汽車內(nèi)飾材料的VOCs測試方法與標(biāo)準(zhǔn)探討

肖青青

(譜尼測試集團(tuán)上海有限公司，上海，201613)

1 引言

隨著人民群眾生活水平的不斷提高，越來越多的家庭都已擁有私家車，據(jù)統(tǒng)計，截止2018年末，全國汽車保有量已超過3.27億輛，其中私家車達(dá)到了1.89億輛，占比接近60%。而作為汽車的一項重要組成部分內(nèi)飾，其用量也是巨大的。目前常用的內(nèi)飾主要包括塑料、皮革和紡織纖維等。汽車內(nèi)常用的塑料大多數(shù)是熱塑性塑料，主要包括PP、PE、PVC等，主要應(yīng)用在汽車儀表板；皮革在汽車中主要用于汽車座椅表面，甚至于出現(xiàn)在高檔車的儀表板表面等。皮革包括真皮、人造皮、含有翻毛皮，都是經(jīng)過特殊處理才能進(jìn)入汽車內(nèi)飾；由于紡織纖維具有較好的物理性能和比較穩(wěn)定的化學(xué)性，因此常被應(yīng)用于汽車座椅、車廂內(nèi)壁、頂棚表皮安全帶、隔音墊、地墊等，具有隔音、隔熱和降噪的作用。隨著汽車市場競爭的白熱化，越來越多的汽車廠商在內(nèi)飾材料的成本控制方面下足了功夫，因此汽車內(nèi)飾在給人們帶來乘車舒適和方便的同時，也是車內(nèi)甲醛、二甲苯、甲苯和乙醛等有機(jī)廢氣(VOCs)的主要來源[1-2]。如果這些有機(jī)廢氣被吸入人體將嚴(yán)重威脅人體健康安全，因此如何判斷汽車內(nèi)飾的VOCs是否符合標(biāo)準(zhǔn)，這就需要嚴(yán)格的檢測方法和檢測標(biāo)準(zhǔn)。

2 汽車內(nèi)VOCs來源

汽車內(nèi)VOCs主要來源于紡織材料內(nèi)飾、塑料內(nèi)飾、皮革材料和各個部件間的粘結(jié)劑[3]。

2.1 塑料內(nèi)飾

塑料內(nèi)飾包括：儀表盤、中央控制箱、扶手及踏板等。生產(chǎn)過程中為了更好地加工成型，一般都會加入一定量的塑化劑和脫模劑等，而這些添加劑中含有大量苯等有機(jī)溶劑殘留物，在長期的使用過程中會逐步釋放出來，如果汽車內(nèi)部沒有長期保持良好通風(fēng)，這些有毒有害氣體則會長期聚集在車內(nèi)，逐漸形成車內(nèi)空氣污染的主要來源。

2.2 紡織材料

紡織材料主要應(yīng)用在汽車內(nèi)飾中座椅織物、地毯、頂棚織物等，為了提高這些紡織品舒適性和美觀度等效果，一般在生產(chǎn)過程中都會加入一些紡織品助劑，而這些助劑會在長期使用中揮發(fā)出來，引起車內(nèi)的有機(jī)廢氣超標(biāo)。

2.3 皮革制品

隨著消費水平的提高，車內(nèi)飾越來越多的使用皮革制品，當(dāng)皮革長時間地暴露在車廂內(nèi)狹小的高溫空間時，皮革內(nèi)部的甲醛會大量揮發(fā)出來污染車內(nèi)空氣。

2.4 粘結(jié)劑

汽車內(nèi)飾的皮革塑料裝配過程中最為關(guān)鍵的就是粘結(jié)材料，而這些粘結(jié)材料在使用過程中會釋放出甲醛，因此粘結(jié)劑也是汽車VOCs的主要來源之一。

3 VOCs的檢測方法

目前，車內(nèi)VOCs測試方法主要有整車測試法、總成測試(零部件測試)和材料測試等[4]。在實際檢測過程中，一些國家和汽車制造商根據(jù)車內(nèi)VOCs不同來源，分別針對汽車內(nèi)飾材料VOCs的不同來源制定不同的檢測方法[5]。

3.1 整車測試法

整車測試法根據(jù)汽車系的不同而使用不同檢測標(biāo)準(zhǔn)，其檢測結(jié)果代表性好，但是成本高，其主要檢測標(biāo)準(zhǔn)是HJ/T 400-2007、ASTM D6670、ISO 12219-1和GOST R51206-2004等。

3.2 零部件和材料測試法

3.2.1 袋子法

袋子法的檢測結(jié)果波動性大，無法很好地檢測醛類物質(zhì)，優(yōu)點是相對成本低。由于袋子法主要應(yīng)用于日系車企和國內(nèi)車企，因此其檢測標(biāo)準(zhǔn)主要是日系車企和國內(nèi)一些車企的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.2 直接測試法

直接測試法就是將樣品裁剪成標(biāo)準(zhǔn)的大小放入吸附空管里，將管子放入熱脫附系統(tǒng)中，以自動進(jìn)樣的方式，對每個樣本以各自規(guī)定溫度下加熱30分鐘，最后分析揮發(fā)物質(zhì)的含量。

4 VOCs的檢測標(biāo)準(zhǔn)

目前，尚未有全球統(tǒng)一的汽車內(nèi)飾VOCs檢測標(biāo)準(zhǔn)，但是歐美和日本等汽車發(fā)達(dá)國家已有成熟的檢測標(biāo)準(zhǔn)。隨著國內(nèi)汽車技術(shù)的發(fā)展和汽車保有量的迅速增加，我國先后發(fā)布HJ/T 400-2007《車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測定方法》和GB/T 27630《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》等兩部車內(nèi)VOCs相關(guān)的法規(guī)和指南。

