鋁車身高溫密封膠在汽車涂裝工藝的應(yīng)用

呂榮佳 蔡亞兵 于昌淼

摘 要：文章詳細(xì)闡述了一種以橡膠為基材的無溶劑反應(yīng)型粘接密封膠的產(chǎn)品、工藝條件，并結(jié)合某汽車生產(chǎn)線應(yīng)用實(shí)例，總結(jié)了該密封膠的施工條件、施工工藝等。

關(guān)鍵詞：施工條件;高溫密封

Abstract： This paper describes in detail the product and process conditions of a solvent-free reactive adhesive sealant based on rubber， and summarizes the construction conditions and process of the sealant in combination with an application example of an automobile production line.

Keywords： Construction conditions; High temperature sealing

前言

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，輕量化對(duì)于新能源汽車有著更為重要的意義，能在保持電池容量不變的情況下明顯提升行駛里程。通過鋁車身輕量化設(shè)計(jì)，能有效降低重量，其他同等條件下有利于提高整車駕駛性能。

針對(duì)涂裝專業(yè)來說，鋁車身材料因本身的防腐性能，與傳統(tǒng)的涂裝工藝對(duì)比，可以實(shí)現(xiàn)簡易工藝，免前處理、電泳、免噴涂，即PVC密封工藝（外覆蓋件一般實(shí)現(xiàn)外委工藝）。車企一般采用鋁與鋼連接方式、鋁鑄件與鋁型材連接方式，針對(duì)車身的連接方式，PVC密封在鋁車身工藝實(shí)施過程中，顯得尤為重要，本文針對(duì)高溫密封膠重點(diǎn)介紹。

1 高溫密封膠的介紹

1.1 車身焊縫密封膠

車身焊縫密封膠是汽車涂裝線車身焊縫密封常規(guī)應(yīng)用材料之一，主要目的用于對(duì)車身板材結(jié)構(gòu)間隙進(jìn)行填充、密封，其主要作用為密封、防水、減震。

鋁車身高溫密封膠是以橡膠為基材的無溶劑反應(yīng)型粘接劑/密封膠，在室溫下能被高壓泵進(jìn)行輸送，在140℃以上開始化學(xué)交聯(lián)，固化后的產(chǎn)品具有很好的彈性，在高溫固化后會(huì)產(chǎn)生一定量的VOCs，需要經(jīng)過環(huán)保處理后排放，固化后同時(shí)具有耐高溫，高粘性，高內(nèi)聚，耐低溫，適合各種鋁車身、塑料車身粘結(jié)。

1.2 技術(shù)條件

具體見表1。鋁汽車常規(guī)PVC高溫聚氨酯密封膠，在材料、固化機(jī)理、硬度、擠出力及斷裂伸長率等幾個(gè)方面分析，經(jīng)分析可適用于汽車鋁鋁板材、鋁鋼板材結(jié)構(gòu)間隙填充、密封。

1.2 膠品施工

1.2.1 高溫密封膠包裝開封后建議在2～4 周內(nèi)使用完;

1.2.2 設(shè)備建議使用壓縮比在55：1 以上的泵進(jìn)行輸送或采用分級(jí)輸送;

1.2.3 施工溫度

建議使用溫度范圍20℃～30℃，最佳使用溫度25℃;

1.2.4 該高溫密封膠可以手工施工，也可以應(yīng)用機(jī)械手施工;

1.2.5 高溫密封膠使用過程中

需控制一定的打膠或噴膠速率，這樣膠才能均勻，當(dāng)粘度較稀時(shí)，打膠速率相對(duì)快點(diǎn)，當(dāng)粘度較厚時(shí)，打膠速率相對(duì)慢點(diǎn);適當(dāng)控制泵壓，當(dāng)粘度稀時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)低泵壓;當(dāng)粘度較稠時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)高泵壓。

1.3 烘干窗口

高溫密封膠固化窗口來看，高溫膠在140℃時(shí)25min時(shí)間可以滿足固化要求，此溫度區(qū)間在時(shí)間≤60min內(nèi)屬于正常烘烤范圍，如烘干爐溫度提升至150℃，烘干時(shí)間18min可以滿足整車固化標(biāo)準(zhǔn)，但考慮到烘干爐動(dòng)能消耗量隨著烘干溫度提升增加，一般廠家會(huì)統(tǒng)籌考慮，采用140℃時(shí)25min的工藝烘干參數(shù)進(jìn)行管控。如超過烘干窗口，為過烘烤，其PVC膠外表面會(huì)發(fā)黃、發(fā)硬、開裂現(xiàn)象，因此，適當(dāng)?shù)墓に嚭娓纱翱跒楣に囍攸c(diǎn)管控參數(shù)。

2 注膠機(jī)的選擇

鋁車身涂裝工藝實(shí)際應(yīng)用中，因單車使用量約6KG左右，因此結(jié)合生產(chǎn)節(jié)拍及膠品特性，選擇55加侖的原料桶包裝的注膠機(jī)及相配套的系統(tǒng)附件，具體見注膠機(jī)連接系統(tǒng)圖2。在選擇注膠機(jī)時(shí)，有一定的要求，如主泵的相關(guān)參數(shù)、管路、加熱功能及槍站等。

