CN111255782A - 一种汽车尾门的粘接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车尾门的粘接方法，涉及汽车零部件制作技术领域。该方法包括首先分别对所述内板和外板进行清洗，清洗结束后对所述内板和外板的表面进行处理以使表面处于干燥状态，再分别对所述内板和外板进行火焰处理，使所述内板和外板的表面达因值均不小于42，且使所述内板的表面粗糙度Sq1＞0.2um、所述外板的表面粗糙度Sq2＞0.1um，最后分别在所述内板和外板的表面涂胶，并在预设的温度下将所述内板和外板压合，以得到粘贴后的汽车尾门。本发明提供的汽车尾门的粘接方法，解决了汽车塑料尾门的内外板连接工艺稳定性差的问题，为汽车的轻量化设计提供了新的方法。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件制作技术领域，具体涉及一种汽车尾门的粘接方法。
背景技术
汽车尾门作为汽车的一个重要部件，其不仅承担了汽车后部的造型美观效果，还要作为防护车身后部的安全装置。以前大部分的汽车后尾门均采用钣金冲压件制成，然而其较明显的缺点为：开发周期长、开发模具多、产品重量重等，当汽车尾门的重量过重时，会导致汽车整体重量增加，从而间接增加燃油及碳排放，不符合如今推行的低碳环保发展理念。
因此，轻量化是如今汽车发展的趋势，轻量化材料对汽车轻量化的贡献率超过50％，越来越多的金属零件被复合材料代替，尤其是树脂基复合材料的应用更是大幅度的降低整车的重量，汽车塑料材料尾门应运而生，并成为各大汽车制造商车身部件模块化的重要方向。
随着材料的不断改进，传统的连接技术已无法满足复合材料的连接要求，导致后尾门内板与外板的配合质量差，致使塑料后尾门的使用寿命很低。胶接作为一种具有良好应用前景的新型连接工艺，可以用于复合材料之间的粘接固定，但其工艺流程长、效率低、成本高、工艺稳定性差，一般在粘接前需要底涂，而在进行底涂前需要对粘接对象凭经验打磨，但是打磨状态往往得不到一致性保证，其对胶接的可靠性具有较大的影响，直接影响了后尾门内板与外板的粘接牢度。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种汽车尾门的粘接方法，解决了汽车塑料尾门的内外板连接工艺稳定性差的问题，为汽车的轻量化设计提供了新的方法。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
分别对所述内板和外板进行清洗，清洗结束后对所述内板和外板的表面进行处理以使表面处于干燥状态；
分别对所述内板和外板进行火焰处理，使所述内板和外板的表面达因值均不小于42，且使所述内板的表面粗糙度Sq1＞0.2um、所述外板的表面粗糙度Sq2＞0.1um；
分别在所述内板和外板的表面涂胶，并在预设的温度下将所述内板和外板压合，以得到粘贴后的汽车尾门。
在上述技术方案的基础上，分别对所述内板和外板进行1次火焰处理，在进行火焰处理时，火焰处理温度为500～800℃，火焰处理速度为500～1000mm/s，火焰处理时距离所述内板和外板的距离均为50～100mm。
在上述技术方案的基础上，在分别对所述内板和外板进行清洗时，清洗时的环境温度为15～35℃，清洗时所述内板和外板的表面温度均不小于15℃。
在上述技术方案的基础上，采用异丙醇分别对所述内板和外板进行清洗。
在上述技术方案的基础上，分别在所述内板和外板的表面涂胶时，涂胶时的环境温度为10～30℃，涂胶时距离所述内板和外板的距离均为2～6mm，涂胶速度为200～800mm/s。
在上述技术方案的基础上，涂胶时的涂胶宽度为5～10mm，涂胶厚度为0.5～3mm。
在上述技术方案的基础上，采用双组份聚氨酯胶分别在所述内板和外板的表面涂胶。
在上述技术方案的基础上，将所述内板和外板进行压合的压合温度为100～150℃，压合时间为100～200s。
在上述技术方案的基础上，所述汽车尾门的初始粘接强度大于2.0MPa，对应的胶层内聚破坏面积大于70％。
