海达：胶粘技术在现代客车上的应用与发展前景

1、胶接和胶粘剂在客车生产上的作用与地位

随着现代工业的发展，胶粘剂(粘接密封剂)广泛应用于客车等制造工业，并已取得一定成效，当前我国各种客车车型更新换代产品逐渐投产，各汽车制造厂对胶粘剂的应用给予了越来越多的关注。为了节省能源，除了不断研制高性能、油耗小的发动机外，必须尽可能减轻汽车自重。为此汽车工业正在摸索和采用新技术、新材料、新工艺，寻求各种更有效而价廉的轻质材料，如大量使用塑料制品代替金属件，采用粘接代替焊接等，是减轻汽车自重的重要手段。

    在汽车制造业，客车内饰布置及材料的选用是衡量整车豪华性和舒适性的一项重要指标。只有质朴大方、漂亮舒适的客车内饰，才能使乘员及驾驶员感到满意。内饰件材料要求吸振性能好，手感好，美观耐用。这些内饰件的复合或组合成型，通常都要采用粘接工艺而使用大量的胶粘剂。

2、胶接和胶粘剂的特点

在生产和生活中常遇到胶接的问题。胶接是和铆接、螺接、焊接等不同的连接工艺。将两种或同种固体表面用粘合方法连接起来的工艺称为胶接，胶接时所用的材料即：能将两种物质粘接在一起，并在粘接面有一定强度的物质称为胶粘剂。胶接工艺比铆接、螺接和焊接等工艺有以下优点：①整个胶接面都承受载荷，因此机械强度比较高。②应力分布均匀，胶接应力分布在整个粘合面上，避免了应力集中，耐疲劳强度提高。③胶接结构质量轻，如雷达采用胶接，质量减轻20％；飞机胶接代替铆接，质量减轻34%。④具有密封作用，而且胶粘剂一般都是电绝缘体，故可防止金属发生电化学腐蚀。⑤工艺温度低，胶接可在较低温度(甚至室温)下进行。可免除对热敏感部分受到的损害。⑥胶粘剂能粘接不同材料，还能对异型、复杂和大面积的结构件进行粘接，也适于薄形、微形构件的连接。

但胶接也有许多缺点：使用温度过高会使强度迅速下降。某些胶粘剂耐老化及耐化学腐蚀性较差；某些胶粘剂工艺复杂，如需加温、加压，固化时间长，被粘物需表面处理等；质量检查比较困难，无完善的无损检查方法。

3、胶粘剂的分类

胶粘剂的种类很多，分类方法各异。常见分类方法有：按胶粘剂基料化学成分、固化形式、胶接强度特性、外观形态等形式分类。

3.1 按胶粘剂基料化学成分分类

按胶粘剂基料的化学成分可分为有机和无机胶粘剂两大类(图1)。

3.2 按固化形式分类

a.溶剂型。溶剂从胶接端面挥发或因被粘物吸收而消失，形成胶接膜而产生胶接力。

b.反应型。由化学反应而引起固化，这种化学变化是在基本化合物中加入固化剂，通过加热或不加热进行的。按照配制方法及固化条件，可分为单组分、双组分甚至多组分的室温固化型、加热固化型等多种形式。

c.热熔型。以热塑性高聚物为主要成分，由不含水或溶剂的粒子状固体聚合物通过加热熔融胶接，然后经冷却固化而粘接。

3.3 按胶接强度特性分类

a.结构型胶粘剂。结构型胶粘剂要求必须有足够的胶接强度，能使胶接接头在长时间内承受震动、疲劳和冲击等各种载荷，同时还要求必须有一定的耐热性和耐候性，使胶接接头在较为苛刻的条件下进行工作。

b.非结构型胶粘剂。非结构型胶粘剂的特点是在较低的温度下拉伸强度、剪切强度和刚性都比较高。但在一般情况下，随温度升高胶层易发生蠕变现象，从而使胶接强度急剧下降。这种类型的胶粘剂主要用于胶接强度不太高的非结构部件。

c.次结构型胶粘剂。次结构型胶粘剂具有结构型和非结构型胶粘剂之间的特性，它能承受某种程度的载荷。

3.4 按外观形态分类

a.溶液型。溶液型主要成分是树脂或橡胶，在适当的有机溶剂中溶解成为粘稠的液体。

b.乳液型。乳液型属于分散型，树脂在水中分散称为乳液，橡胶的分散体系称为乳胶。

c.膏糊型。膏糊型是一种充填优良的高粘稠的胶粘剂。

d.粉末型。粉末型属水溶性胶粘剂，使用前先加溶剂(主要是水)，然后调成糊状或液体状。

e.薄膜型。薄膜型是以纸、布、玻璃纤维织物等为基材，涂敷或吸附胶粘剂后干燥成薄膜状，通常与底胶配合使用。

f.固体型。热熔型胶粘剂等属于固体型胶粘剂。高温用粘接剂与低温用粘接剂的性能见附表1、204胶粘剂在车辆中的应用

随着车辆现代化的迅速发展，胶粘剂和密封腻子在车辆上的应用越来越广泛。胶粘剂的应用是减轻车体质量，降低能耗的途径之一。为了隔音、隔热、绝缘、装饰，车辆内部也采用胶粘剂，如塑料地板、装饰板与车体的连接，车厢防尘、隔音，都采用胶粘剂和密封腻子。在车辆修补中也要应用大量胶粘剂。

