免烘干密封膠在汽車涂裝線的應用

徐國慶　瞿國瑩　朱潔瑩

摘 要：文章詳細闡述了一種免烘干的硅烷改性聚合物密封膠的產品特性、技術條件，并結合某汽車生產線應用實例，總結了該密封膠的施工條件、注膠設備及與高溫密封膠的比較等。關鍵詞：免烘干;特性;施工條件;注膠機中圖分類號：U473.7+3? 文獻標識碼：B ?文章編號：1671-7988（2020）02-179-03

Abstract： The product characteristics and technical conditions of a silane modified polymer sealant without drying are described in detail in this paper. Combined with an application example of an automobile production line， the construction conditions， glue injection equipment and comparison with high temperature sealant are summarized.Keywords： No drying; Characteristics; Construction conditions; Glue injection machineCLC NO.： U473.7+3? Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）02-179-03

前言

車身焊縫密封膠是汽車涂裝線車身焊縫密封常規應用材料之一，主要目的用于對車身板材結構間隙進行填充、密封，其主要作用為密封、防水、減震。目前在大多汽車涂裝線車身密封材料中，最為廣泛的為聚氨酯密封膠，其最大的特性主要有兩個，一是固化速度較慢，需高溫烘烤才能定型、固化;二是固化時產生的二氧化碳使膠層產生氣孔，同時產生一定量的VOCs，對人員及環境會造成一定的影響。隨著汽車業的發展進步，鋁質車身的應用得到快速發展，一種新型的免烘干密封膠材料在鋁質車身上面的應用得到認可。

本文結合某汽車生產線，對該種免烘干密封膠的應用進行分析。

1 免烘干密封膠的介紹

1.1 膠品介紹

西卡公司研發的Sikaflex-221型密封膠是一種單組份的硅烷改性聚氨酯粘結密封膠，是由聚合物、填料、除濕劑、增塑劑、催化劑等組成。該款膠品最大的特點是和空氣中的濕氣反應而固化，形成永久彈性體，免除了汽車生產線上常規焊縫密封膠需要高溫烘烤的工藝。它具有用途多、抗下垂、單組分、低氣味、免烘干、抗老化及風化等優越性。

1.2 技術條件，具體見表1

通過與汽車常規PVC高溫聚氨酯密封膠對比，在材料、固化機理、硬度、擠出力及斷裂伸長率等幾個方面有明顯區別外，其他技術參數基本相同。因此可以判斷，汽車焊縫密封采用免烘干的硅烷改性聚合物密封膠在產品性能、質量等方面無風險，可適用于汽車車身板材結構間隙填充、密封。

1.3 膠品特性

（1）采用濕氣自然固化機理，無需常規的烘爐烘烤，節省了工廠投資費用及動能成本;

（2）膠品中不含溶劑、異氰酸脂和聚氯乙烯粒子，呈中性狀態，固化過程中無氣味，低VOC釋放，對環境友好，適合人員接觸;

（3）對基材不需要底涂也能獲得良好附著力;

（4）-40℃～90℃保持長期彈性，不易起泡、不龜裂，良好的抽變形和擠出性，易于施工。

2 免烘干密封膠的應用

某汽車廠涂裝線是一條鋁質車身密封線體，主要生產鋁質物流電動車、小型乘用車生產線，其工藝為鋁質白車身入涂→高溫焊縫密封→膠烘干→車身鋁質外板（或塑料外板）蒙皮→車身鋁質外板（或塑料外板）邊緣密封。其中高溫焊縫密封采用常規的高溫鋁質密封膠，需經過140～160℃烘烤后固化;車身外板邊緣密封采用免烘干的聚合物密封膠進行密封，采用濕氣自然固化。因免烘干的聚合物密封膠無需經過烘爐烘烤，俗稱常溫密封膠。

2.1 施工條件

對材質的要求：適用的基材包括鍍鋅板、冷軋板、鋁材、塑料等汽車用材料。同時對基材表面要求清潔干燥、無油脂、油及灰塵等。

耐化學性：該種密封膠具有良好的耐淡水、海水、石灰水、污水及稀酸稀堿溶液，短暫耐燃油、礦物油、植物油和動物脂肪和原油;不耐有機酸、酒精、濃無機酸堿溶液或溶劑。

施工方法：（1）將膠品包裝拆開，然后按照要求更換膠品，過程中避免基材與膠品之間留有起泡;（2）啟動膠泵，將膠品送至槍站，然后對車身需要部位打膠即可。

表面噴漆：該種膠品可在表干后噴涂油漆，在噴涂油漆前應做好相匹配性試驗。

2.2 應用效果

在應用之前，模擬在10倍極限條件下的實驗室內，對膠品進行了一系列的實驗，3個月后的免烘干的硅烷改性聚合物密封膠較高溫的聚氨酯膠在耐候性、耐久性方面，有較明顯的優勢，如圖1所示，在100倍放大鏡顯示下，聚氨酯膠表面開始出現龜裂，且分布較多，反之免烘干的硅烷改性聚合物膠無任何龜裂跡象。

