汽車(chē)用膠粘劑的輕量化技術(shù)研究

楊文葉 姜子敬 常亞恩 閆雪燕 李文中 李振興 郭秋彥

（吉利汽車(chē)研究院（寧波）有限公司，寧波 315336）

主題詞：膠粘劑 輕量化 膠品性能 涂膠優(yōu)化 功能集成

1 前言

隨著汽車(chē)工業(yè)的高速發(fā)展，以智能化為趨勢(shì)和特征的新能源汽車(chē)將占據(jù)乘用車(chē)市場(chǎng)的主體。輕量化是新能源汽車(chē)在電池能量密度無(wú)法取得根本性突破的前提下，解決續(xù)駛里程焦慮最有效的手段，也是碳中和、碳達(dá)峰環(huán)保政策高壓下支撐汽車(chē)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)高速發(fā)展必經(jīng)之路。發(fā)展輕量化技術(shù)是國(guó)內(nèi)外汽車(chē)企業(yè)應(yīng)對(duì)能源環(huán)境挑戰(zhàn)的共同選擇，也是提升汽車(chē)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的必然選擇。汽車(chē)各系統(tǒng)更極致、更精益的輕量化設(shè)計(jì)，將助推汽車(chē)新四化“輕快”發(fā)展。汽車(chē)輕量化技術(shù)發(fā)展日益呈現(xiàn)出多元化、混合化的趨勢(shì)，未來(lái)車(chē)身必然是由多材料、多工藝構(gòu)成的最精益設(shè)計(jì)的混合車(chē)身。此外，隨著客戶(hù)對(duì)乘用車(chē)舒適度、安全、NVH、環(huán)保性能要求越來(lái)越高，異種材料連接技術(shù)和對(duì)車(chē)身用多功能高性能膠粘劑的需求和研究日趨重要和迫切。

汽車(chē)用膠粘劑是一種起連接作用的物質(zhì)，應(yīng)用于同種或異種材料之間，起連接、固定、減振、吸能或密封的作用。膠粘劑按粘接形式主要分為結(jié)構(gòu)型和非結(jié)構(gòu)型。結(jié)構(gòu)型膠粘劑用于結(jié)構(gòu)單元的固定粘接，多用于金屬與金屬或金屬與非金屬材料的連接，同時(shí)起到連接和結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的作用。非結(jié)構(gòu)型膠粘劑多用于表面涂敷、密封和功能性粘接，典型的非結(jié)構(gòu)膠粘劑包括焊縫密封膠、抗石擊涂料、阻尼膠。汽車(chē)用膠粘劑按照施工車(chē)間的不同通常分為焊裝膠、涂裝膠和總裝膠。其中，焊裝膠和總裝膠主要是以環(huán)氧、聚氨酯或丙烯酸基為主的結(jié)構(gòu)型膠粘劑，具有高剪切強(qiáng)度、高模量，主要應(yīng)用于鈑金連接或鈑金與其它材料的連接，可有效提升車(chē)身的剛度，保證車(chē)身的結(jié)構(gòu)安全。涂裝膠主要以橡膠基或PVC 基為主的非結(jié)構(gòu)型膠粘劑，主要應(yīng)用于車(chē)身鈑金搭載或大平面鈑金區(qū)域，其高斷裂伸長(zhǎng)率和阻尼性能，旨在保證車(chē)身的密封性、抗石擊或吸能減振。

粘接是汽車(chē)制造的關(guān)鍵工藝技術(shù)，膠粘劑單車(chē)用量達(dá)15 kg以上。在汽車(chē)各個(gè)系統(tǒng)都追求極致輕量化的設(shè)計(jì)需求下，汽車(chē)膠粘劑的輕量化也是各大整車(chē)廠不斷探索攻克的方向。目前車(chē)身膠粘劑主要從以下4個(gè)方面進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)：

（1）降低膠體本身的密度，開(kāi)發(fā)中空玻璃微珠填充的低密度型PVC膠，應(yīng)用于車(chē)身焊縫密封和抗石擊底涂膠，降低汽車(chē)膠品用量；

