聚氨酯密封胶在汽车挡风玻璃中的应用

聚氨酯密封胶在汽车挡风玻璃中的应用

孙瑞

安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥  230601

摘要：随着时代的发展，汽车行业对密封胶的需求持续增长，特别是在新能源汽车结构中逐步引入多种材料的背景下，密封胶的应用量显著增加。聚氨酯密封胶作为当今三大弹性密封胶之一，广泛应用于玻璃材料的密封粘接，其优异的材料性能，使其成为汽车制造中的主要材料。同时，聚氨酯密封胶具有高弹性，能够在一些极端条件下保持稳定，同时具备抗离子化辐射的能力，为汽车制造业的创新提供了一定帮助。基于此，文章就聚氨酯密封胶在汽车挡风玻璃中的应用展开了相关研究。

关键词：汽车挡风玻璃；聚氨酯密封胶；应用

引言：

聚氨酯密封胶作为一种高性能的密封材料，广泛应用于在汽车制造中。聚氨酯密封胶的化学结构赋予了其优异的粘结强度和耐久性，能够在复杂的工作环境中发挥长效作用。相比其他密封材料，聚氨酯密封胶具有出色的机械性能，表现出良好的抗老化性，能适应多变的气候条件。

一、聚氨酯密封胶的材料特性

1.化学结构

聚氨酯密封胶的化学组成和结构是其优异性能的基础。聚氨酯由异氰酸酯和多元醇通过加成反应形成，产生具有高分子量的聚合物。其结构特点在于通过交联形成的高分子网络，赋予了材料较高的粘弹性。异氰酸酯基团与多元醇之间的化学键强度高，使得聚氨酯材料具有良好的耐久性。聚氨酯的分子结构可以根据具体的应用需求进行调整，例如通过改变硬段和软段的比例来调节材料的硬度。

在聚氨酯密封胶中，异氰酸酯部分通常采用二异氰酸酯，如甲苯二异氰酸酯（TDI）或二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）；而多元醇则可以是聚醚多元醇或聚酯多元醇，提供了多样的性能调节空间。例如，聚酯基聚氨酯密封胶的耐化学性较强，而聚醚基聚氨酯则具有更好的水解稳定性，适用于潮湿环境下的使用。聚氨酯的化学组成决定了其在施工中的反应特性，特别是湿气固化型聚氨酯胶在空气中的湿气作用下能够迅速形成坚固的粘结。

2.物理性能

聚氨酯密封胶的物理性能表现为优异的抗老化性、耐候性、耐水性以及较强的耐高温和低温特性，尤其是在高紫外线辐射的外部环境中，聚氨酯密封胶不会因长期暴露而迅速降解。因为挡风玻璃长期暴露在阳光下，聚氨酯密封胶对于汽车挡风玻璃的应用尤为重要。

车辆行驶过程中，挡风玻璃周围经常会受到雨水的侵袭，因此密封胶的防水性能直接决定了防水效果。聚氨酯密封胶在长期暴露于潮湿环境中仍能保持其粘接强度，不会出现膨胀、开裂或剥离的现象。

另外，聚氨酯密封胶在极端温度条件下表现出出色的稳定性。聚氨酯密封胶在低温下能够保持柔韧性，避免脆裂；在高温环境下，其材料也不会软化。对比其他类型的密封材料，聚氨酯材料在温度变化剧烈的环境中表现出更佳的可靠性，因此在全球各地不同气候条件下的汽车应用中具有显著优势。

3.机械性能

聚氨酯密封胶的高粘结强度主要来源于其分子结构中的极性基团，能够与不同材料表面形成牢固的化学键，确保密封胶在各种材质间（如玻璃与金属、玻璃与塑料）具有良好的粘接效果。在车辆受到外部冲击或振动时，聚氨酯密封胶能够通过其高弹性吸收能量，在冲击后迅速恢复其原有形状。挡风玻璃在遭受外力作用时，不易破裂或移位，保证了车辆的整体安全性。

聚氨酯密封胶具有良好的变形恢复能力，即使在长时间的应力作用下，材料仍然能够恢复到原来的形态。在车辆长期使用过程中，密封胶不会因疲劳或持续应力而失去其密封效果。相比其他密封材料，聚氨酯在抗疲劳性能方面表现更为优越，使得其在需要承受长期变形的汽车部位具有广泛的应用。

