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汽车工业生产用热熔胶膜及研制刘真航(北京化工大学)摘要：本文介绍了汽车工业生产内装饰复合材料用热熔胶膜的性能及其研制 状况。这种使用便捷，高效，生产、使用过程中没有污染的热熔胶膜；以它独有的特长，必将在制造行业中得到更为广泛的关注。关键词：热熔层压复合；无污染胶粘剂；热熔胶膜把热熔胶制成薄膜状态，以满足胶接需要；近来，愈来愈为大工业生产所接受。因为，这种称之为“热熔胶膜”的胶接材料有其特有的长处：1)操作简便。没有烦琐的施胶过程，只要将热熔胶膜铺叠于胶接联接处便可。2)热熔粘接，完成一个胶接零件熔接只须几秒、几十秒，可大大提高工效。3)热熔胶膜的生产、使用过程中没有污染。正因为如此，我们引进的汽车工业生产中，大量地使用了热熔胶膜。为使乘坐汽 车人员保持比较好的工作和乘坐环境，如作为汽车装修用的内部车顶，常与绝热、隔音，车内装饰、还必须有一定的刚度(以便于安装、保持形状稳定)，如此而 形成车顶用复合材料。车顶由七层材料复合，总厚度约为7mm；其间以三层热熔胶膜粘合、随之成型为 汽车总装所须造型。其中两层热熔胶膜(图一的4、6)中填充了玻璃纤维增强短段，车顶的整体刚度由此而来。复合、成型在一条生产线上完成。上海“桑塔纳”为典型的汽车车顶就是如此，随着整车的引进，同时也引进了制造车顶的生产线、技术和材料；热熔胶膜原用瑞士XIRO公司的材料，与大规模的汽车生产及生产工艺相当适配。我国没有相应的材料，因而，我们开展了这项材料的国产化研制工作。我们剖析进口材料，借鉴国外样品，结合我国原材料市场情况，开展了工作。首先，从热熔胶的胶接性能伊始，并能形成有良好的 流变性、成膜性的树脂体系；从粘接、流变、成膜三大因素出发，选择、合成、配兑、优化树脂，确立了树脂体系，完成了试验室制膜工作。随后，进行中间试验， 完成了准工业生产的试验研究工作；最后，完成工业规模的试生产以及相应配套工艺、装备。走完 了研制生产的全过程，形成了产品，正在逐步取代进口产品；获取经济效益。一、基本组成及确定借鉴进口样品，我们以国产EVA为基础树脂，经过改性、形成的树脂体系。1)热熔胶的增粘采用石油树脂，增粘树脂对粘接性能的影响见表1、图二。热熔胶膜中，增粘剂对其粘接性能的影响较大，通过它，调节胶粘剂的粘接强度颇为有效，粘接汽车部件要求HM-1胶膜须要有好的胶接强度，却通不过部件生产线生产工艺的全过程 。复合好板材的HM-1胶膜，在生产线的末端粘住了生产线端头的氟橡胶带一生产好产品，却难以下线；热熔胶膜在使用生产工艺一步之遥的不可行，前面的全部研究工作将会功亏一篑!经过研究，明确这是粘接强度 过高带来的弊病；通过对胶接强度的调整，将粘接强度控制在一定区间；当然，调整粘接强度时其中增粘剂贡献为大。如此，形成的HM-1B胶膜，粘接强度技术指标与别的材料(如HM-1A胶膜)不同，有两个数值：额外增加了一个强度的上限值。2)防粘剂的加入热熔胶膜靠加热熔融粘接不同材料和零件，与通常的聚乙烯、聚丙烯薄膜不 同的是：它有一定的粘接性、应该有比通常塑料膜高的表面能，可能在室温下会有粘性，研制热熔胶膜开始时，就观察到这个现象。热熔胶膜在汽车生产零、部件生 产线，卷装的胶膜能否于生产线上开卷，同样是热熔胶膜必须要突破的技术。我们采用了不同的防粘剂，试验得出表2、图三及表3的结果。防粘剂减轻了胶膜的自粘性，同时也降低了热熔胶膜的粘接强度；对自粘性 的考核，目前还没有成熟的试验方法和鉴别指标，还只有通过工业生产出来的整卷膜、而后考察其开卷的情况。