汽車內飾材料環(huán)保性評估指標體系和方法研究

柴 靜，徐耀宗，任家寶

（中國汽車技術研究中心，北京 100176）

汽車內飾材料環(huán)保性評估指標體系和方法研究

柴 靜，徐耀宗，任家寶

Chai Jing，Xu Yaozong，Ren Jiabao

（中國汽車技術研究中心，北京 100176）

對標分析國內外有關車用材料環(huán)保性方面的環(huán)保要求，根據(jù)各相關因素對生態(tài)環(huán)境和人體健康的影響，綜合考慮企業(yè)普遍采用的控制方式，研究建立汽車內飾材料環(huán)保性的評估指標體系和評估方法，為汽車綠色選材提供支撐。

內飾材料；重金屬；有害物質；揮發(fā)性有機物；環(huán)保性

1 車用內飾材料相關環(huán)保要求

隨著材料技術的不斷發(fā)展，內飾材料的種類和性能也在不斷革新，這使得汽車企業(yè)在內飾材料選擇上有了更大的空間。然而由于汽車內飾材料直接接觸駕乘人員，與車廂內的環(huán)境安全息息相關，這使得各汽車企業(yè)對汽車內飾材料的選擇非常重視。加強對汽車內飾材料所含有害物質、揮發(fā)性等方面的綜合性評估和管理，對于促進綠色選材、減輕環(huán)境負荷、保障駕乘人員安全將起到積極的促進作用。

2000年，歐盟發(fā)布2000/53/EC《關于報廢汽車的指令》（簡稱“ELV指令”）[1]，該指令要求除豁免清單中規(guī)定的情況外，禁止在車輛中使用鉛、汞、鎘和六價鉻4種重金屬，并且要求在2015年1月1日前，整車的可回收利用率應達到95%，可再利用率應達到 85%。2005年，歐盟又發(fā)布2005/64/EC《關于型式認證中車輛可再使用性、可再利用性和可回收利用性的指令》（簡稱“RRR指令”）[2]，該指令是歐盟新車型實施汽車產(chǎn)品可回收利用率和禁用重金屬強制認證的依據(jù)，使得兩率達標和重金屬禁、限用成為汽車進入歐盟市場的一項門檻性要求。2013年11月，聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會（UNECE）通過了《有關機動車輛可再使用性、可再利用性和可回收利用性批準的統(tǒng)一條款》法規(guī)提案，作為《關于采用統(tǒng)一條件批準機動車輛裝備和部件并相互承認此批準的協(xié)定書》（簡稱《1958協(xié)定》）的附加性要求，已于2014年6月17日正式生效[3]。該法規(guī)成為各締約國法規(guī)引用及轉化的依據(jù)，標志著汽車有害物質和兩率管理已成為世界范圍的主流趨勢。

我國近年來也非常重視車用材料中有害物質及可再利用性方面的環(huán)境影響，積極組織研究、制定相關的法規(guī)標準。其中，2014年6月1日起正式實施的《GB/T 30512汽車禁用物質要求》限制在汽車產(chǎn)品中使用鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯(lián)苯及多溴聯(lián)苯醚等6種有害物質[4]。2014年3月1日起正式實施的《HJ 2532-2013環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求輕型汽車》對M 1類、M 2類和N1類汽車產(chǎn)品中有害物質的使用以及車型可再利用率和可回收利用率提出了明確要求，符合該標準是汽車產(chǎn)品獲得中國環(huán)境標志產(chǎn)品認證的重要條件[5]。

隨著世界各國對有害物質管控范圍逐步擴大，汽車使用過程中所揮發(fā)的苯、甲苯、甲醛、苯乙烯等車內揮發(fā)性有機物（VOC）也引起人們廣泛關注，這些物質同樣會對人體健康造成巨大危害。據(jù)世界衛(wèi)生組織研究，汽車內外飾非金屬材料中易揮發(fā)的有機化合物超過 200余種，其中苯類、醛類等不僅具有強烈的致癌、致畸作用，還易產(chǎn)生刺激性氣味，嚴重危害生態(tài)環(huán)境和人體健康。歐美日韓等國政府部門圍繞汽車產(chǎn)品VOC開展了大量的研究工作，陸續(xù)制定整車VOC以及材料VOC的檢測和限值標準，以加強車內空氣質量的管理。目前我國已對整車產(chǎn)品車廂內的苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙乙烯等8種有害物質提出限值要求[6]。

