赋予色漆色彩，同时使油漆具有遮盖力。油漆颜色越浅，为达到同样的遮盖效果，所需的颜料就越多。试验中3种油漆板根据颜色深浅排序，依次是黑色油漆板＞灰色油漆板＞白色油漆板，对于颜料含量，则是白色油漆板＞灰色油漆板＞黑色油漆板。油漆颜料含量越高，色漆和清漆之间的附着力及耐老化性能越差，所以对于色漆清漆附着力，白色油漆板＜灰色油漆板＜黑色油漆板，这种附着力的差异，在老化后被放大。涂抹在清漆层的底涂能渗透到色漆层，起到增强清漆、色漆的附着力及耐老化能力的作用。所以无论何种颜色油漆板，带底涂的胶接件老化后刀割剥离测试结果均大于95%的胶内聚破坏，保证了聚氨酯密封胶与油漆板基材的粘接性能；而无底涂胶接件老化后，白色油漆样板出现大面积清漆色漆剥离，胶接件粘接性能大幅下降，灰色油漆样板出现小面积的清漆色漆剥离，胶接件粘接性能小幅下降，黑色油漆样板制成胶接件的粘接性能则无明显变化。

3　 结语

（1）底涂能确保风窗玻璃聚氨酯密封胶与油漆板基材的粘接性能。

（2）无底涂时，风窗玻璃聚氨酯密封胶与油漆板基材的粘接性能与油漆配方密切相关。油漆板颜色越浅，聚氨酯密封胶与油漆板基材的粘接性能越差。

［1］韩庆国.单组分聚氨酯玻璃胶粘剂的应用及发展［J］.汽车工艺与材料,1996,11（4）：27-30.

［2］李建立.单组分聚氨酯玻璃粘合密封胶在汽车生产中的应用［J］.中国胶粘剂, 2004,13（2）：36-37.

Effect of primer on bonding performance of polyurethane sealant for window glass

QIU Ping, HUANG Jiang-ling, LIU Bin, XIONG Fen
（Technical Center of Dongfeng Motor Corporation, Wuhan, Hubei 430058, China）

This paper investigated the effect of primer on the bonding performance between polyurethane sealant and paint plate substrate through the thermal aging, hygrothermal aging, high and low temperature cycle aging tests. The results show that the primer can presented good bonding performance between polyurethane sealant and paint plate； without primer, the bonding performance between polyurethane sealant and base plate is closely related to the paint formulation, and the lighter the paint plate' color, the worse the bonding performance between polyurethane sealant and paint board substrate.

polyurethane sealant； primer； paint substrate； bonding performance

TQ436+.6

A

1001-5922（2016）08-0055-03

2016-05-05

邱萍（1987-），女，硕士研究生。研究方向：汽车用胶粘剂。E-mail：qiuping23@126.com。