简述挡风玻璃胶的发展与应用

简述挡风玻璃胶的发展与应用
作者：何冬梅陈炳耀温海军
来源：《山东工业技术》2018年第17期
摘要：挡风玻璃胶属于聚氨酯密封胶，文章简要概述了近年来国内外聚氨酯胶黏剂的研究和应用进展，重点介绍了聚氨酯胶黏剂的发展动态和几类主要的聚氨酯胶黏剂，并对聚氨酯密封胶及挡风玻璃胶的应用做简要叙述，结合实际情况对今后聚氨酯胶黏剂的发展方向做出了展望。

关键词：聚氨酯密封胶；发展；使用方法；应用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.17.029
0 前言
汽车风挡玻璃胶是一种高性能、固化后具有弹性、可填缝的单组份聚氨酯粘结剂。

聚氨酯密封胶的主要成分是聚氨酯橡胶及聚氨酯预聚体，具有拉伸强度高、弹性好、耐磨性、耐油性和耐寒性等特点，但也有一些缺点，如耐水性稍差，尤其是耐碱水性，不能长期耐热，浅色胶体耐紫外线性能稍差。

由于其各种优异的性能，聚氨酯密封胶广泛用于土木建筑行业，以及汽车制造、玻璃安装、电子灌装、潜艇和火箭等。

聚氨酯密封胶可分为加热硫化型、室温硫化型和热熔型三种；其中室温硫化型根据组分又可以分为单组分和双组分。

单组分的固化机理是胶体中的异氰酸酯基（NCO）与空气中的水反应而固化，与基材表面的活性基团反应起到粘接作用，为湿气固化型，使用时施工方便，但相对来说固化较慢。

双组分聚氨酯胶粘剂通常由甲、乙两个组分组成。

使用前按一定的比例配制即可。

甲组分（主剂）为含活泼氢组分，乙组分（固化剂）为含-NCO基团的聚氨酯预聚体组分，两组分混合发生交联反应而固化粘接双组分有固化快、性能好的特点，但使用时需要配制，工艺较为复杂，其最终粘合强度比单组分胶粘剂大，可以满足结构胶粘剂的要求。

1 发展
1.1 单组份聚氨酯密封胶
常规的单组份聚氨酯密封胶在固化时对一些材质表面（如腻子板）粘接效果不是特别理想，可能会产生鼓包情况；以及在固化过程中，还存在着用洗手液溶液抹平时流黑水影响车辆外观的问题。

艾少华等发明了一种单组分湿气固化聚氨酯密封胶及制备方法，可大幅改善各种材质面板的粘接效果，彻底解决了以上问题。

他们通过往聚氨酯主体预聚物中引入不饱和链段（不饱和聚醚多元醇预聚物），使密封胶具备自由基聚合功能，与腻子接触部分的未完全固化的不饱和链发生反应，参与到腻子的固化交联过程中，可以大幅的提升其粘接效果。

另外通过引入潜固化剂的技术，改进单组份聚氨酯密封胶的固化方式，避免了传统固化方式产生的二
氧化碳气体的释放，在潜固化条件下释放出液态大分子醛，从根本原因解决或避免了鼓泡现象的发生。

单组份聚氨酯密封胶一般是聚醚多元醇与多异氰酸醋反应而成的聚合物，主体基本是由碳、氢、氧等元素组成有机化合物，存在易燃、燃烧时火焰大、浓烟、严重滴落、有有毒气体产生等问题。

针对这些问题，邵亚、陈伟发明了一种阻燃聚氨酯密封胶，他们通过在聚氨酯密封胶基础配方中加入一定比例的磷酸二苯甲苯酯和阻燃协效剂，使产品的阻燃效果达到FV-0级，解决了易燃等问题。

1.2 双组份聚氨酯密封胶
目前使用的汽车车灯用密封胶主要分为热熔胶和室温硫化胶两大类。

热熔胶顾名思义，使用需要加热，然后将熔融的胶液涂在需要粘接的表面，具有固化速度快，优异的抗震性和耐低温性能，可以连续化工业生产。

但热熔胶有粘接强度不甚理想的缺点。

毛俊轩等人发明了一种双组份聚氨酯密封胶，其A组分成分为：多元醇聚合物，100份；增塑剂，20～100份；碳酸钙，50～500份；增粘剂，0 .5～2份；抗氧剂，1～5份； B组分：多异氰酸酯，100份；多元醇聚合物，50～300份；增塑剂，10～50份；气相二氧化硅，5～20份；催化剂，0 .5～2 .0份；A/B组份使用的质量配比为4～10：1。

