車用內飾零部件VOC及其衰減研究

湯品一 ，劉樹文，黃小翰，石海琳

(泛亞汽車技術中心有限公司，上海 201201)

車用內飾零部件VOC及其衰減研究

湯品一 ，劉樹文，黃小翰，石海琳

(泛亞汽車技術中心有限公司，上海 201201)

采用2 000 L袋子法作為零部件散發(fā)水平的測試方法,發(fā)現不同類型的零件，其主要貢獻的VOC種類因使用材料的不同而各有差異。同時，由于散發(fā)的邊界擴散效應，零件VOC隨時間的衰減速率與零件的VOC濃度有著直接的關系。

車用內飾；VOC；測試

0 引言

為滿足美觀、輕量化等要求，大量的合成有機材料被用于加工汽車內飾零部件，不可避免地會引起空氣中的有機物污染物水平的提高。如何有效地對車內空氣質量進行控制，提高客戶滿意度也成為橫亙在各大整車制造廠商面前的難題。采用2 000 L袋子法作為控制零部件散發(fā)水平的測試方法,針對不同類型內飾零件進行零部件VOC的衰減實驗，研究不同VOC類型對于時間的衰減規(guī)律。

1 試驗部分

1.1 測試儀器

2 000 L采樣袋； Marks ULTRA TD熱脫附進樣器； Agilent 7890A氣相色譜儀； Agilent 5975C質譜檢測器； Agilent 1200高效液相色譜；步入式高低溫循環(huán)箱。

1.2 測試零件

儀表板總成; 前排駕駛側座椅總成; 整車套座椅發(fā)泡。

1.3 試驗方法

(1)實驗方法

被測零部件是以整個零部件總成進行實驗，采用暴露面朝上和盡量攤開的原則。統(tǒng)一采用2 000 L大小的袋子。將樣品零件放入2 000 L袋子后使用封膜機將放有零件的采樣袋封口。使用高純氮氣對氣體采樣袋進行氣體置換，充入其體積50%左右高純氮氣，再將氣體抽出，重復操作3次；再向采樣袋中準確加入袋體積50%的高純氮氣，記錄所充入氣體的量；如圖1所示將兩個采樣袋放入采樣艙中，65 ℃加熱2 h±10 min，確保受熱均勻；加熱2 h后使用TENAX采樣管采集苯類物質，用DNPH采樣管采集醛類物質，采樣管采集條件見表1。

采樣管TENEX管DNPH管采集流量/(mL·min-1)200800采集時間/min1515采集體積/L312

(2)零件衰減條件

將待測零件儀表板總成、 前排駕駛側座椅總成、整車套座椅發(fā)泡安排同批次分別生產各5套。以零件下線時間為衰減計時起點，安排在0天/10天/20天/30天/40天5個時間段分別進行2 000 L袋子法測試，以研究內飾主要零件散發(fā)的不同VOC類型對于時間的衰減規(guī)律。要求零件的衰減環(huán)境為標準恒溫恒濕環(huán)境，環(huán)境背景相對潔凈不得同時存放其他外來污染物。

2 結果與討論

使用熱脫附-氣相色譜質譜聯用儀分析TENAX采樣管采集的苯類物質，使用高效液相色譜儀分析DNPH管采集的醛酮類物質，得到不同零件在不同衰減周期下的VOC散發(fā)量。文中針對車內污染物中高關注的5類苯系物苯、甲苯、乙基苯、二甲苯、苯乙烯及3類醛酮類物質甲醛、乙醛、丙烯醛進行定性定量分析。表2、表3、表4分別為不同零件不同衰減周期下8類物質的數據表，可以看出：不同類型零件其主要VOC污染物各有不同，儀表盤的甲苯含量顯著高于座椅類零件，這是因為儀表板中人造表皮與塑料骨架的粘接需要使用大量黏結劑，而溶劑型黏結劑是甲苯的主要貢獻源。此外，單個座位總成的甲醛含量明顯高于整車量的座椅發(fā)泡，這是由于座椅面套中使用的皮革面料類材料在鞣制、著色、防腐等工藝中往往會使用到醛類化學試劑。

表2儀表板總成VOC衰減μg·m-3

表3前排駕駛側座椅總成VOC衰減μg·m-3

表4整車套座椅發(fā)泡VOC衰減μg·m-3

針對車內主要污染物甲苯及乙醛，研究其衰減曲線。通過圖2、圖3可以看到：在常溫下零部件的VOC衰減與零部件的初始VOC濃度有著密切關系，針對苯系物，當初始濃度大于300×10-6時，VOC隨放置時間的變化濃度衰減顯著，40天后衰減至初始濃度的20%左右；當初始濃度低于100×10-6時，VOC隨放置時間延長基本沒有變化，曲線呈現平臺；針對乙醛，當初始濃度大于200×10-6時，放置10天后濃度下降至初始值的30%左右；當初始濃度低于100×10-6時，其濃度衰減緩慢并趨于穩(wěn)定。分析原因，這是由于VOC的散發(fā)濃度及速度主要取決于材料本身的VOC水平及在空氣中的蒸發(fā)速度。根據材料的不同，VOC的產生率可能由上述一個或兩個因素起決定作用。對于蒸發(fā)而言，VOC的產生率會受到空氣中濃度的影響，因為靠著材料表面與邊界層中濃度的差值，使 VOC傳輸到空氣中。當濃度梯度越大時，其散發(fā)速率越快，因此隨著材料本身濃度降低的同時，其散發(fā)速度也趨于緩慢。

3 結論

采用2 000 L袋子法作為零部件散發(fā)水平的測試方法,發(fā)現不同類型的零件，其主要貢獻的VOC種類因使用材料的不同而各有差異。同時，由于散發(fā)的邊界擴散效應，零件VOC隨時間的衰減速率與零件的VOC濃度有著直接的關系。

ResearchonVOCofVehicleInteriorPartsandVOCDeclension

TANG Pinyi,LIU Shuwen,HUANG Xiaohan,SHI Hailin

(Pan Asia Technical Automotive Center Co.,Ltd.,Shanghai 201201,China)

2 000 L tedlar bag method was used as the test method aiming at the Volatik organic compound(VOC) of vehicle interior parts. It is found that different kind of VOC will be found in different interior material. The VOC declension rate to time has relationship with parts’ VOC concentration because of the material boundary diffusion effect.

Vehicle interior;Volatik organic compound(VOC);Test

2014-10-31

湯品一(1981—)，男，碩士研究生，工程師，從事內飾材料應用及內飾零件VOC改善的研究。E-mail：pinyi_tang@patac.com.cn。