摘要：作為汽車生產(chǎn)不可缺少的一項(xiàng)重要輔助材料，膠粘劑在提高產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能及相關(guān)功能方面(包括密封隔熱、降噪防銹、減振消音等)起到重要作用，目前市場對(duì)汽車的環(huán)保節(jié)能、安全舒適性能、高性價(jià)比等方面的需求不斷提高，促使膠粘劑技術(shù)在汽車裝配中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。本文在介紹了汽車膠粘劑應(yīng)用范圍和性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，闡述了幾種常用汽車膠粘劑的種類、特點(diǎn)及應(yīng)用中存在的問題，介紹了粘接缺陷的具體檢測(cè)方法，并分析了車用膠粘劑的發(fā)展趨勢(shì)。

　　關(guān)鍵詞：汽車裝配;膠粘劑技術(shù);應(yīng)用范圍;性能指標(biāo);發(fā)展趨勢(shì)

　　0 引言

　　目前汽車已成為一種不可缺少的交通工具，隨著汽車保有量的不斷增加，能源消耗和環(huán)保問題(尤其是超標(biāo)排放的CO2)日益突出，各生產(chǎn)企業(yè)及學(xué)者對(duì)汽車輕量化的重視程度不斷提高，為滿足日益提高的現(xiàn)代汽車輕量化發(fā)展要求，兼顧汽車安全和較輕的車身質(zhì)量，而在引進(jìn)新材料時(shí)為達(dá)到更高的使用水平要求材料具備較高的強(qiáng)度(以確保車體連接質(zhì)量)。作為一項(xiàng)重要車體連接技術(shù)，焊接聯(lián)合其他補(bǔ)充連接技術(shù)(以鉚接和螺栓連接為主)，極易氧化性的鋁合金車體構(gòu)件的焊接難度較大，不同材料間(如碳纖維和鎂合金)通常難以使用常規(guī)的焊接方式，促使具有較佳力學(xué)性能的粘接技術(shù)在汽車裝配中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，連續(xù)分布的粘接處應(yīng)力在提高汽車抗疲勞、耐沖擊性能的同時(shí)使汽車外觀更加平整光滑。

　　1 應(yīng)用范圍和性能指標(biāo)

　　生產(chǎn)汽車時(shí)用到的粘接劑和密封膠構(gòu)成了車用膠粘劑系，按照可不用途主要可分為五大類膠種，分別用于制造工藝、焊裝、涂裝、總裝發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤零件。廣泛應(yīng)用到了日常生產(chǎn)生活(包括服裝加工、建筑、汽車、輕工、包裝、航天航空、機(jī)械制造等領(lǐng)域)的膠粘劑具備易于使用、性價(jià)比高等特殊功能優(yōu)勢(shì)和實(shí)用價(jià)值，現(xiàn)代高品質(zhì)汽車產(chǎn)品會(huì)應(yīng)用到數(shù)10種膠粘劑，主要用于實(shí)現(xiàn)提升構(gòu)件性能及整車美觀性、密封緊固、隔熱降噪、防銹減振等功能，同時(shí)有效簡化了生產(chǎn)工藝和制造流程。不斷發(fā)展進(jìn)步的社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)促使性能更加強(qiáng)大的合成膠粘劑快速完善起來，并逐漸替代了機(jī)械聯(lián)結(jié)方式，成為發(fā)展前景廣闊的化工行業(yè)。為順應(yīng)未來汽車工業(yè)的發(fā)展需求，開發(fā)和應(yīng)用高品質(zhì)性能的車用膠粘劑成為行業(yè)內(nèi)的研究熱點(diǎn)。應(yīng)用到汽車生產(chǎn)中的膠粘劑按照不同用途可細(xì)分出多類，選用膠粘劑需遵循的主要指標(biāo)包括：

　　1)耐介質(zhì)(包括空氣、水、油、酸等)性能，使用膠粘劑的被粘接件大多具備良好的抗空氣介質(zhì)性能(即在空氣中的粘接強(qiáng)度較高)，但在氣體(注解體)介質(zhì)中表現(xiàn)出了較大差異的粘接力，需根據(jù)實(shí)際需要選用耐使用介質(zhì)的膠粘劑。

　　2)粘接強(qiáng)度(MPa)，指在常溫和空氣介質(zhì)中每平方厘米粘合面的破壞力，按照不同受力方向粘接件的破壞強(qiáng)度可將其分為拉伸、剝離、剪切、扭轉(zhuǎn)剪切等強(qiáng)度，需以機(jī)械零件位置及受力情況為依據(jù)選用相應(yīng)的強(qiáng)度膠粘劑。

