汽车玻璃胶的特点及应用

汽车玻璃胶的特点及应用

随着汽车工业的快速发展，国内汽车产量迅速增长，中国与世界主要汽车制造商形成了快速竞争。汽车市场快速增长的同时也推动了汽车维修保养行业的快速发展,而汽车玻璃维修与更换安装在汽车售后维修行业中占据较大比重。但长期以来,人们往往忽视汽车玻璃的安全作用,同时也忽视了汽车玻璃的换装质量。相关数据显示,我国每年汽车玻璃破损超过300万片,因此维修市场中有大量的汽车玻璃进行换装,而如何正确使用汽车玻璃胶及规范挡风玻璃换装工艺将是关乎众多乘驾人员安全行车的重大问题。作为汽车结构部件的安全保障随着玻璃越来越多地应用到现代汽车上,汽车挡风玻璃已经从最初满足遮风挡雨、透光保温等基本要求,逐渐承担起了支撑车顶刚性强度以及安全气囊开启后支挡板等重要工作,他已经成为汽车的结构部件,是汽车安全系统的重要组成部分,关系到驾驶员和乘员的人身安全。例如,按照我国《汽车安全玻璃标准GB9656-2003》中规定,当车辆发生撞击事故时,挡风玻璃必须保留在车身上,保障司乘人员不被抛出车外。而挡风玻璃能发挥其安全结构件的作用,当然离不开玻璃胶的正确使用和安装。汽车玻璃胶特性汽车用粘胶剂的种类很多用途很广,如何选择汽车用玻璃胶,除了需要考虑如何将两种不同的介质材料更好粘接到一起,还要考虑汽车售后维修市场的特殊性,如施工环境及设备需求等因素,胶的理论性能和施工性能都要满足市场的需求。如今,随着汽车制造及汽车用玻璃技术的不断发展,汽车玻璃粘胶剂合成以及粘接技术也在不断创新和发展,我们可以通过表1来了解目前汽车玻璃胶的一些特点及发展趋势:单组分聚氨酯玻璃胶是一种无溶剂的反应型胶,在胶粘剂的主体材料中含有异氰酸集团,在合适的温度范围内能与空气中的水反应,形成高强度固态密封层,这个过程一般称为潮气固化。单组分聚氨酯玻璃胶具有立面涂敷不流淌、施工方便、固化速度快等优点,固化后更具有粘接强度高、弹性好、耐水、耐老化及各种有机溶剂等特点。这些性能满足了玻璃维修用粘胶的要求,并已通过中国轿车监督检测中心的检测认可,所以单组分聚氨酯玻璃胶是目前汽车原厂生产及维修市场上的主流玻璃粘胶产品。表2是3MPN8693系列玻璃胶产品的技术参数,从数据中可以看出,其在粘接强度(拉伸及剪切)、固含量(决定其立面流淌性和收缩性)、硬度以及弹性(延伸率)等性能方面均具有优异表现。直接打上旧胶表面打上新玻璃胶按照对残余旧粘胶的处理方法来分,目前市场上主要有2种方法:完全替换法及不完全替换法。1.使用不完全替换法(如图1),汽车挡风玻璃窗框上将保留部分旧的玻璃胶,使用专用铲刀将残留的旧玻璃胶进行整平处理后,直接在旧胶表面打上新玻璃胶。该方法的好处是施工方便快捷,成本较低,但使用前提是新的玻璃胶成分与旧的玻璃胶成分相同或等效,并且旧的玻璃胶与窗框之间的粘接是完整的。目前市场上多使用该方法。2.使用完全替换法(如图2),使用专用铲刀将残留的旧玻璃胶进行完全铲除处理,对于铲除过程中裸露的金属部分还需要补上汽车底漆,待底漆完全固化后直接在窗框表面打上新玻璃胶。该方法的好处是粘接更牢固可靠,但由于工序中涉及漆面修补等步骤,作业周期较长以及成本较高,一般只是在部分高端的汽车品牌强制要求或推荐使用。3.