在現場實車上涂覆時，因膠品的粘性相對常規涂裝高溫焊縫密封膠要大，涂覆時出膠速率相對要慢，刮膠阻力相對要大，但對于操作來講基本不受影響，反之涂覆的密封性相對嚴密、平整，如圖2所示。

車身表面涂覆的膠品表干后，用手觸摸、按壓時，表面光滑、有彈性，如圖3所示;撕扯時有較強的拉伸強度及延展性;過30分鐘強化淋雨試驗時，車身密封性能良好，焊縫無漏水，達到密封效果。

3 注膠機的選擇

免烘干的硅烷改性聚合物密封膠在該線實際應用中，因單車使用量約1KG左右，因此結合生產節拍及膠品特性，選擇5加侖的原料桶包裝的注膠機及相配套的系統附件，具體見注膠機連接系統圖4。在選擇注膠機時，有一定的要求，如主泵的相關參數、管路、加熱功能及槍站等。

注膠機主泵：選用5加侖的原料桶包裝的注膠機，該設備的壓力比需達到65：1，一往復排量達到0.18L，額定進氣壓力0.5MPa，使用粘度為5*10⁵厘泊以下，壓盤尺寸為φ285mm。另外工作氣壓需達到0.6MPa，最高輸出壓力達到28MPa，60循環/分的流速為6L/min。

供膠管道：管路采用高壓無縫鋼管，法蘭連接（禁止管路與管路直接焊接），外設單面鋁箔橡塑保溫層，厚度20mm。

加熱裝置：根據膠品適應的溫度要求，在輸膠管外表面設有伴管加熱裝置全程加熱及保溫，增加壓盤加熱功能，冬季保持膠品的粘度在工藝要求范圍內。

輸膠槍站：每個槍站設有高壓過濾器（耐壓5000psi）、壓力調節器（耐壓大于3500psi）、壓力表（最大量程為5000psi）和高壓球閥，槍站出口要保證濾網的精度，不能堵槍。出口壓力：100-250bar壓力可調;出口流量：≥600cc/min。

4 注意事項

免烘干的硅烷改性聚合物密封膠在實際應用過程中，因其特性及技術要求，還需要注意一些事項，具體如下：

（1）溫度越低，大氣中含有水分也越低，膠品反應過程

也會變慢。因此要求在低于5℃或高于40℃的溫度條件下施工。

（2）膠品包裝一旦打開，必須在相對短的時間內用完。因膠品為濕氣固化，若長時間是膠品與空氣接觸，膠品易表干，容易導致膠槍、膠泵等堵塞。因此，膠槍使用完畢后，超過20分鐘以上不使用時，需要將槍頭浸泡在密封液或者凡士林中，避免槍頭接觸空氣;滿桶膠品打開后，第一時間打入膠泵及管路內部，表面接觸空氣;另外還需要及時對設備本體表面的殘膠進行及時處理。

（3）修整或精修時必須在膠品表干之前進行，若膠品已經表干，必須采用與膠品配套的修整劑或潤滑劑事先進行涂覆在表面。

（4）若需要鏟除膠品時，未固化前可適當用溶劑涂覆浸泡表面，然后用刮板等除掉;一旦固化后則只能采用機械的方法將其除去。

（5）噴漆后，必須待膠品完全固化之后才能在高溫下烘烤，否則會降低膠品的硬度及彈性，同時油漆表層會出現開裂等問題。

（6）手及外露的肌膚等粘上膠品后，應立即用工業用洗手液和水清洗，不得使用溶劑。

5 結論

在環保、節能及低成本的汽車制造大環境下，采用常溫的硅烷改性聚合物密封膠取代高溫的焊縫密封膠是一種新的技術革新。經過實例應用，該種硅烷改性聚合物密封膠的應用節省了烘干設備的投入、動能的消耗，無VOC排放，真正做到了零污染的效果。