吴子刚 李建武 高之香 李程 李士学 闫永杰

摘要：通过采样袋法分析了丁苯橡胶、顺丁橡胶、环氧树脂、邻苯二甲酸二辛酯、PVC糊树脂和纳米碳酸钙等原材料的VOC含量，确定其对汽车焊装用胶VOC影响顺序，分析了贮存时间对焊装用胶VOC含量的影响。结果表明，VOC含量随贮存时间增加不断衰减。最后从原材料、生产加工工艺、贮存和运输过程等方面提出建议，

以供焊装用胶的生产和使用厂家参考。

关键词：VOC;焊装用胶;汽车;胶粘剂

中图分类号：TQ437文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2019）04-0015-04

汽车焊装用胶是汽车主机厂焊装车间用的胶粘剂产品。车身焊装是车身制造的重要工序，是汽车制造水平的重要保证。车身的焊接质量对车辆的制造水平、使用年限和驾驶舒适性有直接的影响。在焊接过程中车身连接件因加工工艺等因素不可能做到严丝合缝。因此，在汽车制造中，为了防止焊缝处的缝隙不严导致的漏水、透风和腐蚀等现象发生，提高车身的密封性、防锈性和减振降噪性能，需要在白车身焊接过程中车身钣金局部縫隙区域进行必要的涂胶工艺。

汽车焊装用胶含有丁苯橡胶、顺丁橡胶、环氧树脂、邻苯二甲酸二异壬酯和PVC树脂等高分子材料。这些高分子材料在聚合过程中，会残留一些单体或溶剂等挥发性有机化合物（VOC）。随着汽车工业的迅猛发展，车内空气质量的好坏已经成为社会关注的焦点问题。由于汽车内空间狭小、密闭，车内VOC浓度远远高于室内空气，对健康造成的危害比室内更严重，如果车子在阳光下暴晒1h以上，车内的有毒分子会异常活跃，VOC的浓度会急剧增加，当VOC超过一定浓度时，将严重危害人的身体健康。因此，有必要对汽车焊装用胶VOC的来源进行分析，进而对焊装用胶的VOC进行有效管控。

汽车焊装用胶的VOC测试大致可分2种：一种是测试所有易挥发的有机物质，如三氯乙烯、四氯乙烯、甲醛、甲苯、苯、二甲苯和烷烃等，此外还有乙醇类和酮类等多个种类;另外一种是测试TVOC，TVOC是指总挥发性有机化合物，根据GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》，其定义是利用TenaxGC或TenaxTA采样，非极性色谱柱（极性指数小于10）进行分析，保留时间在正己烷和正十六烷之间的挥发性有机化合物，常见的检测方法有采样袋法、检测舱法、顶空法、热解析法和甲醛挥发法。本研究用采样袋法测试了焊装用胶中可能含有VOC的原材料，分析了贮存时间对VOC含量的影响。最后从原材料选择、生产加工工艺、贮存和运输过程等方面提供了建议，以供焊装用胶的生产和使用厂家参考。

1实验部分

1.1原材料

丁苯橡胶、顺丁橡胶，中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司;环氧树脂（NPEL-128），南亚电子材料（昆山）有限公司;邻苯二甲酸二辛酯，山东齐鲁增塑剂股份有限公司;PVC糊树脂，天津渤天化工有限公司;纳米碳酸钙（KLNM-C04），荆门市东宝区凯龙矿业股份有限公司;点焊密封胶（SY-231A-1），三友（天津）高分子技术有限公司。

1.2实验仪器

V-OV-1000型采样袋法环境箱，东莞市升微机电设备科技有限公司;LC-5510型高效液相色谱仪，北京东西分析仪器有限公司;GC-MS-3100型气相色谱一质谱联用仪，北京东西分析仪器有限公司;JX-5型热解析仪，北京中惠普分析技术研究所;聚2，6-二苯基对苯醚（TENAX）捕集管，北京中惠普分析技术研究所;2，4-二硝基苯肼（DNPH）捕集管，上海斯信生物科技有限公司。

1.3取样

测试原材料VOC含量时，按照原材料实际配比分析每种材料的VOC含量，测试原材料质量如表1所示，称量后马上进行测试。

分析贮存时间对VOC含量的影响时，在100mm×100mm的载体上均匀涂抹25g焊装用胶产品，在（23±2）℃、（50±10）%相对湿度的恒温恒湿室贮存一段时间后，取出进行烘烤固化，烘烤条件为170℃/20min，自然冷却至室温后测试VOC含量。