　　3)耐溫性能(固化后的膠層可承受溫度)，如對(duì)于耐溫-60℃ - 120℃的膠粘劑，在超過該溫度范圍后其粘接力會(huì)顯著降低，需根據(jù)膠粘劑的耐溫性能選用粘接膠。

　　4)粘接時(shí)的固化時(shí)間，指常溫下膠粘劑從同膠狀到固體膠屋轉(zhuǎn)變過程的耗時(shí)，可分為初固時(shí)間(承受粘接件的膠層不脫落所需時(shí)間)和全固時(shí)間(膠層完全固化所需時(shí)間，此時(shí)粘霎強(qiáng)度和耐介質(zhì)性能最好)，根據(jù)初固時(shí)間可細(xì)分為瞬干膠(僅需幾秒或數(shù)10s的初固時(shí)間，粘接強(qiáng)度和抗介質(zhì)性能更佳)與慢干膠(可根據(jù)不同膠種通過熱力吹、烘烤等措施縮短固化時(shí)間)2種[1]。

　　2 車用膠粘劑的種類與應(yīng)用

　　2.1 聚氨酯膠粘劑

　　含氨基甲酸酯基團(tuán)或異氰酸酯基的膠粘劑統(tǒng)稱聚氨酯膠粘劑，具有良好的橡膠特性，耐磨、耐水、耐油、耐溶劑、耐臭氧，主要用于濾芯膠、風(fēng)窗玻璃膠、結(jié)構(gòu)膠，可同多羥基化合物發(fā)生固化反應(yīng)，可用于粘接熱膨脹系數(shù)不同的材料，利用其柔韌性及特殊的抗沖擊性可用于連接車體表面涂層和涂料以及金屬與高分子材料，例如。在汽車總裝中的車體部件通過使用聚氨酯膠粘劑實(shí)現(xiàn)了低溫連接(可達(dá)到17MPa的搭接剪切強(qiáng)度)，使汽車車體強(qiáng)度得到顯著提升( Pa-padakis等);為增加車身穩(wěn)定性，通過對(duì)聚氨酯膠粘劑進(jìn)行增韌，有效兼顧了流動(dòng)性和黏合強(qiáng)度(Kim等)[1]。近幾年隨著新材料在汽車上的普及應(yīng)用(包括輕質(zhì)金屬、復(fù)合材料等)促使車用膠粘劑的用量不斷增加(尤其是汽車內(nèi)飾件)，汽車上的鋼板逐漸由工程塑料(具備輕質(zhì)強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì))代替，SMC和FRP(片狀模塑復(fù)合材料和玻璃纖維增強(qiáng)塑料，主要用于制造車身面板和外裝件)較為常用，但這2種工程塑料同車身構(gòu)架間的組裝須采用粘接技術(shù)(傳統(tǒng)焊接技術(shù)并不適用)。聚氨酯膠粘劑同含有活潑氫的多孔材料(包括泡沫塑料、木材、織物、陶瓷等)和表面光潔的材料(包括玻璃、金屬、橡膠等)間的化學(xué)粘接力較好，使粘接更加牢固。通過對(duì)固化后的分子進(jìn)行調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)不同膠粘劑(不同硬度和伸長率)的獲取，并可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)其粘合層(從柔性到剛性)。可室溫和加熱固化(提高膠粘劑強(qiáng)度)的聚氨酯膠粘劑簡化了汽車的粘接工藝、易于操作。聚氨酯膠粘劑在汽車上的具體應(yīng)用包括：風(fēng)窗玻璃膠(密封膠)，通常使用單組分濕氣固化聚氨酯密封膠(NCO含量約為2% - 10%，固化后為聚氨酯一聚脲結(jié)構(gòu)的膠層)固定和密封車身和風(fēng)窗玻璃，該密封膠中含有活潑的NCO基團(tuán)在接觸空氣時(shí)同其中的水分發(fā)生反應(yīng)，粘結(jié)時(shí)可與基材表面的活性氫基團(tuán)(羥基等)及其吸收的水反應(yīng)生成脲鍵結(jié)構(gòu)。聚酯多元醇主鏈由極性和內(nèi)聚能較大的-COO-鍵構(gòu)成，具備較強(qiáng)的粘結(jié)力、耐高溫/油性，但存在易水解的缺陷(耐水解性較差)。相比于聚酯型聚氨酯，聚氨酯樹脂(采用聚醚多元醇合成)主鏈含有不易水解的醚鍵(一種柔性鏈)，具有更好的柔軟性、耐水解/低溫性，但其粘結(jié)性和耐高溫性較差。因此如何獲取綜合性能高的聚氨酯膠粘劑成為一項(xiàng)研究熱點(diǎn)。同時(shí)注意按操作工藝認(rèn)真操作，通常按照清潔活化、涂底膠、施膠、裝配玻璃、固定清理、玻璃密封的順序進(jìn)行[2]。

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