汽車內(nèi)后視鏡底座用膠粘劑介紹

楊亞娟，張 艷，黃書(shū)敏，陸長(zhǎng)帥，張敬陽(yáng)，卜 濤，張 勇

（鄭州中原思藍(lán)德高科股份有限公司，河南 鄭州 450001）

汽車內(nèi)后視鏡是一種用于觀察汽車后方及車內(nèi)情況的工具，起著“第二只眼睛”的作用，這是為了便于駕駛員在駕駛中不用太大地變換向前的視線即可確認(rèn)后方情景的鏡子。在日常駕駛中，后視鏡尤其是外后視鏡的使用頻率相對(duì)最高[1]，相對(duì)而言，車內(nèi)后視鏡就容易被人忽視。據(jù)交通部門(mén)統(tǒng)計(jì)，每年上萬(wàn)起交通事故中，30%的交通事故與后視鏡有關(guān)，駕駛者對(duì)后視鏡的作用及使用誤區(qū)是造成交通事故的重要因素。

汽車內(nèi)后視鏡是通過(guò)后視鏡鏡座與汽車前風(fēng)擋玻璃進(jìn)行結(jié)構(gòu)粘接，再將后視鏡卡在后視鏡鏡座上。一般主機(jī)廠都要求前風(fēng)擋玻璃在出廠前安裝好后視鏡鏡座，因此，選用符合風(fēng)擋玻璃加工工藝要求將后視鏡鏡座固定在前風(fēng)擋玻璃上具有重要意義。

1 研究現(xiàn)狀

汽車內(nèi)后視鏡鏡座是金屬件，前風(fēng)擋玻璃是非金屬件，2者的化學(xué)結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能差別較大，因此，對(duì)結(jié)構(gòu)膠粘劑的相關(guān)性能要求較高，主要有幾點(diǎn)：①膠粘劑要與2種材料的表面均有優(yōu)良的粘接力，以滿足使用要求；②膠粘劑固化后要具有一定的彈性和韌性，以吸收汽車行駛及剎車過(guò)程中的震動(dòng)和沖擊力；③膠粘劑在固化過(guò)程中，玻璃加工豎直放置時(shí)，鏡座不能發(fā)生位移，以滿足前風(fēng)擋玻璃的外觀要求；④固化后的膠粘劑要具有良好的耐熱、耐高寒、耐濕熱和耐老化等性能；⑤膠粘劑應(yīng)具有良好的施工工藝性，以方便使用；⑥膠粘劑的固化工藝應(yīng)符合汽車前風(fēng)擋玻璃的生產(chǎn)工藝。

目前市場(chǎng)上的膠粘劑種類很多，但都很難同時(shí)滿足以上汽車內(nèi)后視鏡鏡座的結(jié)構(gòu)粘接要求。

汽車玻璃廠家一般采用單組分聚氨酯結(jié)構(gòu)膠粘劑、雙組分環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑、光敏膠、PVB膠膜和結(jié)構(gòu)膠膜等，下面具體闡述各種膠粘劑的優(yōu)缺點(diǎn)。

（1）單組分聚氨酯結(jié)構(gòu)膠粘劑

單組分聚氨酯膠粘劑固化后性能優(yōu)異，強(qiáng)度較大，耐油、吸震效果較好，但其缺點(diǎn)是耐濕熱性能較差，固化時(shí)間較長(zhǎng)，一般為3～7 d[2～5]，生產(chǎn)效率較低，嚴(yán)重制約了汽車玻璃制造廠家產(chǎn)能的擴(kuò)展。同時(shí)，聚氨酯膠固化過(guò)程獨(dú)立于前風(fēng)擋玻璃加工生產(chǎn)過(guò)程，使得前風(fēng)擋玻璃的制備工藝復(fù)雜化。

（2）雙組分環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑

雙組分環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑固化時(shí)間較短，強(qiáng)度較大，同時(shí)具有優(yōu)良的耐酸性、耐堿性、耐溶劑及耐濕性能[6～8]。但施工時(shí)需混膠，操作工序復(fù)雜，同時(shí)雙組分環(huán)氧固化后，硬度較大，彈性較小[9]，易造成汽車前風(fēng)擋玻璃表面應(yīng)力集中，影響汽車玻璃的后期使用。

（3）光敏膠

光敏膠（UV膠）又稱無(wú)影膠、紫外光固化膠，是一種必須通過(guò)紫外線光照射才能固化的一類膠粘劑，其固化原理是UV 固化材料中的光引發(fā)劑（或光敏劑）在紫外線的照射下吸收能量產(chǎn)生活性自由基或陽(yáng)離子，引發(fā)單體聚合、產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，使黏合劑在數(shù)秒鐘內(nèi)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)[10]。 專利[11]中提到了使用光敏膠均勻涂抹于待粘鏡座表面，采用紫外燈照射，使膠發(fā)生反應(yīng)，將后視鏡鏡座與玻璃粘接在一起。其優(yōu)點(diǎn)是固化方法簡(jiǎn)單，但是，在實(shí)際操作中增加了一道工序，使得整個(gè)工藝復(fù)雜化。

