汽車用膠粘劑/密封膠按應用部位分類，可分為汽車車身用膠、汽車內(nèi)飾用膠、汽車發(fā)動機底盤用膠、汽車零部件用膠、汽車制造工藝用膠五大類。近幾年，我國聚氨酯膠粘劑年需求量以平均30%的速度增長。
一
汽車用PU膠粘劑的優(yōu)點是：
①在-40~+100℃內(nèi)有良好的粘接性能;
?、谟捎陧g性好，特別是低溫韌性好，具有優(yōu)良的耐沖擊振動性，使用壽命長;
?、塾捎诤写罅繕O性基團和活性反應基團，對汽車使用的各種基材，如玻璃、塑料、金屬等表面光潔的材料和各種內(nèi)外飾材料及織物等，均有極好的粘接性能;
?、苷{(diào)節(jié)PU膠的配方，可制成不同硬度和伸長率的膠粘劑，其粘合層從柔性到剛性均可任意調(diào)整，滿足不同材料的粘接;
?、軵U膠可加熱固化，也可室溫固化，粘接工藝簡便，操作性能良好。固化過程沒有副反應產(chǎn)生，因此粘合層不易產(chǎn)生缺陷。
?、轕U膠具有良好的耐磨、耐油、耐溶劑、耐化學藥品、耐臭氧以及耐細菌等性能。
汽車工業(yè)技術的發(fā)展要求汽車構件輕量化，因此大量采用塑料零部件，特別是高強度的FRP(玻璃纖維增強塑料)和SMC(板材模塑復合材料)，這些零部件需用PU結(jié)構膠與密封膠進行粘接裝配。隨著現(xiàn)代汽車車速的不斷提高，對車窗風擋玻璃的安全性提高了要求，采用了風擋玻璃的直接粘接工藝，大量使用單組分濕氣固化PU膠粘劑。為了改善PU膠環(huán)保性能，開發(fā)了水基型PU膠粘劑和無溶劑PU結(jié)構膠及反應型PU熱熔膠等等。
單組分濕氣固化聚氨酯膠粘劑
二
將汽車風擋玻璃直接粘接到車體的工藝始于20世紀60年代的美國。單組分濕氣固化PU膠粘劑最先由美國ESSEX化學公司在20世紀70年代初研制成功，并成功應用于美國通用汽車， 1976年奧迪汽車公司也在奧迪C2車型上應用。隨后日本及其他歐洲汽車廠家相繼采用風擋玻璃的直接粘接工藝。由于施工簡便并采用機械施膠，目前世界上95%以上風擋玻璃及側(cè)窗玻璃的粘接采用這種膠粘劑。
單組分濕氣固化PU膠粘劑由于含有活潑的-NCO基團，能與被粘面上或空氣中的微量水分發(fā)生反應而固化。單組分濕氣固化PU風擋玻璃膠要求對濕氣敏感，固化速度快，固化后又要保持優(yōu)良的彈性，而且要求為單包裝，貯存穩(wěn)定性好。它是汽車用膠中技術含量較高的產(chǎn)品，也是目前我國汽車用PU膠類中用量較大的品種。
采用這種玻璃粘接密封工藝，能使風擋玻璃和車身緊密地結(jié)合成一個整體，增加了車體剛性及抗扭曲能力，又保證了密封效果。美國聯(lián)邦汽車安全標準( FMVSS)第212項規(guī)定，汽車以50km/h速度與混凝土墻壁沖撞時，風擋玻璃的粘接完整率必須在75%以上。目前美、日、德、法等和我國在轎車風擋玻璃的安裝中幾乎全部采用此工藝，同時在客車的風擋和側(cè)窗玻璃也大多采用了粘接方法。
單組分PU膠的其他應用例：如一汽的J5、 J6等系列卡車的原設計為平頂鋼板頂蓋，為適應長途運輸加裝臥鋪的需要改為高頂，并將頂蓋改為SMC材料，選用了單組分PU膠粘劑進行粘接。還有小紅旗轎車的行李箱備胎槽也采用同樣粘接工藝。另外，一汽的小紅旗轎車和一汽大眾汽車公司生產(chǎn)“寶來”轎車等的頂棚均采用PU膠粘劑，使頂棚和頂蓋粘成一體，在增強頂蓋強度的同時，又達到了減震和降噪的目的。
單組分濕氣固化型PU膠粘劑適用于多孔性表面粘接，對玻璃和金屬等非孔性表面，通常需與玻璃活化劑、玻璃底膠、漆面底劑配合使用。為了確保風擋玻璃與車體粘接性能可靠，在玻璃表面涂布底膠是必要的，它可提高PU膠粘劑在玻璃層上的粘接強度。
為了提高施膠速度和質(zhì)量，目前各大汽車公司均采用機械手自動涂布單組分濕氣固化型PU膠粘劑。自動涂膠系統(tǒng)由涂膠泵、計量裝置、機械手、涂膠槍和工作臺組成。為了保證涂膠量的穩(wěn)定性，通常采用帶有加熱系統(tǒng)的壓盤和輸膠管路。使用自動涂膠系統(tǒng)要保證每次更換膠桶時排出空氣，防止出現(xiàn)氣泡，還要確保槍嘴的清潔，保證涂膠量準確。
