摘要：从汽车的双组份胶的定义，化学特性，环境因素，使用工艺及后续设备维护保养等方面，详细地阐述了双组份风挡胶在汽车行业的应用，以及目前存在的工艺困难点，并对工艺困难点的解决措施给出了详细的指导，同时从后续维护保养方面，强调了风挡胶的日常养护要求。快速的凝固时间、更高的粘接强度，将会给汽车带来更高安全性和更合理的工艺性。
关键词：快干胶
工艺
凝固
粘接强度
中图分类号：TQ433
文献标识码：B
汽车风挡玻璃双组份快干胶技术应用研究
陈志雄
（一汽大众汽车有限公司规划部，长春130011）
作者简介：陈志雄（1982年—），男，高级工程师，硕士学位，研究方向为车辆装配工艺。
1前言
传统的风挡胶在使用性能上，存在干胶时间
长，粘接不够牢固，强度有待提高等一些需要提升和优化的地方，为解决这些问题，国内开始引用快干胶技术，能很好地解决干胶时间长，强度差等缺点。分别从快干胶的定义和意义，目前国内快干胶的使用范围，快干剂的化学特性，快干剂在风挡涂胶设备上的应用，设备的各种参数设置，使用快干剂后的设备维护和保养等几方面进行阐述。
2快干胶定义
快干胶是相对于传统普通风挡胶而言的，传统
风挡胶为一种胶粘剂，而快干胶则是一种胶黏剂配合一种快干胶的组合，分别定义其为A 胶和B 胶。
3快干胶化学特性
A 胶是单组分湿气固化聚氨酯胶黏剂，为汽车
原厂挡风玻璃粘接应用而开发。该产品的固化速度在掺合快干胶B 胶（混合比例1%～3%）一起使用时非常快。与快干胶一起使用时，固化速度不依赖于空气中的湿气，但是环境温度仍然影响固化速度。该产品理想的固化温度范围为15～25℃，在此温度范围内与快干胶一起使用时完全固化时间约为2h 左右，单独使用时，完全固化时间约为7天。A 胶是快速固定玻璃胶，而且其在常温下粘度
较高，需加热施工。B 胶为室温施工，两者在特定尺寸的静态混合胶嘴中混合。
B 胶是一种用于促进A 胶黏剂固化的低粘度、非反应性、水基型糊剂。快干胶的用量直接影响胶黏剂的固化速度和施工性能。
图1所示为A 单独使用以及与1.66%含量的B 一起使用强度与时间关系，在不同混合比的情况下，随时间的推移，其牢固强度的趋势。其中，带1.66%的B 使用时，装配需要强度大概在施工后3h 达到。
4
快干胶应用工艺
4.1
参数设置
快干胶在涂胶设备上的使用，有两个非常重
要的参数，即温度和压力。温度、压力等参数将对快干胶在风挡设备的应用起到至关重要的作用。
快干胶与传统胶相比，对温度和压力的设置要求更加严格，会对风挡胶的凝固时间，粘接强度有至关重要的影响。
首先是关于温度的设定，在一般的风挡涂胶设备上，涉及到加热的部件很多，每个部件的温度范围也有所区别，表1详细地展示出需要加热的不同部件的推荐温度值。
其次是关于压力设定，压力设定也是其中一个很关键的参数，将对胶型，胶量和凝固时间等有重要的影响。
胶泵压力设置如下。a .气压为1.5MPa ；b .压缩比50:1；
c .加热软管最大长度12～14m 。
A 胶料正常涂胶压强150MPa ，
B 胶料50MPa 。图2所示为一般双组份风挡涂胶设备的双桶泵的结构示意图，主要包括A 胶桶和B 胶桶2部分组成。
关于整个供胶系统，其中参数除了温度和压力外，还包括排胶时间，操作时间要求等，完整的参数设备见表2。
注：*适用的气候条件直至30℃、80%相对湿度；**与施工温度和快干胶用量有关；
***必须按照现场的气候条件来评估此极限值。
4.2预处理使用方法
a .双组份胶为A 组分和B 组分。
b .玻璃上需要涂活化剂和底漆，活化剂为C ，有
效时间为30s ～1h ，必须在此期间操作，开瓶后5天内必须使用完。底漆为D ，有效时间为15min ～12周，必须在此期间操作，开瓶后5天内必须使用完。
c .车身钣金需要涂上钣金底漆D ，车身钣金底漆必须涂满钣金完整一周，包括前后风挡和左右侧窗，无论车身是什么颜，均需要涂车身底漆，其有效时间为10min ～72h 。
d .以上材料请在作用有效期时间内进行相应操作，超出有效时间，材料会失效，此时需要重新涂抹。4.3涂胶
4.3.1
胶料说明
风挡胶料是一个聚氨酯胶料系统。这个系统
图1快干胶粘接力（拉伸强度）与时间关系
60
