【干货】免烘干密封胶在汽车涂装线的应用
来源 I 智享汽车新材料 2021-04-08 06:00:12
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摘 要:文章详细阐述了一种免烘干的硅烷改性聚合物密封胶的产品特性、技术条件,并结合某汽车生产线应用实例,总结了该密封胶的施工条件、注胶设备及与高温密封胶的比较等。

关键词:免烘干;特性;施工条件;注胶机

前言

车身焊缝密封胶是汽车涂装线车身焊缝密封常规应用材料之一,主要目的用于对车身板材结构间隙进行填充、密封,其主要作用为密封、防水、减震。目前在大多汽车涂装线车身密封材料中,最为广泛的为聚氨酯密封胶,其最大的特性主要有两个,一是固化速度较慢,需高温烘烤才能定型、固化;二是固化时产生的二氧化碳使胶层产生气孔,同时产生一定量的VOCs,对人员及环境会造成一定的影响。随着汽车业的发展进步,铝质车身的应用得到快速发展,一种新型的免烘干密封胶材料在铝质车身上面的应用得到认可。

本文结合某汽车生产线,对该种免烘干密封胶的应用进行分析。


1 免烘干密封胶的介绍

1.1 胶品介绍

西卡公司研发的Sikaflex-221型密封胶是一种单组份的硅烷改性聚氨酯粘结密封胶,是由聚合物、填料、除湿剂、增塑剂、催化剂等组成。该款胶品最大的特点是和空气中的湿气反应而固化,形成永久弹性体,免除了汽车生产线上常规焊缝密封胶需要高温烘烤的工艺。它具有用途多、抗下垂、单组分、低气味、免烘干、抗老化及风化等优越性。


1.2 技术条件

技术条件具体见表1。

表1 免烘干密封胶与高温密封胶技术参数对比


通过与汽车常规PVC高温聚氨酯密封胶对比,在材料、固化机理、硬度、挤出力及断裂伸长率等几个方面有明显区别外,其他技术参数基本相同。因此可以判断,汽车焊缝密封采用免烘干的硅烷改性聚合物密封胶在产品性能、质量等方面无风险,可适用于汽车车身板材结构间隙填充、密封。


1.3 胶品特性

(1)采用湿气自然固化机理,无需常规的烘炉烘烤,节省了工厂投资费用及动能成本;

(2)胶品中不含溶剂、异氰酸脂和聚氯乙烯粒子,呈中性状态,固化过程中无气味,低VOC释放,对环境友好,适合人员接触;

(3)对基材不需要底涂也能获得良好附着力;

(4)-40℃~90℃保持长期弹性,不易起泡、不龟裂,良好的抽变形和挤出性,易于施工。


2 免烘干密封胶的应用

某汽车厂涂装线是一条铝质车身密封线体,主要生产铝质物流电动车、小型乘用车生产线,其工艺为铝质白车身入涂→高温焊缝密封→胶烘干→车身铝质外板(或塑料外板)蒙皮→车身铝质外板(或塑料外板)边缘密封。其中高温焊缝密封采用常规的高温铝质密封胶,需经过140~160℃烘烤后固化;车身外板边缘密封采用免烘干的聚合物密封胶进行密封,采用湿气自然固化。因免烘干的聚合物密封胶无需经过烘炉烘烤,俗称常温密封胶。


2.1 施工条件

对材质的要求:适用的基材包括镀锌板、冷轧板、铝材、塑料等汽车用材料。同时对基材表面要求清洁干燥、无油脂、油及灰尘等。

耐化学性:该种密封胶具有良好的耐淡水、海水、石灰水、污水及稀酸稀碱溶液,短暂耐燃油、矿物油、植物油和动物脂肪和原油;不耐有机酸、酒精、浓无机酸碱溶液或溶剂。

施工方法:(1)将胶品包装拆开,然后按照要求更换胶品,过程中避免基材与胶品之间留有起泡;(2)启动胶泵,将胶品送至枪站,然后对车身需要部位打胶即可。

表面喷漆:该种胶品可在表干后喷涂油漆,在喷涂油漆前应做好相匹配性试验。


2.2 应用效果

在应用之前,模拟在10倍极限条件下的实验室内,对胶品进行了一系列的实验,3个月后的免烘干的硅烷改性聚合物密封胶较高温的聚氨酯胶在耐候性、耐久性方面,有较明显的优势,如图1所示,在100倍放大镜显示下,聚氨酯胶表面开始出现龟裂,且分布较多,反之免烘干的硅烷改性聚合物胶无任何龟裂迹象。

