但是,聚氨酯粘合胶主要缺点是固化时异氰酸酯端基(-NCO)与空气中的水分反应释放出CO2,致使聚氨酯本体产生泡孔甚至裂纹,并且其固化速率较慢以及表面容易发黏,故其在玻璃及金属等无孔材料上使用时需要底涂,这样可提高聚氨酯胶粘剂在玻璃层上的粘接强度。如图1所示,为车上玻璃与钣金之间的剖解结构示意图,由图上可以看出,玻璃粘合胶是通过底涂和车身与玻璃粘结到一起的。目前,世界上95%以上风窗玻璃及侧窗玻璃的粘接采用这种胶粘剂。
为了提高施胶速度和质量,目前各大汽车公司均采用机械手自动涂布单组分湿气固化型聚氨酯胶粘剂。自动涂胶系统由涂胶泵、计量装置、机械手、涂胶枪和工作台组成。为了保证涂胶量的稳定性,通常采用带有加热系统的压盘和输胶管路。使用自动涂胶系统要保证每次更换胶桶时排出空气,防止出现气泡,还要确保枪嘴的清洁,保证涂胶量准确。
玻璃粘结胶的结构与性能
单组份湿固化聚氨酯玻璃粘合剂是将聚醚二元醇和聚醚三元醇加热脱水(聚醚多元醇的脱水方法采用真空脱水或者用苯、甲苯或二甲苯为溶剂回流脱水),至含水量小于0.05%时,降温到小于50℃,搅拌下加入4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯,加完后再升温至50℃~85℃并保温反应,直至测定异氰酸基含量在5%~10.5%的范围内,降温至小于60℃,既得成品。聚氨酯玻璃粘合胶是大分子主链上含有重复氨基甲酸酯(-NHCOO-)链段的一类聚合物,具有强度高、抗撕裂性强、柔软性和耐磨性佳、耐穿刺性优、耐油及耐介质腐蚀性好等诸多优点,已广泛用于汽车工业。
玻璃粘结胶的力学性能
1. 试验标准与依据
由于玻璃聚氨酯粘结胶的重要作用,各大主机厂都制定了相关的检测标准,对其进行严格的控制。我国于2010年已经启动了中国汽车单组份聚氨酯玻璃胶标准的编纂工作,重视程度可见一斑。表1列出了一些主机厂的试验标准。
2.拉伸性能
拉伸性能是模拟玻璃粘合剂受到拉伸力作用时的性能变化情况,试验中,首先要制样,将玻璃胶制成150×100×3mm的薄片,然后常温放置7天定型,去除应力,最后裁剪成试验样件。
将试样夹持在夹具上,测试的初始长度为50mm,夹具样式如图2所示。
试验条件分为常温拉伸和高温老化后拉伸。常温拉伸要求在23℃±2℃下进行,高温老化要求在90±2℃保持500h后进行。拉伸速度为50mm/min,得到的拉伸曲线如图3所示。试验要求如表2所示。
通过试验曲线可以看出,试验开始时,随着负荷的不断加大,试样伸长长度与负荷成线性关系,一旦到达临界点,试样将会失去弹性,在负载不变的情况下不断伸长,所以我们截取线性的一段来计算弹性模量。弹性模量M的计算公式为:daN/mm2
其中:CT-负荷
ΔL-伸长长度
Li-初始长度
Si-初始截面积
3.剥离性能
剥离性能是模拟玻璃粘合剂在受到剪切剥离时的性能变化情况。试验中,剥离试验为了模拟实际的装车状态,要求试样与装车状态一致,玻璃要有黑边和玻璃底涂,钢板进行喷涂,与车身油漆一致(如图4所示)。
涂胶时要特别注意,试验中涂胶厚度为4mm,为了便于控制,通常用夹具来辅助定型。图5所示为胶型定型和固定装置。
剥离试验速度为12±2mm/min,试验分别在不同时间,不同温度和不同老化条件下进行。试验时间主要分为短周期和长周期,试验温度可分为常温、高温、低温,老化条件主要包括常温老化(23±2℃)、高温老化(90±2℃)、湿热环境老化(DHC: 温度40±2℃,湿度95~100%)、氙灯光照老化(W.O.:750h,Xeno lamp)、盐雾老化(S.F.: Salt spray test)、高低温循环老化(24h,80±2℃→24h,DHC→24h,-40±2℃)和臭氧老化(50±2℃)等,通过这些条件,基本上覆盖了聚氨酯玻璃粘合胶的所有使用工况,所以试验具有很高的可靠性和代表性,通过试验,可以真实地模拟玻璃粘合胶的性能变化情况。试验的具体试验条件和试验限值如表3所示。