（2）開(kāi)發(fā)可噴涂型性能更優(yōu)、密度更低的水性阻尼材料，代替?zhèn)鹘y(tǒng)瀝青阻尼板，同時(shí)優(yōu)化涂膠區(qū)域和尺寸，直接減少膠體用量，在實(shí)現(xiàn)輕量化效果的同時(shí)提升車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量；

（3）開(kāi)發(fā)高強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠代替焊點(diǎn)，解決輕量化材料混合應(yīng)用的連接問(wèn)題，并提高車(chē)身整體的剛度，減少鈑金加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作量；

（4）開(kāi)發(fā)功能集成的多合一膠品，例如高阻尼PVC 抗石擊涂料，具有吸能減振和抗石擊的雙重功能，噴涂于車(chē)底可同時(shí)起到阻尼和抗石擊的效果，避免了同區(qū)域重復(fù)噴涂多種膠品造成的質(zhì)量增加。

2 低密度型PVC膠

2.1 低密度型PVC膠簡(jiǎn)介

低密度型PVC 膠是在普通型PVC 膠（密度為1.4～1.5 g/cm）中添加一定比例的中空薄壁、粒徑均勻、抗壓性能優(yōu)異的球形玻璃微珠，共混熟化而成。中空玻璃微珠在高壓輸送和噴涂時(shí)易破碎，導(dǎo)致膠體密度增加。因此，中空玻璃微珠的填充量需要控制在合適的范圍內(nèi)，在保證膠體性能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)輕量化。低密度型PVC 膠的干膜密度目前可做到1.0 g/mL以下，與普通型PVC 膠相比，可以實(shí)現(xiàn)降重30%以上。據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，低密度型抗石擊涂料目前主要應(yīng)用于外資和合資品牌車(chē)型，國(guó)內(nèi)主機(jī)廠也逐漸引入應(yīng)用，并且向更低密度方向發(fā)展。

低密度型PVC 膠在包裝、存儲(chǔ)、噴涂方面與普通型沒(méi)有差異，不涉及涂膠工藝、工程設(shè)計(jì)和關(guān)聯(lián)設(shè)備的變更。技術(shù)開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)主要是PVC 膠在生產(chǎn)和施工高壓下會(huì)導(dǎo)致玻璃微珠破碎，如果填充的玻璃微珠破碎就失去了減重作用，PVC 膠的密度會(huì)大幅上升，因此需要開(kāi)發(fā)滿足噴嘴粒徑和抗壓強(qiáng)度的高性能中空玻璃微珠。低密度PVC膠的驗(yàn)證除了進(jìn)行粘度、流掛性、拉伸性常規(guī)的性能驗(yàn)證外，還需要進(jìn)行關(guān)鍵的密度穩(wěn)定性測(cè)試，模擬低密度型PVC 膠生產(chǎn)高速攪拌、管道輸送、高壓噴涂環(huán)節(jié)的工況，驗(yàn)證高壓保壓72 h后密度的穩(wěn)定性，以保證PVC膠的低密度輕量化效果。膠品試板級(jí)性能驗(yàn)證需要將膠體噴涂至電泳板上（圖1），進(jìn)行剪切強(qiáng)度、鹽霧、柔韌性試驗(yàn)，保證膠體噴涂到鈑金的力學(xué)性能和功能性。低密度PVC 膠的整車(chē)搭載最后需要噴涂和烘烤工藝驗(yàn)證（圖2），以及整車(chē)路試確保無(wú)開(kāi)裂、脫落的質(zhì)量問(wèn)題。此外，整車(chē)廠的應(yīng)用需要根據(jù)低密度PVC 膠的技術(shù)特性和整車(chē)性能要求，建立企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和工藝規(guī)范，針對(duì)膠體、工藝匹配和整車(chē)應(yīng)用進(jìn)行充分驗(yàn)證，以滿足乘用車(chē)實(shí)際使用的工況要求。

