1、研究报告专论2023 年 2 月第 50 卷第 2 期doi:10.3969/j.issn.1001-5922.2023.02.010Vol.50 No.02，Feb.2023收稿日期:2022-07-25;修回日期:2023-02-06作者简介:苏晓峰(1965-)，男，高级工程师，主要从事轨道车辆设计研究;E-mail:sxfsf163 com。通讯作者:王咏祥(1989-)，男，博士，高级工程师，主要从事非金属材料环保性能检测方面研究;E-mail:wangyx2 grgtest com。引文格式:苏晓峰，王新颖，王咏祥，等 胶粘剂粘接组件的气味释放影响研究 J 粘接，2023，50(2
2、):40-43胶粘剂粘接组件的气味释放影响研究苏晓峰1，王新颖1，王咏祥2，张兰兰2(1 中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛266111;2 广州广电计量检测股份有限公司，广东 广州510656)摘要:以轨道车辆地板粘接组件、防寒材粘接组件及其组成材料 胶粘剂、地板、地板布和防寒材为研究对象，探究了胶粘剂对粘接组件气味释放的影响。结果表明，胶粘剂对地板粘接组件和防寒材粘接组件的气味影响在前 21 d 内均较大，且前期处于主导地位。在满足粘接性能的前提下，选择挥发性有机化合物(VOC)和气味水平更优的胶粘剂可明显改善粘接组件的环保性能。关键词:轨道车辆;胶粘剂;粘接组件;气味;贡献度中
3、图分类号:TQ430 7+1文献标志码:A文章编号:1001-5922(2023)02-0040-04Study on the effect of adhesives on the odorof bonding componentsSU Xiaofeng1，WANG Xinying1，WANG Yongxiang2，ZHANG Lanlan2(1 CRRC Qingdao Sifang Co，Ltd，Qingdao 266111，Shandong China;2 Guangzhou GRG Metrology Test Co，Ltd，Guangzhou 510656，Guangdong Chi
4、na)Abstract:The effect of adhesives on the odor release of bonding components was explored by taking railway vehiclefloor bonding components，cold-proof bonding components and their constituent materialsadhesive，floor，floorcloth and cold-proof as the research objects The research shows that the influ
5、ence of adhesives on the odor of floorbonding components and cold-proof bonding components is greater in the first 21 days，and it is dominant in the ear-ly stage Under the premise of satisfying the bonding performance，choosing adhesives with better VOC and odor lev-el can significantly improve the e
6、nvironmental performance of bonding componentsKey words:railway vehicle;adhesive;bonding component;odor;contribution degree随着“绿色制造”理念的日益普及，人们对轨道车辆的环保舒适性要求也越来越高1-3。其中粘接组件作为车内用量最大的内装部件之一，其环保性能对车内空气质量影响较大4-6;而车内异味便首当其冲7。胶粘剂是粘接组件的重要组成部分，其主要作用就是将不同类的材料紧密结合在一起8-9。但由于其在使用过程中会释放出大量的挥发性有机化合物(VOC)，一方面会造成其他材料异
7、味污染;另一方面也会造成车内及周围环境中气味超标。目前，关于轨道车辆胶粘剂 VOC 和气味领域的研究已有报道，但针对粘接组件中胶粘剂贡献影响的研究在 VOC 领域较多，如探究了胶粘剂对地板粘接组件和防寒材粘接组件 21 d 内 VOC 释放的影04研究报告专论响4-5;对相关气味方面的研究报道较少。为此，选取轨道车辆常用的地板粘接组件、防寒材粘接组件及其组成材料 胶粘剂、地板、地板布和防寒材为研究对象，利用袋式法10、GC O 技术11-13、气味活度法14-18 及气味匹配度7，19，探究了胶粘剂在粘接组件中的气味释放规律，为轨道车辆及粘接产品气味品质提升提供指导。1试验部分1 1试验材料甲
8、醇(纯度99 9%)，上海阿拉丁生化科技股份有限公司;甲苯、正己烷、正十六烷(纯度均为99 5%)，美国 ChemService 公司。1 2试验仪器X205BDU 型电子分析天平(瑞士 Mettler Toledo公司)、7890B/5977B 型气相色谱 质谱联用仪(美国安捷伦科技有限公司)、maekes TD100 Xr 型热解析脱附系统(美国安捷伦科技有限公司)、ODP3型嗅觉检测器(德国 GERSTEL 公司)、520H 型气体流量校准计(美国 BIOS 公司)、GilAir Plus 型恒流气体采样泵(美国 Gilian 公司)、1 000 L 聚氟乙烯采样袋(宁波环测实验器材有限
