車內(nèi)零部件VOC揮發(fā)情況及管控和改進(jìn)建議

李進(jìn)陽(yáng) 邱婧

摘 要：本文通過(guò)對(duì)座椅零部件及其中材料的VOC散發(fā)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，以及目前企業(yè)對(duì)于VOC的管控現(xiàn)狀，提出了VOC改進(jìn)的建議。

關(guān)鍵詞：VOC管控;座椅零部件;聚氨酯;真皮

1 前言

隨著近些年來(lái)我國(guó)消費(fèi)能力的提升，汽車作為一種代步工具，已經(jīng)越來(lái)越普及，在人們的日常生活中也扮演著越來(lái)越重要的角色。消費(fèi)者在購(gòu)車時(shí)，除了關(guān)注車輛性能以外，對(duì)于車內(nèi)空氣質(zhì)量也提出了更高的要求。近些年來(lái)，我們時(shí)常聽到各類新聞報(bào)道車內(nèi)污染物投訴的問(wèn)題，車內(nèi)空氣質(zhì)量的問(wèn)題持續(xù)發(fā)酵，是各整車企業(yè)急需盡快應(yīng)對(duì)的難題。

2012年3月1日，我國(guó)開始正式實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T27630-2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》，對(duì)車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物提出了明確的限值要求。該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施雖然該標(biāo)準(zhǔn)目前仍是推薦標(biāo)準(zhǔn)，但是對(duì)于引導(dǎo)我國(guó)汽車企業(yè)重視產(chǎn)品VOC控制發(fā)揮重要作用。車內(nèi)空氣中有機(jī)物濃度要求如表1所示[1]。

2 車內(nèi)零部件VOC現(xiàn)狀

本文主要收集并對(duì)比了某品牌車型的前后排座椅VOC的數(shù)據(jù)，選取了符合 ISO12219-2-2012 檢測(cè)條件的檢測(cè)數(shù)據(jù)。其中，前排座椅總成有效樣本量14個(gè)，后排座椅總成有效樣本量為17個(gè)[2]。對(duì)座椅實(shí)行整體取樣，測(cè)試方法采用袋子法。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，前排座椅中甲醛含量為806μg/m?、甲苯含量為806μg/m?、乙醛含量為133.26μg/m?，這三種有害物質(zhì)含量較高，后排座椅結(jié)果類似，其中甲醛含量尤其高，為4420.564μg/m?。究其原因可以主要?dú)w于座椅生產(chǎn)工藝和材質(zhì)的問(wèn)題。座椅制作過(guò)程中大量使用的發(fā)泡材料、織物、真皮及洗滌劑，從而導(dǎo)致VOC的引入。座椅是車內(nèi)VOC高風(fēng)險(xiǎn)零部件之一，對(duì)于車內(nèi)醛類物質(zhì)貢獻(xiàn)量較大，是企業(yè)需要重點(diǎn)進(jìn)行VOC管控的部件。同時(shí)，甲醛的如此高的含量也可以看出企業(yè)對(duì)生產(chǎn)工序和原材料管控的缺乏。建立健全綠色供應(yīng)鏈，積極完善企業(yè)內(nèi)部有害物質(zhì)管理體系，從原材料階段就改善車內(nèi)VOC的問(wèn)題。

3 車用材料中VOC的散發(fā)情況

汽車座椅中，發(fā)泡材料和真皮為主要的VOC散發(fā)來(lái)源，同樣本文摘選符合 ISO12219-2-2012檢測(cè)條件，同時(shí)材料形狀為100cm2（10cm×10cm），厚度為0.5cm的小樣片材料的VOC散發(fā)數(shù)據(jù)，其中聚氨酯有效樣本量6個(gè)，真皮為3個(gè)。

3.1 聚氨酯（PU）

根據(jù)樣本測(cè)試結(jié)果可知：聚氨酯（PU）中乙醛、甲醛含量較高。聚氨酯的應(yīng)用很廣泛：坐墊、頭枕、隔音、儀表盤、遮陽(yáng)板、門板、頂棚襯里等內(nèi)飾件以及保險(xiǎn)杠、阻留板等外構(gòu)件都會(huì)用到[3]。聚氨酯材料釋放的VOC主要包括小分子醛類和苯類，由于在生產(chǎn)過(guò)程中加入了小分子費(fèi)反應(yīng)型阻燃劑、還有一些催化劑、穩(wěn)定劑等[4]，都會(huì)導(dǎo)致醛類或苯類物質(zhì)的引入。聚氨酯泡沫在車內(nèi)應(yīng)用主要集中于座墊、靠背、頭枕等地方，這些地方也是人們?cè)谲噧?nèi)最直接接觸的地方，因而對(duì)產(chǎn)品的環(huán)保性能要求也更加嚴(yán)格。目前車內(nèi)大量使用的聚氨酯以溶劑型為主。建議在應(yīng)用聚氨酯時(shí)要使用水基型溶劑進(jìn)行溶解，在使用過(guò)程中盡量使用固體組分的聚氨酯，同時(shí)應(yīng)擴(kuò)大熱塑性聚氨酯彈性體的應(yīng)用范圍，能盡量減少車內(nèi) VOC揮發(fā)量。