材料是產(chǎn)生VOC的根本原因，材料中各種添加劑及助劑雖然添加量較低，但卻是VOC揮發(fā)的主要原因。例如，遮陽板表皮主要是PVC材料，揮發(fā)的甲苯、甲醛主要來源于鄰苯二甲酸基增塑劑的添加[7]。因此，對于汽車VOC的管控應從材料入手，目前在材料層面，國內外大多整車企業(yè)以及材料企業(yè)都是直接對甲醛和總揮發(fā)性有機化合物（TVOC）進行管控。我國目前尚未有材料VOC限值國家標準，僅個別地方標準曾對汽車內飾材料的甲醛和TVOC提出限值要求，各企業(yè)多是根據(jù)內部標準進行相應的管控。

2 汽車內飾材料環(huán)保評估指標體系

目前汽車非金屬材料由于質量輕、性能優(yōu)、質感好等特點被大量應用在汽車內飾件中。由于汽車內飾材料直接和人體接觸，對車廂內的空氣質量有著決定性的影響，并且內飾件的回收利用特性與該材料的環(huán)境負荷直接相關，因此本研究主要選取材料的低毒低害性、低揮發(fā)性及回收利用特性 3方面的環(huán)保性指標進行汽車內飾非金屬材料的評估，如圖1所示。

2.1 低毒低害性

隨著世界范圍內對汽車有害物質要求逐步加嚴，加強有害物質管理、降低產(chǎn)品環(huán)境負荷已成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。目前我國已頒布相關法規(guī)標準要求禁、限用的有害物質要求如表1所示。對于這些有害物質，汽車企業(yè)應該采取強制措施加以管控，保證產(chǎn)品滿足法規(guī)要求，同時積極研發(fā)、應用替代技術，逐步削減和替代產(chǎn)品中的這些物質[8]。

2.2 低揮發(fā)性

根據(jù)目前國內外在材料層面開展VOC管理的現(xiàn)實情況，本研究對于汽車內飾非金屬材料在揮發(fā)性方面選取指標如表2所示。

表1 我國汽車產(chǎn)品有毒有害物質禁、限用要求

表2 汽車內飾材料低揮發(fā)性要求

2.3 可回收利用性

對于汽車內飾非金屬材料的回收利用特性，分為以下幾種情況：

1）僅可再利用，不可能量回收；

2）不可再利用，可能量回收；

3）既可再利用，又可能量回收；

4）既不可再利用，也不可能量回收。

3 汽車內飾非金屬材料環(huán)保評估方法

本研究將分別考慮以上 3方面的環(huán)保性能，然后在平面直角坐標系中尋找材料所對應的坐標點，從而比較、分析各材料的環(huán)保性能水平，輔助綠色選材。

3.1 低毒低害性

以 A（a，b，c，d，e，f，g）表示材料在低毒低害性方面的評估值；a為鉛或其化合物的含量；b為汞或其化合物的含量；c為鎘或其化合物的含量；d為六價鉻的含量；e為多溴聯(lián)苯（PBBs）的含量；f為多溴聯(lián)苯醚（PBDEs）的含量；g為石棉的含量。

則對于材料的低毒低害性評估值為

3.2 低揮發(fā)性

以B（x，y）表示材料在低揮發(fā)性方面的評估值，x為甲醛的含量，y為材料TVOC的含量。

對于非皮革類材料揮發(fā)性評估值為

對于皮革類材料揮發(fā)性評估值為

3.3 可回收利用性

1）僅可再利用，不可能量回收的材料用■表示；

2）不可再利用，可能量回收的材料用▲表示；

3）既可再利用，又可能量回收的材料用◆表示；

4）既不可再利用，也不可能量回收的材料用×表示。

在平面直角坐標系中，橫坐標的坐標值代表低毒低害性的評估值，縱坐標的坐標值代表揮發(fā)性的評估值，通過這 2個值即可確定某個材料在坐標系中的位置，然后通過不同的符號體現(xiàn)材料的可回收利用性。

4 汽車內飾非金屬材料環(huán)保性能評估結果分析

4種內飾材料（非皮革）的有害物質含量及甲醛和TVOC含量如表3所示。

表3 汽車內飾材料有害物質及揮發(fā)性物質含量

通過計算得到4種材料對應的低毒低害性評估值及低揮發(fā)性評估值，在圖2中可對材料的環(huán)保性進行比較。需要注意的是，當材料的坐標點在第二、三、四象限以及零點時，說明該材料的某項環(huán)保要求不達標，此時比較坐標點的絕對值大小沒有意義。當材料的坐標點在第一象限時，材料所對應的橫坐標值越大，說明低毒低害性方面越環(huán)保；對應的縱坐標值越大，說明揮發(fā)性方面越環(huán)保。