9、公司)。1 3试样制备按照实际工艺制成 1 m 1 m 的地板粘接组件(地板+胶粘剂+地板布)、防寒材粘接组件(铝板+胶粘剂+防寒材)及其组成材料 地板、地板布和防寒材，并按照实际工艺中用胶量将胶粘剂喷涂到 1 m 1 m 的铝板上。1 4试验方案利用袋式法10 和 GC O 技术11-13 筛选出制样初期时各粘接组件中的典型气味物质;利用气味活度法14-18计算上述各典型气味物质的气味活度值及权重系数。之后，基于气味匹配度7，19，计算各组成材料(胶粘剂、地板、地板布、防寒材)对粘接组件的气味贡献度;最后，按照上述操作，探究粘接组件中胶粘剂的气味贡献度随时间的变化规律。1 5试验方法1 5
10、1袋式法 VOC 测试和全谱分析将各试样放置 1、7、14 和 21 d 后，分别密封于1 000 L聚氟乙烯采样袋中，充入纯度为 99 999%的500 L 氮气，在温度 25 条件下平衡 16 h 后进行测试和 VOCs 全谱分析。1 5 2粘接组件中典型气味物质筛选由专业嗅辨员在嗅觉检测器嗅探口处进行嗅闻，依据所记录的气味物质类型及气味等级，确定粘接组件中的典型气味物质。2结果与讨论2 1制样初期，粘接组件中的典型气味物质分析基于 GC O 嗅辨分析，得到了地板粘接组件 a和 b、防寒材粘接组件 c 和 d 制样初期时的典型气味物质，并利用各物质质量浓度与其嗅阈值的比值计算出相应的气味活
11、度值 D;进一步地通过计算各物质气味活度值与所有物质气味活度值加和的比值得到了相应的权重系数 K，它反映了混合气体中气味物质的贡献程度，其值越大，表明气味贡献度越大;相关的分析结果如表 1 所示。Ki=Dimi=1Di(1)式中:Ki为粘接组件中第 i 种典型气味物质的权重系数，无量纲;Di为粘接组件中第 i 种典型气味物质的气味活度值，无量纲;m 为粘接组件中典型气味物质的个数。表 1制样初期粘接组件中的典型气味物质Tab 1Typical odor substances in bonding components at the initial stage of sample prepara
12、tion粘接组件名称典型气味物质CAS 编号质量浓度mgm3嗅阈值mgm3气味活度值(Di)权重系数(Ki)地板粘接组件 a(地板+地板布+胶粘剂 a)甲苯108 88 345 4241 26335 9650 652乙酸乙酯141 78 68 7623 1882 7480 050正己烷110 54 32 2965 3660 4280 008庚烷142 82 51 4322 7930 5130 009苯乙烯100 42 51 4040 1519 2980 1692-甲基庚烷592 27 80 7330 5231 4020 025环己酮108 94 11 0180 4912 0730 038p-二
13、甲苯106 42 30 3460 2561 3520 024m-二甲苯108 38 30 1830 1811 0110 018乙苯100 41 40 2860 7500 3810 00714研究报告专论续表地板粘接组件 b(地板+地板布+胶粘剂 b)甲苯108 88 31 3321 2631 0550 068环己酮108 94 10 8120 4911 6540 106正丁醇71 36 30 7360 1176 2910 404乙酸乙酯141 78 60 3043 1880 0950 006p-二甲苯106 42 30 1760 2560 6880 044m-二甲苯108 38 30 0850
14、 1810 4700 030苯甲醛100 52 70 3240 1861 7420 112苯乙烯100 42 50 2200 1511 4570 094乙酸丁酯123 86 40 1640 0772 1300 137防寒材粘接组件 c(铝板+防寒材 c+胶粘剂 c)甲苯108 88 348 5431 26338 4350 5584-羟基-4-甲基-2-戊酮123 42 210 4414 7222 2110 032p-二甲苯106 42 34 0060 25615 6480 227m-二甲苯108 38 31 0110 1815 5860 081乙酸乙酯141 78 65 5303 1881 7
15、350 025庚烷142 82 52 0632 7930 7390 011乙苯100 41 41 7140 7502 2850 0332-甲基庚烷592 27 80 5720 5231 0940 016o-二甲苯95 47 61 8981 6761 1320 016防寒材粘接组件 d(铝板+防寒材 d+胶粘剂 c)甲苯108 88 356 3161 26344 5890 5734-羟基-4-甲基-2-戊酮123 42 211 0324 7222 3360 030p-二甲苯106 42 35 1110 25619 9650 257m-二甲苯108 38 31 0320 1815 7020 073
16、庚烷142 82 51 9232 7930 6890 009乙苯100 41 42 1510 7502 8680 037o-二甲苯95 47 62 1251 6761 2680 0162-甲基己烷591 76 40 4321 7510 2470 0033-甲基己烷589 34 40 3963 5010 1130 001注:地板粘接组件 a 和 b 使用相同的地板和地板布;防寒材粘接组件 c 和 d 使用相同的胶粘剂;物质嗅阈值来源于日本环保署测定值20。由表1 可知，(1)地板粘接组件 a 和 b 制样初期分别筛选出 10 种和 9 种典型气味物质，其中地板粘接组件 a 中甲苯和苯乙烯的权重系数值最大，分别为 0 652 和 0 169;地板粘接组件 b 中正丁醇的权重系数值最大为0 404，乙酸丁酯、苯甲醛、环己酮和苯乙烯次之，均接近于 0 11。鉴于地板粘接组件 a和 b 使用相同的地板和地板布，但权重系数值较大的物质却明显不同，说明造成这种差异的原因是由于胶粘剂更换引起的。(2)防寒材粘接组件 c 和 d制样初期均筛选出 9 种典型气味物质，其中甲苯和p-二甲苯的权重系数值均最大