2018年08月31日 | 从粘接材料的气体挥发说起

2018-08-31 来源：eefocus

对于这个问题，要从一件很有趣的事情开始说起。这是一个有关于热失控检测的问题，有一个核心的传感器融合和判断的内容，在实际出发的过程中，我们可以做大量的实验。

选择电池发生热失控和安全过程中的产热和产气过程的分析

不同的容量、不同的化学体系（磷酸铁锂、三元）

不同的封装形式，液冷、风冷、密封形式

因此如之前的说法一样，想要完整的做好这个置信度的问题，从2016年开始，初步的判断是需要导入了更多的传感器，由以上热失控的各个阶段的产出物对应输出来进行探测及控制器（集成化设计，内含温度传感器、气体分析传感器、烟雾探测器、火焰探测器）。主要是技术水平是随着热失控和扩展的指针越来越明显，对于电池系统内的线束、电子系统都有影响，还有一个比较大的困扰，其实是电池系统内部的常规失效的鉴别。对于气体传感器来说，主要是电池系统内各种结构胶的材料的气体挥发的问题。

这个问题，其实主要是在驾驶新车或入住新房子时，对于人体的影响是粘接材料的挥发而产生的有害挥发性及其他特性。VOC是Volatile Organic Compounds的缩写，是易挥发的有机化合物。目前综合所有机构VOC最普遍的共识认为VOC是指那些沸点等于或低于250℃的挥发性有机物质。这些挥发性有机物质主要包括：苯系物、醛酮、有机氯化物、氟利昂系列、胺、醇、醚、酯、酸等。

密封的电池系统就像一个洁净空间，气体挥发物会充斥整个电池系统。这个客观的原因，使得气体传感器在电池系统里面没办法用，在乘客舱里面，乘用车因为车厢体积小，问题凸显更严重。车子买回来后，车窗车门打开散放VOC并不现实。半挥发性有机物质沸点比较高的挥发性有机物，在普通温度下挥发性较低，高温情况下挥发比较剧烈，像雾化类的项目集中在沸点比较高的VOC；由于车厢体积比较小，乘用车越来越高端，密封性也好而且空间相对狭小，比房间里的材质更多更复杂，所以对乘客和驾驶者来说减少VOC的排放越来越重要。从材料层面来说，看上去是车辆级别和零件级别的测试，而核心是在选用合规的材料。德国汽车工业协会（Verband der Deutschen Automobilindustrie）开发出VDA278测试方法用于测量VOC和FOG排放。

因此从这个角度来说，对于我们这样的工程师而言，在选用粘接方案的时候，还真的需要从VOC的角度来评估一下，评估产品的长期适用性和对成员的危害。前阵子不少企业来做交流，还是从性能应用层面去交流多一些。我在做一些整理的时候，类似的特性还是有不少国外的公司比较注意标识出来，如3M的98010、99018、DCX-1018，1000NF胶水，这些低VOC丙烯酸胶粘剂胶带经过精心设计，从材料角度是经过考量的。

TDS 产品特性

3MTM 1000NF 胶水

3M™ 1000NF快粘胶水是一种独特的水性胶粘剂，专门用于提供快速、耐热粘接、可重新定位性和高强度极限的有效组合。3MTM的这款胶粘剂不易燃，不含聚氯丁烯，无挥发性有机化合物（根据EPA测试方法24进行检测）。

快速粘接：可快速粘接，同时在大约一分钟或更短的时间内达到操作强度。其反应快速，同时单面应用的潜力在使用更少产品的前提下也提高了生产率。

适用于多种材料：通过配制48％的固体胶粘剂，3M™ 1000NF快粘胶水的覆盖率比溶剂型胶粘剂高三倍。适用于许多轻质材料的粘接，如弹性泡沫、乳胶发泡体、织物、聚酯纤维填塞物、帆布、木板、胶合板、刨花板和许多塑胶及金属等表面。已通过“绿色卫士”（GREENGUARD）认证；经儿童和学校产品排放标准认证为室内建筑材料低排放。

而对于胶粘材料的测试，核心是从VDA 278测试入手

将样品放入TENAX管中，经TDS系统在规定温度下（ 90 ℃ 30minVOC 测试， 120 ℃ 60minFOG 测试）加热后，GC/MS分析其中VOC的挥发量，表征的是单位重量的材料挥发出的低沸点有机物和高沸点有机物的总量。经过图谱分析，可以了解VOC的主要成分，有针对性的进行配方或工艺改进。

报告中有VOC值和SVOC值即低沸点挥发物的总量和高沸点挥发物的总量，还会对挥发物进行定性和半定量的分析，看具体挥发出什么物质，能够定性就会给出这些物质的CAS.NO.和半定量的结果。这个方法的好处就是可以通过数据反推出哪些物质出现在原材料里，如果物质挥发量比较大，可以改善原材料和生产工艺，从而达到改善材料voc散发的目的。原材料或零部件必须经过标准检测，合格后才能成为他们准许的供应商。在检测过程中，材料测试合格，总成测试却超标，这主要的原因包括以下三点（但不限于）：

1、材料和总成测试方法不同，不能直接比较；

2、材料和总成的状态不同，材料测试时取样量是一定的，总成测试时面积可能比较大；

3、有可能材料的限值和总成的限值设置需要更新，二者的匹配度不是很好。

小结：对于我们设计功能部分来说，材料的气体挥发物不大常见，气体挥发物对化学传感器的干扰这点来看，选用胶类材料的影响是显而易见的。在设计选材时谨慎选择，响应绿色环保的号召，是我们的职责所在。

粘连材料气体挥发汽车电子

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