不管使用完全替换法还是不完全替换法,均应严格按照规范的玻璃换装工序进行,否则施工质量难以保证。更换和安装过程3m单组聚吡咯1.玻璃残留聚合物该步骤中的清洁工序很重要,主要是为了避免安装区域(窗框或玻璃)残留有油污类物质,这些物质的残留极有可能通过施工人员转移到后续的新玻璃表面上,从而导致玻璃胶粘接失效的严重后果。对于一些重油污区域推荐使用专用除油剂进行二次清洁。2.拆除玻璃设备如图3所示3.玻璃胶切削工具该步骤的主要目的是切断原有玻璃胶,分离挡风玻璃及车窗窗框,但要避免划伤漆面及内饰,所以工具的选择及使用就显得非常重要。下面将详细介绍目前市场上较为通用的玻璃胶切削工具:b.手动方法(预切割器,穿线器及切割钢丝)(如图4):先使用预切割器沿窗框边缘对玻璃胶进行预切割,接着使用穿线器将切割钢丝穿透玻璃胶,最后用切割钢丝沿预切割刀痕完全切开玻璃胶。钢丝切割过程一般需要车内车外两个人配合进行,为防止钢丝剐伤漆面或内饰,施工前在对应部位粘贴保护胶带,并且在施工中会沿玻璃方向用力切割。4.粗厚度1020202020如果使用不全面替换法,使用专用铲刀对残留在窗框上的旧胶进行处理,一般留1～2mm左右厚度,但要确保切割面平整以及旧胶与车体粘接牢固。如果采用全面替换法则尽量将旧胶清除干净(除了使用铲刀以外,还有专用的打磨工具),对于清除旧胶过程裸露的金属表面则需进行漆面修补处理(一般是补喷环氧底漆),待漆面完全固化后方可安装新玻璃。5.玻璃安装位置的确定将新玻璃试装上窗框上,检查玻璃与车体窗框尺寸是否吻合,对好位置后用4条20mm宽度遮蔽胶带分别粘贴到玻璃与车顶连接处以及玻璃与立柱连接处,标出正确的玻璃安装位置。6.非专用清洁布用风枪吹窗框表面,将缝隙内残存杂质及水分吹净,接着用洁净无纺布配合专用的清洁剂对粘胶部位进行全面清洁,最后用风枪再次进行吹净处理。该步骤需注意两个方面:首先在选用清洁抹布上不能马虎,许多市面上流行的工业用抹布都不适合用来清洁窗框,一是工业抹布掉毛几率很大,另外工业抹布中残存油污的几率也很大(如矿物润滑油等),所以推荐使用无纺布类产品作为清洁用抹布,如3M的PN1013系列无纺布产品;另一方面需要避免使用非专用清洁剂,如油漆稀释剂甚至是汽油柴油等。使用油漆稀释剂有可能溶解或腐蚀原有胶层结构,而使用燃油清洁则易残留蜡质(如防冻,抗凝成分等)于清洁表面,对后续的新胶粘接工序埋下隐患。因错误使用清洁剂而导致玻璃粘接失败的实际案例屡见不鲜,3M的PN8984可作为玻璃专用清洁剂产品进行使用。7.清洁玻璃的安装用无纺布配合专用的清洁剂对玻璃进行全面清洁。该步骤需注意清洁玻璃的内外全部表面,在实际安装案例中,许多施工人员为了贪图省事只清洁粘胶部位,而在移除玻璃的过程中极易将其他部位的油污沾染到需粘接部位,令整个工作功亏一篑。8.玻璃底涂产品低熔点温度在将要粘胶的玻璃表面涂布玻璃底涂。以下是该步骤的几个重要注意事项:a.涂布前确保玻璃表面清洁和干燥;在冬季,玻璃温度较低的情况下不宜立刻上底涂,应将玻璃置于室内待其温度与室内环境温度相近的情况下再进行施工,避免因温差在玻璃表面产生水雾影响底涂性能;b.由于底涂也是潮气固化,极易因存储不当而失效。涂布前应确保底涂产品在有效期内,开过封口的产品需要再次存储,则需密封处理,并置于5℃左右冷藏,再次使用期不能超过24h;c.