在上述技术方案的基础上，所述汽车尾门湿热老化后的粘接强度大于1.5MPa，对应的胶层内聚破坏面积大于70％。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明提供的汽车尾门的粘接方法，调整施工工艺条件，通过对汽车尾门的内板和外板材料的表面进行清洗和火焰处理后，使得内板和外板的表面达因值均不小于42，内板的表面粗糙度Sq1＞0.2um，外板的表面粗糙度Sq2＞0.1um，在此条件下压合得到的汽车尾门的粘接性能得到了较大的提升，初始粘接强度大于2.0MPa，胶层内聚破坏面积大于70％，湿热老化后的粘接强度大于1.5MPa，胶层内聚破坏面积大于70％，粘接强度完全符合设计需求，保证了汽车尾门内板和外板粘接的稳固性和牢固性，且本方法效率高，操作方便，轻量化的树脂基复合材料的胶粘剂的应用较好的减轻了车身重量。
附图说明
图1为本发明实施例中的外板火焰处理前的扫描电镜图；
图2为本发明实施例中的外板火焰处理后的扫描电镜图；
图3为本发明实施例中的内板火焰处理前的扫描电镜图；
图4为本发明实施例中的内板火焰处理后的扫描电镜图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种汽车尾门的粘接方法，汽车尾门具体包括内板和外板，粘接方法的步骤包括：首先分别对内板和外板进行清洗，清洗结束后对内板和外板的表面进行处理，以使内板和外板的表面处于干燥状态；再分别对内板和外板进行火焰处理，使内板和外板的表面达因值均不小于42，且使内板的表面粗糙度Sq1＞0.2um、外板的表面粗糙度Sq2＞0.1um；最后分别在内板和外板的表面涂胶，并在预设的温度下将内板和外板压合，以得到粘贴后的汽车尾门。其中，内板的材料采用长玻纤增强聚丙烯PP-LGF(Polypropylene long glass fiber)，外板的材料采用聚丙烯PP(Polypropylene)。
具体的，采用异丙醇分别对内板和外板进行清洗，在分别对内板和外板进行清洗时，清洗时的环境温度为15～35℃，相对湿度控制在40％-70％，且清洗时内板和外板的表面温度均不小于15℃，清洗完成后，清洗车间保持通风，并将内板和外板的表面用干净的无纺布擦拭，使表面干燥。
具体的，分别对内板和外板均只进行1次火焰处理，在进行火焰处理时，火焰处理温度为500～800℃，火焰处理速度为500～1000mm/s，火焰处理时枪头距离内板和外板的距离均为50～100mm。参见图1-图4所示，火焰处理后用达因笔分别测试内板和外板的表面达因值，使内板和外板的表面达因值均不小于42，并用电子显微镜测试火焰处理前后的外板和内板的表面粗糙度，使火焰处理后的外板的表面粗糙度Sq2＞0.1um，内板的表面粗糙度Sq1＞0.2um，以保证内板和外板之间能够粘接的更牢固，整体的尾门结构更为稳定。火焰处理前后内板和外板的表面粗糙度如表1所示：
表1火焰处理前后的内板和外板的表面粗糙度
| 样品状态 | 内板表面粗糙度Sq<sub>1</sub>(um) | 外板表面粗糙度Sq<sub>2</sub>(um) |
| 火焰处理前 | 0.085 | 0.187 |
| 火焰处理后 | 0.114 | 0.24 |
具体的，分别在内板和外板的表面涂胶时，用双组份聚氨酯胶分别在内板和外板的表面涂胶，涂胶时的环境温度为10～30℃，涂胶时距离内板和外板的距离均为2～6mm，涂胶速度为200～800mm/s，涂胶的操作时间控制在100-200s之间。其中，涂胶时的涂胶宽度为5～10mm，涂胶厚度为0.5～3mm。涂胶结束后，对内板和外板进行压合，压合时压合热发生器的温度范围为120-180℃，压合温度为100～150℃，压合时间为100～200s。
依次经过清洗、火焰处理、涂胶和压合等工序后，外板与内板相互紧密粘接形成汽车尾门，且得到的汽车尾门的粘接强度完全符合设计需求，即初始粘接强度大于2.0MPa，对应的胶层内聚破坏面积大于70％，湿热老化后的粘接强度大于1.5MPa，对应的胶层内聚破坏面积大于70％。
