摘要：作為汽車生產不可缺少的一項重要輔助材料，膠粘劑在提高產品結構性能及相關功能方面(包括密封隔熱、降噪防銹、減振消音等)起到重要作用，目前市場對汽車的環保節能、安全舒適性能、高性價比等方面的需求不斷提高，促使膠粘劑技術在汽車裝配中的應用范圍不斷擴大。本文在介紹了汽車膠粘劑應用范圍和性能指標的基礎上，闡述了幾種常用汽車膠粘劑的種類、特點及應用中存在的問題，介紹了粘接缺陷的具體檢測方法，并分析了車用膠粘劑的發展趨勢。
關鍵詞：汽車裝配;膠粘劑技術;應用范圍;性能指標;發展趨勢
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，能源消耗和環保問題(尤其是超標排放的CO2)日益突出，各生產企業及學者對汽車輕量化的重視程度不斷提高，為滿足日益提高的現代汽車輕量化發展要求，兼顧汽車安全和較輕的車身質量，而在引進新材料時為達到更高的使用水平要求材料具備較高的強度(以確保車體連接質量)。作為一項重要車體連接技術，焊接聯合其他補充連接技術(以鉚接和螺栓連接為主)，極易氧化性的鋁合金車體構件的焊接難度較大，不同材料間(如碳纖維和鎂合金)通常難以使用常規的焊接方式，促使具有較佳力學性能的粘接技術在汽車裝配中的應用范圍不斷擴大，連續分布的粘接處應力在提高汽車抗疲勞、耐沖擊性能的同時使汽車外觀更加平整光滑。
1 應用范圍和性能指標
生產汽車時用到的粘接劑和密封膠構成了車用膠粘劑系，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、總裝發動機、底盤零件。廣泛應用到了日常生產生活(包括服裝加工、建筑、汽車、輕工、包裝、航天航空、機械制造等領域)的膠粘劑具備易于使用、性價比高等特殊功能優勢和實用價值，現代高品質汽車產品會應用到數10種膠粘劑，主要用于實現提升構件性能及整車美觀性、密封緊固、隔熱降噪、防銹減振等功能，同時有效簡化了生產工藝和制造流程。不斷發展進步的社會經濟與科學技術促使性能更加強大的合成膠粘劑快速完善起來，并逐漸替代了機械聯結方式，成為發展前景廣闊的化工行業。為順應未來汽車工業的發展需求，開發和應用高品質性能的車用膠粘劑成為行業內的研究熱點。應用到汽車生產中的膠粘劑按照不同用途可細分出多類，選用膠粘劑需遵循的主要指標包括：
1)耐介質(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性能(即在空氣中的粘接強度較高)，但在氣體(注解體)介質中表現出了較大差異的粘接力，需根據實際需要選用耐使用介質的膠粘劑。
2)粘接強度(MPa)，指在常溫和空氣介質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度可將其分為拉伸、剝離、剪切、扭轉剪切等強度，需以機械零件位置及受力情況為依據選用相應的強度膠粘劑。
3)耐溫性能(固化后的膠層可承受溫度)，如對于耐溫-60℃ - 120℃的膠粘劑，在超過該溫度范圍后其粘接力會顯著降低，需根據膠粘劑的耐溫性能選用粘接膠。
4)粘接時的固化時間，指常溫下膠粘劑從同膠狀到固體膠屋轉變過程的耗時，可分為初固時間(承受粘接件的膠層不脫落所需時間)和全固時間(膠層完全固化所需時間，此時粘霎強度和耐介質性能最好)，根據初固時間可細分為瞬干膠(僅需幾秒或數10s的初固時間，粘接強度和抗介質性能更佳)與慢干膠(可根據不同膠種通過熱力吹、烘烤等措施縮短固化時間)2種[1]。
2 車用膠粘劑的種類與應用
2.1 聚氨酯膠粘劑
含氨基甲酸酯基團或異氰酸酯基的膠粘劑統稱聚氨酯膠粘劑，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、風窗玻璃膠、結構膠，可同多羥基化合物發生固化反應，可用于粘接熱膨脹系數不同的材料，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現了低溫連接(可達到17MPa的搭接剪切強度)，使汽車車體強度得到顯著提升( Pa-padakis等);為增加車身穩定性，通過對聚氨酯膠粘劑進行增韌，有效兼顧了流動性和黏合強度(Kim等)[1]。近幾年隨著新材料在汽車上的普及應用(包括輕質金屬、復合材料等)促使車用膠粘劑的用量不斷增加(尤其是汽車內飾件)，汽車上的鋼板逐漸由工程塑料(具備輕質強度高的優勢)代替，SMC和FRP(片狀模塑復合材料和玻璃纖維增強塑料，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架間的組裝須采用粘接技術(傳統焊接技術并不適用)。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)間的化學粘接力較好，使粘接更加牢固。通過對固化后的分子進行調節可實現不同膠粘劑(不同硬度和伸長率)的獲取，并可根據實際需要調節其粘合層(從柔性到剛性)。可室溫和加熱固化(提高膠粘劑強度)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用包括：風窗玻璃膠(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構的膠層)固定和密封車身和風窗玻璃，該密封膠中含有活潑的NCO基團在接觸空氣時同其中的水分發生反應，粘結時可與基材表面的活性氫基團(羥基等)及其吸收的水反應生成脲鍵結構。聚酯多元醇主鏈由極性和內聚能較大的-COO-鍵構成，具備較強的粘結力、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研究熱點。同時注意按操作工藝認真操作，通常按照清潔活化、涂底膠、施膠、裝配玻璃、固定清理、玻璃密封的順序進行[2]。
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