（4）PVB膠膜

PVB（聚乙烯醇縮丁醛）膠膜（PVB Film），又稱PVB膠片、PVB薄膜或PVB中間膜等，是一種熱塑性樹(shù)脂膜。PVB膠膜可廣泛應(yīng)用于建筑夾層玻璃、汽車夾層玻璃、太陽(yáng)能光伏玻璃、防彈玻璃和隔音玻璃等[12]。具有較好的安全性，可防止玻璃由于外力作用破碎成碎片而濺起傷人。使用PVB膠膜粘接內(nèi)后視鏡鏡座的施工工藝簡(jiǎn)單方便，價(jià)格較低，但力學(xué)性能較差，在使用過(guò)程中存在內(nèi)后視鏡脫落等風(fēng)險(xiǎn)。

（5）高分子復(fù)合結(jié)構(gòu)膠膜類

結(jié)構(gòu)膠膜類產(chǎn)品為高分子復(fù)合型材料，一般采用環(huán)氧樹(shù)脂或丙烯酸樹(shù)脂與合成橡膠進(jìn)行復(fù)合，該類產(chǎn)品具備較高的強(qiáng)度和彈性[13]。該類產(chǎn)品在固化過(guò)程中可以與前風(fēng)擋玻璃的制備過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，操作簡(jiǎn)單方便，無(wú)需添加設(shè)備，無(wú)溢膠現(xiàn)象，技術(shù)含量較高。

此類產(chǎn)品一般選用潛伏性固化劑，只有在高溫條件下才能進(jìn)行完全反應(yīng)，起到結(jié)構(gòu)粘接等作用。固化后對(duì)冷熱溫度的變化沖擊、潮濕和紫外等外界環(huán)境因素有較強(qiáng)的抵御能力；耐鹽、耐酸、耐堿和耐油等性能優(yōu)良。目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上80%的后視鏡鏡座的粘接均采用結(jié)構(gòu)膠膜類產(chǎn)品進(jìn)行粘接。

2015年之前，該類產(chǎn)品均被美國(guó)一家企業(yè)壟斷，鄭州中原思藍(lán)德高科股份有限公司于2014年成功研發(fā)出一款牌號(hào)為MF1009的結(jié)構(gòu)膠膜，并在國(guó)內(nèi)外多家汽車玻璃廠批量穩(wěn)定使用，效果良好，2016年年銷量約為1000萬(wàn)塊。

2 結(jié)構(gòu)膠膜類產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝及施工工藝

2.1 生產(chǎn)工藝流程

結(jié)構(gòu)膠膜類產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程一般采用真空捏合機(jī)和雙螺桿擠出機(jī)等設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。圖1為該類產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程圖。

2.2 施工工藝

圖1 生產(chǎn)工藝流程圖Fig.1 Production process flow chart

1）清潔基材表面。

2）緩慢撕開(kāi)結(jié)構(gòu)膠膜一面的隔離紙，將暴露的膠膜按圖紙樣式粘貼在后視鏡鏡座上，稍用力按壓，保證結(jié)構(gòu)膠膜與鏡座粘接緊密，保留另一側(cè)的隔離紙。

3）將粘有結(jié)構(gòu)膠膜的后視鏡鏡座置于烘箱中預(yù)熱，烘烤溫度及時(shí)間根據(jù)客戶的使用需求而定。

4）緩慢撕開(kāi)另一面的隔離紙，按要求將另一側(cè)膠膜粘貼在前風(fēng)擋玻璃指定位置上。施加的壓力可根據(jù)具體施工需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。

5）根據(jù)生產(chǎn)需求，在相應(yīng)的高溫高壓條件下進(jìn)行固化。

3 結(jié)構(gòu)膠膜類產(chǎn)品性能分析

依據(jù)通用GW 16016標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)思藍(lán)德結(jié)構(gòu)膠膜類產(chǎn)品進(jìn)行性能分析，結(jié)果如表1所示。

由表1可知：思藍(lán)德結(jié)構(gòu)膠膜類產(chǎn)品的各項(xiàng)性能優(yōu)異，均能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 思藍(lán)德結(jié)構(gòu)膠膜類產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)Tab.1 Performance data of Silande structural adhesive film

4 市場(chǎng)前景

該類產(chǎn)品不添加任何溶劑，低VOC，可以與前風(fēng)擋玻璃的制備過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，操作簡(jiǎn)單方便。

據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2016年全年，汽車全球產(chǎn)銷量均突破9 000萬(wàn)輛，并呈現(xiàn)出接近5%的增速。每輛車的結(jié)構(gòu)膠膜用量按10 cm2計(jì)算，每年結(jié)構(gòu)膠膜的用量約為100 000 m2，近億塊的使用量。目前該類結(jié)構(gòu)膠膜產(chǎn)品每平方米的售價(jià)為數(shù)千元，具有良好的市場(chǎng)前景和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

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