但隨著車速的提高,對這一技術使用的可控性提出了嚴格的要求。僅依賴于膠粘劑廠商提供的技術參數進行技術評判是遠遠不夠的,必須結合膠粘劑在鐵道車輛上的實際應用情況,形成一套鐵道車輛專用的技術評價標準。本文根據已有的應用經驗,對鐵道車輛車窗膠粘技術進行了一些初步的探討。

 2膠粘劑基本性能

 車窗膠粘劑在施工之前一般為液態或膏狀,施工后,濕氣固化,形成粘接彈性體,起到固定車窗的作用。

       車窗膠粘劑按組成主要分為:硅酮型、聚硫型、聚氨酯型、丙烯酸酯型、丁基橡膠型和丁苯橡膠型。建筑幕墻玻璃一般采用硅酮型結構密封膠,但在鐵道車輛車窗的粘接中,因結構強度原因,主要采用聚硫型膠粘劑(聚硫膠)或聚氨酯型膠粘劑(聚氨酯膠)。

      車窗安裝用聚硫膠是以液態聚硫橡膠為主要成分的非定形密封材料,一般為雙組份,室溫固化。車窗安裝用聚氨酯膠一般采用單組分型或雙組分型,室溫固化。不同剪切速率下,聚氨酯膠和聚硫膠黏度曲線的定性比較。聚氨酯膠在低剪切速率下有較高的黏度,但用抹板涂抹或用泵擠出時,其黏度較聚硫膠低。也就是說聚氨酯膠觸變性比聚硫膠好,因而其工藝性較好。

       另外,聚氨酯低溫性能優異,彈性及彈性恢復性良好。

       3車窗膠粘劑應用典型案例

       國內外鐵道車輛應用的車窗膠粘劑典型的有3種:

 1)Diabond3820改性聚硫膠,日本通用化成株式會社的產品,主要應用于新干線高速動車組。

 2)BostikISR7008SMP聚氨酯膠,法國道達爾集團波士工業專用膠系列產品之一,專用于風擋玻璃及車窗的粘接密封,在歐洲汽車和軌道交通領域已經得到比較廣泛的應用。

 3)Sikaflex-265聚氨酯膠,瑞士西卡公司為車窗玻璃粘接而設計的一種高性能、固化后具有彈性、可填縫的單組分聚氨酯膠粘劑。該膠在龐巴迪、阿爾斯通、西門子的軌道交通車輛上都有應用。
     4膠粘劑安裝形式及技術優勢
     4.1直接粘接形式

      可以將車窗玻璃直接粘接在車體上,該粘接方式受力面積大,應力分布均勻,密封性好,不像焊接、螺接或鉚接那樣存在局部應力集中。

       4.2復合形式

       車窗以前主要采用螺接的安裝方式,雖然該方式存在點連接應力集中很大、疲勞強度低、密封性差等缺陷,但此方式具有豐富的操作經驗,有較大的質量可靠性,車窗更換作業周期較短。因此,將螺接方式和膠接方式結合起來,可以取長補短,形成一種理想的連接形式。如圖3所示。

       5膠粘劑安裝的技術控制要素

       5.1膠粘劑的各項性能指標

       車窗膠粘劑在汽車行業的應用中,主要評判以下指標:密度(g/cm3)、不揮發物含量(%)、表干時間(min)、固化速度(mm/48h)、壓流黏度(g/min邵爾A硬度、拉伸強度(MPa)、扯斷伸長率(%)、剪切強度(MPa)。

      鐵道車輛膠粘劑應用與汽車應用類似,但根據車體以及車窗的結構和車輛實際運用環境,還應增加如下控制指標:耐老化性能、劈裂強度。

       5.2膠縫寬、深度和粘接厚度的確定

       膠縫寬、深度和粘接厚度的確定,首先取決于安裝形式。復合形式的安裝強度,一般由螺接保證;直接粘接形式取決于粘接力是否滿足車窗安裝強度要求,在實用案例中,設計師輸入車窗氣動載荷和大加速度后,很快就會發現理論計算的粘接力一般都有10以上的安全系數。因此,確定膠縫寬、深度和粘接厚度時,首先應考慮車體結構、車體制造誤差和車窗制造誤差。

      根據實際應用經驗,推薦膠縫寬、深度和粘接厚度如下(參見圖2):

       凹進深度p:p=e+a+g,其中,e為玻璃厚度;a為小粘接厚度,a=5~6mm;g為平面公差,g=0.15%,l對于曲面玻璃為6mm;l為平面玻璃指長邊長度,曲面玻璃指長弦長。

       膠縫寬度b:小取10mm;l<2m時,b=12mm;l>2m時,b=14mm。粘接寬度c:基于目前車窗玻璃的厚度一般小于25mm,c值一般取12~20mm.

       5.3粘接材料的相容性

       在車窗安裝的應用中,膠粘劑接觸的基材一般為玻璃、不銹鋼、表面噴涂的耐候鋼、鋁合金、玻璃鋼、絲網印刷涂料、中空玻璃和夾層玻璃的封邊膠、PC板等,選膠時應考慮粘接材料的相容性。

      5.4粘接表面處理

     5.5表面顏色處理

       由于車窗膠粘劑暴露在車廂外部,其顏色需要服從于車外美工。一般采用黑色,特殊情況下,可以通過膠粘劑自身顏色的調制和膠粘劑表面涂裝2種方式來達到要求。膠粘劑自身顏色的調制需要咨詢供應商,條件允許的情況下,好事先進行樣品試制。表面涂裝需要提前驗證油漆與膠粘劑的粘附性,防止油漆剝落。