图1 硅烷改性聚合胶与聚氨酯胶对比


在现场实车上涂覆时,因胶品的粘性相对常规涂装高温焊缝密封胶要大,涂覆时出胶速率相对要慢,刮胶阻力相对要大,但对于操作来讲基本不受影响,反之涂覆的密封性相对严密、平整,如图2所示。

图2 湿膜状态下胶品涂覆图例


图3 表干后的胶品状态


车身表面涂覆的胶品表干后,用手触摸、按压时,表面光滑、有弹性,如图3所示;撕扯时有较强的拉伸强度及延展性;过30分钟强化淋雨试验时,车身密封性能良好,焊缝无漏水,达到密封效果。


3 注胶机的选择

免烘干的硅烷改性聚合物密封胶在该线实际应用中,因单车使用量约1KG左右,因此结合生产节拍及胶品特性,选择5加仑的原料桶包装的注胶机及相配套的系统附件,具体见注胶机连接系统图4。在选择注胶机时,有一定的要求,如主泵的相关参数、管路、加热功能及枪站等。

注胶机主泵:选用5加仑的原料桶包装的注胶机,该设备的压力比需达到65:1,一往复排量达到0.18L,额定进气压力0.5MPa,使用粘度为5*105厘泊以下,压盘尺寸为φ 285mm。另外工作气压需达到0.6MPa,最高输出压力达到28MPa,60循环/分的流速为6L/min。

图4 注胶机连接系统图


供胶管道:管路采用高压无缝钢管,法兰连接(禁止管路与管路直接焊接),外设单面铝箔橡塑保温层,厚度20mm。

加热装置:根据胶品适应的温度要求,在输胶管外表面设有伴管加热装置全程加热及保温,增加压盘加热功能,冬季保持胶品的粘度在工艺要求范围内。

输胶枪站:每个枪站设有高压过滤器(耐压5000psi)、压力调节器(耐压大于3500psi)、压力表(最大量程为5000psi)和高压球阀,枪站出口要保证滤网的精度,不能堵枪。出口压力:100-250bar压力可调;出口流量:≥600cc/min。


4 注意事项

免烘干的硅烷改性聚合物密封胶在实际应用过程中,因其特性及技术要求,还需要注意一些事项,具体如下:

(1)温度越低,大气中含有水分也越低,胶品反应过程也会变慢。因此要求在低于5℃或高于40℃的温度条件下施工。

(2)胶品包装一旦打开,必须在相对短的时间内用完。因胶品为湿气固化,若长时间是胶品与空气接触,胶品易表干,容易导致胶枪、胶泵等堵塞。因此,胶枪使用完毕后,超过20分钟以上不使用时,需要将枪头浸泡在密封液或者凡士林中,避免枪头接触空气;满桶胶品打开后,第一时间打入胶泵及管路内部,表面接触空气;另外还需要及时对设备本体表面的残胶进行及时处理。

(3)修整或精修时必须在胶品表干之前进行,若胶品已经表干,必须采用与胶品配套的修整剂或润滑剂事先进行涂覆在表面。

(4)若需要铲除胶品时,未固化前可适当用溶剂涂覆浸泡表面,然后用刮板等除掉;一旦固化后则只能采用机械的方法将其除去。

(5)喷漆后,必须待胶品完全固化之后才能在高温下烘烤,否则会降低胶品的硬度及弹性,同时油漆表层会出现开裂等问题。

(6)手及外露的肌肤等粘上胶品后,应立即用工业用洗手液和水清洗,不得使用溶剂。


5 结论

在环保、节能及低成本的汽车制造大环境下,采用常温的硅烷改性聚合物密封胶取代高温的焊缝密封胶是一种新的技术革新。经过实例应用,该种硅烷改性聚合物密封胶的应用节省了烘干设备的投入、动能的消耗,无VOC排放,真正做到了零污染的效果。


来源:期刊-《汽车使用技术》;作者:徐国庆,瞿国莹,朱洁莹(奇瑞商用车(安徽)有限公司)



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