空铁车辆聚碳酸酯车窗粘接工艺研究

发表时间:2020/9/3   来源:《科学与技术》2020年第9期   作者:刘艳 郑云昊 魏培欣
[导读] 本文以雷山空铁项目PC车窗为例,研究了PC车窗的粘接工艺

         摘要:本文以雷山空铁项目PC车窗为例,研究了PC车窗的粘接工艺,包括PC车窗表面处理的要求、清洁剂选型、底涂选型。结果表明,当PC车窗表面处理顺序为先喷涂油墨、再涂覆硬化层时,具有更优的粘接性能;与异丙醇相比,酒精更适用于PC前挡风窗的清洁;关键词:空铁;聚碳酸酯(PC);车窗;粘接
         空铁车辆作为一种轻型、中运量新型轨道交通车辆,由于车辆悬挂在轨道下方,对车辆轻量化、节能性提出更高要求。聚碳酸酯(PC)板材是一种轻质材料,密度不到钢化玻璃的一半,可大大减轻车体重量,节能环保,具备替代传统车辆玻璃的能力[1]。目前,PC板在汽车玻璃上的应用较多,在轨道交通车辆车窗中的应用较少。本文以雷山空铁项目PC车窗为例,讨论了PC板车窗的粘接工艺,包括PC车窗表面处理的要求、清洁剂选型、底涂选型。通过本研究的开展,探索PC板粘接工艺,以期为后续推广使用奠定基础。

1  PC车窗的表面处理
         PC板由于其良好的轻量化、抗冲击性及可加工性,具备实现轨道交通车辆车窗轻量化的特性。但由于受材料属性制约,PC 板的抗磨划性与抗老化性低于钢化玻璃。PC板耐候性较差,若长期暴露在阳光下,受紫外线照射影响会加速老化,颜色会发黄,同时抗冲击性等机械性能会下降[2]。因此,PC板原材料无法直接用于制作车窗。为满足车辆运营需求,一般采用在PC板表面涂覆硬化层的方式改善其性能。同时,为减少阳光中紫外线对车窗粘接胶的影响,车窗四周需喷涂油墨。目前,轨道交通车辆车窗大多采用夹层钢化玻璃,油墨位于钢化玻璃内部。PC板车窗由于为单层,需在PC板表面四周喷涂油墨。PC板车窗粘接区域表面需同时喷涂硬化层及油墨。本部分通过粘接试验,提出了硬化层与油墨更优的喷涂顺序。
        
        
         试件1表面处理为先喷涂油墨、再涂覆硬化层,胶粘接面为硬化层。按照DVS 1618进行剥离试验,由图1可见,破坏形式全部为胶粘剂内聚力破坏,胶粘剂与PC车窗粘接面未分离,粘接力合格。试件2表面处理为先涂覆硬化层、再喷涂油墨,胶粘接面为油墨。由图2可见,超过5%的破坏形式为胶粘剂与PC车窗粘接面分离,粘接力不合格。试验验证表明,PC车窗表面处理形式为油墨+硬化层为较优选择,粘接力更大,具有更好的粘接性能。
      
图1 试件1破坏形式                   图2 试件2破坏形式
Fig.1 Failure form of specimen 1      Fig.2 Failure form of specimen 2
2  PC车窗粘接清洁剂的选型
         和其它树脂一样,PC材料容易受有机溶剂的侵蚀,对于车窗粘接前清洁剂的选取有严格要求。一般通过试验的方式,确认清洁剂的型号。分别用工业常用清洁剂异丙醇及酒精对雷山空铁项目PC前挡风窗进行清洁,检验其适配性。




          
          
          
3  PC车窗粘接底涂的选型
         底涂在粘接过程中,起到填充并活化粘接面的作用。在胶粘剂的选型过程中,底涂的选型至关重要。本文选取3种常用底涂分别检验其与PC板的适配性。
         试件表面处理情况及试验条件见表3。
         表3 试件5、试件6与试件7的试验条件
         Tab.3 Test conditions of specimen 5、specimen 6 and specimen 7

                                    
  4  结束语
         综上所述,通过按照DVS 1618开展试验验证,PC车窗采用油墨+硬化层的表面处理形式,粘接力更大,具有更好的粘接性能。酒精适用于雷山空铁项目PC前挡风窗的清洁,异丙醇不适用。同样基材的PC板,如果硬化层和油墨的材质及施工工艺不同,也需重新验证清洁剂的适用性。底涂3适用于雷山空铁PC前挡风窗的粘接。 
         
        
参考文献
[1]王玥.聚碳酸酯板在城市轨道交通车辆侧窗玻璃上的应用分析[J].现代制造技术与装备,2017,9:150-151.
[2]任华.聚碳酸酯玻璃老化性能的研究[J].玻璃,2016,43(1):27-29.







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