汽车内饰零部件材料VOC与气味检测技术

  新闻资讯     |      2020-10-27 02:02:29
汽车内饰零部件VOC
首先,我们先来了解什么是VOC。
挥发性有机物VOC的主要成分包括:苯、甲苯、乙苯、乙醛、甲醛、乙醇、苯乙烯、十四碳烷、乙酸乙酯等。其中苯、甲苯、甲醛和二甲苯对人体伤害最大,当室内环境VOC达到一定浓度时,会引起头痛、恶心、呕吐、乏力等症状,严重是甚至引发抽搐、昏迷、伤害肝脏、肾脏、大脑和神经系统、造成记忆力减退等严重后果。
美国ASTMD3960-98标准定义:任何能参加大气光化学反应的有机化合物
美国联邦环保署(EPA)定义:除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸较外任何参加大气光化学反应的碳化合物。
世界卫生组织(WHO)定义:熔点低于室温而沸点在50-260℃之间的挥发性有机化合物的总成。
VOC是汽车内饰件散发出的对人体有害的有毒物质,这种物质气味难闻,而且会对人体健康造成危害。所以必须做好汽车内饰零部件材料的VOC以及气味检测,严格控制汽车内VOC的含量,力争在根源上减少汽车内部VOC对人体产生的危害。本文就此对汽车内饰零部件材料VOC与气味检测技术进行研究。



 
1、简述汽车内部VOC与气味                           
 
1.1 车内VOC
VOC(Volatile Organic Compounds,挥发性有机化合物),国际上对于VOC没有统一的定义,目前最常见的是WHO规定的分类方法,熔点低于室温而沸点在50-260℃之间的挥发性有机化合物的总称。国标中的车内VOC指汽车在静止或使用的条件下,按照规定的方法,通过仪器设备等测试出的苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛等物质,达到一定浓度后,这些物质带有致癌性、致畸性、毒性,直接影响驾乘人员的身体健康。车内VOC的影响因素众多,其中最主要的源头是汽车内饰非金属材料和辅料。
 
1.2 车内气味
车内气味指驾乘人员对车内空气的主观感受,不同的人对相同的气味有不同的感知度,因此气味具有主观不确定性,极易引起售后的抱怨。目前国家尚没有对车内气味的法规要求,主要由各汽车主机厂通过制定企业内部标准自行控制。近年来车内气味问题受到社会各界的广泛关注,有资料显示,车辆内部异常气味已成为紧凑型、小型和中型新车售后抱怨最多的质量问题之一。
其中常见的VOC种类有:
1、苯(Benzene)
2、甲苯(Toluene)
3、二甲苯(Xylene)
4、对-二氯苯(para-dichlorobenzene)
5、乙苯(Ethylbenzene)
6、苯乙烯(Styrene)
7、甲醛(Formaldehyde)
8、乙醛(Acetaldehyde)
9、正丁醇(n-Butanol)
10、苯乙酮(Acetophenone)
11、甲乙酮(methylethyl ketone)
12、甲醇(Methanol)
13、乙醇(Ethanol)
14、醋酸正丁酯(n-Butyl acetate)
15、硝基苯(Nitrobenzne)
16、三氯乙烯(Trichloroethylene)
17、二氯甲烷(Dichloromethane)等。
苯、甲苯、卤代烯烃(三氯乙烯、二氯乙烯)等已被怀疑或确定为致痘物质。挥发性有机物的来源主要为化学品、化学溶剂、汽车尾气和燃烧废气。
 
 
2、汽车内饰VOC与气味的主要零部件材料分     
 
2.1 聚氨酯(PU)
根据样本测试结果可知:聚氨酯(PU)中乙醛、甲醛含量较高。聚氨酯的应用很广泛:坐垫、头枕、隔音材料、仪表盘、遮阳板、门板、顶棚衬里等内饰件都会用到。聚氨酯材料释放的VOC主要包括小分子醛类和苯类,由于在生产过程中加入了小分子反应型阻燃剂、还有一些催化剂、稳定剂等,都会导致醛类或苯类物质的引入。聚氨酯泡沫在车内应用主要集中于座垫、靠背、头枕等地方,这些地方也是人们在车内最直接接触的地方,因而对产品的环保性能要求也更加严格。目前车内大量使用的聚氨酯以溶剂型为主。建议在应用聚氨酯时要使用水基型溶剂进行溶解,在使用过程中尽量使用固体组分的聚氨酯,同时应扩大热塑性聚氨酯弹性体的应用范围,以减少车内VOC挥发量。
 
