中车株洲电力机车研究所有限公司 湖南省株洲市 412007
摘要：轨道交通作为国民经济的大动脉，是国家的重要基础设施和大众化交通工具，在中国经济社会中发挥重要作用。高效、快捷、经济、环保的高速铁路系统将成为国民经济和社会持续发展的强大动力。2015年中国快速铁路营业里程将达到4.5万公里。高速铁路客车在引进日本、欧洲技术的基础上，进行消化与吸收的同时，也促进了客车胶粘剂的开发和应用。
关键词：轨道客车：胶粘剂；环保性能；总VOC
前言
近年来，随着物质生活水平的不断提高，人们对衣食住行的环保和安全性越来越重视，环保法规也越来越严格。为了适应这种趋势的要求，我国轨道客车行业十分重视轨道客车内空气质量及环保性能。由于轨道客车对高速、减震、降噪、轻量化等方面的需求，车身结构常用胶粘剂粘接和密封，所用胶粘剂的种类较多，例如：双组分环氧胶、单组分聚氨酯密封胶、双组分聚氨酯结构胶、氯丁胶、硅烷改性胶、硅酮胶、瞬干胶、螺纹锁固胶、甲基丙烯酸酯胶、防火密封胶、醋酸乙烯水性胶、导电胶、导热胶等，胶粘剂中的有毒有害物及有机挥发物会影响轨道客车室内的空气质量。为此，参照轨道车辆环保标准TB／T3139对车辆制造过程中用到的各种胶粘剂有毒有害物及总VOC进行测试，根据测试的结果，指导新的轨道客车制造时，能针对性地选择合适的胶粘剂，控制有毒有害物及总VOC的释放。
一、轨道客车用胶粘剂分类
胶粘剂应用于轨道客车工业具有粘接密封隔热紧固减重减震等功能。功能分类：粘接类(结构粘接)、密封类、定位类(锁固、瞬干)用途分类:车身用胶、内饰用胶、风挡玻璃胶、液态密封胶(硅酮用于电器的绝缘密封，厌氧用于螺纹锁固)。
1.车身用胶
轨道客车车身用胶粘剂为焊缝密封胶、抗石击阻尼胶等。焊缝密封胶:采用单组份聚氨醋密封胶优点:胶膜具有很好的强度和弹性，耐冲击性能好，挠曲性优异，固化后体积收缩率低，而耐老化性能优异，对处理的金属及内饰材料有很好的粘接性，与油漆的配套性好，表面可喷涂油漆。缺点:不能长期耐热，高湿热环境下固化可能产生气泡和裂纹，许多场合需用底涂。
2.焊接密封胶
焊缝密封胶轨道客车车身用胶粘剂为焊缝密封胶、抗石击阻尼胶等。抗石击阻击涂料:以沥青为主体材料，加入隔热性能好的石棉、硅石、珍珠岩等优点:价格低廉、隔热效果好，耐离蚀性强，施工条件要求不高。缺点:施工空气污染较严重，对操作者健康有害。
3.内装饰用胶
客车内饰材料多种多样，金属和非金属，主要有木拢骨粘接用胶、地板铺胶、防寒材料粘接、卫生间粘接与密封等。木拢骨粘接用胶成分:双组份聚氨醋结构胶，主体成分为改性多元醇添加碳酸钙为填料与异氰酸P做成双组份粘合剂。优点:粘接强度高，阻尼隔热性能好，操作方便。缺点:需要一定的定位时间。客车内饰材料多种多样，金属和非金属，主要有木拢骨粘接用胶、地板铺胶、防寒材料粘接、卫生间粘接与密封等。地板辅装胶成分:轨道车辆的地板材质为实木、铝、不锈钢、橡塑等。地板布为PVC.橡胶。其粘接用胶主要有双组份环氧结构胶、双组份聚氨酷胶、溶剂型氯丁胶。对实木地板和橡塑地板多采用溶剂型氯丁胶。优点:溶剂型氯丁胶初粘力大，粘接强度高，胶层柔软，弹性良好，耐冲击与震动，耐介质性好，可单组份使用，价格低廉。缺点:溶剂型氯丁胶对施工环境有污染，对人员有伤害，耐热性差。
4.风挡玻璃胶
在车窗的安装过程中，需要粘接的基材为玻璃、不锈钢、表面喷涂的耐候钢、铝合金、玻璃钢、涂料、中空玻璃、PC板和夹层玻璃的封边胶。根据粘接材质的不同，应配套相应的清洗剂和底涂剂。
5.液态密封胶
主要应用于车内各密封及电器件的密封，配套相应的清洗剂。优点:具有良好的防紫外线和抗气候老化性能.良好的耐化学品和耐溶剂性.在车辆的清洗维护时.不会形响密封性.良好的电器绝缘性能，对基材没有离蚀性.固化时无有毒有害物质的挥发。
二、实验
1.主要原料
测试选用轨道客车车内组装应用数量大、有代表性的8类胶粘剂及配套产品，每类胶粘剂选了不同品牌型号的几个样品，具体见表1。
.png)
