汽車四種非金屬零部件氣味提升建議

胡寅浩，王越，付佳永

（中國汽車技術(shù)研究中心寧波汽車零部件檢測有限公司，寧波 315104）

前言

國內(nèi)消費(fèi)者對車內(nèi)空氣質(zhì)量的關(guān)注度越來越高，對空氣異味的容忍度越來越低。在消費(fèi)者看來，車內(nèi)環(huán)境健康與否最直觀的表現(xiàn)在于車內(nèi)空氣是否有異味。中國新車質(zhì)量研究報告指出無論是國內(nèi)自主品牌還是國際品牌，車內(nèi)異味已經(jīng)成為中國車主投訴最為突出的問題。車內(nèi)氣味主要由車內(nèi)非金屬零部件總成及材料散發(fā)出來的低揮發(fā)性有機(jī)物產(chǎn)生，而車內(nèi)非金屬零部件種類繁多，導(dǎo)致“整車異味”難以排查消除。

本文通過分別對車內(nèi)非金屬零部件總成進(jìn)行VOC及氣味測試，查找出部分VOC及氣味超標(biāo)的非金屬零部件總成。將超標(biāo)零部件總成拆解至均一材料狀態(tài)，對材料進(jìn)行定性、VOC及氣味檢測，結(jié)合供應(yīng)商的生產(chǎn)工藝對其超標(biāo)原因進(jìn)行分析。本文就分析結(jié)果進(jìn)行歸納總結(jié)，提出部分整改及提升意見。

1.原理及來源

1.1 氣味原理

氣=氣+味，氣即氣體，易揮發(fā)性物質(zhì)，通常都是小分子，容易氣化。味是人的感官感知，人的嗅覺器官通過空氣為介質(zhì)對揮發(fā)在空氣中的易揮發(fā)性物質(zhì)得到的物理性嗅覺感知。產(chǎn)生氣味的物質(zhì)分子在空氣中擴(kuò)散，人體通過鼻腔收容后，與嗅神經(jīng)相接處，神經(jīng)傳遞將情報傳送至大腦，最終產(chǎn)生了氣味感。所以，氣味不是一種物質(zhì)，而是物質(zhì)相互作用大腦產(chǎn)生反應(yīng)的過程。

1.2 車內(nèi)氣味來源

車內(nèi)氣味主要是由車內(nèi)各非金屬類零部件散發(fā)的易揮發(fā)性有機(jī)物小分子組成。小分子彌散在車內(nèi)空氣，繼而被人的嗅覺器官感知到。

金屬部件其表面的油漆等涂料可能產(chǎn)生較大影響，但自身產(chǎn)生的氣味影響較低，甚至無影響。車內(nèi)所聞到的氣味實際是車內(nèi)各類非金屬物件所散發(fā)的氣味的混合，主要的非金屬零部件總成如圖1。

車內(nèi)氣味評價完全依靠專業(yè)人員的主觀評價來感受，而車內(nèi)非金屬零部件較多，各零部件組成材料更為復(fù)雜繁瑣，氣味類型雜亂，單獨(dú)嗅辨車內(nèi)氣味難以確認(rèn)整車氣味主要來源。故我們需把車內(nèi)的各非金屬零部件總成單獨(dú)拆卸進(jìn)行氣味評價，確定各零部件總成的氣味優(yōu)劣。

2 原因分析及提升建議

2.1 存在風(fēng)險的零部件

汽車內(nèi)飾非金屬零部件總成大致有：座椅、地毯、頂棚、儀表板、副儀表、門板、立柱側(cè)圍裝飾板、空調(diào)、方向盤、遮陽板、衣帽架、行李艙地毯、行李艙左右側(cè)、密封條、線束、阻尼板、隔音墊17種，按其主體材質(zhì)分，可分為：毛氈類、塑料類、發(fā)泡類、橡膠類4類。毛氈類存在風(fēng)險較大部件主要為：地毯；塑料類風(fēng)險較大部件主要為：門板裝飾板、儀表板、副儀表板等；發(fā)泡類風(fēng)險較大部件主要為：頂棚、座椅、前圍隔音墊等；橡膠類風(fēng)險較大部件主要為：密封條。本文經(jīng)過檢測，現(xiàn)主要對地毯、車門內(nèi)飾板、頂棚、密封條4個部件進(jìn)行重點(diǎn)研究。