2.2 真皮
根据样本测试结果可知:真皮中乙醛含量非常高,甲苯、甲醛含量较高。皮革的整个生产流程主要包括固化→浸水→去毛→脱脂→酸浸→鞣制→复鞣→涂饰。在这个过程中使用的一些制剂、溶剂等,都会或多或少产生VOC,尤其在鞣制、复鞣和最后的涂饰过程,是大多数醛类物质产生的源头。由于皮革的优良质感,现在越来越多的汽车座椅都会使用皮革座套,因此,要进一步规范皮革的加工过程,了解供应商提供的化工材料性能,选取绿色材料和制剂,争取将皮革中的醛类物质控制在低位。
 
3、汽车内饰零部件VOC与气味检测方法            
 
整车内饰零部件的测试方法主要分为袋式法和舱室法:
 
3.1 袋式法
袋式法作为一种方便且有效的用于测试整车内饰零部件及材料的方法已被汽车主机厂广泛应用,但部分主机厂使用袋子的大小有所区别,袋式VOC测试方法源于日本汽车行业的VOC测试方法,具有以下优点:
 
(1)适用范围广泛,检测对象可以是汽车总成、零部件,也可以对材料进行VOC测试,只需要选择体积合适的袋子即可;
 
(2)袋式法采样方法与整车VOC采样方法类似,这样有利于建立整车车内VOC散发量与零部件VOC散发量的关系;
 
(3)检测方法简单易操作,测试成本低。
 
由于测试方法简便、测试成本低廉,袋式法才会逐步发展为一种主流的零部件VOC检测方法。当然,袋式法也存在一定的缺陷,与舱室法相比,袋式法无法实现实时监控零部件及总成的VOC挥发情况,况且袋式法测试结果重现率差等,但总体来说袋式法还是一种较为简便的应用广泛的零部件VOC检测方法。
 
3.2  1m3舱室法
1m3舱室法是在一个体积为(1±0.05)m3的密闭空间内采用氢火焰离子检测仪(FID)进行VOC检测的测试方法,美国通用和一些欧洲车企厂(如宝马,大众等)使用该方法测试汽车内饰零部件的VOC散发情况。1m3舱室法可以实时检测舱内VOC的含量水平,可以探究零部件VOC含量随时间的变化规律。然而,舱室法测试方法成本高,测试价格昂贵,一般来说只有较大规模和较强实力的汽车企业和第三方实验室才有能力配备此类设备,另外由于1m3舱室法的实测内部空间较小,若待测零部件体积过大,需要对零部件进行切割后才能将零部件完整放入1m3舱内,不像袋式法可以选用合适体积的袋子进行测试,目前,袋式法和1m3舱室法是目前主流的零部件VOC测试方法。
 
4、汽车驾驶室气味检测方法                         
 
目前汽车驾驶室气味性评价可选用两种方法:(1)驾驶室VOC试样采集时,用袋子或集气瓶采集一定量的气体,再由气味评价人员进行评定。(2)气味测试人员进入环境仓中的驾驶室内对其气味性直接进行评价。采用第二种方法时气味性评定过程整车车门开闭将对车内空气浓度有影响,所以一般国内企业标准制定过程中均注明首次评价人员进行末次补充评价,如果首次评价人员在首末两次的评定结果存在2个等级以上的差异,则需重新对驾驶室内空气环境进行处理、进行新一轮的气味性评价。如果评定结果差异仍存在2个等级以上,应重新组织评价人员进行评价。
 
5、结语                                                  
 
随着时代的革新,我国汽车在VOC和气味性方向出台的相关企业标准,加快了改善和提高汽车内空气质量的步伐。相关从业人员应熟知汽车内饰零部件材料VOC与气体检测技术,在根源上找出问题,最大化的减少汽车内部VOC与异味的产生。




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