汽车制造商寻找更轻质的材料和更高能效的汽车是实质相同的主题。但实际层面要比标题显示的内容更多。Covestro公司开始着手确认结构胶是怎样帮助汽车制造商达到他们的目的。我们转向这些信息来源：OEM、主要供应商、以及日常工作就是解决这些挑战的学术研究人员。
需求与机遇
我们发动网络，收集与汽车价值链相关的关键决策人给出的信息。在我们的对话中，我们问道：你们面临的挑战是什么？你*不满意的是什么结果？你愿意为减轻汽车重量投资多少？你心目中完美的产品是什么样的？汽车投放周期对你的目标有怎样的影响？
所有参与者的洞察力很惊人地既公正又详细。当我们对结论进行汇总时，我们不但能够辨别出一些市场上出现的不足并且进行排序，而且也能够对材料问题面临的机遇进行确认和排序。当汽车制造者使用新的材料组合以减轻车重时，*常见的抱怨是不同材质之间的粘结，这对他们明显是一个挑战。粘结非均质材料的能力——如铝和钢铁，或碳纤维和钢铁——占缺陷列表的*位，达到38%。第二位占35%，是需要一种高粘结强度和高延展率相结合的胶粘剂产品。
探讨汽车的轻量化
在行业对话过程中，有人说：“为了达到2025 CAFE标准（美国企业平均燃油经济性标准），我们需强有力的粘结体系来适应我们的设计，它将从根本上帮助我们生产出人们想买的汽车。”
材料的热膨胀系数不同，会降低常规连接方式的效力，如铆钉和焊点。
关于被访问者愿意付出的可能的投资额，有人说，“如果能减轻一公斤的重量，我们愿意每公里付出5美元。”另一个说对于*品牌的汽车，这个投资甚至可以更高些——这些均取决于车辆的减重程度。
往更深处挖掘这些具体的趋势，考虑到它们对胶粘剂的影响，我们确信制造厂商将继续趋向使用不同的轻量化材料。铝材的使用有望增长7%，或者到2025年每部车使用200磅，在这个时间跨度内其它非金属材料使用量增加3%。当然，钢铁依然是这些材料组合的重要组成部分。
材料的热膨胀系数不同，会降低常规连接方式的效力，如铆钉和焊点。使用结构胶，沿着常规紧固方式来粘结不同材料，可以降低铆钉和焊点的用量（这些工序会降低品质），同时又能保持整体紧固强度。除了能够降低汽车整备重量，结构胶对降低成本也有贡献。对全钢铁材质来说，每个焊点费用是0.25美元，或说每部车需花费500美元。而铝材的焊点需要比钢材多三倍的能耗，每个焊点0.4美元，或者说每部车800美元。结构胶有助于降低每部车的焊点数量，并且与轻质金属相匹配。
粘结技术
结构胶是常用的反应型胶黏剂，用于玻璃装配、座椅部件粘结或者车顶内衬。聚氨酯分散体与适当的多异氰酸酯交联剂混合后，可生成用于内部汽车配件层压结构的热反应型胶黏剂。胶黏剂的优势在于其经济性，高效的粘结过程带来快速组装，同时也有高粘结强度、良好的隔热性及低有机挥发物（VOC）排放的优势。由于结构应用的原因，生产反应型胶黏剂需要使用*固含量的原材料来制定配方。另外，由于是直接在玻璃、车顶内衬和座椅部件上使用，通常是金属和模压片材的粘结。
在新配方设计早期，胶黏剂和粘结强度、以及目标性能之间的融合非常关键
另外一个值得注意的论题是电泳涂装的温度转换需要提高胶黏剂配方的适应性，也就是说需要更多设计适应性。据我们访问的专家介绍，在完美的状态下，聚氨酯胶黏剂可以承受电泳涂装工艺的高温，也可以承受汽车生产工序中温度的大幅度波动。但此时，环氧胶黏剂是耐受电泳涂装温度的理想材料。一般情况下，效果良好的胶黏剂耐温超过450°F，耐压5000磅/平方英寸，同时还具有其它的持续粘结效果、防腐、抗疲劳、以及减震降噪。制造商所用的材料组合越来越多——钢材和铝材，钢和复合材料，铝和复合材料——这就需要胶黏剂强度和柔韧性的结合达到*的程度（见图2）。
探讨汽车的轻量化
我们也认识到汽车制造商比我们想象的更为灵活。一位受访者说更换一种胶黏剂仅需两年的投放周期——这比我们预料的周期要短很多。选择新型胶黏剂也依赖于制造商的生产装配过程和层级的选择，所以，在新配方设计早期，胶黏剂和粘结强度、以及目标性能（包括粘度、固化速度、物理粘结性能）之间的融合非常关键。
在访问中，安全性也是另外一个热点话题。结构胶在该方面是一个有力的解决方案。根据西卡公司的测试结果，在耐冲击试验中，胶黏剂和点焊方式相结合的样品优于其它任意一种单独连接方式的样品。西卡公司对马达传送杆进行耐冲击测试，其中一个是焊接的部分结构，没有任何胶黏剂参与的连接，另一个样品是胶黏剂连接和点焊连接结合的部分结构，两者对比后发现，混合连接方式能够更好地吸收应力——造成的变形比较少。
随着汽车价值链的发展，结构胶将继续扮演重要的角色，汽车行业继续寻求更实用，成本更低的途径降低车重，同时改善汽车性能和客户满意度。我们进行的访问调查得出的结论毫无疑问地明确了汽车市场的需求，这将为结构胶黏剂的下一步研发工作指明方向。
作者：Danielle Hunter，胶粘剂和密封剂市场经理，科思创（Covestro）
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