2.2 風(fēng)險部件常見材料

目前國內(nèi)主機(jī)廠較多，各主機(jī)廠都有各自相對應(yīng)的供應(yīng)商，供應(yīng)商之間因工藝不同，相同位置的部件總成，其材料組分往往大不相同。因材料種類太多無法一一進(jìn)行檢測，本文僅針對目前市場上常見材料組成的部件進(jìn)行檢測分析。本文風(fēng)險部件總成常見的材料組成大致如下：

2.2.1 地毯材料組成

汽車內(nèi)主地毯一般為針刺地毯，其生產(chǎn)工藝主要為熱成型工序。車內(nèi)主地毯一般為三層結(jié)構(gòu)：表面的針刺面料層、中間含膠的涂層和最底下的襯墊層。表面的針刺面料層材質(zhì)大多為PET；地毯涂層常內(nèi)含針刺地毯熱成型工藝中的熱熔膠，涂層的主要材質(zhì)為PE 或EVA；襯墊層具有減震、隔音等功能，常常使用PU 或廢纖氈作為主要材料。

2.2.2 車門內(nèi)飾板材料組成

車門內(nèi)飾板主要由塑料、隔音棉、中部裝飾表皮、擋水膜組成。車門內(nèi)飾板塑料飾件占總成的85 %以上，這些塑料飾件用料繁多，材質(zhì)較雜，一般有PP、PA、ABS等。而且車門內(nèi)飾板的主要?dú)馕秮碓淳陀蛇@些塑料飾件散發(fā)。

2.2.3 頂棚材料組成

頂棚是汽車車內(nèi)頂部最大的內(nèi)飾件，除了裝飾作用外，其主要功能是隔熱、降低車內(nèi)噪音。因其占車內(nèi)面積較大，且材料組成復(fù)雜，對車內(nèi)空氣質(zhì)量有較大影響。頂棚的結(jié)構(gòu)主要為表層面料、成型膠、玻璃纖維氈、PU板、無紡布。

2.2.4 密封條材料組成

密封條主要用于車門周邊密封，具有緩沖車門關(guān)閉時的碰撞、防止車外雨水滲透、提高車內(nèi)氣密性降低車外噪音等功能。密封條其材料是橡膠成分，在整車內(nèi)暴露面積不小，所以對整車氣味的影響也是不小的。

圖1 主要的非金屬零部件總成

2.3 原因分析

2.3.1.地毯氣味超標(biāo)原因

地毯的主要?dú)馕额愋蜑榻购丁⒋碳ば詺馕?、油性氣味。地毯表面針刺層的滌綸主要材質(zhì)（PET）為石油中提取物苯二甲酸乙二醇酯聚合而成，本身有一定的氣味，且其生產(chǎn)過程中需添加潤滑油是油味的主要來源。焦糊味是地毯在熱成型過程中溫度過高導(dǎo)致涂層物質(zhì)分解，產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)物。襯墊層一般使用的都是回收料（廢纖維氈、廢PU），如果用料太雜、太差會有刺激性氣味散發(fā)。

2.3.2.車門內(nèi)飾板氣味超標(biāo)原因

車門內(nèi)飾板氣味主要來源于塑料飾件，塑料飾件的氣味主要來源是原材料（回收料）或者其注塑過程中產(chǎn)生的小分子物質(zhì)，以及注塑過程中添加的脫模劑等。

2.3.3.頂棚氣味超標(biāo)原因

頂棚的氣味主要為胺味及溶劑味。頂棚的氣味主要表現(xiàn)為胺味及溶劑味，胺味是由PU板生產(chǎn)過程中的胺類催化劑產(chǎn)生，溶劑味是由用料較差的粘合劑散發(fā)。發(fā)泡在制作過程中需添加胺類的催化劑，氣味很大；頂棚生產(chǎn)工序為復(fù)合工序，復(fù)合工序是將面料、PU板、玻纖等經(jīng)過加熱復(fù)合。復(fù)合過程中有膠粘劑加入，一般用熱熔膠，如膠粘劑用料不好，有溶劑性氣味散發(fā)，氣味較大。

2.3.4.密封條氣味超標(biāo)原因

密封條主要材質(zhì)為三元乙丙（EPDM）橡膠、發(fā)泡EPDM 橡膠，其自身氣味較大。密封條的氣味主要表現(xiàn)為硫磺味、焦臭味、胺味等刺激性的難聞氣味。密封條中，影響氣味的主要成分為硫化物、胺類物質(zhì)和苯并噻唑等。這些化合物是EPDM生產(chǎn)過程中發(fā)泡劑、石蠟油和促進(jìn)劑等物質(zhì)在硫化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。

