RTV1|硅胶在汽车灯上的应用

康达科技集团(Qanta Group)是全球领先的有机硅解决方案供应商之一,致力于提供个性化的有机硅解决方案。其拥有从金属硅到特种有机硅材料的全方位产品供应链。主要业务为特用化学品技术及特殊SILICONE与复合材料相关应用制程技术材料开发、设计、销售。目前已有18年以上历史,与全球500强企业有合作销售经验,是一家集科研,开发,生产及销售为一体的国家级高新技术企业,拥有国际化品质,技术和管理及提供一条龙Silicone 材料应用整合。公司拥有广泛的销售和研发网络,可提供有利于未来可持续发展的创新技术和基于市场需求的解决方案。


    汽车车灯作为汽车必不可少的一个组件,在夜间照明、行车信号、雾大防撞、转向标志等方面发挥着重要作用,是汽车安全行驶的重要保障。在汽车车灯制作中,为了将配光镜与灯壳进行密封,必须使用密封胶进行粘接。

    在车灯粘接应用中,首先车灯密封胶要受到灯泡发射出来的热量影响,在相应的高温环境下必须保证其粘接和密封性能不发生变化,同时不能释放出有机气体,产生雾化现象,且不发黄,影响外观;其次当车灯密封胶受到太阳光中的紫外线照射时,不会发生胶层龟裂等老化现象,这就要求车灯密封胶需要具有良好的耐紫外老化性能;最后车灯密封胶还会受到水汽、雨水的长时间侵蚀,要保证其密封性能不会因此而受到影响。


    目前国内使用的车灯密封胶主要为热熔丁基胶、热反应型聚氨酯热熔胶及有机硅胶密封胶。使用普通热熔胶密封后的车灯常有漏水、胶层龟裂、粘接力差、起雾等问题,影响驾乘安全。有机硅胶密封制品因其独特的分子结构,具有良好的粘接性、优异的耐高低温性、卓越的耐候性、良好的憎水性、极佳的电气性能及耐化学品腐蚀性等特点,在汽车密封中得到广泛的应用。 

一、良好的粘接性

    车灯制作中,大部分的材料为塑料。灯壳的制作材料有ABS、PCPP等,配光镜的制作材料从传统的玻璃材质变为现在广泛应用的PC材料。良好的粘接性可以保证车灯完好的气密性且能防止车灯脱落。如果粘接性能不好,车灯容易出现漏水等不良情况,这将会大大缩减车灯的使用寿命。下表为密封胶对几种常见车灯用材料的粘接性能测试情况,呈现出有机硅密封胶的良好粘接性。

基 材

无底涂/等离子处理

底涂/等离子处理

聚丙烯(PP)

聚碳酸脂(PC)

ABS

PMMA

环氧树脂

酚醛树脂

玻 璃

 

二、耐高温性

    汽车在长时间行进中,车灯会一直保持较高的温度,同时高温也会传递到车灯密封胶上,破坏密封胶的粘接性,导致车灯密封失效。特殊的使用坏境要求密封胶具有优异的耐高温性。下表是有机硅密封胶试样养护结束后,在 150℃高温下烘烤24h后的拉伸强度、拉断伸长率及剪切强度的测试结果。 

性能

拉伸强度,MPa

拉断伸长率,%

剪切强度,MPa

初始状态

2.3

252

1.2

150℃烘烤24h

2.0

226

1.2

由上表可见,在150℃高温下烘烤24 h 后,密封胶的拉伸强度和剪切强度均未有明显变化。在高温条件下,有机硅密封胶不会失去其粘接性和弹性,仍然可以起到非常好的密封防水作用。

三、耐高低温循环

汽车在严寒地区行驶时,随着行驶时间的增长,车灯内环境温度升高,车灯密封胶由零下低温逐渐攀升到高温,汽车停止行驶后,车灯密封胶的温度又会慢慢下降至户外温度。为了测试有机硅密封胶的耐高低温性能,实验条件较实际环境更为严苛,会加速胶体老化。高低温循环测试的温度范围是-40℃~85℃,取样间隔为300h1000h。一个循环为:升温至85℃,保持20h,再降温到-40℃,保持10h。密封胶经过高低温循环300h后进行弯曲测试,没有出现开裂、部分分层及粘接损坏等现象,体现出极好的低温柔性。经过高低温循环1000h后,有机硅密封胶外观未出现龟裂、分层等现象。所以具备优异耐高低温性的有机硅密封胶应用在车灯上,确保了车灯在如漠河、西伯利亚及北欧等高纬度严酷低温地区的正常工作。


300h高低温循环的弯曲测试


图为1000h高低温循环的外观状态

 四、耐紫外老化

汽车长期在户外使用,为确保能够延长车灯使用寿命,车灯密封胶需要具有优异的耐紫外老化性。有机硅密封胶化学分子结构的主链全部是由Si-O-Si键构成,其化学键键能为444 kJ/mol高于300nm紫外光的能量398kJ/mol,即照射到地球表面能量最高的紫外线不足以破坏有机硅的主链结构,保证其良好的耐紫外线性能。通过相应的耐紫外试验验证了这一性能。经过2000h的紫外老化试验后,密封胶的外观无明显变化。


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