圖1 PVC膠體性能驗(yàn)證

圖2 膠體應(yīng)用區(qū)域和整車(chē)性能驗(yàn)證

2.2 低密度型PVC膠應(yīng)用

圖3是某車(chē)型采用密度為1.1 g/cm的PVC焊縫密封膠涂膠示意圖，涂膠總長(zhǎng)度27 m。表1 中低密度PVC 焊縫密封膠輕量化收益顯示單車(chē)用量相比于普通型PVC 膠減少質(zhì)量2.2 kg，單車(chē)減重比例達(dá)27.2%。表2 中環(huán)保性能收益表明低密度型PVC 膠的溶劑用量降低，單車(chē)用量可減少60%VOC的釋放量。表3中低密度型PVC膠的拉伸強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均明顯優(yōu)于普通型PVC膠。此外，由于玻璃微珠是規(guī)則的球形且硬度高，圖4表明低密度PVC膠與普通型PVC膠相比耐磨性能優(yōu)異，PVC膠的凝膠分析結(jié)果顯示（圖5），低密度PVC膠的固化時(shí)間縮短，有效地降低了烘烤所需的能耗。

表1 低密度PVC焊縫密封膠輕量化收益

表2 低密度PVC焊縫密封膠環(huán)保性能收益

表3 低密度PVC焊縫密封膠力學(xué)性能

圖3 某車(chē)型低密度焊縫密封膠示意

圖4 PVC膠耐磨性能

圖5 PVC膠固化時(shí)間

3 LASD水性阻尼材料

3.1 LASD水性阻尼材料簡(jiǎn)介

為了給汽車(chē)駕乘人員提供安靜、舒適的環(huán)境，減少汽車(chē)行駛過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)，在汽車(chē)底板、輪罩、頂蓋、行李艙等部位應(yīng)用阻尼材料。水性阻尼材料（Liquid Applied Sound Deadener，LASD）和瀝青板基本性能對(duì)比見(jiàn)表4。傳統(tǒng)的車(chē)用熱熔型阻尼材料是以瀝青為主要基材，并輔以無(wú)機(jī)填料制成的阻尼板，經(jīng)過(guò)貼合形狀的裁剪布置在車(chē)身適合位置，可有效吸收振動(dòng)和噪聲產(chǎn)生的能量。但經(jīng)過(guò)高溫暴曬，瀝青材料會(huì)分解散發(fā)含有多環(huán)芳烴的氣體，造成車(chē)內(nèi)異味并對(duì)人體產(chǎn)生傷害。新型輕量化阻尼材料是1種以丙烯酸樹(shù)脂為基本成膜物，以水為分散介質(zhì)，輔以填料和助劑制備的水性高分子可噴涂環(huán)保型減振降噪阻尼材料。與瀝青阻尼材料相比，水性阻尼材料密度大幅降低，單車(chē)用量可減重45%以上。此外，LASD水性阻尼材料采用管道運(yùn)輸機(jī)器人噴涂，施工靈活且效率高，環(huán)保無(wú)異味，阻尼性能優(yōu)異，在滿足整車(chē)性能要求的同時(shí)可有效降低單車(chē)用量。

表4 LASD水性阻尼材料和瀝青板基本性能對(duì)比

LASD 水性阻尼膠由機(jī)器人自動(dòng)噴涂，經(jīng)高溫烘烤后固化，通過(guò)有效的能量轉(zhuǎn)換把結(jié)構(gòu)噪音轉(zhuǎn)換成熱能消耗，從而獲得優(yōu)異的阻尼效果。LASD 水性阻尼材料將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成熱能，隨溫度增加由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)換為粘流態(tài)，阻尼因子越高說(shuō)明系統(tǒng)損耗能量的能力越強(qiáng)。目前，GM、Ford、Audi、BMW 等歐美主流汽車(chē)廠家已普遍使用水性阻尼材料替代瀝青阻尼材料。國(guó)內(nèi)上汽、吉利、奇瑞等車(chē)企也率先在汽車(chē)涂裝工藝中以水性阻尼材料作為降噪減振材料。