從圖2可以看出，材料2低毒低害性超標，材料3揮發(fā)性超標，材料1和材料4滿足所規(guī)定的環(huán)保要求，可進入選材環(huán)節(jié)。材料4相比材料1在低毒低害性及揮發(fā)性方面均更加環(huán)保，但材料1比材料 4在可回收利用性方面更具優(yōu)勢，可根據(jù)選材的側重點選擇相應的材料。

5 結束語

文中研究建立了汽車內飾材料環(huán)保性能評估的指標體系及方法，通過簡單直觀的表現(xiàn)方式，能夠使分析結果一目了然地反映材料在低毒低害性、低揮發(fā)性及可回收利用性3個方面的環(huán)保性，有利于幫助設計人員結合最新法規(guī)要求，篩選符合要求的材料，擇優(yōu)應用。同時，此評估方法可以在現(xiàn)有基礎上增加具體指標，如隨著相關強制性法規(guī)要求的增加，在有毒有害性、低揮發(fā)性方面增加新的物質限制要求，對于新的指標可直接套用現(xiàn)有的計算模型。

[1]Directive 2000/53/EC of the European parliament and of the council of 18 September 2000 on end-of-life vehicles[Z]. Official Journal of the European Union，2000.

[2]Directive 2005/64/EC of the European parliament and of the council of 26 October 2005 on the type-approval of motor vehicles w ith regard to their reusability，recyclability and recoverability and amending council directive 70/156/EEC [Z]. Official Journal of the European Union，2005.

[3]Uniform provisions concerning the approval of motor vehicles with regard to their reusability，recyclability and recoverability [EB/OL]. http：//www.unece.org/trans/main/wp29/wp29regs121-140.htm l，2014-06-26.

[4]GB/T 30512汽車禁用物質要求[S].

[5] HJ 2532-2013環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求 輕型汽車[S].

[6]GB/T 27630-2011乘用車內空氣質量評價指南[S].

[7]王飛，吳建國，李蘭軍. 我國汽車內飾VOC現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J].國外塑料，2013，31（11）：41-46.

[8]孫建亮，柴靜，董長青，等，汽車禁限用物質的替代技術研究[J]. 制造技術與機床，2012（12）：83-87.

演習進度的快慢并不是演習的目的，演習的真正目的是訓練駕駛員和學生如何正確恰當?shù)貜膽背隹谔由?，訓練他們如何運用所有的安全預防措施使傷害減到最小。

3 結束語

從1837—2010年美國校車及其安全的發(fā)展歷程中可以看出，低傷亡率是長期完善的結果。中國校車的安全首先要有信心，有規(guī)劃地發(fā)展，借鑒美國校車的三層次管理模式，中國校車的管理責任與分工應該細化、具體化，中國校車在標準方面已基本趕上美國，更重要的是在執(zhí)行方面。

如果遭遇緊急情況，逃生原則和逃生演練指南將能夠最大限度地避免傷亡，為校車安全教育以及緊急情況逃生，打下堅實有力的基礎。

參考文獻

[1]US Department of Transportation. Training for school bus driver，Washington DC：National Highway Traffic Safety Adm inistration，2009.

[2]US Department of Transportation. Federal motor vehicle safety standard （FMVSS）.Washington DC：National Highway Traffic Safety Adm inistration，2011.

[3]Peter Law rence，Dick Fischer .Driver Safety & Training[R]，Chongqing，China，2014.

[4]五年 48次校車事故的回顧、分析與對策[OL]. http：//www.cnbuses.com/news/201111/45261.htm，2011-11-23.

[5]校車警鐘長鳴[OL]. http：//china.findlaw. cn/jiaotong shigu/xcsg/1104990.htm l，2014-05-12.

[6]李懷仲，郭群英，陳軍，等. 應急疏散及應急逃生[J]. 石油工業(yè)技術監(jiān)督，2010，26（12）：22-24.

[7]朱永國. 美國校車制度[J]，教書育人，2007（20）：61-63.

收稿日期：2014?12?15

U463.83+9.2.04

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2015.02.008

1002-4581（2015）02-0029-04

2014?10?21