本粘接方法调整了施工工艺条件，通过对汽车尾门的内板和外板材料的表面进行清洗和火焰处理后，使得内板和外板的表面达因值均不小于42，内板的表面粗糙度Sq1＞0.2um，外板的表面粗糙度Sq2＞0.1um，在此条件下压合得到的汽车尾门的粘接性能得到了较大的提升，初始粘接强度大于2.0MPa，对应的胶层内聚破坏面积大于70％，湿热老化后的粘接强度大于1.5MPa，对应的胶层内聚破坏面积大于70％，粘接强度完全符合设计需求，保证了汽车尾门内板和外板粘接的稳固性和牢固性。其中，为了进一步的说明表面达因值为42时内板和外板的粘接情况，分别就内板和外板处于不同表面达因值时按照技术标准进行了相关实验，具体如表2所示：
表2内板和外板处于不同表面达因值时在技术标准条件下的试验参数
下面结合具体的实施例对本发明做出进一步详细的说明。
实施例1
内板采用PP-LGF40，外板采用PP+EPDM-TD30，对内板和外板分别进行清洗，清洗时的环境温度为15℃，相对湿度控制为40％，且清洗时内板和外板的表面温度均等于15℃，清洗完成后，清洗车间保持通风，并将内板和外板的表面用干净的无纺布擦拭，使表面干燥；再分别对内板和外板均只进行1次火焰处理，在进行火焰处理时，火焰处理时枪头距离内板和外板的距离均为50mm，火焰处理速度为1000mm/s，火焰处理温度为510℃，火焰处理后用达因笔分别测试内板和外板的表面达因值，使内板和外板的表面达因值均不小于42，并用电子显微镜测试火焰处理前后的外板和内板的表面粗糙度，使火焰处理后的外板的表面粗糙度Sq2＞0.1um，内板的表面粗糙度Sq1＞0.2um。
其次采用双组份聚氨酯胶分别在内板和外板的表面涂胶，涂胶时胶罐的温度为10℃，胶枪距离内板和外板的距离均为2mm，涂胶速度为800mm/s，其中，涂胶时的涂胶宽度为9mm，涂胶厚度为0.5mm。最后在预设的温度下将内板和外板压合，以得到粘贴后的汽车尾门。这里的预设的温度为压合温度，此时压合温度为120℃，胶接温度为100℃，压合时间为100s。其中，本实施例对应的汽车尾门在检测时的性能参数如表3所示：
表3实施例1的汽车尾门在检测时的性能参数
实施例2
内板采用PP-LGF40，外板采用PP+EPDM-TD30，对内板和外板分别进行清洗，清洗时的环境温度为35℃，相对湿度控制为70％，且清洗时内板和外板的表面温度均等于30℃，清洗完成后，清洗车间保持通风，并将内板和外板的表面用干净的无纺布擦拭，使表面干燥；再分别对内板和外板均只进行1次火焰处理，在进行火焰处理时，火焰处理时枪头距离内板和外板的距离均为100mm，火焰处理速度为500mm/s，火焰处理温度为650℃，火焰处理后用达因笔分别测试内板和外板的表面达因值，使内板和外板的表面达因值均不小于42，并用电子显微镜测试火焰处理前后的外板和内板的表面粗糙度，使火焰处理后的外板的表面粗糙度Sq2＞0.1um，内板的表面粗糙度Sq1＞0.2um。
其次采用双组份聚氨酯胶分别在内板和外板的表面涂胶，涂胶时胶罐的温度为30℃，胶枪距离内板和外板的距离均为2mm，涂胶速度为200mm/s，其中，涂胶时的涂胶宽度为10mm，涂胶厚度为2.3mm。最后在预设的温度下将内板和外板压合，以得到粘贴后的汽车尾门。这里的预设的温度为压合温度，此时压合温度为180℃，胶接温度为150℃，压合时间为200s。其中，本实施例对应的汽车尾门在检测时的性能参数如表4所示：
表4实施例2的汽车尾门在检测时的性能参数
实施例3
内板采用PP-LGF30，外板采用PP+EPDM-TD20，对内板和外板分别进行清洗，清洗时的环境温度为28℃，相对湿度控制为60％，且清洗时内板和外板的表面温度均等于28℃，清洗完成后，清洗车间保持通风，并将内板和外板的表面用干净的无纺布擦拭，使表面干燥；再分别对内板和外板均只进行1次火焰处理，在进行火焰处理时，火焰处理时枪头距离内板和外板的距离均为60mm，火焰处理速度为600mm/s，火焰处理温度为700℃，火焰处理后用达因笔分别测试内板和外板的表面达因值，使内板和外板的表面达因值均不小于42，并用电子显微镜测试火焰处理前后的外板和内板的表面粗糙度，使火焰处理后的外板的表面粗糙度Sq2＞0.1um，内板的表面粗糙度Sq1＞0.2um。
其次采用双组份聚氨酯胶分别在内板和外板的表面涂胶，涂胶时胶罐的温度为20℃，胶枪距离内板和外板的距离均为3mm，涂胶速度为350mm/s，其中，涂胶时的涂胶宽度为10mm，涂胶厚度为2.6mm。最后在预设的温度下将内板和外板压合，以得到粘贴后的汽车尾门。这里的预设的温度为压合温度，此时压合温度为180℃，胶接温度为140℃，压合时间为140s。其中，本实施例对应的汽车尾门在检测时的性能参数如表5所示：