如圖6 所示，水性LASD 材料的固化過(guò)程主要是水分揮發(fā)的物理過(guò)程，不涉及化學(xué)反應(yīng)。伴隨著乳液內(nèi)部水分的流失，高分子乳液顆粒開(kāi)始坍縮形變，最終當(dāng)水分完全揮發(fā)時(shí)，乳液顆粒破裂，高分子鏈發(fā)生形變，并且重新融合。降溫后，重新融合的高分子鏈固化，形成骨架。LASD水性阻尼膠在涂裝車(chē)間噴涂，隨白車(chē)身進(jìn)入烘房高溫固化。其材料開(kāi)發(fā)和性能驗(yàn)證需整車(chē)廠制定烘烤溫度和時(shí)間，避免烘烤不足或過(guò)度造成LASD涂膠表面膨脹、松弛、剝離、龜裂現(xiàn)象。

圖6 LASD水性阻尼材料固化機(jī)理

3.2 LASD水性阻尼材料優(yōu)化設(shè)計(jì)

LASD 水性阻尼材料主要布置在下車(chē)體底板、輪罩、備胎倉(cāng)鈑金位置，吸收車(chē)輛行駛過(guò)程中產(chǎn)生的路噪和振動(dòng)。以某車(chē)型設(shè)計(jì)優(yōu)化為例，采用的水性阻尼膠密度＜0.9 g/cm，彈性模量＞1 000 MPa，阻尼值＞0.25，車(chē)身的布置優(yōu)化設(shè)計(jì)流程如圖7。首先，創(chuàng)建網(wǎng)格模型，在圖8 車(chē)身模型的4 個(gè)輪心位置施加、、這3個(gè)方向的載荷激勵(lì)。然后，定義聲音輻射的面板為車(chē)身底板，對(duì)20～500 Hz 聲頻區(qū)間內(nèi)有尖銳聲的位置點(diǎn)進(jìn)行分析后處理。

圖7 LASD水性阻尼材料布置優(yōu)化流程

圖8 車(chē)身載荷激勵(lì)和聲音輻射面板定義

等效輻射功率（Equivalent Radiated Power,ERP）分析結(jié)果如圖9所示，結(jié)果表明，在62 Hz、90 Hz、131 Hz、183 Hz、233 Hz、278 Hz 頻率點(diǎn)，ERP 存在峰值。從這些頻率點(diǎn)中，選出節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)量大的位置，噴涂LASD水性阻尼材料，ERP 降低明顯，效果較好；噴涂2 mm 厚度的LASD水性阻尼膠比1 mm厚度的效果更優(yōu)。

圖9 等效輻射功率分析結(jié)果

根據(jù)圖9初步分析的結(jié)果進(jìn)行LASD水性阻尼材料布置方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在等效輻射功率的問(wèn)題頻率點(diǎn)按照?qǐng)D10 方案A 圖示整片布置2 mm 的LASD 水性阻尼膠，ERP降低明顯，LASD膠用量為3.74 kg。在方案A 基礎(chǔ)上優(yōu)化涂膠區(qū)域和涂膠厚度，識(shí)別區(qū)域1、2和12的涂膠厚度影響較小，可降低為1 mm涂膠，并且區(qū)域5 的涂膠貢獻(xiàn)較小，可取消。方案B 涂膠用量為3.04 kg，進(jìn)一步優(yōu)化涂膠方式和涂膠厚度，在車(chē)身底板問(wèn)題頻率點(diǎn)區(qū)域以條形分離狀涂膠代替整片涂膠的方式，兩道LASD膠條間距在0～20 mm之間，至少覆蓋80%以上的區(qū)域，可達(dá)到與方案比相近的阻尼效果。分析和驗(yàn)證結(jié)果顯示優(yōu)化方案C可行，涂膠用量2.04 kg，相比于初始方案減少1.7 kg，比用瀝青阻尼墊減重61.1%。涂膠優(yōu)化設(shè)計(jì)是膠品減重最直接和收益最可觀的輕量化技術(shù)。

圖10 LASD水性阻尼材料布置方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)

