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基于和谐型机车应用工况下国产胶与进口胶性能对比及推广建议
摘要:目前和谐型机车所用胶主要为爱塞克斯胶1011和粘接剂胶7120。以上胶粘剂均为国外品牌,采购周期长、成本高。严重制约国内相关生产,国产化替代也为当今趋势。现通过试验对国产胶和爱塞克斯胶1011和粘接剂7120进行性能对比分析,研究替代可行性,并提出推广建议。
关键词:爱塞克斯胶1011;粘接剂7120;天山1956;天山1939
0 前言
随着和谐型机车大批量进入到C6修程,所需的胶粘剂的数量与日俱增,目前和谐型机车所用胶主要为爱塞克斯胶1011和结构胶7120,且均为国外品牌,采购周期长、成本高,疫情期间采购渠道受阻和产品停产等原因,严重制约生产。鉴于国产化是当今趋势,因此国产化替代研究具备一定的可行性。
本文是在已完成首先对爱塞克斯胶1011和结构胶7120在和谐型机车上的使用分析,和完成国产胶选型的基础上进行的。结合和谐型机车上打胶点的主要性能要求,对国产胶和进口胶有针对性地进行试验。分析对比了粘接剂7120和天山1956、爱塞克斯胶1011和天山1939的性能。通过具体参数,研究产天山1956是否可替代粘接剂7120、天山1939是否可替代爱塞克斯胶1011,并提出推广建议。
1 试验目的及要求
1.1试验目的
结合和谐型机车上打胶点主要性能要求的研究,有针对性的对比粘接剂7120和国产天山1956、爱塞克斯胶1011和国产天山1939的性能。通过具体的参数对比,研究产天山1956是否可替代粘接剂7120、国产天山1939是否可替代爱塞克斯胶1011。
1.2试验要求
机车上使用粘接剂7120,主要用于前窗玻璃、头灯玻璃等车外设备的安装。其主要的性指要求为硬度、拉伸强度、延伸率、剪切强度这四个性能,同时考虑车外易受高温影响,需要考虑高温下的剪切性能。
机车上使用的爱塞克斯胶1011,主要用于车内橡胶条的粘接密封、车内填缝密封、车内风道的填缝密封。其主要的性指要求为硬度、拉伸强度、延伸率、剪切强度这四个性能。详见表1。
2 试验条件
请第三方试验机构分别在相同环境下对粘接剂7120和国产天山1956、爱塞克斯胶1011和国产天山1939进行样件制作,并进行性能测试。
3 试验过程及概述
第三方试验机构在同等条件下进行四种粘接剂的样板制作,根据对比项点的要求,进行试验。进而从性能上可进行具体的参数对比。
3.1 样板试验
3.1.1 样板试验过程
硬度:制作直径为30mm,厚6mm的圆形胶块,待完全固化厚,使用邵氏A硬度计测量硬度,分别测量5个点,每个点两两相距≥6mm。或对于厚度小于6mm的薄片,为了得到足够的厚度,样件可以有不多于3层叠加而成。叠加后试样总厚度至少6mm。
剪切强度:将铝合金表面做打磨处理,然后用1756清洗,晾干后刷涂1762底剂,再次晾干后,使用胶粘剂进行粘接,粘接面积为12.5mm×25mm,胶层厚度为3mm,每项测试数据,需要制作5个样件。在23±2℃,湿度50±5%条件下固化168h后方可进行剪切测试。
拉伸强度和断裂伸长率测试:制作四种胶片,厚度为2mm,在在23±2℃,湿度50±5%条件下固化168h,然后使用2型裁刀裁成哑铃片,每项测试数据,需要裁剪5个哑铃片,再使用拉力机测试拉伸强度和断裂伸长率。
3.2 产品试验
3.2.1产品试验过程
第三方检测机构在同等环境条件下按照表1要求,对粘接剂7120和国产天山1956、爱塞克斯胶1011和国产天山1939进行测试。
4 试验结果分析
4.1 天山1956和粘接剂7120对比分析
通过数据可知,在邵氏硬度上,天山1956和粘和剂7120在无明显差异,性能基本一致。在断裂伸长率、剪切强度性能上,天山1956均优于粘接剂7120。在拉伸强度上,粘和剂7120的剪切强度为13.6,优于天山1956剪切强度。天山1956在80℃下剪切强度为2.92MPa;粘和剂7120的在80℃下剪切强度为3.49MPa。在高温下,粘和剂7120的剪切强度优于天山1956剪切强度。
4.2 天山1939和爱塞克斯胶1011对比分析
通过数据可知,在邵氏硬度上天山1939和爱塞克斯胶1011无差异。在拉伸强度、断裂伸长率和拉伸剪切强度这三个性能上,天山1939均优于爱塞克斯胶1011。
5 结论及推广建议
从技术角度,天山1956和粘和剂7120性能各有优势。在断裂伸长率、剪切强度性能上天山1956优于粘和剂7120;但在拉伸强度、高温拉伸剪切方面粘和剂7120优于天山1956。而天山1939各性能都有较明显的优势。从成本角度,国产胶采购成本较进口胶采购成本低10%左右。
综上,鉴于和谐型机车上使用粘和剂7120的打胶点比较关键,作为结构胶在使用,多为车外设备的安装。尤其是高温拉伸剪切性能,粘和剂7120优于天山1956。并且粘接剂7120使用较成熟,经过了长时间的验证。另外经了解目前国内轨道交通机车在前窗等关键部位依然使用国外粘接剂,因此建议天山1956暂不替代粘接剂7120。
根据试验对比,各项性能天山1939均优于爱塞克斯胶1011。且多是车内粘接密封、填缝美化等作用。主要性能体现在剪切强度和断裂伸长率上,而这两点天山1939都优于爱塞克斯胶1011。加之成本较低,天山1939可替代爱塞克斯胶1011。
参考文献:
钱秀敏. 车内密封用单组改性硅烷密封胶技术条件[J]. 长春轨道客车股份有限公司,2017.
钱秀敏. 车窗结构密封用单组分聚氨酯胶粘剂技术条件[J]. 长春轨道客车股份有限公司,2018.
作者简介: 李文昊( 1992—) ,男,河北省沧州市 汉 大学本科 助理工程师。2012年毕业于西南交通大学。现主要从事和谐型电力机车检修工艺开发工作。