120180
240
时间/min
6543210
强度/M P a 1.66%20W/23℃1.66%20W/15℃
无快干剂/23℃无快干剂
/15℃
部位推荐值/℃
推荐范围/℃图2
带双组份的双桶泵
项目范围推荐
可以通过其他（B）组成部分加速硬化过程。
胶料的粘性受温度影响极大。室温环境下胶料粘性极强，超过45℃时胶料开始急速软化。温度在50～65℃之间时，胶料达到涂胶规定的粘性。A胶料在接触空气后硬化。如果湿气是由外部（室内湿气）进入的，那么硬化从表面结层开始，由外向内进行（常温环境下，前24小时其表面结层大约3mm凝固）。如果使用加速剂（B胶料），胶料
的硬化过程会均匀地在胶料里整体进行。反应速度取决于温度。温度越高，硬化速度越快。胶料的性能约16h后形成。但是最终的硬度只有在几天之后才能达到。由于当温度低于5℃时硬化会中断，因此车辆最快只能在涂胶完成4h后才能被放置于温度低于10℃的环境中。
4.3.2胶料保存
胶料在使用时必须达到室温因此至少在使用前提前48h运到设备旁储存。
4.3.3风挡玻璃的使用要求
涂胶时风挡必须处于干燥状态并达到足够的温度条件>5h、17℃或>2h、20℃。如果表面有灰尘则可以用干纸巾擦拭。必须避免涂胶区域出现酒精、水、油、指纹等污染。
4.3.4混合器和涂胶嘴
静态混合器固定在支撑管上，用于将胶料A 和B均匀混合。混合后的胶料通过三角喷嘴涂到风挡上。为了避免硬化，混合器和喷嘴在使用6h 后必须更换。
停产、换工位及休息时需注意，混合管里只允许有A胶料。另外此时应该用加热站加热支撑管。
长时间停产时，必须将混合器、喷嘴和支撑管拆卸下来并且设备必须至少一周清理一次，每次清理不能少于两道冲刷工序（A+B料）。
4.3.5胶料混合
胶料以两种胶料按容积比例100:1.33(公差范围100:1到100:2)混合的形式自动涂胶。其具体混合比例参考表3（需要根据使用当地的环境温度和湿度进行适当调整）。
B(快干胶)的混合比推荐为1.0%～1.5%。
快干胶的用量直接影响静态混合胶嘴的使用寿命、压紧力(安装玻璃的力)、施工时间。快干胶的用量偏多会导致施工后胶黏剂快速变稠（与水的化学反应）。此外，操作时间减少但开放时间不变；静态混合胶嘴的使用寿命缩短。
图3所示数据是在60℃的施工温度，施工速度为200mm/min，速率为25ccm/min(等于1.25ml/ cm)下测得。对于汽车原厂应用，预期的用量在0.5～0.6ml/cm之间，该用量的压紧力比上述数据
要小。
4.3.6胶料温度
全自动涂胶时必须测量涂胶嘴的胶料温度。要求其温度为最低50℃，最高65℃，即必须保证温度在50～65℃之间。生产中断大于16h时必须中止胶料加热。
生产恢复前必须提前至少1h将设备调节到规定的运行温度。
4.3.7风挡安装
涂胶结束后4min内必须进行风挡安装。放置前、后及侧风挡时需注意风挡必须处于中心位置并且处于90°位置。
胶料未干拆除的已装配的风挡必须要以机械图3
压紧力与快干胶用量的关系
混合比例
质量/g
公差上限
混合比例
公差下限
汽车玻璃10000
10000
157
118
无B胶1%B胶 1.5%B胶2%B胶
10
8
6
4
2
粘
接
强
度
/
N
·
c
m
-
1
1min3min5min
方式将胶迹完全清除。如果风挡没有受损，可以重新进行涂胶和风挡安装。
被胶料污染的玻璃和油漆表面可以用清洁汽油等清洁。4.4
装配线的气候条件要求
施工温度见表4。此温度根据产品特性等因素确定。
施工温度直接影响静态混合胶嘴的使用寿命、压紧力(安装玻璃的力)、计量系统的压力、施工时间。
施工温度越高会导致施工后胶黏剂的粘度升高（与水的化学反应）。粘度增大则操作时间减少，但是胶黏剂的开放时间仍然相同。不同温度对粘接力的影响不同，具体的影响详见图4。
从上图可以看出，当施工温度升高10℃，压紧力则增大10%。施工温度高同时也会导致静态混合胶嘴的使用寿命缩短，主要是由于循环时间的影响。
装配线的气候条件直接影响施工后的胶黏剂的开放时间，开放时间与温度和相对湿度有关。这些因素影响玻璃或基材的最长有效安装时间，在有效时间内完成安装才能获得最佳的粘接性能（表5）。