通过这些试验，我们得到了较为适应的防粘剂B、生产出了工业产品。 3)胶膜组成与耐热性能的关系随着生产汽车部件的工作温度不同，对热熔胶膜也有一定耐热性要求。例如，引进的“桑塔纳”汽车、德国大众公司就要求热熔胶 膜的耐热性为110，规范了检测车顶部件相应的耐热性试验方法，以差热分析扫描(DSC)检测热熔胶膜 的熔融温度。我们对研制热熔胶膜耐热性作了研究，首先，在胶膜的组成上引进了相应的聚合物，以改进耐热性。从表4的差热分析曲线的特徵参数可见，HM-1 胶膜的最高相变温度第二吸热峰的峰温都比现用进口胶膜高，熔融温度提高了；胶膜的耐热性更好了，我们按照德国大众公司的方法制造模拟试件，于110 下、顺利地通过了16小时的考核。表5、图四也可见，我们研制的胶膜，在不 同的热熔胶接温度下施工，其粘接性能均高于进口膜，能够适应生产线上施工温度的要求。二、工业规模试生产及膜的开口于65-1400挤出流涎制膜机(螺杆直径65mm，模头宽度1400mm)制成了1200mm宽度、性能合格的成卷胶膜；完善了成膜工艺，优化了工艺参数。逐一 克服了只有在准生产试验才可暴露的胶膜自粘性、表面质量不良等问题。此后，又于工业生产的150-2200挤出流涎制膜机(挤出螺杆150mm，模头宽度2200mm)研制成型出外观良好、卷绕整齐、性能合格，宽度为1800mm热熔 胶膜卷。胶膜的切口，是生产使用工艺的必须，与使用热熔胶膜相关的汽车部件生产 线上胶膜的成卷使用，连续生产、大面积胶接，已使得胶膜的整幅铺贴工艺不得 不考虑膜下憋闷的空气泡问题一胶膜必须要透气大众公司的材料技术规范规 定：胶膜要有切口、切口的个数为62500个/m2， 进口胶膜已有行距2mm、间距 4mm、长4mm的切缝，每平方米正好是这个数。对于已经成形好的胶膜来说，这是一个最后的机械加工问题，要选用、或者制造能完成这道工序相应的设备。市 场上买不到这类设备，我们采取了后者：在机械设计、制造专业的密切协同下，完成了热熔胶膜切口机的研制、设计、制造，也完成了热熔胶膜最后一步工序的研究 和生产。因此，根据汽车工业生产的需要，我们已经研制、生产了不同工艺性能的两 类胶膜。现已形成可从国产原材料开始，经过一系列加工，工业批量生产、幅宽 可达1600mm的各种不同规格热熔胶膜。三、产品性能 将已于工业生产1600mm幅宽的HM-1胶膜进行一系列性能测试、并与进口 胶膜(以下简称S膜)平行检测，得出以下结果。1)物理性态平方米质量 40 g/m2厚度 0.040.05 mmDSC图最高相变点温度 HM-1A 155.5 HM-lB 159.32)与聚氨脂硬泡沫塑料板材的胶接剥离(表6)试样制备： 硬泡沫板与TC布以热熔胶膜胶接 胶接温度控制 190*45sec。 胶接压力控制 未压缩前总厚度5.75mm，限厚控制5mm3)胶接面布/软泡沫塑料片材的剥离性能(表7) 制样热压温度 19045sec。 胶接压力控制 未压缩前总厚度7.45mm， 压缩控厚6mm。4)胶接TC布/TC布剥离性能(表8) TC布间用热熔胶膜粘接，190。30sec压熨，制取试样。四、后记胶粘剂中，热熔胶膜以便捷、高效、无污染，在大规模的汽车工业生产中得 到青睐，我们以汽车工业生产引进的热熔胶膜国产化为契机、研制汽车工业生产 用热熔胶膜。研制过程中，深感热熔胶膜在研制、生产、使用的优越特性，西方 国家的制造业中，已大力研究、应用热熔胶膜；我国在这方面的应用和研究还不 甚多，除EVA树脂基外，尼龙、聚酯、聚胺酯等作为基体树脂的热熔胶