某乘用车密封件对车身油漆污染研究

摘要：文章以实际产品为例，详细分析了密封件对车身油漆污染的发生机理，对工艺和设计进行进一步的改进，并验证了方案的可行性和效果。

关键词：汽车;密封件;车身油漆

中图分类号：U465 文献标识码：A

0引言

门窗密封条是轿车的重要部分，具有隔音、防渗水、防尘、减振和装饰等功能，其通常采用EPDM、PVC以及TPE类材料。由于车身油漆也属于高分子化合物，车辆使用中密封条与车身紧密接触，在环境、温度等因素的影响下，门窗密封条易与车身油漆发生化学反应，引起颜色变化，尤以白色车身颜色变化最为明显，该现象被称为油漆污染。

本文以实际产品为例，针对车辆出现的油漆污染问题，详细介绍了其现状和调查进展，为行业内解决同类问题提供借鉴。

1汽车橡胶密封条与车身油漆污染现象的关系

1.1问题背景

某橡胶密封条生产厂家为某汽车企业提供了一批汽车橡胶密封条，密封条按照要求安装完毕。车辆停放3个月后，准备出厂时发现在密封条附近的白色车身油漆发黄，位置集中在后门锁扣下方的转弯区和踏板位置，发生部位为门胶条头道B条与车身接触位置。

1.2根据现状进行发生条件假设

（1）温度要求：汽车停放时间区间为5月-7月，正值广东炎热的夏季，白天日均气温达31℃，车内温度最高可达90℃，且高温条件下密封件会加速老化，内部不稳定物质容易析出。

假设1：高温环境下会出现密封件污染车身油漆。

（2）湿度要求：前后门头道B条都为同一批次，前门区域没有出现发黄，而后门车身急转弯处，容易造成雨水的积累，而出现发黄现象。

假设2：高湿环境下会出现密封件污染油漆。

（3）发生时间的差异：确认过近1个月时间内的下线车辆，并未发现发黄现象。

假设3：发黄的产生过程需要经过一段时间的反应之后才出现。

1.3根据发生条件假设制定验证方案

方案1：在高温（80℃）、负载4.41 N环境下放置26 h，每2 h观察1次。

方案2：常温环境、加自来水（1次/h）以及负载4.41 N环境下放置26 h，每2 h观察1次。

方案3：在高温（80℃）、加自来水（1次/h）以及负载4.41 N环境下放置26h，每2 h观察1次。

结论：高温或高湿单一条件下不产生发黄，高温+高湿的环境下经过一段时间（26h）的反应之后才出现发黄现象（图1）。

2发黄原因分析

2.1发黄物质分析

由于车身油漆板的发黄物质不能被有效提取，对缺陷件中带有的发黄位置进行光谱分析。检查发现靠近排水孔位置一侧，泡钉与车身不良位置出现类似于车身变色的现象（图2），其他与车身非接触位置没有变色现象。对胶钉上发黄物质进行光谱分析，确认正常区域与变色区域的试验结果均为0：57.72 wt%、C：42.28 wt%，未发现区别，因此无法识别出发黄物质。

2.2故障胶条分析

从胶条本身进行油漆污染风险分析，有3个可疑风险点：涂层脱落，涂层物质污染油漆;硫化不足，胶条中的材料析出污染油漆;原材料反应不充分，导致胶条在高温、高湿的状态下析出原材料。根据这3个可疑风险点分别进行验证。

（1）检查是否存在涂层脱落。检查缺陷件外观没有磨损痕迹，确认涂层没有脱落，对故障件涂层附着力测试，即百格试验。确认故障件在试验的胶布上涂料无明显残留，排除涂层脱落导致车身污染变色。

（2）确认橡胶材料在挤出过程中的硫化程度。采用电解铜试验来检测胶料中的游离硫含量，当硫化不足时，胶料中的游离硫与铜板反应导致接触部位发黑。测试方法：将截面和新鲜铜板接触，并施加454.0N压力放置在120℃烘箱中2 h，对照电解铜结果进行等级判断。

检验结果：电解铜结果为3级，最优为1级状态。

（3）确认原材料是否反应充分。采用大众标准检查水解结果，在高温（90℃）条件下水中放置22 h后检查晾干后表面有无发白。该测试为老化后材料析出快速检测，可以表征在环境变化时材料溶解度的变化和材料析出量。

综上，故障件胶条的各项测试中，均符合标准，但电解铜测试可做进一步改善，提高硫化程度，减少物质析出的风险。

3改善方向

3.1工艺参数调整对于电解铜的影响

通过表l可知，改善硫化程度，可减轻发黄程度，并不能杜绝。需要进一步优化配方来减少在高温+高湿环境下胶料物质的析出。

3.2胶料配方分析

胶料配方主要由三元乙丙胶、硫磺和各种促进剂组成，对影响发黄的硫磺进行分析，通过对标其他工厂和总部的建议硫磺用量不大于1.7份，可以减少硫磺的比例0.1份。改善后的胶条经过耐污染试验，试验结果显示仍有发黄现象，但相比改善前发黄现象更为轻微。

3.3压缩负荷对于发黄影响的分析

通过对实验条件的分析，污染试验需要在一定的压力下进行，通过对比不同的压力即产品的压缩负荷进行对比，得出耐污染试验结果。

4结语

根据现状进行发生条件假设，通过验证得出高温或高湿单一条件下不产生发黄，高温+高湿的环境下经过一段时间的反应之后才出现发黄现象。对发黄物质进行光谱分析，未能进行有效识别，但通过对比测试，密封条硫化程度的提高有助于抑制发黄现象，铜片测试达到1级时，发黄现象可有效改善。改善方向有以下3个。

（1）通过提高挤出烘箱温度（20℃以上）来改善硫化程度，铜片测试达到1级。

（2）改善胶料配方硫磺比例，硫磺用量由1.8份减至1.7份。

（3）在前2个条件下，通过降低压缩负荷来减少与车体的压力作用，耐污染发黄的问题可以得到进一步改善。