涂布前尽量摇匀产品:一般底涂产品在存储过程有沉淀分层现象,所以在底涂瓶装内都有用来加强搅拌用的金属摇珠;例如3M125mL装玻璃底涂产品PN8681,在摇匀过程中需要听到摇珠晃动的声音后再持续摇晃30s以上;d.涂布过程中尽量让底涂均匀分布于玻璃表面。另外为避免底涂涂层过厚,3M推荐在涂布底涂后,即刻用无纺布对涂布区域进行擦拭,去除多余底涂;e.确保在底涂粘接玻璃胶前底涂已完全干透,3M玻璃底涂产品PN8681通常需要10～15min干燥时间。玻璃底涂非常重要,如果用单组份聚氨酯玻璃胶与玻璃直接粘接,其粘接强度不能满足要求,所以大部分的单组份聚氨酯玻璃胶在施工前需要给玻璃上一种专用底涂(一般是硅烷类偶联剂)来提高胶与玻璃只之间的粘接强度。实际施工过程中,经常有施工人员误把清洁剂当底涂使用,甚至忽视底涂的重要作用而不使用,这也是导致玻璃胶粘接失效的直接原因之一。9.玻璃胶胶枪的压装将玻璃胶通过专用胶枪均匀挤涂在窗框表面。以下是该步骤的一些施工要点。a.裁切胶口时应依据窗框上施工槽截面的大小进行判断,由于胶口一般呈圆锥型,施工槽截面较小时胶口裁切部分小,反之则裁切部分大(见图8)。b.胶口裁切完成后再将边缘修成三角型,确保挤涂过程中玻璃胶截面为三角形,其纵向截面高度应略高于车体窗框高度2mm左右。这样做的好处是增加胶与玻璃和车体的粘接面积,另外还可以避免气泡被包进玻璃胶里并最终形成气孔缺陷(如图9);c.挤涂过程中,玻璃胶口与施工面保持垂直(如图10),确保出胶均匀且形状规则,并与施工面充分粘接;d.确保在玻璃胶表干前(一般是10～15min左右)将玻璃装上。玻璃胶的挤涂步骤中使用的胶枪种类很多,主要分为以下几类:手动类,电动类和气动类。手动类胶枪是最广泛的胶枪,优点是价格低廉,无需外接动力即可使用,但缺点也很明显,特别是碰上固含量高的玻璃胶,挤涂施工过程需要花费大量的体力,而且施工时间较长,对于快干型玻璃胶尤为不利。气动类又分为直压式和非直压式,这两种胶枪的区别在于压缩空气是否直接接触玻璃胶。直压式气动胶枪通过在枪管中用空气直接挤压玻璃胶,很容易使玻璃胶内部产生气孔,是影响胶层强度的不利因素,所以不推荐使用该类型胶枪。电动类胶枪大部分是用电池驱动,使用安全方便,并可以调节速度,很受施工人员欢迎,但价格较贵,市场有少量应用。10.玻璃与胶粘法将玻璃按预先做好的定位标志进行安装,调整好位置后用40mm宽边胶带将玻璃与车体固定好。该步骤切记避免手指或其他异物直接接触玻璃的粘接部位,否则将影响玻璃胶的最终粘接强度。为确保玻璃与胶完全粘接,可以用橡胶锤沿窗框边轻敲玻璃。等待玻璃胶达到固化时间后(具体时间需参照玻璃胶使用说明),方可移除固定玻璃用的胶带,进入下一工序。11.密封件的检测检查玻璃胶有无溢出或密封不良,合格后安装前工序拆下的挡风玻璃附件。对于密封性的测试,专业设备有超声波检测仪,市场上多数使用气雾型喷水器进行人工测试。如果发现玻璃胶密封不良,需拆除重新安装。12.玻璃的安全切割汽车挡风玻璃的更换与安装不仅仅与玻璃胶本身的产品性能有关系,用来指导施工人员作业的正确工艺同样非常重要。使用高品质的玻璃胶产品,严格规范玻璃换装工序,是保证挡风玻璃发挥安全结构件作用的重要因素。a.电动及气动