新型交通工具組裝用環(huán)保消音補(bǔ)強(qiáng)膠片的應(yīng)用前景探望

李　程 ，齊　陽(yáng)

（1.三友（天津）高分子技術(shù)有限公司，天津 300211；2.天津市膠粘劑研究會(huì)，天津 300211 )

隨著制造技術(shù)的不斷發(fā)展，以及人們對(duì)交通工具內(nèi)空氣質(zhì)量的日益關(guān)注，車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量強(qiáng)制達(dá)標(biāo)已于2017年1月1日起實(shí)施，2017年4月19日，京津冀發(fā)布了環(huán)保領(lǐng)域首個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)《建筑類(lèi)涂料與膠粘劑揮發(fā)性有機(jī)化合物限值標(biāo)準(zhǔn)》，此標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)將對(duì)生產(chǎn)、銷(xiāo)售、使用建筑類(lèi)涂料與膠粘劑的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全過(guò)程管控。為此，環(huán)保型材料越來(lái)越受到（新能源）汽車(chē)、軌道交通、軍品、艦船和建筑等生產(chǎn)企業(yè)的青睞。

同時(shí)，由于環(huán)保和節(jié)能的需要，輕量化已經(jīng)成為世界汽車(chē)乃至軌道交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展的潮流。輕量化就是在保證強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能地降低自身的裝備質(zhì)量，從而提高動(dòng)力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。然而降低制造用鋼板的厚度會(huì)使車(chē)身剛度下降從而導(dǎo)致車(chē)輛在行駛中容易產(chǎn)生噪音和共振。特別是在高速行駛的艦船與高鐵上，車(chē)廂在與空氣和軌道作用下產(chǎn)生的振動(dòng)及噪音影響更為嚴(yán)重，據(jù)研究表明，聲音達(dá)到80 dB以上就會(huì)對(duì)人體造成極大危害，而高速行駛的艦船、坦克和高鐵等交通工具所產(chǎn)生的高分貝會(huì)降低乘坐者的舒適感。

因此，生產(chǎn)消音、補(bǔ)強(qiáng)的環(huán)保產(chǎn)品已成為世界各國(guó)制造企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。本世紀(jì)初，歐洲、日本等大型汽車(chē)制造商都提出了不同的局部加強(qiáng)方法，歐洲研究者是相對(duì)最早提出采用復(fù)合材料應(yīng)用于汽車(chē)補(bǔ)強(qiáng)，然而其研制的浸環(huán)氧膠玻璃布結(jié)構(gòu)制造應(yīng)用工序極其繁瑣，生產(chǎn)成本較高。因而，高強(qiáng)度、高韌性、高減振性和環(huán)保型（極低VOC、不含溶劑和無(wú)氣味）高效消音補(bǔ)強(qiáng)膠片具有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。

1　環(huán)保消音補(bǔ)強(qiáng)膠片的組裝應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1　材料環(huán)保

環(huán)保型高效消音補(bǔ)強(qiáng)膠片采用以聚丙烯酸丁酯為核、聚甲基丙烯酸甲酯為殼的核/殼結(jié)構(gòu)丙烯酸酯納米復(fù)合粒子增韌環(huán)氧樹(shù)脂，解決了普通環(huán)氧樹(shù)脂脆性較大、改性環(huán)氧樹(shù)脂價(jià)格較高等問(wèn)題，同時(shí)賦予了膠片高強(qiáng)度和高韌性，即在保證環(huán)氧樹(shù)脂固化物本身剪切強(qiáng)度的同時(shí)，提高了其抗彎曲性；通過(guò)添加具有弱分子力的活性納米層狀云母粉、石墨、滑石粉等和固體球形彈性體等，使振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的聲波減弱，從而達(dá)到減振消音的目的，解決了車(chē)身減振消音性較差等問(wèn)題，提高了駕乘舒適性[1]。采用潛伏性固化劑、促進(jìn)劑和貯存穩(wěn)定劑進(jìn)行復(fù)合使用[2]，既解決了消音補(bǔ)強(qiáng)膠片常溫容易凝膠、擠出容易固化和高溫烘烤后迅速固化導(dǎo)致的鋼板變形問(wèn)題，又克服了汽車(chē)廠(chǎng)不能大批量進(jìn)貨、不能常溫貯存等技術(shù)難題，保證了汽車(chē)的美觀(guān)性[3]。為改善使用傳統(tǒng)增塑劑造成的環(huán)境污染問(wèn)題，本研究所述產(chǎn)品將常用增塑劑酞酸酯類(lèi)替換為環(huán)保型增塑劑（聚異丁烯），使得產(chǎn)品的TVOC、VOC等環(huán)保性能指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

1.2　組裝應(yīng)用便捷

環(huán)保型高效消音補(bǔ)強(qiáng)膠片具有很好的手工操作性，并可根據(jù)具體位置大小及特殊情況，用手將成型的消音補(bǔ)強(qiáng)膠片放在所需處壓實(shí)、抹平。使用時(shí)可用手直接操作，無(wú)毒、無(wú)味，容易與防粘紙脫離，而且工藝性較好，粘貼后不位移，可以經(jīng)受車(chē)身制造后續(xù)的洗油、鱗化、電泳、噴漆和烘烤等工序，使得車(chē)體組裝過(guò)程更加便捷。