3.2 真皮

根據(jù)樣本測(cè)試結(jié)果可知：真皮中乙醛含量非常高，甲苯、甲醛含量較高。皮革的整個(gè)生產(chǎn)流程主要包括固化→浸水→去毛→脫脂→酸浸→鞣制→復(fù)鞣→涂飾。在這個(gè)過(guò)程中使用的一些制劑，溶劑等，都會(huì)或多或少產(chǎn)生VOC，尤其在鞣制、復(fù)鞣和最后的涂飾過(guò)程，是大多數(shù)醛類物質(zhì)產(chǎn)生的源頭。由于皮革的優(yōu)良質(zhì)感，現(xiàn)在越來(lái)越多的汽車座椅都會(huì)使用皮革座套，因此，要進(jìn)一步規(guī)范皮革的加工過(guò)程，了解供應(yīng)商提供的化工材料性能，選取綠色材料和制劑，爭(zhēng)取將皮革中的醛類物質(zhì)控制在低位。植鞣劑是醛類物質(zhì)含量很低的鞣劑，一般來(lái)講，使用植物鞣劑不會(huì)對(duì)皮革中的醛類含量有顯著的影響。

4 企業(yè)VOC管控情況及改進(jìn)建議

4.1 企業(yè)管控體系及投入

目前，絕大多數(shù)企業(yè)已建立了完善的標(biāo)準(zhǔn)體系及對(duì)供應(yīng)商的汽車揮發(fā)性有害物質(zhì)管控體系。此外，有一小部分企業(yè)有完備的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系或正在對(duì)相應(yīng)能力進(jìn)行建設(shè)。目前僅有 很小部分的企業(yè)尚未開始建設(shè)相關(guān)能力。不過(guò)，雖然絕大多數(shù)企業(yè)已經(jīng)建立起了完善的VOC標(biāo)準(zhǔn)體系及供應(yīng)商管控體系，但各企業(yè)產(chǎn)品在VOC檢測(cè)方面依然差距巨大，根本原因在于執(zhí)行力度不同。有些企業(yè)雖然管控標(biāo)準(zhǔn)體系完備，但產(chǎn)品的VOC問(wèn)題卻十分突出;相反有些企業(yè)雖然標(biāo)準(zhǔn)體系并不完備，但對(duì)供應(yīng)商的要求及企業(yè)底蘊(yùn)深厚，其產(chǎn)品的VOC情況反而較好。說(shuō)明產(chǎn)品VOC問(wèn)題的好壞不僅僅依靠完備的標(biāo)準(zhǔn)體系和對(duì)供應(yīng)商的管控體系，切實(shí)有效的供應(yīng)體系和高效的執(zhí)行能力才是實(shí)現(xiàn)良好管控效果的關(guān)鍵。

在管控時(shí)間方面，大部分企業(yè)在5年前就開始著手進(jìn)行產(chǎn)品VOC管控，這些企業(yè)基本在HJ/T400-2007《車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測(cè)定方法》出臺(tái)后開始著手開展產(chǎn)品VOC管控工作，還有部分企業(yè)在GB/T27630-2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》出臺(tái)后開始相應(yīng)管控工作。企業(yè)對(duì)VOC管控時(shí)間有差距，但大部分企業(yè)具備了相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品管控經(jīng)驗(yàn)。

在管控成本方面，有超一半的企業(yè)每年投入到VOC管控中的資金在50-100萬(wàn)，資金投入較多，多用于VOC大力度整改及VOC改進(jìn)技術(shù)的研發(fā)，但是管控效果并不理想，管控形勢(shì)依然嚴(yán)峻。

4.2 設(shè)計(jì)階段管控

從整個(gè)汽車行業(yè)來(lái)看，管控效果較好的企業(yè)在設(shè)計(jì)階段就開始對(duì)新車型的VOC進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)、考量。一般的設(shè)計(jì)流程為：產(chǎn)品立項(xiàng)→VOC納入產(chǎn)品控制→收集各種零部件、材料→選擇/更改零部件、材料→整車試制→整車VOC測(cè)試→整改→批量生產(chǎn)[5]。

