RTV1|矽膠在汽車燈上的應用

康達科技集團(Qanta Group)是全球領先的有機矽解決方案供應商之一,致力於提供個性化的有機矽解決方案。其擁有從金屬矽到特種有機矽材料的全方位產品供應鏈。主要業務為特用化學品技術及特殊SILICONE與複合材料相關應用製程技術材料開發、設計、銷售。目前已有18年以上曆史,與全球500強企業有合作銷售經驗,是一家集科研,開發,生產及銷售為一體的國家級高新技術企業,擁有國際化品質,技術和管理及提供一條龍Silicone 材料應用整合。公司擁有廣泛的銷售和研發網絡,可提供有利於未來可持續發展的創新技術和基於市場需求的解決方案。


    汽車車燈作為汽車必不可少的一個組件,在夜間照明、行車信號、霧大防撞、轉向標誌等方麵發揮著重要作用,是汽車安全行駛的重要保障。在汽車車燈製作中,為了將配光鏡與燈殼進行密封,必須使用密封膠進行粘接。

    在車燈粘接應用中,首先車燈密封膠要受到燈泡發射出來的熱量影響,在相應的高溫環境下必須保證其粘接和密封性能不發生變化,同時不能釋放出有機氣體,產生霧化現象,且不發黃,影響外觀;其次當車燈密封膠受到太陽光中的紫外線照射時,不會發生膠層龜裂等老化現象,這就要求車燈密封膠需要具有良好的耐紫外老化性能;最後車燈密封膠還會受到水汽、雨水的長時間侵蝕,要保證其密封性能不會因此而受到影響。


    目前國內使用的車燈密封膠主要為熱熔丁基膠、熱反應型聚氨酯熱熔膠及有機矽膠密封膠。使用普通熱熔膠密封後的車燈常有漏水、膠層龜裂、粘接力差、起霧等問題,影響駕乘安全。有機矽膠密封製品因其獨特的分子結構,具有良好的粘接性、優異的耐高低溫性、卓越的耐候性、良好的憎水性、極佳的電氣性能及耐化學品腐蝕性等特點,在汽車密封中得到廣泛的應用。 

一、良好的粘接性

    車燈製作中,大部分的材料為塑料。燈殼的製作材料有ABS、PCPP等,配光鏡的製作材料從傳統的玻璃材質變為現在廣泛應用的PC材料。良好的粘接性可以保證車燈完好的氣密性且能防止車燈脫落。如果粘接性能不好,車燈容易出現漏水等不良情況,這將會大大縮減車燈的使用壽命。下表為密封膠對幾種常見車燈用材料的粘接性能測試情況,呈現出有機矽密封膠的良好粘接性。

基 材

無底塗/等離子處理

底塗/等離子處理

聚丙烯(PP)

聚碳酸脂(PC)

ABS

PMMA

環氧樹脂

酚醛樹脂

玻 璃

 

二、耐高溫性

    汽車在長時間行進中,車燈會一直保持較高的溫度,同時高溫也會傳遞到車燈密封膠上,破壞密封膠的粘接性,導致車燈密封失效。特殊的使用壞境要求密封膠具有優異的耐高溫性。下表是有機矽密封膠試樣養護結束後,在 150℃高溫下烘烤24h後的拉伸強度、拉斷伸長率及剪切強度的測試結果。 

性能

拉伸強度,MPa

拉斷伸長率,%

剪切強度,MPa

初始狀態

2.3

252

1.2

150℃烘烤24h

2.0

226

1.2

由上表可見,在150℃高溫下烘烤24 h 後,密封膠的拉伸強度和剪切強度均未有明顯變化。在高溫條件下,有機矽密封膠不會失去其粘接性和彈性,仍然可以起到非常好的密封防水作用。

三、耐高低溫循環

汽車在嚴寒地區行駛時,隨著行駛時間的增長,車燈內環境溫度升高,車燈密封膠由零下低溫逐漸攀升到高溫,汽車停止行駛後,車燈密封膠的溫度又會慢慢下降至戶外溫度。為了測試有機矽密封膠的耐高低溫性能,實驗條件較實際環境更為嚴苛,會加速膠體老化。高低溫循環測試的溫度範圍是-40℃~85℃,取樣間隔為300h1000h。一個循環為:升溫至85℃,保持20h,再降溫到-40℃,保持10h。密封膠經過高低溫循環300h後進行彎曲測試,沒有出現開裂、部分分層及粘接損壞等現象,體現出極好的低溫柔性。經過高低溫循環1000h後,有機矽密封膠外觀未出現龜裂、分層等現象。所以具備優異耐高低溫性的有機矽密封膠應用在車燈上,確保了車燈在如漠河、西伯利亞及北歐等高緯度嚴酷低溫地區的正常工作。


300h高低溫循環的彎曲測試


圖為1000h高低溫循環的外觀狀態

 四、耐紫外老化

汽車長期在戶外使用,為確保能夠延長車燈使用壽命,車燈密封膠需要具有優異的耐紫外老化性。有機矽密封膠化學分子結構的主鏈全部是由Si-O-Si鍵構成,其化學鍵鍵能為444 kJ/mol高於300nm紫外光的能量398kJ/mol,即照射到地球表麵能量最高的紫外線不足以破壞有機矽的主鏈結構,保證其良好的耐紫外線性能。通過相應的耐紫外試驗驗證了這一性能。經過2000h的紫外老化試驗後,密封膠的外觀無明顯變化。


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