新型交通工具組裝用環保消音補強膠片的應用前景探望

李　程 ，齊　陽

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

隨著制造技術的不斷發展，以及人們對交通工具內空氣質量的日益關注，車內空氣質量強制達標已于2017年1月1日起實施，2017年4月19日，京津冀發布了環保領域首個統一標準《建筑類涂料與膠粘劑揮發性有機化合物限值標準》，此標準出臺將對生產、銷售、使用建筑類涂料與膠粘劑的各個環節進行全過程管控。為此，環保型材料越來越受到（新能源）汽車、軌道交通、軍品、艦船和建筑等生產企業的青睞。

同時，由于環保和節能的需要，輕量化已經成為世界汽車乃至軌道交通產業發展的潮流。輕量化就是在保證強度和安全性能的前提下，盡可能地降低自身的裝備質量，從而提高動力性，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使車身剛度下降從而導致車輛在行駛中容易產生噪音和共振。特別是在高速行駛的艦船與高鐵上，車廂在與空氣和軌道作用下產生的振動及噪音影響更為嚴重，據研究表明，聲音達到80 dB以上就會對人體造成極大危害，而高速行駛的艦船、坦克和高鐵等交通工具所產生的高分貝會降低乘坐者的舒適感。

因此，生產消音、補強的環保產品已成為世界各國制造企業的發展趨勢。本世紀初，歐洲、日本等大型汽車制造商都提出了不同的局部加強方法，歐洲研究者是相對最早提出采用復合材料應用于汽車補強，然而其研制的浸環氧膠玻璃布結構制造應用工序極其繁瑣，生產成本較高。因而，高強度、高韌性、高減振性和環保型（極低VOC、不含溶劑和無氣味）高效消音補強膠片具有廣泛的應用市場。

1　環保消音補強膠片的組裝應用優勢

1.1　材料環保

環保型高效消音補強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/殼結構丙烯酸酯納米復合粒子增韌環氧樹脂，解決了普通環氧樹脂脆性較大、改性環氧樹脂價格較高等問題，同時賦予了膠片高強度和高韌性，即在保證環氧樹脂固化物本身剪切強度的同時，提高了其抗彎曲性；通過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，使振動時產生的聲波減弱，從而達到減振消音的目的，解決了車身減振消音性較差等問題，提高了駕乘舒適性[1]。采用潛伏性固化劑、促進劑和貯存穩定劑進行復合使用[2]，既解決了消音補強膠片常溫容易凝膠、擠出容易固化和高溫烘烤后迅速固化導致的鋼板變形問題，又克服了汽車廠不能大批量進貨、不能常溫貯存等技術難題，保證了汽車的美觀性[3]。為改善使用傳統增塑劑造成的環境污染問題，本研究所述產品將常用增塑劑酞酸酯類替換為環保型增塑劑（聚異丁烯），使得產品的TVOC、VOC等環保性能指標達到了國際先進水平。

1.2　組裝應用便捷

環保型高效消音補強膠片具有很好的手工操作性，并可根據具體位置大小及特殊情況，用手將成型的消音補強膠片放在所需處壓實、抹平。使用時可用手直接操作，無毒、無味，容易與防粘紙脫離，而且工藝性較好，粘貼后不位移，可以經受車身制造后續的洗油、鱗化、電泳、噴漆和烘烤等工序，使得車體組裝過程更加便捷。

1.3　組裝應用范圍較廣

環保型消音補強膠片由于其優異的性能可用于多種交通工具的組裝，例如（新能源）汽車、軌道交通、軍品和艦船等新型交通工具領域[4]。以汽車組裝應用的范圍為例，環保型高效消音補強膠片主要用于新型交通工具的車門內板、門拉手、引擎蓋內側、車頂、輪罩和側圍等外板消音補強，以提高鋼板的彎曲強度、剛度和抗沖擊性，提升車輛的安全性能，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所示的是在汽車車體的應用部位。

圖1　車體組裝應用部位示意圖Fig.1　Schematic diagram of application positions during vehicle assembling

2　環保消音膠片的組裝應用方法

相比傳統的產品，環保型消音補強膠片在車體組裝時操作更加便捷，并且由于其材料的環保特性使得應用過程可以用手直接操作，對人體無害，具體應用流程如圖2所示。

圖2　組裝應用流程圖Fig.2　Application flow chart during assembling

3　環保消音補強膠片的組裝應用前景

3.1　政策扶持

2016年7月8日，為加快重點行業VOCs(揮發性有機物）減排，推動工業綠色化發展，工信部、財政部聯合發布《重點行業揮發性有機物削減行動計劃》（以下簡稱“計劃”）。根據《計劃》，到2018年，工業行業VOCs排放量比2015年消減330萬噸以上，其中要求低（無）VOC膠粘劑產品比例在2018年要達到85%以上，中國膠粘劑行業將面臨重新洗牌的局面。隨著環保法規日趨嚴格，新型交通工具室內空氣質量強制達標已于2017年1月1日實施，環保型膠粘劑正在逐漸成為合成膠粘劑的主流產品。

當前國內經濟面臨由高速增長轉入中高速增長的新常態，內在結構優化和質的提升已成為當務之急。此次國家有關部委發文，只給2年多的削減VOC排量調整時間，且在政策、法規和資金等方面配套出臺許多有力措施，充分顯示了國家在膠粘劑行業實施綠色與可持續發展的決心，這對整個產業鏈來說，都是一個不可忽視的風向標：溶劑型膠粘劑將逐步被取代，低VOC粘膠劑將迎來爆發式增長周期。

3.2　市場需求

“十三五”期間（2016-2020年），我國膠粘劑的發展目標是：產量年均增長率為7.8%，銷售額年均增長率為8.3%，這樣到2020年末，我國膠粘劑的總產量可達1 033.7萬t，銷售額可達1 328.0億元人民幣。在未來幾年，我國膠粘劑行業在市場力的驅動作用下，必將朝環境友好型產品方向發展，這也將成為推動企業重點朝產品技術研究方向進步的動力。有鑒于此，環保型消音補強膠片在環保政策和新型交通工具快速發展的市場雙重壓力下具有長久的發展前景。

[1]王永龍.一種適用于汽車車身的補強膠片[P].CN 106496954,2017-03-15.

[2]高之香,李建武,李士學,等.一種汽車薄鋼板用補強膠片[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/環氧樹脂復合補強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.薄板補強膠片在汽車工業中的應用[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-