2.4 提升建議

2.4.1.地毯氣味改進(jìn)建議

①很多地毯PET毛氈是一些再生型的毛氈，氣味較大。所以要求PET毛氈供應(yīng)商使用高純度的PET切片進(jìn)行生產(chǎn)纖維材料。生產(chǎn)過程中添加的潤滑油盡量用高純度低揮發(fā)油劑?？刂坪帽惩繉油扛参锶廴跍囟?，避免高溫分解。②地毯中間層PET+PE/EVA/EPDM膠板層，氣味也是非常大，建議采用高純度的PE粒子，控制壓制溫度。③襯墊層使用的再生纖維氈盡量選擇氣味散發(fā)較小的回收料。④加入烘溫工藝：地毯成型后，需要采用烘烤工藝，烘溫后加入氣味確認(rèn)的工藝。

2.4.2.車門內(nèi)飾板氣味改進(jìn)建議。

①塑料：要求粒子加工過程中，采用低氣味的粒子，造粒完成后，可添加粒子烘烤工藝。注塑前烘料，適溫適時的烘烤有利于小分子的揮發(fā)，可以提高粒子純度。研究表明烘烤溫度越高，塑料分子鍵越容易斷裂生成小分子化合物，氣味結(jié)果越差，因此在不影響注塑條件下，降低注塑溫度。注塑過程中適當(dāng)降低注塑溫度及剪切速率，并使用低揮發(fā)的脫膜劑（或不用）。塑料粒子的生產(chǎn)過程中應(yīng)盡量避免塑料注塑回料的使用。②隔音棉：選用單組份白棉，PVC表皮與骨架貼合使用水性膠進(jìn)行貼合。③中部裝飾板表皮：在不影響其它使用性能基礎(chǔ)之上，以高沸點(diǎn)低揮發(fā)的增塑劑替代現(xiàn)有的增塑劑增配方體系，以減少鄰苯二甲酸二異癸酯/DIDP、癸二酸二異辛酯等VOC的揮發(fā)。提高表皮下層PU發(fā)泡的合成轉(zhuǎn)化率，以達(dá)到控制異氰酸酯、一縮二丙二醇、二乙二醇等合成原料的殘留散發(fā)；減少合成過程中胺類溶劑或助劑的使用量，尤其是N-乙基-2-吡咯烷酮/NEP等。同時對樣件進(jìn)行烘烤脫味工藝，以整體達(dá)到降低烴類VOC及脂肪族化合物散發(fā)的目的。

2.4.3.頂棚氣味改進(jìn)建議

①工藝方面，在生產(chǎn)工藝中添加加熱烘烤與通風(fēng)晾曬程序。②頂棚夾層粘結(jié)的熱熔膠產(chǎn)生較大氣味，而且劣質(zhì)的熱熔膠遇高溫會融化，融化后會產(chǎn)生難聞氣味，盡量少用劣質(zhì)熱熔膠。③發(fā)泡生產(chǎn)工藝過程中可加入除味劑。對PU合成和加工過程中的有機(jī)胺類溶劑或助劑加以管控，如N，N-二甲基芐胺、苯甲腈、對氨基苯腈、對苯二腈等；同時減少PU合成原料的散發(fā)，如苯酚等。減少PU發(fā)泡材料中鄰苯類增塑劑的使用量，并嚴(yán)格管控CMR毒性物質(zhì)的添加量，如，苯酚、DBP、DIDP，總成樣件成型后可放置架子上添加通風(fēng)晾曬工序。

2.4.4.密封條氣味改進(jìn)建議

①生產(chǎn)過程中在不影響密封條其他性能的情況下盡量減少發(fā)泡劑使用量，能夠改進(jìn)氣味。②使用高閃點(diǎn)、低芳香烴含量的石蠟油的膠料。③選擇合適的硫化體系，良好的硫化體系采用不易分解的促進(jìn)劑，減少硫化物的產(chǎn)生。

3 結(jié)論

整車氣味優(yōu)化需多方面協(xié)同，最重要的還是原材料的選擇，盡可能的選擇低氣味散發(fā)的環(huán)保材料，但因成本等問題不可能所有材料都用環(huán)保材料，這就需要供應(yīng)商自身從中選取平衡點(diǎn)。生產(chǎn)過程中合理使用添加劑，盡可能少使用溶劑；選用適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)工藝，增加適當(dāng)?shù)暮婵竟ば?；倉儲環(huán)境的通風(fēng)狀況盡可能的完善，儲存過程中避免樣品的交叉污染。隨著管控越發(fā)完善，工藝技術(shù)越發(fā)精進(jìn)，相信在不久的將來，車內(nèi)氣味問題一定能得到完善的解決。