二、聚氨酯密封胶在汽车挡风玻璃中的应用

1.玻璃与车身的粘结

挡风玻璃作为汽车的重要组成部分，需要承受风力、雨水和外部环境的影响，在事故发生时为车内乘客提供保护。聚氨酯密封胶凭借其优异的粘结强度，能够在玻璃与车身之间提供强力粘接。如图1所示。

聚氨酯密封胶的化学结构赋予了其强大的粘接能力，能够在玻璃和金属、塑料等不同材料之间形成牢固的化学键。跨材料的粘结能力，使得挡风玻璃在长期使用过程中，不会因环境变化、材料收缩或热膨胀而发生脱落或松动。聚氨酯密封胶在粘接过程中通过湿气固化反应，使胶体迅速固化成坚固的弹性体，能减少密封失效的风险。

在日常驾驶中，汽车经历高速行驶、转弯、颠簸等情况，车身产生的震动和应力会传递到挡风玻璃处。聚氨酯密封胶具有良好的抗震性能，能够有效吸收外部冲击力，防止挡风玻璃因长期振动而松动，在车辆动态运动中具有较高的变形恢复能力，能够在玻璃和车身之间保持稳定的粘结效果，减少车辆运动过程中对挡风玻璃的影响。

图1：聚氨酯密封胶用于玻璃与车身的粘结

2.提高车辆结构安全

现代汽车的设计把挡风玻璃作为车体承重结构的一部分，要求密封胶在提供粘接的同时，也必须具备一定的承载能力。在侧翻或正面碰撞等事故中，挡风玻璃需要提供结构支撑，防止车顶或车体其他部分发生变形。聚氨酯密封胶通过其高强度的粘接性能，确保挡风玻璃在碰撞中不会轻易脱落。在一些严重的碰撞事故中，挡风玻璃甚至可能成为车体最后一道防线，保护乘员不受外界物体的侵害。

随着汽车轻量化趋势的推进，聚氨酯密封胶的应用有助于减少车体焊接点的数量，降低车身重量。通过减少传统的机械固定方式，如螺栓和夹具，聚氨酯密封胶为车辆提供了更灵活的连接手段，提升了整车的抗疲劳性，减少了在高速行驶时车体的晃动，为驾驶员提供更稳定的驾驶体验。

3.提高车辆隔音性能

除了提升车辆的结构安全性外，聚氨酯密封胶在隔音方面的表现同样出色。车辆在行驶过程中会受到外界噪音、风噪和振动的干扰，直接影响车内乘员的舒适性。聚氨酯密封胶作为一种具有高弹性的密封材料，能够有效隔绝噪音，为车内营造一个更加安静的环境。

聚氨酯密封胶通过良好的阻尼性能，可以减少车辆在高速行驶时产生的风噪。挡风玻璃作为车体前部的大面积结构，直接受到气流冲击，如果密封不严，风噪会通过密封胶的缝隙进入车内。聚氨酯密封胶由于其优异的密封效果，可以有效封闭玻璃与车身之间的空隙，减少空气流动产生的噪音，从而提升车内的静谧性。聚氨酯材料的高弹性使其在应对低频和高频噪声时都有良好的表现。

三、结语：

在我国汽车工业快速发展的背景下，聚氨酯密封胶凭借其卓越的材料特性，在汽车挡风玻璃的粘接、密封和隔音中发挥着重要的应用。随着消费者对车辆安全性的要求不断提升，聚氨酯材料在汽车制造领域的应用愈发广泛，为汽车工业带来了更多创新的可能。

参考文献：

[1]陈淼,王志昂,陈肖宇,等.客车用环氧改性聚氨酯密封胶的制备及应用[J].聚氨酯工业, 2023, (4):47-50.

[2]杜厚俊,王玉东,张健伟,等.汽车外嵌缝用聚氨酯密封胶的耐老化性能研究[J].聚氨酯工业, 2023, (38):35-38.

[3]于冰,盖晓连,张佰真铭.聚氨酯密封胶在寒区水泥混凝土路面中的应用[J].江西建材, 2021, (9):185-186.