目前單組分PU膠已實現(xiàn)了國產(chǎn)化，并在汽車行業(yè)得到部分應用。但由于這種單組分PU膠使用時需要配套玻璃活化劑和漆面、玻璃底劑，才能保證足夠的粘接強度，而且固化速度較慢，裝配工藝繁瑣，為此又出現(xiàn)了不用涂活化劑、底劑和瞬時定位型風擋玻璃膠。如在風擋玻璃裝配時通過配備加熱涂布裝置，使微熱的膠料對被粘面立刻產(chǎn)生較高的初粘強度，保證了車窗玻璃的定位，然后逐步達到完全固化，從而解決了PU膠固化速度慢、需要夾具配合裝配的不便。
單組分濕氣固化PU風擋玻璃膠粘劑正在應用和開發(fā)的品種有:1)高模量型單組分PU玻璃膠粘劑; 2)高接觸粘性型單組分PU玻璃膠粘劑; 3)預涂單組分PU膠粘劑及工藝; 4)硅烷改性PU粘接密封劑; 5)低導電性單組分PU膠粘劑，用于防止引起鋁質(zhì)車體的腐蝕和對天線接收效果的不良影響。
三
汽車內(nèi)飾件用水基PU膠粘劑
水基PU膠粘劑是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的膠粘劑，具有不燃、氣味小、不污染環(huán)境、節(jié)能、操作加工方便等優(yōu)點。 20世紀80年代在國外首見應用于皮革涂飾、織物整理和涂料等，直到90年代才逐漸在汽車內(nèi)飾件粘接上得到應用。水基PU膠的固含量可以按用戶需要任意調(diào)整，黏度也能隨意調(diào)節(jié)?？梢猿毓袒?，也可熱固化。現(xiàn)在水基PU膠粘劑已開始用于汽車一些零部件的粘接，如汽車內(nèi)飾件PVC人造革、儀表板、擋泥板、門板、地氈和頂棚內(nèi)襯粘接等。還有如汽車頂棚用PVC薄膜復合聚氨酯泡沫或織物復合聚氨酯泡沫的軟質(zhì)頂棚等。
為了加速水基PU膠粘劑的應用進程，一汽長春富奧---江森自控汽車飾件系統(tǒng)有限公司已投入巨資，從意大利引進全套水基聚氨酯車頂棚內(nèi)襯膠粘劑及汽車頂棚制造設備及模具，現(xiàn)已具備了自主生產(chǎn)高質(zhì)量環(huán)保汽車頂棚的能力和為汽車行業(yè)配套豪華內(nèi)飾件的條件。
現(xiàn)在國外又在致力于水基PU膠降低成本、提高性能的研究工作。美國LeungPakT公司等開發(fā)了適用于熱成型層壓工藝用的水基PU膠，其粘接強度和耐熱性能遠高于目前常用的溶劑型或其他水基型膠種，用它粘接成型的外復PVC膜制品，可用于制造汽車儀表板、門板和其他內(nèi)飾件。日本還針對水基PU膠初粘力小的問題，在水基PU膠中引入環(huán)氧樹脂，成功地研制出具有良好初粘性能的產(chǎn)品。
雙組分PU結(jié)構膠粘劑
四
結(jié)構型膠粘劑是指應用于受力結(jié)構件粘接，能承受較大動負荷、靜負荷，并能長期使用的膠粘劑。用于汽車結(jié)構部件的PU膠粘劑一般是無溶劑雙組分PU膠粘劑。
現(xiàn)代汽車廣泛采用塑料、聚氨酯材料， PU膠粘劑是粘接塑料和聚氨酯材料的最好膠粘劑之一。 1967年美國Goodyear公司最先成功將雙組分PU膠用于載重汽車的SMC發(fā)動機罩的粘接。隨后美國通用汽車公司、福特汽車公司等相繼用PU膠對大型載重卡車的SMC部件進行粘接，接著又推廣到FRP(玻璃纖維增強塑料)部件的粘接。同時在卡車上用于頂棚、車門、水箱支架、駕駛室頂蓋、車門板等部件的粘接均獲得成功。 1977年美國又采用聚氨酯系列膠粘劑用于轎車的發(fā)動機蓋、駕駛室頂蓋、車門板等零部件的粘接。隨后日本等國也相繼采用了這類技術。
五
反應型PU熱熔膠粘劑
反應型PU熱熔膠粘劑是在抑制化學反應的條件下，加熱熔融成流體，以便于涂敷，冷卻后膠凝起到粘接作用，之后借助于存在空氣中或者被粘體表面的濕氣與之反應、擴鏈，生成具有高內(nèi)聚力的高分子聚合物，使粘合力、耐熱性等進一步提高。這種反應型PU熱熔膠是含有反應性基團的熱塑性樹脂膠粘劑，它的主體成分是端-NCO預聚體，配以與異氰酸酯基不反應的熱塑性樹脂和增粘樹脂以及抗氧劑、催化劑、增塑劑、阻燃劑、防霉劑、填料等制成。反應型PU熱熔膠主要在汽車頂棚、儀表板、行李箱蓋、側(cè)裝飾條以及車燈中得到應用。此外，也可將其用于車門復合裝飾件、 PP、 ABS、聚碳酸酯車燈罩粘接固定、貨物箱箱板復合、車內(nèi)裝飾件粘接等。近年來，反應型PU熱熔膠用于汽車風擋玻璃直接粘接也有報道，但要達到單組分濕氣固化PU風擋膠的性能尚有許多研究工作要做。