在温度为30℃，相对湿度为80%条件下，施工后胶条的开放时间为10min 。由于受压紧力的限
制，在加速固化的情况下，胶黏剂的操作时间要比开放时间短。压紧力受施工温度和快干胶用量的影响比较大。
4.5静态混合器的使用寿命
静态混合器的使用寿命和更换频次对风挡胶
的出胶质量有很大影响。
推荐的更换时间为4～5h ，一般情况为4～8h 。静态混合胶嘴的使用寿命是描述其能使用的时间范围，以确保胶黏剂和快干胶有正确的混合比例，混合效率和混合压力。
5维护保养
在平常的维护保养过程中，参数设定值如下。a .胶料流量设定15ccm/s ；
b .循环冲洗次数设定1次，冲洗量设定100ccm ；
c .A 胶料压强超出250bar 报警压力关断；
d .A 胶料正常涂胶压强150bar ，B 胶料50bar ，
出现压力关断报警请停止生产，检查是否堵塞。
其中，日常维护操作的注意事项如下。a .日常操作：更换混合管操作时，清洁混合管上端A 出胶口和B 出胶口，使用新的混合管套管和混合器。
b .冲洗胶料时间要求：双组份胶料在混合管中，6min 倒计时结束请求冲洗预警，8min 后反应时间报警，10min 混合管过期报警。
生产结束后，使用A 胶料冲洗保证混合管始终是A 胶料。更换混合管6h 之后混合管过期报警。
出现混合器管过期报警后必须更换新的混合器管再进行冲洗操作。
具体维护及冲洗要求详见如下步骤。a .设备在使用时，需要确保每台设备均涂2块风挡，以确保两台设备同时使用，减少等待时间并延长混合器使用寿命，遇到紧急情况时，设备能互
图4
不同温度对粘接力的影响
胶推荐温度范围2%B 胶50℃
1086420
粘接力/N ·c m -1
1min
3min
5min
2%B 胶
60℃
项目推荐范围
相备用。
b.正常情况下，每4h需要更换一次混合器和胶嘴。在任何情况下，不能超过4h，否则管路将堵死。4h后，设备将会停止锁住，提醒操作者更换，否则设备将无法使用。每次更换混合器和胶嘴后，要做好更换记录。如遇到特殊情况，不到4h，设备发生堵塞，在维修排除故障后，也需要对混合器和胶嘴进行更
换。
c.涂胶后的风挡，必须在4min内安装在车身上，超过将不能继续粘接。
d.设备在停止供胶后每隔4min，会自动进行排胶，此时清胶的胶桶会自动上升接胶，属于正常情况。排胶完成后，设备可以随时进行正常涂胶的操作。
操作时，如果取件台有工件时，不能按设备的启动按钮，这样会使机器人不在原位，自动清洗功能中断，导致混合器凝固不能正常出胶，造成不必要的停台。
e.操作者需要随时注意清胶桶的废胶量，如果胶桶的胶量高度超过一半后，操作者应及时清理胶桶，防止固化的胶在清胶桶上升过程中，损坏涂胶头。其他时间，建议早班、中午休息时间要检查并清理，频次为1次/2h，并做好相关记录。
f.设备停止供胶1h内，设备将执行自动排胶，防止堵塞。1h之后，设备将不进行自动排胶。此时如果需要启动设备涂胶，设备将提示操作者，需要重新更换混合器和胶嘴，才能进行正常的涂胶。
g.每次更换混合器和胶嘴之后，必须手动排一次A胶。
h.设备的维修安全门在任何情况下被打开，或者设备出现任何故障停止后，在下次涂胶前都需要更换混合器和胶嘴。设备在任何故障情况下，消除故障后，也需要重新更换混合器和胶嘴用于生产。
i.超过1h的停产或者夜间休息，节假日等期间，需要手动排A胶→包胶→关闭维修门→关闭设备。操作者最后必须要关闭设备，否则将出现损坏设备的风险。建议安排2名操作者相互监督检查。下次生产前，需要更换混合器和胶嘴。
j.在长时间停产及节日期间，至少1周内需手动进行排胶一次，排胶前，先更换混合器和胶嘴→AB胶冲洗→手动排A胶→包胶→关闭维修门→关闭设备。
更换混合器注意事项如下。
a.清理胶桶后，拆下混合器管，见图5。将A胶和B胶出胶口用无纺布轻擦干净，见图6。
b.用专用刮刀将A胶口、B胶口以及喷胶的连接螺纹上的残胶刮除干净，并分别排一下A胶及B胶，观察A胶和B胶是否正常出胶，并保证A 胶出胶均匀、B胶直线流下，没有阻滞，即可认为清理干净，详见图7和图8。
图5拆卸混合管
图6无纺布清擦A
胶口
图7清理
（c）清理混合管连接螺纹
（b）清理B胶口（a）清理A
胶口
发布评论