改进
通过配方的改进,目前已经可以明显增加耐冲撞结构胶在贮存和施工过程中的温度稳定性。同时,聚合物中采用了粘结剂,用于提高施工过程中及固化后产品和金属表面的粘结性能、降低金属被腐蚀的风险。该结构胶与之前的产品相比,具有较低的粘度和更高的屈服强度(表1),从而更易于施工,以及处理更宽的缝隙。本文从几个方面给出了新一代耐冲撞结构胶的金属进步:热稳定性、流变性和材料属性。贮存稳定性
在热稳定性方面,环氧类胶本身具有一定的局限性,这是由于为了增加胶在温度影响下的长期粘度,经常会加入一些加速剂和硬化剂。在以下两个重要阶段,温度会主导结构胶的老化行为。
(1) 结构胶出厂后,在运输和用户仓库中贮存时,暴露在35℃以下的环境中。
(2) 温度在60℃以下,施工的过程中。
将结构胶置于30℃的温度下,一定时间后放入流变仪,用以测量其保质期。上一代结构胶保质期为6个月,在这一过程中其粘度会有所升高。由于结构胶在保质期内施工不会出现任何问题,所以用户能够接受这种粘度的升高。
新一代的结构胶可以在理想的粘度范围内贮存长达12个月(图1),并且粘度的升高非常缓慢,使得在几个月的贮存之后仍然易于施工。更长的保质期使用户在使用和后勤方面的掌控更灵活。同时,它也满足了用户的需求:使车身零部件的异地分散生产概念达到汽车工业的日益全球化。
施工稳定性
结构胶能够抵抗高达60℃的施工温度,这一点比增长胶的保质期还要重要。在这方面一个关键性因子是:在施工过程中,结构胶实际暴露于变化的温度之下,温度范围最高不超过60℃。图2给出了结构胶的施工系统内部的影响温度。
结构胶的粘度一般与温度相关,并随时间流逝而升高。当温度处于23℃和30℃之间时,粘度的升高可以忽略。当温度在40℃以上时,例如在管和泵中时,粘度在三个月时间后仅有轻微的升高。在50℃贮存了1个月胶粘度仅有小幅上升(图3)。
改进的结构胶允许更长的维修周期并显著减少了在连续施工或施工开始时发生的局部硬化。这意味着可以适当地减少除尘清洗的次数。
增强的流变行为
理想的流变学特性对结构胶而言是至关重要的,它表现在:(1)对于将结构胶从施工系统中抽取并应用到基材上的这一过程;(2)在除尘浴中防冲洗的能力。这些特性对于用户而言是十分重要的,因为新一代产品的粘度降低,会导致施工时粘接性能的提高,在施工时,就可以使用较低的泵压。图4显示了采用高水平变形量的振荡法测量的粘度。同时,屈服强度也升高了,确保了施工后具有高水平的稳定性,这可以帮助提高抗冲洗能力。增强的粘接性能
在连接车身结构时,耐冲撞结构胶主要施工于涂油钣金上。要达到最强的粘接性能,下面几点必须要考虑在内:
·结构胶在施工时,涂油表面应具有足够的湿度;
·在结构胶烘烤固化前,防止车身构件或整个车身运动导致的结构胶剥落;
·良好的粘接性能是高度防腐蚀的前提条件。
新研发的低粘度结构胶可以保证金属表面的足够湿润以及构件中高水平的压实性。新型结构胶与传统胶相比,粘接性能增强了。为了体现结构胶理想的润湿特性,将结构胶涂在一个涂油金属基体上,然后和另一个金属构件相连接。一段时间后,分开两个金属构件,新型结构胶布满了整个表面。
为了增强抗腐蚀性, 在结构胶中加入了专门的有机物和聚合物粘结剂。在10个VDA循环腐蚀之后,样品的搭接剪切强度仅略有减低(见表2)。
第一代和第二代结构胶的特性是具有高强度。同时,施工过程中的耐冲洗性及耐湿气的性能均有所提高,这些提高使新一代结构胶具有以下特性:贮存稳定性提高到12个月;施工时可采用高泵温;流变性的提高使在涂油基体上的优秀粘接性成为可能;低粘度且高稳定性确保了胶可以填充缝隙并提供必要的湿度;抗腐蚀性也有所提高。






