用于车辆的胶粘剂通过粘合具有相反但互补特性的材料,确保驾驶员的安全、舒适和控制。胶粘剂将汽车的各种部件连接在一起,从仪表板到挡风玻璃,从车门面板和地毯到外饰和刹车及悬挂——仅举几例。胶粘剂的应用范围广泛且不断增长。
在汽车中使用胶粘剂的一个优点是,它们可以成功地粘合具有不同机械性能的材料,如钢和橡胶。成功粘合不同材料对于汽车应用至关重要。例如,橡胶永久粘合到发动机支架上。如果发动机是安装在金属上的,驾驶员会感受到它不断的震动和运转。这种震动和振动会影响驾驶员对汽车的控制,并且肯定会让驾驶和乘坐汽车变得不那么舒适。相反,橡胶吸收了振动,使驾驶员可以安全舒适地驾驶。
在这篇博客中,我们将讨论胶粘剂如何成功地将金属与许多不同的基材粘合,胶粘剂在汽车设计中作为出色替代品的优点,以及为什么胶粘剂对于汽车设计至关重要。
将两种材料粘合在一起应该很容易。只需拿出胶水,涂在一个或两个表面上,然后将它们粘合在一起。
但是,如果两种材料具有非常不同的机械性能,比如金属和橡胶呢?当粘合时,每种材料的独特机械特性会在粘合点集中应力。这很重要,因为材料会以不同的方式变形。这意味着它们对湿气和化学品的反应会不同,对温度的影响也会不同,并且通常会受到动态疲劳的影响,如拉扯,可能导致失败。
粘合具有不同机械性能的材料的关键是保持和优化每种材料的这些期望特性。柔韧性和强度是使用胶粘剂粘合时的两个宝贵特性,而H.B. Fuller的CILBOND®胶粘剂专为实现这两个目的而设计——尤其是与点焊相比。CILBOND®在成型和铸造过程中化学粘合橡胶和聚氨酯弹性体到多种基材(从弹性体和橡胶到金属和聚氨酯)。该胶粘剂提供柔韧性,以适应每种材料对应力、温度和频繁装卸效果的反应。CILBOND®足够强大,可以在多年变形中继续粘附每种材料。由于该胶粘剂重量轻,它非常适合汽车行业,在该行业中,必须尽可能聪明地减轻重量。
使用 CILBOND® 胶粘剂的主要好处是隔离振动和冲击。发动机垫片和密封件是橡胶与金属粘合的关键示例,对汽车有积极影响。H.B. Fuller 的汽车电子胶粘剂 和玻璃胶粘剂 系列也通过多种材料帮助完成汽车粘合的全貌。
让我们探讨一些将不同材料粘合在一起以提高汽车安全性、舒适性和操作便捷性的例子。
摩擦制动器是胶粘剂使汽车更安全的一个示例。摩擦制动器将制动片压在转子表面以减慢车轮(图1)和汽车的速度。摩擦制动器的制动片依靠强力和耐用的胶粘剂,这些胶粘剂用于生产能够承受高温和高压的复合材料。所用的胶粘剂使制动片上的复合材料在每次使用时都能失去显微量的材料,同时通过最小化材料损失保持耐用性。制动片还必须分布热量和压力,这就是为什么制动片具有大表面积的原因。
胶粘剂是摩擦制动器的英雄,因为它们将复合材料牢牢粘合到金属上,金属在每次使用时都承受着高应力。胶粘剂还将应力均匀分布在复合制动片表面。所用的胶粘剂还帮助组件承受热量。应力、热量和振动都可能导致制动器磨损和故障,但胶粘剂减缓了这一过程。
图1. 摩擦制动片由胶粘剂实现。
离合器和限滑差速器也执行类似的工作(图2)。它们使用的复合材料也必须在承受巨大热量和应力的情况下完美运行数十万英里。胶粘剂使这些关键组件能够承受巨大热量和应力,并尽可能轻便。
图2. 使用胶粘剂粘合复合材料是汽车安全和控制的关键。
制动器是安全性和驾驶员控制的重要特征。离合器和限滑差速器也在汽车控制中起作用。它们为驾驶员提供可预测的控制特性,尽管驾驶条件如天气和交通迅速变化。在发动机支架中,胶粘剂用于将橡胶粘合到金属上,隔离振动,改善车辆控制。
方向盘、信号灯、杠杆、换挡杆、仪表盘和屏幕及控制装置、门把手、车窗开关——几乎所有驾驶员或乘客能触及的部件都包含使用胶粘剂粘合在一起的组件。
驾驶员头顶上的织物通过 H.B. Fuller 的汽车用胶粘剂组粘附到车顶上。遮阳板、镜子、门板、扶手和地毯都是用胶粘剂粘合在一起的。泡沫填充物粘结在座椅框架上,座椅套也是通过胶粘剂固定的。需要胶粘剂的舒适部件清单非常广泛。
胶粘剂是将部件粘合在一起的必备工具,因为它们可以减少车辆的整体重量,从而提高燃油效率,并使操控和加速更加灵活。如我们所见,胶粘剂还具有将应力均匀分布在粘合区域的优点,这是点焊无法做到的。应力分布改善了疲劳抗性,减少了局部应力集中。
增强的结构刚性是胶粘剂的另一个好处。例如,沿接缝的连续粘合可以增加车辆的整体刚性,从而也改善了操控性能。
多年来,胶粘剂的有效使用需要一个两涂层过程。第一层通常是底漆,其特性和特点与第二层不同。第一层使材料准备好进行粘合,并提供防水和防腐蚀等额外功能。干燥后,第二层或面漆被涂上以实现所需的粘合效果。
CILBOND® 提供了一种一站式粘合配方,省去了底漆步骤,但在涂单层之前准备表面仍然很重要。单层粘合省去了干燥步骤,使过程更快——这在汽车装配过程中至关重要。正确应用单层或双层 CILBOND® 配方可以使粘合具有全范围的粘弹性行为(应力分布、能量分布、耐久性)。
联系 H.B. Fuller 了解更多关于胶粘剂如何帮助您粘合不同材料的信息。