表5实施例3的汽车尾门在检测时的性能参数
实施例4
内板采用PP-LGF30，外板采用PP+EPDM-TD20，对内板和外板分别进行清洗，清洗时的环境温度为28℃，相对湿度控制为60％，且清洗时内板和外板的表面温度均等于25℃，清洗完成后，清洗车间保持通风，并将内板和外板的表面用干净的无纺布擦拭，使表面干燥；再分别对内板和外板均只进行1次火焰处理，在进行火焰处理时，火焰处理时枪头距离内板和外板的距离均为75mm，火焰处理速度为700mm/s，火焰处理温度为800℃，火焰处理后用达因笔分别测试内板和外板的表面达因值，使内板和外板的表面达因值均不小于42，并用电子显微镜测试火焰处理前后的外板和内板的表面粗糙度，使火焰处理后的外板的表面粗糙度Sq2＞0.1um，内板的表面粗糙度Sq1＞0.2um。
其次采用双组份聚氨酯胶分别在内板和外板的表面涂胶，涂胶时胶罐的温度为20℃，胶枪距离内板和外板的距离均为3mm，涂胶速度为550mm/s，其中，涂胶时的涂胶宽度为8.6mm，涂胶厚度为1.5mm。最后在预设的温度下将内板和外板压合，以得到粘贴后的汽车尾门。这里的预设的温度为压合温度，此时压合温度为160℃，胶接温度为150℃，压合时间为150s。其中，本实施例对应的汽车尾门在检测时的性能参数如表6所示：
表6实施例4的汽车尾门在检测时的性能参数
本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车尾门的粘接方法，汽车尾门包括内板和外板，其特征在于，其步骤包括：
分别对所述内板和外板进行清洗，清洗结束后对所述内板和外板的表面进行处理以使表面处于干燥状态；
分别对所述内板和外板进行火焰处理，使所述内板和外板的表面达因值均不小于42，且使所述内板的表面粗糙度Sq1＞0.2um、所述外板的表面粗糙度Sq2＞0.1um；
分别在所述内板和外板的表面涂胶，并在预设的温度下将所述内板和外板压合，以得到粘贴后的汽车尾门。
2.如权利要求1所述的一种汽车尾门的粘接方法，其特征在于：分别对所述内板和外板进行1次火焰处理，在进行火焰处理时，火焰处理温度为500～800℃，火焰处理速度为500～1000mm/s，火焰处理时距离所述内板和外板的距离均为50～100mm。
3.如权利要求1所述的一种汽车尾门的粘接方法，其特征在于：在分别对所述内板和外板进行清洗时，清洗时的环境温度为15～35℃，清洗时所述内板和外板的表面温度均不小于15℃。
4.如权利要求3所述的一种汽车尾门的粘接方法，其特征在于：采用异丙醇分别对所述内板和外板进行清洗。
5.如权利要求1所述的一种汽车尾门的粘接方法，其特征在于：分别在所述内板和外板的表面涂胶时，涂胶时的环境温度为10～30℃，涂胶时距离所述内板和外板的距离均为2～6mm，涂胶速度为200～800mm/s。
6.如权利要求5所述的一种汽车尾门的粘接方法，其特征在于：涂胶时的涂胶宽度为5～10mm，涂胶厚度为0.5～3mm。
7.如权利要求5所述的一种汽车尾门的粘接方法，其特征在于：采用双组份聚氨酯胶分别在所述内板和外板的表面涂胶。
8.如权利要求1所述的一种汽车尾门的粘接方法，其特征在于：将所述内板和外板进行压合的压合温度为100～150℃，压合时间为100～200s。
9.如权利要求1所述的一种汽车尾门的粘接方法，其特征在于：所述汽车尾门的初始粘接强度大于2.0MPa，对应的胶层内聚破坏面积大于70％。
10.如权利要求1所述的一种汽车尾门的粘接方法，其特征在于：所述汽车尾门湿热老化后的粘接强度大于1.5MPa，对应的胶层内聚破坏面积大于70％。
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- 2020-01-17 CN CN202010055489.8A patent/CN111255782B/zh active Active
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