企業(yè)在設(shè)計(jì)階段即確定整車VOC揮發(fā)量目標(biāo)值，根據(jù)此目標(biāo)值選取相應(yīng)的零部件及材料，或與零部件及材料供應(yīng)商共同開發(fā)。一些制度較為完善的企業(yè)，會(huì)根據(jù)整車VOC揮發(fā)量目標(biāo)值，同時(shí)配合企業(yè)自己的零部件VOC檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)限值，確定各子零部件的 VOC揮發(fā)量目標(biāo)值，根據(jù)零部件的目標(biāo)值選取相應(yīng)的材料，或者選擇相應(yīng)的供應(yīng)商共同開發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品VOC的逐級(jí)管控，以滿足國(guó)標(biāo)要求。個(gè)別企業(yè)還會(huì)根據(jù)實(shí)際零部件、材料的VOC檢測(cè)值進(jìn)行整車VOC揮發(fā)值的預(yù)估工作?；谠O(shè)計(jì)階段制成的樣車做整車 VOC測(cè)試及所使用零部件、材料的VOC檢測(cè)，收集相應(yīng)的VOC檢測(cè)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證整車及零部件目標(biāo)值及預(yù)估值的達(dá)成情況，找出標(biāo)準(zhǔn)或者預(yù)估體系需要完善之處。同時(shí)企業(yè)還會(huì)檢測(cè)其他企業(yè)正在銷售的整車VOC揮發(fā)值，進(jìn)行橫向?qū)Ρ裙ぷ鳌?/p>

4.3 量產(chǎn)后管控

由于部分企業(yè)生產(chǎn)一致性控制不嚴(yán)格，使量產(chǎn)階段的整車VOC無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)階段技術(shù)要求，企業(yè)不得不對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的降低 VOC的整改工作。企業(yè)主要整改流程一般為：整車VOC抽檢→批量抽檢，進(jìn)行驗(yàn)證→找出超標(biāo)物質(zhì)過(guò)高的零部件→要求零部件及材料供應(yīng)商配合整改→整改后整車VOC測(cè)試→批量投產(chǎn)[5]。整車企業(yè)的質(zhì)檢部門會(huì)根據(jù)整車的抽檢結(jié)果，及超標(biāo)車比例決定是否進(jìn)行逆向整改工作。整車企業(yè)會(huì)根據(jù)整車VOC不達(dá)標(biāo)物質(zhì)定位該物質(zhì)不達(dá)企標(biāo)或檢測(cè)值較高的零部件，并與零部件企業(yè)共同找出該項(xiàng)物質(zhì)不符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者檢測(cè)值較高的材料，要求零部件及材料企業(yè)通過(guò)調(diào)整生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備、添加劑的使用、變更使用基材來(lái)降低產(chǎn)品VOC揮發(fā)性。通過(guò)相應(yīng)的零部件材料企業(yè)的配合整改降低整車VOC揮發(fā)性能。若一個(gè)周期后仍未達(dá)到國(guó)標(biāo)要求，部分企業(yè)會(huì)要求多次整改直至合規(guī)，這對(duì)企業(yè)管理成本及工作量來(lái)說(shuō)是巨大的考驗(yàn)。

5 總結(jié)

文本通過(guò)對(duì)車內(nèi)座椅零部件VOC散發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析可知：

1.除乙醛外，我國(guó)汽車行業(yè)VOC平均水平優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);

2.在調(diào)研的樣品中，皮質(zhì)內(nèi)飾車輛 VOC含量較織物內(nèi)飾車輛更易超標(biāo)，這與皮革制品的生產(chǎn)工藝密不可分;

3.自主品牌車型與合資品牌車型平均水平無(wú)十分明顯的差距，甚至某些企業(yè)做的比合資品牌企業(yè)更好;

4.汽車產(chǎn)品中VOC含量與價(jià)格并不存在反比關(guān)系，也就是說(shuō)不一定價(jià)格越高的產(chǎn)品，VOC含量越低。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T 27630-2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》.

[2]車內(nèi)空氣質(zhì)量控制管控體系研究.李向東.《北京工業(yè)大學(xué)碩士論文》-2016-09-01.

[3]劉雪峰.我國(guó)汽車產(chǎn)品VOC污染現(xiàn)狀及管理政策建議.《環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展》.2015年5期，P26—P29.

[4]呂國(guó)會(huì).淺談降低汽車內(nèi)飾件用聚氨酯材料VOC的措施.化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料.2018.16卷1期.P1-12.

[5]陸剛.車用聚氨酯材料述評(píng).《化學(xué)工業(yè)》.2012年10期.P20—P24.

[6]車內(nèi)空氣質(zhì)量控制管控體系研究-道客巴巴.http：//www.doc88.com/p-4012504212921.html.