1.3　組裝應(yīng)用范圍較廣

環(huán)保型消音補(bǔ)強(qiáng)膠片由于其優(yōu)異的性能可用于多種交通工具的組裝，例如（新能源）汽車(chē)、軌道交通、軍品和艦船等新型交通工具領(lǐng)域[4]。以汽車(chē)組裝應(yīng)用的范圍為例，環(huán)保型高效消音補(bǔ)強(qiáng)膠片主要用于新型交通工具的車(chē)門(mén)內(nèi)板、門(mén)拉手、引擎蓋內(nèi)側(cè)、車(chē)頂、輪罩和側(cè)圍等外板消音補(bǔ)強(qiáng)，以提高鋼板的彎曲強(qiáng)度、剛度和抗沖擊性，提升車(chē)輛的安全性能，增加鋼板抗疲勞和阻尼效果，改善了新型交通工具乘坐的舒適性（NVH）[5，6]。如圖1所示的是在汽車(chē)車(chē)體的應(yīng)用部位。

圖1　車(chē)體組裝應(yīng)用部位示意圖Fig.1　Schematic diagram of application positions during vehicle assembling

2　環(huán)保消音膠片的組裝應(yīng)用方法

相比傳統(tǒng)的產(chǎn)品，環(huán)保型消音補(bǔ)強(qiáng)膠片在車(chē)體組裝時(shí)操作更加便捷，并且由于其材料的環(huán)保特性使得應(yīng)用過(guò)程可以用手直接操作，對(duì)人體無(wú)害，具體應(yīng)用流程如圖2所示。

圖2　組裝應(yīng)用流程圖Fig.2　Application flow chart during assembling

3　環(huán)保消音補(bǔ)強(qiáng)膠片的組裝應(yīng)用前景

3.1　政策扶持

2016年7月8日，為加快重點(diǎn)行業(yè)VOCs(揮發(fā)性有機(jī)物）減排，推動(dòng)工業(yè)綠色化發(fā)展，工信部、財(cái)政部聯(lián)合發(fā)布《重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物削減行動(dòng)計(jì)劃》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“計(jì)劃”）。根據(jù)《計(jì)劃》，到2018年，工業(yè)行業(yè)VOCs排放量比2015年消減330萬(wàn)噸以上，其中要求低（無(wú)）VOC膠粘劑產(chǎn)品比例在2018年要達(dá)到85%以上，中國(guó)膠粘劑行業(yè)將面臨重新洗牌的局面。隨著環(huán)保法規(guī)日趨嚴(yán)格，新型交通工具室內(nèi)空氣質(zhì)量強(qiáng)制達(dá)標(biāo)已于2017年1月1日實(shí)施，環(huán)保型膠粘劑正在逐漸成為合成膠粘劑的主流產(chǎn)品。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)面臨由高速增長(zhǎng)轉(zhuǎn)入中高速增長(zhǎng)的新常態(tài)，內(nèi)在結(jié)構(gòu)優(yōu)化和質(zhì)的提升已成為當(dāng)務(wù)之急。此次國(guó)家有關(guān)部委發(fā)文，只給2年多的削減VOC排量調(diào)整時(shí)間，且在政策、法規(guī)和資金等方面配套出臺(tái)許多有力措施，充分顯示了國(guó)家在膠粘劑行業(yè)實(shí)施綠色與可持續(xù)發(fā)展的決心，這對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)說(shuō)，都是一個(gè)不可忽視的風(fēng)向標(biāo)：溶劑型膠粘劑將逐步被取代，低VOC粘膠劑將迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)周期。

3.2　市場(chǎng)需求

“十三五”期間（2016-2020年），我國(guó)膠粘劑的發(fā)展目標(biāo)是：產(chǎn)量年均增長(zhǎng)率為7.8%，銷(xiāo)售額年均增長(zhǎng)率為8.3%，這樣到2020年末，我國(guó)膠粘劑的總產(chǎn)量可達(dá)1 033.7萬(wàn)t，銷(xiāo)售額可達(dá)1 328.0億元人民幣。在未來(lái)幾年，我國(guó)膠粘劑行業(yè)在市場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)作用下，必將朝環(huán)境友好型產(chǎn)品方向發(fā)展，這也將成為推動(dòng)企業(yè)重點(diǎn)朝產(chǎn)品技術(shù)研究方向進(jìn)步的動(dòng)力。有鑒于此，環(huán)保型消音補(bǔ)強(qiáng)膠片在環(huán)保政策和新型交通工具快速發(fā)展的市場(chǎng)雙重壓力下具有長(zhǎng)久的發(fā)展前景。

[1]王永龍.一種適用于汽車(chē)車(chē)身的補(bǔ)強(qiáng)膠片[P].CN 106496954,2017-03-15.

[2]高之香,李建武,李士學(xué),等.一種汽車(chē)薄鋼板用補(bǔ)強(qiáng)膠片[P].CN 204278654,2015-04-22.

[3]NITTO DENKO CORP(JP).Method of reinforcing asteelplatewitharesinrubber composition[P].EP:1531040,2005-05-18.

[4]閔志剛.橡膠/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合補(bǔ)強(qiáng)膠片的制備及性能研究[J].化工新型材料,2012,40(4):46-48.

[5]聶志華,雷文民,付存毅,等.薄板補(bǔ)強(qiáng)膠片在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用[J].粘接,2007,28(3):52-53.

[6]Pinarhasi S,Mengi Y.Elastic layers bonded to flexible reinforcements[J].International Journal of Solids and Structures,2008,45(3-