（1）仪器与设备；分光光度计，岛津(中国)：气相色谱质谱联用仪(GC／MS)，安捷伦科技有限公司。
（2）性能测试；按照TB／T3139的要求测试胶体初始的有毒有害物质含量及总VOC。将胶粘剂按照施工工艺制成胶膜，分别测试固化后胶膜7d和21am放的总VOC(车辆从使用胶粘剂开始到最终车辆出厂前环保测试通常大于21d，车辆整体环保监控是出厂前监测整车的甲醛和总VOC)。
2.结果与讨论
（1）轨道客车胶粘剂环保标准要求
轨道客车胶粘剂单体有毒有害物质铁道行业标准：国内的轨道客车用胶粘剂有毒有害物质需要满足铁标TB／T3l39(机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量)的要求，标准中将胶粘剂分为溶剂型和水基型2类。
（2）轨道客车室内环保要求
车辆完工出厂前需要对客车室内甲醛及总VOC进行布点采样测试：室内空气中甲醛的含量不应大于0．10mg／m3；2)室内空气的总VOC应小于0．60mg／m3。
（3）各种胶粘剂有毒有害物质及总VOC含量测试
对甲苯和二甲苯的含量进行了单独测试，以便观察分析；甲苯+二甲苯的数值等于甲苯的数值与二甲苯数值之和。根据测试结果选取总VOC较多的几类产品固化7d和21d后，测试胶膜的总VOC。胶膜的测试参考IS012219—2袋子法，将固化后的胶膜放入PVC采样袋中，在25。C的恒温测试舱中保持16h，抽取袋子中的气体，用气相色谱质谱联用仪分析气体中含有的挥发性有机物的含量。由此可见，所测的样品总VOC含量都低于TB／T3139机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量的要求，但是有的类别胶粘剂总VOC比较高，接近标准上限要求。不同胶粘剂形成的胶膜释放的总挥发有机物有较大差异；随着固化时间延长，胶膜释放的总挥发性有机物明显减少。
（4）具体分析如下：
氯丁胶相对较高，样品均大于560g／L以上。5个样品中有3个样品含有游离甲醛，3个样品含有苯，3个样品含有甲苯，1个样品含有二甲苯。氯丁胶成膜固化后从7d到21d总VOC含量降低很多，最小的变化率是49％，最大的变化率为81．1％。甲基丙烯酸类胶粘剂总VOC也相对较高，3个样品全部超过550g／L以上，并且都含有游离甲醛和苯。甲基丙烯酸胶制成胶膜后从7d至21d总VOC也降低很多，达到55％。双组分环氧胶总VOC相对低，但是不同品牌差别较大，最小的是7g／L，最大的达到161g／L，基本都不含有游离甲醛和苯。聚氨酯类产品总VOC也比较低，样品中最大的不超过50g／L。聚氨酯类胶粘剂中的甲苯二异氰酸酯为其活性组分，固化反应最终形成脲基，本次未进行测试研究。改性硅烷类产品环保性能非常好，样品最大的总VOC只有l1g／L，不含有游离甲醛及苯等物质。胶膜固化后7d至1]21d，样品最小的变化率是69％，最大的变化率达到97％。硅树脂类防火密封胶总VOC也比较低，而且不含有游离甲醛和苯。水性聚醋酸乙烯酯胶环保性能非常好，不含有有毒有害物质及有机挥发物。
结束语
通过对胶粘剂环保性能的测定，发现氯丁胶、甲基丙烯酸类胶粘剂总VOC含量较高，在粘接密封方案选择时尽量少选用或不用这些胶粘剂，多用势必会影响整车环保测试结果，其他类别的胶粘剂环保性能相对较好。胶粘剂配套的清洁剂和底涂总VOC都比较高，使用时要加强通风，减少对车厢的污染。环保的高要求也促使胶粘剂制造企业尽快研制出不仅粘接性能优良而且环保性能也优异的产品以满足轨道客车行业的发展需求。
参考文献：
[1]中华人民共和国铁道部．机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量：TB／T3139—2006[S]．北京：中国铁道出版社，2006．
[2]蔡永源,李彤,孔莹,等.环氧树脂胶粘剂应用进展[J].化工新型材料,2005,33(11):17-20.
[3]丑纪能,邓飞跃.室温固化环氧树脂结构胶粘剂的研究[J].化工新型材料,2007,35(3):80-82.