汽车内饰材料环保性评估指标体系和方法研究

柴 静，徐耀宗，任家宝

（中国汽车技术研究中心，北京 100176）

汽车内饰材料环保性评估指标体系和方法研究

柴 静，徐耀宗，任家宝

Chai Jing，Xu Yaozong，Ren Jiabao

（中国汽车技术研究中心，北京 100176）

对标分析国内外有关车用材料环保性方面的环保要求，根据各相关因素对生态环境和人体健康的影响，综合考虑企业普遍采用的控制方式，研究建立汽车内饰材料环保性的评估指标体系和评估方法，为汽车绿色选材提供支撑。

内饰材料；重金属；有害物质；挥发性有机物；环保性

1 车用内饰材料相关环保要求

随着材料技术的不断发展，内饰材料的种类和性能也在不断革新，这使得汽车企业在内饰材料选择上有了更大的空间。然而由于汽车内饰材料直接接触驾乘人员，与车厢内的环境安全息息相关，这使得各汽车企业对汽车内饰材料的选择非常重视。加强对汽车内饰材料所含有害物质、挥发性等方面的综合性评估和管理，对于促进绿色选材、减轻环境负荷、保障驾乘人员安全将起到积极的促进作用。

2000年，欧盟发布2000/53/EC《关于报废汽车的指令》（简称“ELV指令”）[1]，该指令要求除豁免清单中规定的情况外，禁止在车辆中使用铅、汞、镉和六价铬4种重金属，并且要求在2015年1月1日前，整车的可回收利用率应达到95%，可再利用率应达到 85%。2005年，欧盟又发布2005/64/EC《关于型式认证中车辆可再使用性、可再利用性和可回收利用性的指令》（简称“RRR指令”）[2]，该指令是欧盟新车型实施汽车产品可回收利用率和禁用重金属强制认证的依据，使得两率达标和重金属禁、限用成为汽车进入欧盟市场的一项门槛性要求。2013年11月，联合国欧洲经济委员会（UNECE）通过了《有关机动车辆可再使用性、可再利用性和可回收利用性批准的统一条款》法规提案，作为《关于采用统一条件批准机动车辆装备和部件并相互承认此批准的协定书》（简称《1958协定》）的附加性要求，已于2014年6月17日正式生效[3]。该法规成为各缔约国法规引用及转化的依据，标志着汽车有害物质和两率管理已成为世界范围的主流趋势。

我国近年来也非常重视车用材料中有害物质及可再利用性方面的环境影响，积极组织研究、制定相关的法规标准。其中，2014年6月1日起正式实施的《GB/T 30512汽车禁用物质要求》限制在汽车产品中使用铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯及多溴联苯醚等6种有害物质[4]。2014年3月1日起正式实施的《HJ 2532-2013环境标志产品技术要求轻型汽车》对M 1类、M 2类和N1类汽车产品中有害物质的使用以及车型可再利用率和可回收利用率提出了明确要求，符合该标准是汽车产品获得中国环境标志产品认证的重要条件[5]。

随着世界各国对有害物质管控范围逐步扩大，汽车使用过程中所挥发的苯、甲苯、甲醛、苯乙烯等车内挥发性有机物（VOC）也引起人们广泛关注，这些物质同样会对人体健康造成巨大危害。据世界卫生组织研究，汽车内外饰非金属材料中易挥发的有机化合物超过 200余种，其中苯类、醛类等不仅具有强烈的致癌、致畸作用，还易产生刺激性气味，严重危害生态环境和人体健康。欧美日韩等国政府部门围绕汽车产品VOC开展了大量的研究工作，陆续制定整车VOC以及材料VOC的检测和限值标准，以加强车内空气质量的管理。目前我国已对整车产品车厢内的苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙乙烯等8种有害物质提出限值要求[6]。

材料是产生VOC的根本原因，材料中各种添加剂及助剂虽然添加量较低，但却是VOC挥发的主要原因。例如，遮阳板表皮主要是PVC材料，挥发的甲苯、甲醛主要来源于邻苯二甲酸基增塑剂的添加[7]。因此，对于汽车VOC的管控应从材料入手，目前在材料层面，国内外大多整车企业以及材料企业都是直接对甲醛和总挥发性有机化合物（TVOC）进行管控。我国目前尚未有材料VOC限值国家标准，仅个别地方标准曾对汽车内饰材料的甲醛和TVOC提出限值要求，各企业多是根据内部标准进行相应的管控。

