【技术】汽车塑料尾门专用复合材料和胶粘剂粘接性能的研究

  的快速发展，汽车轻量化慢慢的变成了整个行业技术进步的主要方向。在此背景下，采用塑料材料取代钢材以实现更大程度的轻量化慢慢的变成了车辆设计中的一种有效手段。特别是针对汽车的核心部件，比如尾门，以塑代钢的理念备受关注。

  目前汽车塑料尾门的设计中，内板材料主要是采用PPLGF40（40%玻璃纤维增强的聚丙烯材料），而外板材料采取使用PP+EPDM-T30（30%改性聚丙烯材料，添加了乙丙橡胶和滑石粉）。这两者通过聚氨酯胶进行粘合连接。

  聚氨酯类胶粘剂是一种分子链中含有氨酯基（-NHCOO-）或异氰酸酯基（-NCO-）的胶粘剂。它由异氰酸酯和多元醇反应制成，其分子结构中软硬段交替排列，从而赋予其优异的力学性能和弹性，非常适用于动态接缝的粘接和密封。

  由于汽车尾门不仅是一个开闭件，还承担着外观展示和高安全性能的要求，所以塑料尾门的材料需求主要依赖于进口材料。这种技术在部分外资汽车品牌中得到应用，并且仅在有限的车型上实现量产。

  这些车型在塑料尾门的应用中，兼顾了轻量化设计、外观品质和安全性能的要求，突显了塑料材料和胶粘剂在汽车工业中的重要作用。

  对于五种不一样的牌号的PP-LGF40材料和五种不一样的牌号的PP+EPDM-T30材料，制作尺寸为100 mm×25 mm×2.5mm的条状试样。在制备试样后，使用酒精对试样表明上进行清洁，待表面晾干后，采取了火焰处理，同时使用达因笔来测试，以确保表面处理的效果符合要求。

  通过使用达因笔测试对经过火焰表面处理的试样做评估，试样的表面能达到48 J/m²以上的，被视为粘接前的合格样品。

  将双组分聚氨酯胶粘剂的A、B组分，按照预定的胶水配方比例，通过胶枪的静态混合胶嘴混合后，将混合后的胶液挤出在待粘接的材料片之间。在粘接过程中，样条的搭接长度被控制在（12.5±0.25）mm，同时胶层的厚度被维持在1.5 mm。在粘接过程中，需要确保胶层内部没有气泡，而试片四周溢出的多余胶体需要被仔细清理干净。

  随后被粘接的试片会受到500克的砝码的轻压，并在常温条件下固化2小时，以使其成型。一旦固化完成，会修剪去多余的胶体，然后从中选取粘接状态良好的样品，以进行后续的试验。这些步骤旨在确保双组分聚氨酯胶粘剂与材料的粘接质量，从而得到可靠的粘接效果。

  进行常温下的剪切强度测试时，首先将试样放置在(23±2) ℃，(55±5)%湿度条件下平衡48小时。测试步骤有助于评估材料与胶粘剂之间的粘接强度，为确认在给定的条件下所使用的材料组合能否满足力学性能的要求提供了关键数据。

  低温条件下进行剪切强度测试时，首先将试样放置在(-40±2) ℃温度下，保持4小时，然后在试验箱内进行剪切强度测试。

  对于高温剪切强度测试，将试样置于(90±2)℃温度下，保持24小时，然后在试验箱内进行剪切强度测试。

  进行热老化剪切强度测试时，试样会预先置于(90±2)℃，(65±5)%湿度的湿热箱内，保持168小时。之后，试样会在将其放置于常温环境箱内2小时后，进行剪切强度测试。

  在湿热剪切强度测试中，试样会预先置于(40 ±2) ℃，90%湿度的湿热箱内，保持96小时。然后试样会在将其放置于标准环境箱内冷却1小时后，进行剪切强度测试。

  对于冷热交变剪切强度测试，试样会预先置于冷热交变(90±2) ℃/3小时→(20±5) ℃/0.5小时→(-40±2) ℃/2小时→(20±5) ℃/0.5小时→的条件下，连续进行5次循环。然后，试样会在将其放置于常温下平衡2小时后，进行剪切强度测试。

  测试旨在评估材料与胶粘剂之间在不一样的温度和湿度条件下的粘接性能，以确认所使用的材料组合在不同环境下能否保持充足的粘接强度。

  结论：塑料尾门的成功开发在很大程度上取决于其专用复合材料与胶粘剂的粘接性能。为确保塑料尾门在实际应用过程中满足所需的性能要求，必须确定塑料尾门基材和胶粘剂材料的性能标准及测试评价方法。

  在确保塑料尾门的安全性能方面，双组分聚氨酯胶粘剂表现出出色的抗低温剪切能力，保障了尾门在极寒环境下的安全性。然而必须要格外注意的是，在高温环境下，剪切强度明显降低，这是塑料尾门材料选择时要重点关注的指标之一。