1.4VOG含量测试

按照HJ/T 400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》标准进行测试[将样品放入10L采样袋中，冲入50%氮气，在放入65℃采样袋法环境箱2h后立刻采样，分别用聚2，6-二苯基对苯醚（TENAX）捕集管和2，4-二硝基苯肼（DNPH）捕集管捕集VOC（图1）。TENAX管捕集量为1L;捕集速度为100mL/min;DNPH管捕集量为2L;捕集速度为200mL/min。采样结束后分别用气相色谱一质谱联用仪和高效液相色谱仪分析苯系物和醛酮含量]。

2结果与讨论

2.1原材料VOC含量

不同原材料的VOC含量如表2所示。不同原材料或多或少均有VOC排出，对焊装用胶的VOC含量均有影响。其中醛酮的影响顺序依次为丁苯橡胶>顺丁橡胶>PVC糊树脂>邻苯二甲酸二辛酯>环氧树脂>纳米碳酸钙;苯系物的影响顺序依次为邻苯二甲酸二辛酯>顺丁橡胶>丁苯橡胶>环氧树脂>PVC糊树脂>纳米碳酸钙;TVOC的影响顺序依次为顺丁橡胶>邻苯二甲酸二辛酯>环氧树脂>丁苯橡胶>PVC糊树脂>纳米碳酸钙。从中可以看出不同的原材料对醛酮、苯系物及TVOC的影响程度不一样，这就要求设计配方时综合考虑，对影响程度大的原材料少选用或者进行替代。

原材料中的VOC来源简单分析如下：丁苯橡胶、顺丁橡胶等合成橡胶在合成过程中经过单体的合成和精制、聚合过程凝聚、脱水、干燥和包装等步骤不可避免地带来一些低分子的产物和单体残余，导致VOC含量较高。尤其是顺丁橡胶，一般采用溶液聚合法，过程中将聚合单体溶解于溶剂中，然后在催化剂的催化下进行聚合反应，其中会残留少量溶剂;邻苯二甲酸二辛脂增塑剂是醇在酸（如硫酸）催化剂存在下酯化而成的，其合成过程常常产生低分子物质，较难排出;环氧树脂是以双酚A和环氧氯丙烷为单体缩聚反应而得，转化率不可能实现100%，过程中不可避免地会生成许多低分子的烃类物质副产物，并且会有一定量单体残余;PVC糊树脂在制备过程中会在原料里添加多种助剂，而这些助剂在后期高温阶段易分解出一定的VOC气体。

2.2贮存时间对VOC的影响

选取SY-231A-1焊装用胶点焊密封胶进行测试，分析贮存时间对VOC的影响。分别在室溫下贮存1d、3d、5d、7d、10d、15d、20d、30d、60d和90d后测试其VOC含量，其中醛酮含量如图2所示，苯系物含量如图3所示，TVOC含量如图4所示。

由图2-图4可知：随着贮存时间地延长，焊装用胶的醛酮及苯系物含量明显降低，尤其是15d内的衰减速率更快。因为甲醛、乙醛、苯、甲苯和二甲苯等小分子的沸点较低，在常温下挥发速度较快;而TVOC则衰减较慢，这是由于TVOC中包含了大量高沸点物质，在常温下较难挥发出去。

2.3VOG控制措施

焊装用胶的生产厂家要从原材料、生产加工工艺、贮存和运输过程等方面进行控制，确保VOC达到要求，具体控制措施如表3所示。

此外，有条件的主机厂可以再适当延长焊装工序的停放时间，使焊装用胶的VOC得到一定程度释放后再转入下道工序。

3结语

通过分析焊装用胶的几种主要原材料的VOC含量，以确定这些原料对焊装用胶VOC的影响大小，从而确定了VOC挥发源。得出合成橡胶、增塑剂等原材料是焊装用胶主要的VOC来源。此外贮存时间长短对焊装胶VOC影响较大，贮存时间越长，其VOC含量也越低。生产厂家应从原材料的筛选、生产加工工艺、贮存条件及时间、运输过程等方面对焊装用胶的VOC进行管控，确保VOC含量满足主机厂的标准要求，进而达到控制整车VoC含量的最终目的。