热熔胶在汽车行业中的应用
作者:王贤胜   日期:2015-10-29

王贤胜

汽车行业综述

汽车行业是我国的仅次于房地产行业的第二大行业,又是中国第一大工业,一定意义上讲汽车工业的发展水平代表了一个国家的工业水平。我国正在从汽车大国走向汽车强国,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,在外资、合资品牌的主导下,中国本土品牌也快速发展。客户需求方面,安全、舒适、节约、美观、时尚等特点成为消费趋势。随着中国汽车工业的高速发展和中国人们的生活水平的提升,中国汽车市场一片繁荣,形成了强大的竞争市场,供应充足。所以,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。热熔胶具有快速固快,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

热熔胶是热熔胶粘剂的简称,是胶粘剂行业的一个重要类别,具有100%固含量、没有溶剂、环保无毒、快速固化的特点,广泛应用于自动化包装、卫生用品、标签胶带、医疗、汽车、建筑、家俬、印刷装订、制鞋、服装等行业,通常是指在室温下呈现固态,当加热到一定的温度便熔融成粘稠的液体,涂布、润湿被粘物后,经过压合,冷却至室温后,在数秒钟内便完成粘接的胶粘剂。热熔胶是由EVAPAPO、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、签标胶带、卫生用品等多个行业中。可以说,热熔胶已经应用在人们生产生活的方方面面了,吃、穿、住、用、行、玩都有着热熔胶不可忽视的贡献。

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、网状、球状、枕头状等等,色彩上有红黄白黑青兰紫粉等等。有压敏型的热熔胶,也有非压敏型热熔胶;有可塑性的热熔胶,也有反应型、不可塑性的热熔胶。从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,再比如粘接力最强的PUR热熔胶,但不是热塑性材料,不可反复使用,并且成本价格高,需要高价格的涂胶设备配套   

  

热熔胶的性能评估

热熔胶作为胶粘剂的一种类型有着自身的特点,而热熔胶的检测方法可根据胶种的类型和胶种的应用进行相应的分类,其中关于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,而两种不同的检测方法的主要区别就在于胶的性质所决定的;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、粘度、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、粘度、三力(初粘、剥离、持粘)、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(客户的涂布工艺及胶水的耐热稳定性),客户基材的粘结测试,测试样品的耐高、低温性能,测试样品的加速老化性能(使用期限)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的要求,加上热熔胶具有快速固化的特点,作为环保型热熔胶被广泛应用在汽车制造中的汽车顶棚、汽车门板、汽车地毯、汽车线束、轮胎保护、汽车标签、汽车滤芯器、车灯、驾驶台仪表板等部件的粘接上。

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,其用量大。这种溶剂胶是用氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶与增粘树脂一起溶解在溶剂中制成,粘接过程要通风吹干溶剂,操作环保恶劣,对操作工作有身体伤害。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。这种类型热熔胶胶具有较好的抗低温性能,低气味,低VOC,快速固化,环保无毒,没有挥发性物质,需要专用热熔胶涂喷设备,可以定量涂布,适合产生工艺要求,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、地毯及木纹装饰板等非金属材料。受力较小的装饰零部件,现在一般都采用热熔胶粘接,塑料薄片包裹们的边缘和装饰衬板边时,也用热熔胶来粘接定位。 

  

汽车车身覆盖件的焊接密封:对于车身进行密封时,整辆汽车已处于后期装置阶段,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、耐老化性优良、能抗击一定的高温和一定的低温条件,捆扎后不要有翘起现象,还要满足胶带解卷力适合汽车生产工艺要求。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,汉高、成铭、富乐等公司提供此类热熔胶。

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。PP膜或发泡板可以在下雨或洗车时防止水进入汽车内部造成零件生锈。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,热熔压敏胶已广泛应用在这个领域中。因为SBC基的热熔压敏胶比丁基橡胶基密封胶的弹性更高,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:这类粘接有相当一部分是机器人自动化操作,是用热胶胶来粘接的。这个粘接的要求特别强调在-40度和108度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:因为汽车轮胎爆胎而发生的交通事故,每天都会发生,胆小的女司机对于汽车爆胎更是害怕。最近几年,市面上汽车美容市场提供一种服务,为车的轮胎涂胶,叫做防爆胶,可以当场做实验,把涂过胶的轮胎装上汽车,开到铁钉板上扎,确实没有爆胎漏气。几年前,我的一个同学在西安凤翔二路开过一家这种店,生意很不错,给一个轮胎内层涂胶要600-1000元,操作设备是自动的。这种胶是一种热熔胶,国内现在有好几家可以提供这类产品,几年前还是进口的,价格不低。我奇怪的是为何汽车厂家不把此项技术引入到整车生产上,如果应用到整车上,爆胎的交通事故不就少多了吗?

汽车滤芯器用热熔胶:现今的汽车,大小差异大、品牌品种繁多、动力系统可为汽油、柴油、液化气、电瓶等类型,所用的滤芯器也各不相同,一个汽车通常需要四个滤芯器,发动机空气滤芯器、空调滤芯器、汽油滤芯器、机油滤芯器,滤芯器为消耗品,通常汽车运行5000公里要更换一次。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,而空汽滤清器则多用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,他们的关注点各有差异,但是基本内容是相通的,那就是要模拟汽车在实际使用过程中可能面临的环境。抗高温要求和耐低温要求是最为关键要求,汽车在使用过程中会面临春夏秋冬的变化,会经历炎炎夏日的暴晒,也会经历大雪纷飞的寒冬,会面临南方的湿热天气,也会临北方干燥炎热的天气的考验等等。

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,热熔胶将会代替溶济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是非常大,可能就是因为采用热熔胶方式粘接,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,这个世界里有小份子、大份子,有长链,有苯环等等成份。弄清楚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致关重要。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。

(作者介绍:王贤胜,东莞市成铭胶粘剂有限公司创始人之一,东莞市成铭胶粘剂有限公司市场总监,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》。)

参考:

1、《压敏胶制品技术手册》 杨玉昆、吕凤亭主编;

2、《热熔胶粘剂实用手册》 石军、李建颖 编著;

3、《压敏热熔胶》 曹通远 著;

4、《热熔胶粘剂-制备、配方、应用》 李盛彪 编著

 

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