汉高公司研发出新型汽车抗撞击胶粘剂

导语：一系列采用新结构的胶粘剂适用于各种最极端条件，不但可以使汽车更安全、质量更而且更加环保。

几十年来，汽车制造商一直利用胶粘剂来加强车体的焊接强度。传统胶粘剂可以承受日常驾驶的机械应力，但有一个严重的缺陷：由于其本身的脆性，无法承受严重的撞击。

在极端条件下进行碰撞测试时，由传统胶粘剂粘合的两块部件必然会像拉链一样裂开 -- 零部件只能完全依靠焊缝中的螺母和螺栓保持稳固。这种办法会使汽车更重、造价更高、排放量更高，汽车制造商在关键的碰撞安全部件中不使用这种胶粘剂。

汽车制造商面临的问题是，到目前为止，尚无足够强劲或可靠的胶粘剂能够在极端撞击实验中不发生断裂。不过，汉高公司国际胶粘剂技术平台通过技术创新，已成功研制出适用于最极端环境的高强度结构胶粘剂系列，遇撞击不断裂，同时在其他各方面保持良好性能。

这种新型胶粘剂令汽车更安全，也更轻。有了这种专用增强胶粘剂，就可以在制造车身时采用更薄的金属面板，减轻车重。汽车越轻，油耗也就越少，最终减少每辆汽车二氧化碳排放量。

“汉高亚太区汽车部门业务总监George Kazantzis指出：“几家汽车制造商已经开始采用结构胶粘剂，优化车身的抗撞击性能。这种新型胶粘剂可以广泛应用用于车顶与车身侧面连接处的密封、轮毂等。”

·因为提高了粘合性能的工艺可靠度，所以可以减少焊点，从而大幅节约成本；

·能够实现自动化操作；

·抗撞击性能更好，有助于提高在NCAP（新车评估计划）中的抗撞等级，而无需增加车身用钢量；

·更多使用铝合金，因为铝合金的绝缘性能好，韧性高，可防止电腐蚀，并适应混合金属的不同胀差。

结构胶粘剂的演变

结构胶粘剂通常是由脆性胶粘剂基材构成，类似橡胶的软聚合物成“球状岛屿”状分布其中。胶粘剂固化时开始形成这些“岛状结构”，在这个过程中，起初均匀混合的两种成分几乎完全分离。专家描述这种形态的专用术语是“传统橡胶增韧”，但抗撞击胶粘剂的结构要复杂的多。

抗撞击的关键是固化后胶粘剂的形态。汉高公司已研发出一种柔性颗粒分布方式，可在胶粘剂固化前将这些几百纳米大小的颗粒均匀分布到整个基质中。

汉高公司负责研究聚合物化学的Rainer Schonfeld博士解释说，专家可以利用这种新颖的技术，精确控制胶粘剂的形态和内部粘接界面。

“专家们可以精确测算软硬成分之间的粘接界面对胶粘剂力学性能的影响”，Schonfeld博士称。 “汉高的专家们利用这项技术，研制出新一代抗撞击结构胶粘剂，它的热稳定性和抗撞击性能优于传统增强型胶粘剂10倍以上。这种胶粘剂已通过多种途径测试，包括专家们用来测试金属与金属连接的机械强度的落塔实验”，他说。

在落塔测试中，重量约500千克的物体从两米左右的高度坠落到试样上，试样由带顶帽结构的两块薄钢板粘接或点焊而成。汉高专家采用这种方法，研究试样的撞击性能。

在测试中，粘接而成的试样在撞击后，从顶部开始，出现一段褶皱变形，良好地吸收了冲击能量，粘接线也保持完好。相比之下，仅经点焊而成的试样变形幅度更大，能量几乎没有吸收。

在汽车业的应用

现在，汽车制造商可以买到完全契合其需求和生产工艺的胶粘剂。第一批抗撞胶粘剂“Terokal”于2004年在美国上市，福特将其应用于F-150皮卡系列，从而取得了同类车中最高的抗撞等级。

尽管有这些优点，但汽车制造商尚未充分发挥这种抗撞击胶粘剂的潜力。焊接工艺是高度成熟的技术，几十年来已被广为接受，但是工程师们也正在逐步采用胶粘剂粘接技术。

但实际上，粘接接头已几乎能完全取代传统的点焊--在胶粘剂固化前，只需少许点焊来帮助固定粘结车身部件。除了提高安全性外，这项技术也有可能大幅降低成本。

“汽车制造业市场正面临着巨大的成本竞争压力”，汉高亚太区汽车部门业务总监George Kazantzi指出。 “大多数汽车制造商正积极寻求削减总成本的举措，因此更加倚重自己的供应链。但只有在设计环节中进行充分考虑，才能体现这些技术的全部优势。因为在概念引入后，可能仍需数年才能正式投产”。

“由于采购结构胶粘剂的投资并不太大，产量较低的厂家也能与产量较高的厂家一样，享受新技术带来的好处”，George Kazantzi称。

今天，利用计算机设计开发新车身并模拟其机械性能已是工程师们的标准做法。但是，对传统的数字模拟技术而言，确定胶粘剂粘接时的用量仍然是重大的挑战。

不过，专家们希望，到2010年时，能针对这些应用领域，进一步研发有限元法和其他技术，为粘接的可靠性提供所需的计算支持。George Kazantzi认为，由于不同供应规格等诸多因素，用于金属粘结的传统结构胶粘剂在价格上已相差悬殊。

“但新技术发展的前提，通常取决由这种改变带来的增值幅度”，他说。 “在生产中采用这种技术的客户，通常不是用来取代现有的胶粘剂，而是用于更换或增加机械紧固件。在这种情况下，方案的价值必须考虑其对总生产成本的影响。”

（文章来源：盖世汽车网）