4 高強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠

4.1 高強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠介紹

隨著汽車(chē)輕量化要求的提高，多材料混合車(chē)身逐步成為趨勢(shì)，傳統(tǒng)的點(diǎn)焊連接已無(wú)法滿足要求。加強(qiáng)高強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠的開(kāi)發(fā)，使新材料在車(chē)身上得以更廣泛地應(yīng)用。近年來(lái)，車(chē)身結(jié)構(gòu)膠由豪華品牌逐步向大眾品牌車(chē)型擴(kuò)展，由最初的寶馬、奔馳品牌逐步擴(kuò)展至合資、自主品牌。隨著結(jié)構(gòu)膠技術(shù)的發(fā)展，各品牌車(chē)型結(jié)構(gòu)膠應(yīng)用逐漸成熟，由低于20 m 的用量，逐步增長(zhǎng)至大于80 m的用量。隨著車(chē)身材料混合應(yīng)用多樣化，結(jié)構(gòu)膠的應(yīng)用量和應(yīng)用車(chē)型必將更加豐富。

結(jié)構(gòu)膠主要用于車(chē)身鈑金搭接處，能承受較大載荷，且耐老化、耐疲勞、耐腐蝕性能優(yōu)異，在預(yù)期壽命內(nèi)性能穩(wěn)定，能夠起到連接及結(jié)構(gòu)增強(qiáng)作用?？紤]車(chē)身的性能需求等共6個(gè)維度，具體維度見(jiàn)圖11。

圖11 結(jié)構(gòu)膠選擇考量維度

結(jié)構(gòu)膠在車(chē)身上的應(yīng)用通過(guò)合理的設(shè)計(jì)選擇、仿真分析、試驗(yàn)可顯著提升車(chē)身的耐久、安全、剛度、NVH 性能。結(jié)構(gòu)膠的功能多樣化，除了結(jié)構(gòu)增強(qiáng)外，異種材料的連接、避免焊點(diǎn)開(kāi)裂、工藝不可點(diǎn)焊區(qū)域的連接，以及外觀要求不能焊接的區(qū)域都可以使用結(jié)構(gòu)膠，解決設(shè)計(jì)和工藝連接的問(wèn)題，突破傳統(tǒng)點(diǎn)焊連接的瓶頸。此外，結(jié)構(gòu)膠應(yīng)用可提升焊接密封性、減少焊點(diǎn)、降低成本。

4.2 高強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠性能和應(yīng)用研究

粘接作為代替點(diǎn)焊進(jìn)行車(chē)身增強(qiáng)和連接的關(guān)鍵技術(shù)，其力學(xué)性能、抗疲勞性能、鋼板連接匹配以及焊接工藝對(duì)車(chē)身剛度和安全性能的影響至關(guān)重要。因此，在結(jié)構(gòu)膠應(yīng)用之前對(duì)其進(jìn)行選型和性能驗(yàn)證具有重大意義。

有相關(guān)研究表明鋼-鋼連接采用結(jié)構(gòu)膠連接強(qiáng)度優(yōu)于點(diǎn)焊和其它形式點(diǎn)連接，但吸能比點(diǎn)焊差。因此，車(chē)身吸能區(qū)域應(yīng)以點(diǎn)焊為主。承受同等的循環(huán)次數(shù)，膠焊接頭比點(diǎn)焊接頭承載力提升至少250%，結(jié)構(gòu)膠連接的抗疲勞特性明顯優(yōu)于點(diǎn)焊連接。因此，合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)膠連接區(qū)域?qū)φ?chē)性能的提升至關(guān)重要?；膹?qiáng)度對(duì)膠焊連接性能影響結(jié)果表明（圖12）：

圖12 板件強(qiáng)度對(duì)膠焊接頭的影響

（1）板件基材強(qiáng)度越高，膠焊接頭強(qiáng)度越高，膠焊接頭的失效速率越快；

（2）強(qiáng)度較高的板件組合，膠層越容易發(fā)生內(nèi)聚力失效；

（3）強(qiáng)度較弱的板件組合，膠層越容易發(fā)生界面失效和混合失效。

膠層的內(nèi)聚力失效是最大發(fā)揮結(jié)構(gòu)膠連接性能優(yōu)勢(shì)的理想失效模式，界面失效是需要規(guī)避的失效模式。結(jié)構(gòu)膠應(yīng)用需要根據(jù)車(chē)身不同區(qū)域的強(qiáng)度和失效速率進(jìn)行合理的板件組合設(shè)計(jì)。通常車(chē)身要求強(qiáng)度高和失效速率快的區(qū)域選擇強(qiáng)度較高的板材組合，對(duì)于強(qiáng)度要求不高，注重吸能緩沖的區(qū)域選擇強(qiáng)度較低的板材組合。此外，膠層焊接窗口的可焊性范圍與點(diǎn)焊相比，在較小的電流下，膠焊更易獲得較大直徑的焊核。在較高的焊接電流下，膠焊更易產(chǎn)生飛濺。因此，形成相同熔核直徑的焊核，膠焊相對(duì)于點(diǎn)焊所需電流較小，能耗較低。