4.1 选用原则

a.粘接对象。被粘物有金属、橡胶、塑料、玻璃及皮革等。粘接可能是同类材料，也可能是异种材料，由于异种材料性能不一致，故选用胶时要考虑二者特性，才能得到较好的粘接质量。

b.使用要求。粘接部位受力方式不同则可用结构胶和非结构胶；温度要求不同则用橡胶型胶为60℃-80℃，环氧胶为80℃-200℃，酚醛胶为200 T-r400℃，氧化铜胶为70℃-700℃。

c.工艺性。工艺可采用刷、涂、喷涂及注射胶液等方法。常规工艺是：被粘物表面处理弓配胶份涂胶叶晾置。贴合叶固化。另外也要注意胶的毒性及经济性。

4.2 不同材料的粘接

a.粘接金属材料。对板料和棒材等受力结构部位可用环氧胶、酚醛——丁睛胶等；对簿片金属并要求胶膜有弹性可用氯丁胶；螺钉、螺帽的紧固、密封、防漏可用厌氧胶；小面积又需快速粘接时可用氰基丙烯酸酯胶粘剂。

b.粘接金属和非金属。根据所粘非金属材料性能不同如弹性、线胀系数、收缩性的不用，可选用橡胶型、环氧、丙烯酸醋及聚氨醋胶等。

c.粘接非金属材料。粘接塑料，时要分为热固性还是热塑性的不同而选用胶粘剂，热固塑料可用环氧、聚氨醋等胶粘剂；热塑塑料中无定型塑料可用溶剂粘接，结晶型塑料可环氧，聚氨醋等胶粘接。

4.3 胶粘剂的作用

客车至今使用的粘接剂主要是非结构用，今后主要发展结构用粘接剂。结构用粘接剂因无需焊接，则可取消打磨工序；难以施行焊接的狭窄部位的连接也可采用粘接；面接合时应力分布均匀，能将金属和塑料很牢固的连接；具有密封作用；配合使用防锈剂可防止接合部位生锈，车身轻量化；粘接设备、工时等成本下降等。不足之处有：担心剥离强度低使可靠性差；由于需要一定的硬化时间，故接合时间长；粘接剂的耐久性有一定限度等。

5、风窗玻璃的粘接与密封

风窗玻璃密封是现代客车很主要的密封部位，要求在使用中不漏水、不透风，能防止尘土侵入并具有足够的结构强度。可采用三种不同的粘结密封材料和工艺。

a.在橡胶密封条与风窗玻璃之间注入密封胶。常用的密封胶有JN-10; JGY-I等，它们是以氯丁橡胶及酚醛树脂为主体材料并含有少量溶剂的单组分室温固化密封胶；JN-8风窗密封胶，是一种以解聚丁基胶为主体，并配入低分子量聚异丁烯及填充剂所组成的密封胶，它属于单组分膏状不干性腻子，胶层长期不干并保持韧性,JLC-2胶是一种聚硫橡胶型填缝胶，以三组分或二组分包装，使用配比为，甲组分比乙组分比丙组、分为100:11.6:0.3。涂胶时，对橡胶密封条、风窗玻璃和窗框密封表面用溶剂洗去油污脏物后，才可涂胶。涂胶后JN-10或JGY-1要在24h后溶剂挥发而固化，JN-8属不干型，JLC-2在24 h可固化。

b.直接粘接法。是不用橡胶密封条，而直接用高弹性粘接剂把风窗玻璃粘接在车体窗框上。它是目前国内外较先进的工艺方法，多用于轿车风窗玻璃粘接固定，其密封性能较好。

直接粘接法采用的胶种为JN-10, JGY=1和JLC-2等胶。粘接时先用溶剂除去窗框及风窗玻璃上的油污脏物，找正窗框和风窗玻璃的弧度，使其间隙尽量一致。将胶均匀地挤在窗框上，借人工接触压力将玻璃压在窗框上，在室温24 h后则可粘牢。如采用JLC-2胶需快速粘接时，可适当增加二苯肌的用量。

c.丁基胶带直接粘接法。粘接工艺简单，有足够的粘接强度和良好的密封性能。丁基胶带以盘状或卷式包装，可直接粘在车窗框上。但对风窗玻璃和窗框间弧度的吻合度要求较高。

粘接时先要将窗框及风窗玻璃进行表面处理，除去油污和脏物。将胶带按所需长度铺放在窗框上，再将风窗玻璃紧压在胶带上，手工适当施加接触压力，经20-30s即可粘牢，随后用卡子安装装饰亮条。为防止风窗玻璃和金属窗框直接接触，可在风窗玻璃和窗框边缘之间嵌人橡胶衬垫。有时由于窗框和风窗玻璃之间弧度不太吻合而不能一次得到满意的密封效果，对微量泄漏部位可采用其它丁基型密封胶作二次密封。其它如车身覆盖件焊缝密封，采用环氧聚硫改性密封胶效果很好；车身板金件接缝的密封采用乙烯基塑料溶胶密封，也有很好效果。