改善了聚氨酯密封胶对PP与PC材料的粘接性能，提高了胶体的耐老化性与耐候性，改善了环保性能，促进了聚氨酯密封胶在汽车行业的应用。

由于单组份聚氨酯密封胶使用时的固化速度相对稍慢，双组份聚氨酯密封胶相对快固的特点使其应用也较广泛，比如在汽车挡风玻璃、电子元件等。

凌炜发明的防水抗静电双组份聚氨酯密封胶，通过添加十二烷基二苯醚二磺酸钠、聚硅氧烷-9、邻苯二甲酸二（2-丁氧基乙基）酯、导电炭黑、超细钼粉等原料，采用一定的制备工艺使其相互复合，增加了聚氨酯密封胶的抗静电性能，同时也增加了耐腐蚀性、热稳定性和耐候性；通过添加十三氟辛基三乙氧基硅烷、邻苯二甲酸二异壬酯、硬脂酸锆、三硬脂酸甘油酯等原料，提高聚氨酯密封胶的防水防污性能和耐老化性能。

在胶体固化的过程中，没有有机溶剂的挥发，环保性能好，同时也能达到很好的粘接性能。

2 应用情况
由于聚氨酯密封胶各种优异的性能，在各行各业都可用到聚氨酯密封胶，尤其在汽车行业、建筑行业比较突显，如汽车的挡风玻璃、汽车车灯就是采用聚氨酯密封胶进行装配，以及冷藏车厢、玻璃幕墙等焊接接缝密封；建筑工程中采用聚氨酯密封胶对建筑预制件与墙体的粘接、窗框与墙体的粘接、管道接头密封等。

2.1 使用方法
第一，要将需要施工涂胶的粘接面清理干净，可以用棉纱布等清除粘接面上的灰尘、水渍、油渍及机械杂质等；如果粘接表面生锈或者有锈蚀痕迹，应使用一些工具如金属刷清理干净，必要时可使用一些有机溶剂擦拭表面；
第二，根据需要粘接面的形状将密封胶包装上的尖嘴切成需要的形状和大小，用手动或气动胶枪将胶涂在粘接面；
第三，在密封胶没有表干之前进行表面刮平、修饰等相关工作。

如果对粘接表面要求特别严格的，应在粘接面施工部位以外的两侧贴上保护胶带，并在刮平胶体表面后及时揭去。

如果不小心将非施工部位沾上了密封胶，可用蘸有酒精的棉布清洗干净。

2.2 应用
一些聚氨酯密封胶的耐候性及耐老化性能相对较差，在通过配方改进的同时，也可以通过改进施工方法提高胶体固化后的耐老化性能。

任如飞等发明的施工方法，可改善聚氨酯密封胶胶体的耐老化性能。

他们的施工方法包括以下步骤：
步骤一，将聚氨酯密封胶施工于所需位置；
步骤二，待步骤一的聚氨酯密封胶表干或完全固化后，在表面涂覆一层耐紫外性能的涂层保护；耐紫外性能的涂层主要由主体树脂（20%-45%）、硅烷偶联剂低聚物（1%-10%）、紫外线吸收剂（0.05%-1.5%）、有机溶剂（50%-75%）及一些颜填料。

采用这种施工方法，施工工艺简便，所覆的涂层可有效防止紫外线对胶体的影响，所需的单位施工成本低，同时还可保持聚氨酯密封胶的各项性能不受影响，能够适用于工业化大规模应用。

3 结束语
聚氨酯密封胶问世30多年来，正以迅猛之势向前发展。

初期仅用于高档建筑物，现在已向一般民用建筑物扩展。

如在日本，约75～80%的聚氨酯密封胶用于建筑，15%用于汽车、机械制造等，5%用于土木及其它方面。

随着现在汽车工业的飞速增长，车用聚氨酯密封胶也
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在不断研究，步上新的台阶。

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作者简介：何冬梅（1986-），女，湖南永州人，本科，助理工程师，主要从事涂料、胶黏剂等研发和管理工作。