单组分聚氨酯涂料

【摘要】目前国际上高档轿车均采用单组分聚氨酯玻璃胶粘剂粘接车窗玻璃，为推广该胶粘剂在 我国广泛应用，介绍了其在汽车生产中的装配工艺、维修方法以及新型胶粘剂技术的开发情况。

i前言

汽车车窗玻璃的装配，过去一直都采用 橡胶密封条装配工艺，即用预成形的橡胶条 将玻璃固定在车身窗框上。但是，随着道路 条件的改善,汽车行驶速度不断提高,这就对 汽车玻璃装配的安全性提出了新的要求。

70年代中期，美国汽车制造业开始采用 单组分湿气固化型聚氨酯胶粘剂来粘接车窗 玻璃，它的粘接强度高,弹性好，耐老化、耐各 种有机溶剂，使用也比较简便。与原用的橡 胶密封条玻璃装配工艺及其它胶粘剂相比 较，单组分聚氨酯胶能将车窗玻璃与车身牢 固地结合成为一个整体，提高车体的刚性及 抗扭曲能力，密封性明显改善，安全性、可靠 性大幅度增加。同时，这种装配工艺可以减 轻车体自重，有利于车体动力学设计。现在 美国、日本生产的中高档乘用车几乎100% 地用单组分聚氨酯胶粘剂来粘接车窗玻璃 (包括挡风玻璃、侧窗玻璃和后窗玻璃等），欧 洲也有50%左右的车型采用了这种胶粘 剂。在我国汽车制造业，单组分湿气固化型 聚氨酯玻璃胶粘剂还属于一种新材料，人们 对它的特点、施工工艺要求、维修方法尚不熟 悉，应用也不普遍，只有引进技术生产的奥 迪、切诺基、夏利、富康等车型粘接车窗玻璃 采用了这种胶粘剂。

2单组分聚氨酯玻璃胶粘剂的应用

2.1固化机理

单组分聚氨酯玻璃胶粘剂是一种反应型 胶粘剂，在胶粘剂的主体材料中含有端异氰 酸基团，在室温下依靠与空气中的水反应，形 成高强度弹性体。

2.2车窗玻璃的装配工艺

由于单组分聚氨酯胶粘剂是吸湿反应型 胶粘剂，它的施工及固化对环境有特殊的要 求，通常以温度1840X:、相对湿度55% ~ 65%为宜。温度、湿度太低，则延缓了胶的反 应速度，影响整车装配及试验；而当温度、湿 度过高时，由于反应过举，可能出现气泡，降 低胶的粘接强度。

单组分聚氨酯胶粘剂通常要与配套的清 洗剂、玻璃底胶、漆面底胶等共同使用，以增 加粘接结构的粘接强度和耐老化性能。各种 底胶不仅要与单组分聚氨酯玻璃胶之间有牢 固的结合力（形成化学键），在各种被粘物表 面有良好的附着性，它在被粘物与胶粘剂间 起到桥梁作用。

厚度为5~20jim，涂胶后琼S lmin以上才 能粘接;如果工件涂布底胶后24小时内没有 进行粘接装配，则需重新涂布底胶。底胶，尤 其是玻璃底胶的涂布质量直接关系到粘接结 构的最终强度和耐老化性,试验表明,未涂玻 璃底胶的粘接结构.经过二年的曝晒之后，胶 接强度大幅度降低，出现胶从玻璃表面剥离 的现象，对整车的安全性是极大的隐患。而 涂布了玻璃底胶的结构，曝晒之后强度几乎 没有下降。

根据汽车制造厂家的产量..设备情况，单 组分聚氨醋玻璃胶可以用机械涂胶泵、气动 挤胶枪或手动挤胶枪来涂布。胶在玻璃底胶 表面涂成图2所示的各种形状，涂胶后的玻 璃应在_5min之内装配到车身上，以免因涂 胶后时间过长，表面已干固而影响粘接强 度。、尤其在夏季或高温、高湿的条件下更要 注意这一点。因为胶在这种情况下反应速度 加快，表干时间缩短。

当有单组分聚氨酯胶液弄到车身涂漆面 上时.应立即用溶剂汽油除去，如果不立即清

田3车窗粘接示意

整车装配后,一般要经过淋雨试验,检査 整车的密封性。当发现车窗玻璃有漏雨现象 发生时，应先拆下装饰条，査出漏雨部位，用 压缩空气把渗漏处的水滴、污染物吹除，使之 彻底干燥后，在渗漏处涂布漆面底胶并晾干 15min以上，然后把单组分聚氨酯胶挤涂到 底胶面上，用刮刀修平，再把装饰条装配好， 见图6。

胶筒

车身

新补胶粘剂已亩化胶 图6玻璃渗漏的补胶

3单组分聚氨酯玻璃胶粘剂最新发展

3.1高模量型单组分聚氨酯玻璃胶粘剂

我们把通常采用的单组分聚氨酯玻璃胶 粘剂称为标准型，这种胶在10%伸长时的剪 切模量为1. OMPa左右，而高模量型单组分 玻璃胶可达到2~3MPa。假定车身窗框上没