某車(chē)身結(jié)構(gòu)考慮剛度、模態(tài)、疲勞、碰撞以及工藝可行性因素，在鋼鋁混合、結(jié)構(gòu)增強(qiáng)和剛度提升的關(guān)鍵區(qū)域采用高強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠（圖13），總長(zhǎng)度達(dá)49.15 mm，扭轉(zhuǎn)剛度提升10%，彎曲剛度提升7.5%，疲勞性能提升195%。分析結(jié)果表明，達(dá)到同樣的剛度和疲勞性能，采用高強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠比采用鈑金增厚減少鈑金質(zhì)量15 kg。結(jié)構(gòu)膠涂膠長(zhǎng)度在同級(jí)別車(chē)型中處于領(lǐng)先水平。

圖13 某車(chē)型結(jié)構(gòu)膠涂膠示意

5 高阻尼PVC抗石擊涂料

在PVC基抗石擊涂料中添加增韌助劑，使涂料在滿足抗石擊的同時(shí)能夠吸收低頻率的振動(dòng)能量，是1種集抗石擊、防腐和減振功能于一體的可噴涂型PVC溶膠，在200 Hz、23 ℃條件下的阻尼因子＞0.1。此種功能集成的抗石擊涂料也是一種車(chē)身外噴涂阻尼膠，最早應(yīng)用于歐洲車(chē)型，現(xiàn)國(guó)內(nèi)車(chē)型已逐步引用并優(yōu)化設(shè)計(jì)。圖14 某車(chē)型在輪罩外板由機(jī)器人自動(dòng)噴涂高阻尼抗石擊涂料，噴涂面積2 170 mm，噴涂厚度2 mm；后輪罩噴涂高阻尼抗石擊涂料，在防護(hù)車(chē)輪飛轉(zhuǎn)帶起的砂石沖擊的同時(shí)，減弱了路噪對(duì)后排乘客的直接影響，效果顯著。

圖14 某車(chē)型結(jié)構(gòu)膠涂裝膠示意

車(chē)身設(shè)計(jì)通常在輪罩的外板噴涂厚度為2 mm以上的PVC抗石擊涂料，用于防護(hù)砂石沖擊造成鈑金電泳層破壞后腐蝕失效。同時(shí)，在乘員艙輪罩的內(nèi)板布置瀝青阻尼板或LASD 水性阻尼材料，用于降低車(chē)輪飛轉(zhuǎn)和路面行駛的噪聲對(duì)乘員舒適性的影響。傳統(tǒng)的車(chē)身設(shè)計(jì)需要在輪罩區(qū)域噴涂抗石擊涂料和阻尼材料2種膠品，而采用具有高阻尼性能的抗石擊涂料噴涂于輪罩外板，噴涂厚度2 mm，可以集抗石擊和阻尼功能于一體，同步具有吸能、減振和抗石擊、防腐雙重功能，避免了輪罩區(qū)域重復(fù)噴涂多種功能的膠品造成的質(zhì)量增加。因此，采用功能集成的多合一膠品可以在實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)功能要求，同時(shí)直接減少膠品的使用種類(lèi)和車(chē)身總質(zhì)量。

6 輕量化膠品應(yīng)用的機(jī)會(huì)和制約

中國(guó)承諾在2030 年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060 年實(shí)現(xiàn)碳中和，汽車(chē)行業(yè)承擔(dān)減碳的重要任務(wù)，汽車(chē)輕量化開(kāi)發(fā)是汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的必然選擇。此外，《中國(guó)制造2025》對(duì)新材料研究給予高度肯定，汽車(chē)作為多材料混合應(yīng)用的載體，新材料開(kāi)發(fā)和應(yīng)用發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｆ?chē)膠粘劑技術(shù)關(guān)聯(lián)車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、新材料應(yīng)用和工藝優(yōu)化3個(gè)重大方面，是汽車(chē)輕量化開(kāi)發(fā)繞不開(kāi)的技術(shù)。因此，汽車(chē)膠粘劑的輕量化技術(shù)開(kāi)發(fā)的機(jī)會(huì)和前途光明。但在實(shí)際開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的過(guò)程中存在以下諸多難點(diǎn)和制約：

