水性聚氨酯膠粘劑的特點(diǎn)及其在汽車內(nèi)飾中的應(yīng)用
汽車內(nèi)飾膠是指汽車頂棚、地板、地毯、儀表板、門板等內(nèi)飾件的粘結(jié)，多采用聚氨酯、氯丁等膠粘劑。
汽車內(nèi)飾用泡沫背襯乙烯基塑料、織物與纖維板和其他硬質(zhì)基材的粘接，過去一直使用溶劑型膠粘劑，而溶劑型膠粘劑正是車內(nèi)VOC最主要的來源之一，隨著環(huán)保法規(guī)的健全以及人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，溶劑型汽車膠粘劑將會(huì)逐漸被環(huán)保型膠粘劑所取代，尤其是水性汽車內(nèi)飾膠的推廣應(yīng)用勢(shì)在必行。
一、水性聚氨酯膠粘劑的特點(diǎn)
1、無溶劑，環(huán)保，能提供更安全的工作和使用環(huán)境。
2、黏度低，且不隨聚合物相對(duì)分子質(zhì)量的改變有明顯差異，因此，可通過提高水性聚氨酯的相對(duì)分子質(zhì)量以提高其內(nèi)聚強(qiáng)度和初粘強(qiáng)度；而溶劑型膠粘劑的黏度則隨聚合物相對(duì)分子質(zhì)量的增高呈指數(shù)關(guān)系上升，交聯(lián)時(shí)易產(chǎn)生凝膠。
3、固含量可高達(dá)50%，而大多溶劑型聚氨酯膠粘劑的固含在20%左右，且溶劑型的黏度隨固含量增大而急劇上升，相比之下水性聚氨酯更容易調(diào)整配方。
4、對(duì)各種基材如PC，ABS的粘著力與溶劑型相當(dāng)，但對(duì)PP等基材的粘接必須做表面處理。
5、干燥過程比溶劑型慢，耗能較大。
6、投資成本低，無需溶劑回收和防火防爆設(shè)施。
水性聚氨酯膠粘劑按照不同的應(yīng)用特點(diǎn)可分為三大類：熱活化粘接、濕法粘接（接觸膠）和冷粘。
熱活化粘接是指膠粘劑在上膠之后，經(jīng)過干燥，加熱干膠層，使膠層在一定的溫度下產(chǎn)生初粘力，然后再與被粘基材在一定的壓力、時(shí)間下復(fù)合的一種粘接方式。熱活化粘接是水性聚氨酯膠粘劑最常用的一種應(yīng)用方式。大多數(shù)水性聚氨酯分散體的產(chǎn)品可適用于配置熱活化膠（圖1）。
圖1 熱活化粘接的過程示意
對(duì)于熱活化粘接，結(jié)晶速率的快慢直接影響初粘強(qiáng)度的高低和初始耐熱性。一般地，結(jié)晶速率越快，初始粘接強(qiáng)度越大，初始耐熱性也越好，粘接達(dá)到最終強(qiáng)度的時(shí)間也更短。另一方面，相對(duì)分子質(zhì)量的大小又影響到內(nèi)聚強(qiáng)度和耐熱性，相對(duì)分子質(zhì)量越大，內(nèi)聚強(qiáng)度高，最終耐熱性好。
濕法粘接是指粘接過程不需要熱活化且在水分干燥之前即可進(jìn)行粘合的一種粘接方式，這類膠粘劑可稱為聚氨酯型的接觸膠。這類粘接方式通常適用于粘接多孔性材料或具有吸水性的材料如織物、海綿、無紡布、木材、紙張等。
冷粘是指膠粘劑經(jīng)過干燥后，在一定的時(shí)間段以內(nèi)不需要加熱即可直接進(jìn)行貼合形成牢固粘接的一種粘接方式。適合這種粘接方式的膠粘劑具有較長(zhǎng)的開放時(shí)間，通常屬于低結(jié)晶型或無定形類的膠粘劑。
二、水性聚氨酯膠粘劑在汽車內(nèi)飾的應(yīng)用
水性聚氨酯膠粘劑可應(yīng)用于汽車內(nèi)飾門板、儀表板、頂棚、座椅、地毯、后置物板、行李箱蓋板、扶手包邊等部件的粘接（圖2）。
圖2 水性聚氨酯膠粘劑在汽車內(nèi)飾件粘接的典型應(yīng)用部件