1996年第4期

有安装玻璃时，车体的抗扭曲性为100，使用 丁基胶带则可使抗扭曲性提高到120，而用 标准型单组分聚氨酯玻璃胶粘剂粘接车窗玻 璃时，车体抗扭曲性为170,若用高模量型单 组分聚氨酯胶粘剂，可把抗扭曲性增加一倍， 达到200。我国一汽集团公司生产的奥迪车、 上海大众公司新型桑塔纳轿车即采用新型高 模量聚氨酯玻璃胶粘接车窗玻璃。

3.2高接触粘性型单组分聚氨酯玻璃胶

标准型的单组分聚氨酯玻璃胶粘剂的粘 度已经很高,但是这种胶粘剂的固化与温度、 湿度都有很大的依赖性，初始粘接强度很 低。粘接的车窗玻璃如果不用夹具或固定胶 带定位，会出现玻璃下沉，发生漏雨等问题。 采用高接触粘性的新型单组分聚氨酯胶粘剂 就可以使这一问题得以解决。

高接触粘性的单组分聚氨酯胶粘剂分成 两大类，一类是通过在胶中加入可以结晶性 物质提高粘性；另一类则是以流变学方法使 胶粘剂粘度增加。由于胶的粘度高，在常温 下施工很困难，必须加热到60~70X:,使胶 粘度降低到可施工粘度后，再进行施工;待胶 温度降低到室温后，粘度增加,保证装配的车

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窗玻璃位置不发生串动。

3.3低导电性单组分聚氨酯胶粘剂

新型汽车将车内收音机的天线埋藏在风 窗玻璃中，而原用的标准型单组分聚氨酯胶 粘剂的电导率比较高，对收音机的接收效果 有很大影响，而且胶中所含的碳黑对最新推 出的全铝车身有腐蚀性，这就要求开发一种 低导电性的单组分聚氨酯玻璃胶。它的粘接 强度、施工工艺参数、固化速度等与高模量型

胶相近，加入经过特殊处理的填充材料来降 低导电性和腐蚀性，使车内收音机的接收效 果大为改善，同时也不会对铝车身造成腐 蚀。

涂胶粘剂

这种特殊的聚合物固定装置与单组分聚 氨酯玻璃胶不会形成任何粘接力。玻璃装配 时,把玻璃胶涂到固定装置的凹坑内，再将玻 璃安装到窗框上。胶在槽内固化成为与固定 装置形状吻合的高强度弹性体，起到固定玻 璃的作用。当需要更换车窗玻璃时，只要施 加一定的推力就能把玻璃拆下（胶留在车身 窗框上）。用刀片割掉已固化的胶层，再重新 装配新的玻璃,十分方便。

3.5预涂单组分聚氨酯胶粘剂工艺

现在，汽车生产厂家在使用单组分聚氨 酯胶粘剂装配车窗玻璃时，必须在现场对车 窗玻璃进行清洗、涂布玻璃底胶等工序，施工 操作相对比较复杂。

为了简化生产工艺、提高劳动生产率及 保证质量，国外开发了一种预涂单组分聚氨 酯玻璃胶施工工艺。这种工艺是在车窗玻璃 生产厂家按照前述的清洗工艺前处理和涂布 玻璃底胶，晾干后，涂上薄薄的一层单组分聚 氨酯玻璃胶粘剂，并使其彻底固化。这样,汽 车生产中装配车窗玻璃时，只要在已固化的 胶层上再涂布玻璃胶即可装配，从而省去了 玻璃前处理,涂底胶等工序,这种工艺是极有

前途的玻璃粘接装配工艺。

4结束语

由于汽车玻璃的粘接结构属于汽车安全 结构，玻璃粘接装配质量如何直接影响到整 车的安全性。单组分聚氨酯玻璃胶粘剂在我 国汽车制造业还属于新型粘接密封材料，在 生产装配、维修等过程中必须严格按照施工 工艺要求进行操作，使胶粘结构达到应有的 强度,避免出现安全事故。

1996年1月8日收稿（责任编辑李梦）

据报道，本田汽车分司将一种柄板坯料焊接新方法应 用于制造车门板。这种焊接方法不需要以往的加强板而简 化了工艺.降低了成本。通用和丰田两汽车公司巳将这种焊 接方法用于制造车身中间立柱。本田公司20年前就已有了 这项技术，并用于制造N360轻型车的车身，但以后没有应 用过。最近，该公司将这项技术又用于新车生产。这种钢板 坯料焊接方法是将不同厚度铕板的断面用激光焊接在一 起，然后再冲压成形。一般钢板制车门板的铰链、后视镜安 装部位的强度不够，而点焊加强板采用新方法后不需要再 加强，省去了加强板的模具制造和冲压成形、焊接等工艺。

最近，该公司同其合作伙伴——本田工程公司，开发出 新型激光焊机以用于这项技术。在该公司的狭山工厂,焊装 设备已安装就绪,年内即可生产新型车的门板。