注膠機(jī)主泵：選用55加侖的原料桶包裝的注膠機(jī)，該設(shè)備的使用壓縮比在55：1 以上的泵進(jìn)行輸送或采用分級(jí)輸送。

供膠管道：管路采用高壓無縫鋼管，法蘭連接（禁止管路與管路直接焊接），外設(shè)單面鋁箔橡塑保溫層，厚度20mm。

加熱裝置：根據(jù)膠品適應(yīng)的溫度要求，在輸膠管外表面設(shè)有伴管加熱裝置全程加熱及保溫，增加壓盤加熱功能，冬季保持膠品的粘度在工藝要求范圍內(nèi)。

輸膠槍站：每個(gè)槍站設(shè)有高壓過濾器（耐壓5000psi）、壓力調(diào)節(jié)器（耐壓大于3500psi）、壓力表（最大量程為5000 psi）和高壓球閥，槍站出口要保證濾網(wǎng)的精度，不能堵槍。出口壓力：100-250bar壓力可調(diào);出口流量：≥600cc/min。

3 高溫膠使用注意事項(xiàng)

（1）貯存和運(yùn)輸溫度5℃～30℃，密封保存，避免陽光直射，遠(yuǎn)離熱源、輻射和雨水;

（2）若長時(shí)間不用，建議每天排膠，至少保證2-3 天有一次排膠，排膠的體積建議大于或等于管道體積;

（3）若兩天以上不用，關(guān)閉泵的所有壓力，卸去管道所有壓力;及泵壓盤壓力，換桶時(shí)要注意清潔度，避免雜質(zhì)混入材料之中，導(dǎo)致出膠嘴堵塞。同時(shí)注意排氣，以免氣泡影響施工，導(dǎo)致斷膠;或空氣混入物料影響膠的質(zhì)量;

（4）桶中的材料快用完時(shí)，注意及時(shí)換桶，以免空打，吸入空氣并混進(jìn)材料中，影響施工，導(dǎo)致斷膠;

（5）建議壓盤下表面與桶底內(nèi)表面的距離為5 厘米左右。

4 驗(yàn)證方法

4.1 粘度驗(yàn)證

4.1.1 試驗(yàn)裝置

旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)BROOKFILE DVS? 刮刀? 測(cè)溫槍 恒溫水浴鍋 容器 秒表（0.1s）。

4.1.2 粘度驗(yàn)證方法測(cè)試前

將膠料放置在恒溫水浴鍋中恒溫中（23±2）℃，旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)7#轉(zhuǎn)子，選擇轉(zhuǎn)速10r，將膠樣放置在粘度計(jì)下方，連接轉(zhuǎn)子和粘度計(jì)，開啟測(cè)試，測(cè)試穩(wěn)定后1min讀數(shù)。

4.2 附著力

4.2.1 附著力試驗(yàn)裝置

電熱恒溫干燥箱 BINDER FD115 刮刀、模具、鋁材板。

4.2.2 附著力驗(yàn)證方法

將膠料用刮刀涂覆在固定模具后的鋁材板上，用刮刀刮平，膠層厚3mm，標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境放置30min后，放置在標(biāo)準(zhǔn)烘烤溫度下烘烤，取出后冷卻至室溫，放置24h，用刀90℃切塊，切透膠層，割成兩條平行線，間隔5mm。并用手從較厚一段剝離切塊;重復(fù)測(cè)試二次，觀察膠膜破壞類型，評(píng)定附著力級(jí)別。

4.3 拉伸強(qiáng)度

4.3.1 拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)裝置

伺服控制材料試驗(yàn)機(jī)，TY-8000測(cè)厚儀啞鈴型裁刀Ⅰ型， 不粘性材料：聚四氟乙烯板或其他不粘性材料做成的平板，電熱恒溫干燥箱BINDER FD115。

4.3.2 拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)方法

在不粘材料上將膠料壓制成2mm厚膠片，按照標(biāo)準(zhǔn)條件烘烤固化，冷卻后，將試樣從不粘材料上剝下，用啞鈴型裁刀Ⅰ型，裁制成無氣泡等無缺陷的多組試條，放置24h后測(cè)試。啟動(dòng)材料試驗(yàn)機(jī)，設(shè)置好參數(shù)，按照夾具移動(dòng)速度200mm/min，試樣標(biāo)距25mm，進(jìn)行拉伸測(cè)試，取測(cè)試平均值。

5 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及技術(shù)要求

高溫密封膠實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及技術(shù)要求如下，需滿足技術(shù)要求合格后，才能現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施應(yīng)用。

6 結(jié)論

隨著汽車輕量化的發(fā)展，鋁車身成為車企研究的方向，輕量化、模塊化、智能化發(fā)展成為趨勢(shì)，鋁車身的密封性因涉及淋雨專項(xiàng)，也成為需要攻關(guān)的難題，在投資滿足項(xiàng)目需求情況下，鋁車身的問題會(huì)逐步被攻關(guān)，成為成熟的工藝。