复合材料在汽车业的应用越来越多，复合材料部件之间的连接以及复合材料与金属部件的连接就成为需要解决的题目。本文以客车为例，探讨结构胶黏剂粘接的疲惫强度和寿命，比较数种结构胶黏剂的特点，并介绍其应用情况。

客车、汽车的前后围、轮护面、行李舱门、保险杠等采用玻璃钢蒙皮是近年发展的新技术。玻璃钢蒙皮替换传统的金属蒙皮，可以减轻重量，增加强度和刚性，设计空间更广，能将多个制件整合为一个组装件，有利于换型、批量生产及降低本钱。由于上述优点，玻璃钢制品在运输行业的应用日益广泛。

对于非金属部件，如采用螺钉或铆钉连接，在连接处会产生应力集中，使非金属部件遭到破坏。大型重型卡车的风帽采用的就是玻璃钢部件，假如采用锣接，螺钉或铆钉只能固定在风帽底部的几个点，在行驶过程中，由于振动和颠簸，这几个连接点处的玻璃钢不断受到冲击，很快就会出现断裂。

采用丙烯酸改性结构胶黏剂，把顶部风帽直接与驾驶室的顶棚粘接在一起。由于风帽与驾驶室的连接是面-面连接，不会出现应力集中的情况，使风帽的连接更坚固。更重要的是，使用胶黏剂进行粘接，加工工艺更加简单，节省了定位、转孔打眼、螺钉固定等工序。粘接也应用在其它的部位，如粘接基本结构接头、行李舱组装、金属托架、复合材料仪表盘等，其中也包括大客车的车身面板与金属骨架的粘接。

一、胶黏剂粘接的强度和寿命

胶黏剂除了在玻璃钢、ABS等非金属方面的应用外，在钢及铝等金属构件上也被广泛应用。这些胶黏剂几乎能粘接所有基材、适用于各种加工时间以及不同的力学属性。

为了验证胶黏剂粘接的强度和使用寿命，对相同部件的不同连接形式，即铆钉连结和胶黏剂粘接分别作了静态和动态的测试。样片是由带有涂层的钢板组成，分别采用4个铆钉连接和普莱克斯胶黏剂AO420粘接，胶层厚度为1mm，重迭部分的宽度为57mm。测试结果见下表。

由结果可以看出，胶黏剂粘接的使用寿命优于铆钉连接。

二、运输行业的结构胶黏剂比较

在运输行业，除了胶黏剂的静态粘接强度以外，尤为重要的是粘接部件在动态载荷下的强度衰减，由于在静态条件下高的粘接强度并不一定可以转换成为振动条件下的长寿命，所以很多静态强度很高的胶黏剂并不适合车辆部件的粘接。目前，用于运输工具的结构胶黏剂有聚氨酯(单组分和双组分)、甲基丙烯酸酯(双组分体系)、环氧(双组分体系)几种类型。

这三种胶黏剂各有特点：聚氨酯胶的韧性非常好，可以满足运输过程中不断的振动带来的冲击，但粘接强度相对较低，不适合进行结构粘接；环氧胶的粘接强度非常高，可以满足结构粘接的强度要求，但缺点是韧性较差，抗冲击性能和疲惫性能不好，在频繁振动中无法保证其最初的粘接强度；甲基丙烯酸酯胶的粘接强度高，但也同样存在韧性差、抗冲击性能和疲惫性能低的缺点。

针对这种情况，美国某公司研制发明了“核壳”结构的甲基丙烯酸酯胶黏剂，即在甲基丙烯酸酯中加进橡胶增韧剂，形成了甲基丙烯酸酯的“核”外面包裹着橡胶增韧剂的“壳”这样一个嵌段共聚物，从根本上改变了传统丙烯酸酯胶黏剂韧性差的缺点。核壳结构的甲基丙烯酸酯胶黏剂结合了环氧胶粘剂的高强度和聚氨酯胶黏剂高韧性的特点，充分满足了运输行业对胶黏剂的各项需求。

三、胶黏剂的应用

随着复合材料制造方法的不断创新，使复合材料的加工更加轻易，因此更多应用都可以使用粘接工艺。由于目前的结构胶黏剂能进行化学熔合粘接，大部分组装都能使用粘接工艺。现以客车结构粘接为例。

*顶棚粘接：当今的客车制造商通常将复合材料顶棚与铝结构框架进行粘接。由于没有铆钉，整个应用变得简单而省时。用复合材料顶棚来代替铝制顶棚，同样减少了整个车体的净重。采用粘接的另一个作用，是消除了顶棚/侧板接口采用铆钉时出现漏水等问题。

*上下窗的粘接：上下车门有两扇窗，均由超级耐磨的树脂玻璃制造而成。由于密封剂无法提供符合要求的粘接强度，所以树脂玻璃周边都先用结构胶黏剂与复合材料相粘连，然后在窗户的整个边沿使用密封剂和橡皮封条以达到防水的目的。

*支架的安装：金属支架需要粘接在聚酯或环氧玻璃钢上，这个应用范例包括前围、后围、电缆支架、格子窗等。粘接可以消除铆钉或螺钉等机械连接出现的孔，并且安装更迅速，固化时应用夹具固定支架。

*行李舱门的粘接：随着玻纤增强复合材料的应用，行李舱门仍然使用玻璃钢材料。铝质骨架通常与合叶页和门卡子连接在一起，胶黏剂可将玻璃钢板粘接在铝骨架上。