（1）成本波動(dòng)，新材料、新工藝的引入必然會(huì)打破原采購(gòu)體系，成本波動(dòng)影響其實(shí)際的應(yīng)用效率。

（2）膠粘劑關(guān)聯(lián)整車(chē)各項(xiàng)性能，需要匹配基材、施工工藝和整車(chē)搭配，進(jìn)行充分的性能驗(yàn)證，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，且驗(yàn)證費(fèi)用高。

（3）膠粘劑的應(yīng)用涉及研發(fā)、工藝、基地和采購(gòu)多個(gè)部門(mén)，跨部門(mén)協(xié)同困難。

（4）膠粘劑切換可能會(huì)涉及設(shè)備或生產(chǎn)線調(diào)整，應(yīng)用于已投產(chǎn)的基地需要停產(chǎn)、洗槽各項(xiàng)工作。

（5）膠粘劑是一種生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的通用化產(chǎn)品，一旦實(shí)施整體切換，市場(chǎng)零容差，不允許出現(xiàn)任何問(wèn)題，因此，膠粘劑的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用較為保守，切換異常慎重。

綜上，膠品的切換周期長(zhǎng)，推廣難度大，但技術(shù)日新月異，好的產(chǎn)品一定是眾望所歸的，國(guó)內(nèi)外整車(chē)廠敢于突破，勇于創(chuàng)新，輕量化膠品的開(kāi)發(fā)和推廣一定是逐步實(shí)現(xiàn)的。

7 展望

整車(chē)廠未來(lái)對(duì)于車(chē)身膠粘劑的規(guī)劃，遵循輕量化設(shè)計(jì)、綠色制造的理念，主要從低密度、性能提升、功能集成和低能耗4個(gè)方面開(kāi)發(fā)新型輕量化膠品。

（1）低密度方面：開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)化高性能中空玻璃微珠改性密度的低密度型PVC、LASD膠，密度＜1.0 g/cm，實(shí)現(xiàn)更低密度、低成本的膠品開(kāi)發(fā)。

（2）性能提升方向：與同等性能提升需求的鈑金增厚比，應(yīng)用性能優(yōu)異的膠品可實(shí)現(xiàn)車(chē)身質(zhì)量減少；例如應(yīng)用結(jié)構(gòu)減振膠，在結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的同時(shí)提升NVH性能；應(yīng)用高強(qiáng)玻璃膠，在實(shí)現(xiàn)玻璃粘接的同時(shí)提升車(chē)身剛度；此類(lèi)膠品在滿足功能需求的同時(shí)增強(qiáng)玻璃和車(chē)身骨架的連接性能，提升車(chē)身扭轉(zhuǎn)剛度，可間接減少達(dá)到同樣性能要求需要的鈑金增厚。

（3）功能集成方向：開(kāi)發(fā)多合一膠品滿足多區(qū)域多功能使用，提高存儲(chǔ)運(yùn)輸效率，例如二合一橡膠基焊裝膠，集成點(diǎn)焊膠、減振膠功能；多合一PVC基涂裝膠，集成焊縫密封膠、抗石擊底涂、裙邊膠功能。

（4）低能耗方向：主要以減少工序、降低烘烤溫度或免烘烤為主的膠品。例如免噴涂玻璃膠，80 ℃低溫烘烤涂裝膠，雙組分免烘烤涂裝、總裝膠。

在汽車(chē)輕量化需求日益突出的環(huán)境下，車(chē)身各個(gè)系統(tǒng)都應(yīng)該進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，車(chē)身膠品作為用量最大的輔料，輕量化開(kāi)發(fā)和應(yīng)用任重道遠(yuǎn)。