采用水性聚氨酯膠粘劑替代溶劑型膠粘劑可顯著降低VOC的排放，同時(shí)能保證可靠的粘接質(zhì)量，盡管水性聚氨酯膠粘劑價(jià)格較溶劑型高，但由于其固含量是溶劑型膠水的2~3倍，通過恰當(dāng)?shù)墓に?，最終部件的單位用膠成本可以與溶劑型相當(dāng)。
由于真空吸塑采用噴涂施膠，因此要求膠粘劑的黏度不能太高，以免噴涂不均和堵槍。同時(shí)黏度也不能太低而造成噴膠后膠液流淌無法形成均勻的膠膜。對(duì)溶劑型膠粘劑來說，為了降低黏度采用降低固含量的方式來配膠，使用大量的溶劑，最終揮發(fā)到空氣中。
而水性膠固含高，施膠量可以控制在溶劑型膠水的三分之二或一半左右。因而最終成本相當(dāng)。
從粘接效果來看，對(duì)于PC/ABS材質(zhì)，雙組分水性聚氨酯膠粘劑完全能達(dá)到和溶劑型聚氨酯膠粘劑同等的粘接效果，對(duì)于PP材質(zhì)，在不做基材預(yù)處理的情況下，雖然溶劑型聚氨酯膠粘劑潤(rùn)濕性優(yōu)于水性聚氨酯膠粘劑，但溶劑型或水性聚氨酯都無法滿足強(qiáng)度要求；而基材做了預(yù)處理之后，水性聚氨酯膠粘劑和溶劑型聚氨酯膠粘劑均能滿足強(qiáng)度要求。
需要說明的是，盡管水性體系和溶劑型體系在真空吸塑上工藝相似，粘接效果相當(dāng)，成本可控，但對(duì)于膠水用戶來說，必須要意識(shí)到水性體系是有別于溶劑型體系的。因而在具體使用時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮一下幾個(gè)方面：
1、膠水適用期的區(qū)別：雙組分溶劑型聚氨酯膠粘劑常根據(jù)黏度的變化來判斷適用期,而雙組分水性聚氨酯膠粘劑不能以黏度變化來判斷，通常為4~6h。
2、膠水儲(chǔ)存條件：水性聚氨酯膠粘劑最佳儲(chǔ)存溫度為5~30℃，注意防凍以免破壞膠液。
3、噴槍的選用和噴涂壓力：水性聚氨酯膠粘劑因黏度較低，應(yīng)當(dāng)選用低壓噴槍，口徑在1.3~2mm為宜，噴涂壓力1~2bar即可。對(duì)于現(xiàn)行使用溶劑型膠粘劑的用戶要切換成水性聚氨酯膠粘劑，不能簡(jiǎn)單地只是更換膠水，而要全面考慮相關(guān)細(xì)節(jié)工藝參數(shù)的調(diào)整。
水性聚氨酯膠粘劑另一個(gè)典型的應(yīng)用是濕法頂棚的粘接（圖3）。
濕法頂棚的示意
此外，雙組分水性聚氨酯膠粘劑還被應(yīng)用于車內(nèi)扶手等部件的包覆，包邊工藝要求膠水能很快建立初粘性，防止應(yīng)力起翹，但同時(shí)又要求膠水熱活化后有較長(zhǎng)的開放時(shí)間，以適應(yīng)手工包邊較長(zhǎng)的操作時(shí)間的要求，因此對(duì)水性聚氨酯膠粘劑的性能提出了更高的要求，不同聚氨酯分散體的選擇和搭配對(duì)平衡綜合性能顯得至關(guān)重要。
隨著我國汽車工業(yè)的迅速成長(zhǎng)，汽車工業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)離不開配套原材料的更新?lián)Q代，汽車內(nèi)飾用膠粘劑必然會(huì)迎來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，溶劑型聚氨酯膠粘劑作為傳統(tǒng)的非環(huán)保的產(chǎn)品將逐漸被限制和取代，今后汽車內(nèi)飾膠粘劑的發(fā)展方向是環(huán)保、低VOC的系列粘合劑，水性聚氨酯汽車內(nèi)飾膠擁有廣闊前景。更多濾芯膠請(qǐng)?jiān)L問www.jbmtpc.com
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