4.1 歐系車采樣方法與企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

歐系車企的檢測標(biāo)準(zhǔn)主要以VDA270(氣味)、VDA275(甲醛)、VDA277(GC)、VDA278和VDA276為主，檢測方法主要包括檢測艙法、頂空法、熱解吸法和甲醛揮發(fā)法。

4.1.1 檢測艙法

檢測艙法是對原材料以及零部件進(jìn)行檢測，其缺點是成本比較高，并且只適用于汽車企業(yè)及規(guī)?；臋z測機(jī)構(gòu)。目前通用汽車公司、大眾汽車公司和寶馬汽車公司等車企采用此方法進(jìn)行零部件的VOCs檢測。

4.1.2 頂空法

頂空法是最常用的一種方法，它的檢測過程簡單，由于不涉及有機(jī)溶劑，因此減少了有機(jī)溶液對檢測結(jié)果的干擾，但缺點是不能用于醛類的檢測[6]，只能分析和檢測VOCs總含量，不能具體分析具體某個芳烴的含量。所以可能會出現(xiàn)氣味不合格的情況。

4.1.3 熱解析法

熱解析法是分析總碳含量和各種苯烴類揮發(fā)物含量，使用的熱解析管可以重復(fù)利用，因此此法檢測成本低，可適用于大批原材料測試和分析，目前熱解析法在國內(nèi)廣泛應(yīng)用。莫達(dá)松[7]等人采用熱脫附/冷阱捕集/氣相色譜-質(zhì)譜法測定車內(nèi)真皮皮革、超纖皮等6種車內(nèi)裝飾材料釋放的揮發(fā)性有機(jī)物廢氣含量，該方法檢出限為0.05-0.30 μg/m3,回收率為86%-96%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.16%-4.97%。

4.1.4 甲醛揮發(fā)法

甲醛揮發(fā)法是一種簡單高效的取樣測試方法，取樣設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，使用成本低。目前該方法主要在歐系車企中使用比較廣泛，是分析車內(nèi)醛酮類VOCs的常用方法[8]。

4.2 日系汽車的采樣方法與標(biāo)準(zhǔn)

日本系列車企與我國車企一致，都采用采樣袋法，主要檢測車內(nèi)的苯、甲苯、二甲苯和醛類等VOCs，如江淮汽車、吉利汽車、東風(fēng)汽車及一汽等國內(nèi)主流車企[9-13]。

采樣袋法是通過模擬樣品在車內(nèi)的使用環(huán)境，采集苯烴類物質(zhì)和醛酮類物質(zhì)，然后進(jìn)行分析，其采樣裝置圖如圖1所示[8]。白雨萍等[14]研究發(fā)現(xiàn)，采樣袋的大小、取樣大小、不同的充氣量和取樣溫度均對測試結(jié)果具有一定的影響，而且該方法可以同時檢測苯烴類和醛酮類VOCs，具有比較高的可靠性，不僅可以用于檢測車零部件和總成，也可以用于檢測內(nèi)飾材料。

圖1 采樣裝置圖

5 我國汽車內(nèi)飾件VOCs檢測標(biāo)準(zhǔn)所存在的問題

我國雖然出臺HJ/T 400《車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和醛酮類物質(zhì)采樣測定方法》和GB/T 27630《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價指南》作為汽車內(nèi)飾VOCs檢測的依據(jù)，但HJ/T 400規(guī)定的檢測方法只適用于實驗室狀態(tài)的下的VOCs檢測方法，對于處于動態(tài)運行過程的車內(nèi)VOCs檢測方法并不適用，也沒給出車內(nèi)VOCs的具體限值要求。GB/T 27630雖然規(guī)定了車內(nèi)VOCs的濃度要求和限值，但是其并不是國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，而只是一部推薦性指南，是一部指導(dǎo)性文件。因此在具體執(zhí)行過程中，不具有強(qiáng)制性，對于消費者來說，保護(hù)不了權(quán)益。

6 完善我國汽車內(nèi)飾件VOCs檢測標(biāo)準(zhǔn)的措施

(1)制定國家對汽車廠家統(tǒng)一的法規(guī)要求，嚴(yán)格把控汽車在出廠時汽車內(nèi)有害揮發(fā)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)檢測。同時通過制定車內(nèi)零部件和材料的VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)，從根源上減少車內(nèi)VOCs污染源，通過市場調(diào)控，優(yōu)化生產(chǎn)廠家內(nèi)飾材料。

(2)應(yīng)該借鑒西方發(fā)達(dá)國家對于VOCs檢測標(biāo)準(zhǔn)方面的成功經(jīng)驗，完善我國的檢測標(biāo)準(zhǔn)，提升檢測水平。

(3)降低檢測成本，將檢測方法具體化和簡單化也是很重要的。由于汽車內(nèi)飾件VOCs檢測的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益都十分突出，在汽車行業(yè)發(fā)展的過程中，應(yīng)該受到高度的關(guān)注，相關(guān)部門應(yīng)該盡快采取措施，國家也應(yīng)該盡快出臺相關(guān)的法律法規(guī)來保證標(biāo)準(zhǔn)的全面落實。

7 總結(jié)

隨著國內(nèi)汽車技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)逐步建立了相應(yīng)的檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)，但是由于相關(guān)檢測方法和制度不盡完善，還存在一定的問題，所以國家應(yīng)盡快建立國家強(qiáng)制性車內(nèi)VOCs檢測標(biāo)準(zhǔn)和方法，同時出臺相關(guān)政策支持開發(fā)汽車環(huán)保材料，從根本上降低車內(nèi)VOCs污染源。