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        汽車玻璃用單組份聚氨酯膠粘接機(jī)理及失效原因分析

        2021-08-20 09:36:40周玉社林雄強(qiáng)
        商品與質(zhì)量 2021年32期
        關(guān)鍵詞:汽車玻璃異氰酸酯作用力

        周玉社 林雄強(qiáng)

        衡陽市盛亞化工科技有限公司 湖南衡陽 421001

        聚氨酯膠黏劑(Polyurethane Adhesive)是指在分子鏈中含有氨基甲酸酯基團(tuán)(-NHCOO-)和/或異氰酸酯基(-NCO)的膠黏劑,與之匹配的底涂、活化劑主要成分多為異氰酸酯、硅烷偶聯(lián)劑。聚氨酯膠黏劑具有優(yōu)異的性能,廣泛應(yīng)用于汽車裝配領(lǐng)域,如擋風(fēng)玻璃與車身粘接、汽車玻璃附屬件與汽車玻璃的粘接、天窗玻璃與框架的粘接等。由于其為反應(yīng)型膠,除表面處理外,底涂、膠的施工環(huán)境、固化環(huán)境與固化時(shí)間也非常重要[1]。

        1 粘接接頭力學(xué)模型與常見失效模式

        粘接接頭的結(jié)構(gòu)及力學(xué)模型見圖1;從各作用力的大小關(guān)系分析,常見的主要失效模有內(nèi)聚破壞、粘附破壞(見圖2),另有基材破壞、混合破壞。

        圖1 粘接接頭結(jié)構(gòu)及力學(xué)模型

        圖2 主要失效模式

        圖2 四種方案的最終得分

        2 粘接機(jī)理

        汽車玻璃常用的聚氨酯膠為濕氣固化型單組份聚氨酯膠,所以不論是聚氨酯膠,還是與之匹配的異氰酸酯類底涂、硅烷類活化劑的反應(yīng)都有水的參與,具體反應(yīng)機(jī)理及過程見圖3。

        圖3 濕氣固化型單組份聚氨酯膠反應(yīng)機(jī)理

        3 常見失效模式原因分析

        3.1 溫濕度

        底涂固化溫濕度對(duì)粘接失效模式的影響見表1。

        表1 溫濕度對(duì)失效模式的影響

        3.2 底涂固化時(shí)間

        底涂固化時(shí)間對(duì)粘接失效模式的影響見表2。

        表2 底涂固化時(shí)間對(duì)失效模式的影響

        4 結(jié)語

        涂膠前,溫濕度能顯著影響底涂與水汽的反應(yīng),高溫高濕能明顯加快底涂與水汽的反應(yīng),減少底涂表面有效活化分子數(shù),進(jìn)而降低底涂與聚氨酯膠間的作用力,從而出現(xiàn)底涂與聚氨酯膠的粘附破壞;涂膠前,底涂固化時(shí)間越長(zhǎng),底涂表面有效活化分子越少,底涂與聚氨酯膠間的作用力越小,從而出現(xiàn)底涂與聚氨酯膠的粘附破壞[2]。

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