2 汽车内饰材料环保评估指标体系

目前汽车非金属材料由于质量轻、性能优、质感好等特点被大量应用在汽车内饰件中。由于汽车内饰材料直接和人体接触，对车厢内的空气质量有着决定性的影响，并且内饰件的回收利用特性与该材料的环境负荷直接相关，因此本研究主要选取材料的低毒低害性、低挥发性及回收利用特性 3方面的环保性指标进行汽车内饰非金属材料的评估，如图1所示。

2.1 低毒低害性

随着世界范围内对汽车有害物质要求逐步加严，加强有害物质管理、降低产品环境负荷已成为行业发展的必然趋势。目前我国已颁布相关法规标准要求禁、限用的有害物质要求如表1所示。对于这些有害物质，汽车企业应该采取强制措施加以管控，保证产品满足法规要求，同时积极研发、应用替代技术，逐步削减和替代产品中的这些物质[8]。

2.2 低挥发性

根据目前国内外在材料层面开展VOC管理的现实情况，本研究对于汽车内饰非金属材料在挥发性方面选取指标如表2所示。

表1 我国汽车产品有毒有害物质禁、限用要求

表2 汽车内饰材料低挥发性要求

2.3 可回收利用性

对于汽车内饰非金属材料的回收利用特性，分为以下几种情况：

1）仅可再利用，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 汽车内饰非金属材料环保评估方法

本研究将分别考虑以上 3方面的环保性能，然后在平面直角坐标系中寻找材料所对应的坐标点，从而比较、分析各材料的环保性能水平，辅助绿色选材。

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评估值；a为铅或其化合物的含量；b为汞或其化合物的含量；c为镉或其化合物的含量；d为六价铬的含量；e为多溴联苯（PBBs）的含量；f为多溴联苯醚（PBDEs）的含量；g为石棉的含量。

则对于材料的低毒低害性评估值为

3.2 低挥发性

以B（x，y）表示材料在低挥发性方面的评估值，x为甲醛的含量，y为材料TVOC的含量。

对于非皮革类材料挥发性评估值为

对于皮革类材料挥发性评估值为

3.3 可回收利用性

1）仅可再利用，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。

在平面直角坐标系中，横坐标的坐标值代表低毒低害性的评估值，纵坐标的坐标值代表挥发性的评估值，通过这 2个值即可确定某个材料在坐标系中的位置，然后通过不同的符号体现材料的可回收利用性。

4 汽车内饰非金属材料环保性能评估结果分析

4种内饰材料（非皮革）的有害物质含量及甲醛和TVOC含量如表3所示。

表3 汽车内饰材料有害物质及挥发性物质含量

通过计算得到4种材料对应的低毒低害性评估值及低挥发性评估值，在图2中可对材料的环保性进行比较。需要注意的是，当材料的坐标点在第二、三、四象限以及零点时，说明该材料的某项环保要求不达标，此时比较坐标点的绝对值大小没有意义。当材料的坐标点在第一象限时，材料所对应的横坐标值越大，说明低毒低害性方面越环保；对应的纵坐标值越大，说明挥发性方面越环保。

从图2可以看出，材料2低毒低害性超标，材料3挥发性超标，材料1和材料4满足所规定的环保要求，可进入选材环节。材料4相比材料1在低毒低害性及挥发性方面均更加环保，但材料1比材料 4在可回收利用性方面更具优势，可根据选材的侧重点选择相应的材料。

5 结束语

文中研究建立了汽车内饰材料环保性能评估的指标体系及方法，通过简单直观的表现方式，能够使分析结果一目了然地反映材料在低毒低害性、低挥发性及可回收利用性3个方面的环保性，有利于帮助设计人员结合最新法规要求，筛选符合要求的材料，择优应用。同时，此评估方法可以在现有基础上增加具体指标，如随着相关强制性法规要求的增加，在有毒有害性、低挥发性方面增加新的物质限制要求，对于新的指标可直接套用现有的计算模型。

[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汽车禁用物质要求[S].

[5] HJ 2532-2013环境标志产品技术要求 轻型汽车[S].

[6]GB/T 27630-2011乘用车内空气质量评价指南[S].

[7]王飞，吴建国，李兰军. 我国汽车内饰VOC现状及发展趋势 [J].国外塑料，2013，31（11）：41-46.

[8]孙建亮，柴静，董长青，等，汽车禁限用物质的替代技术研究[J]. 制造技术与机床，2012（12）：83-87.

演习进度的快慢并不是演习的目的，演习的真正目的是训练驾驶员和学生如何正确恰当地从应急出口逃生，训练他们如何运用所有的安全预防措施使伤害减到最小。

3 结束语

从1837—2010年美国校车及其安全的发展历程中可以看出，低伤亡率是长期完善的结果。中国校车的安全首先要有信心，有规划地发展，借鉴美国校车的三层次管理模式，中国校车的管理责任与分工应该细化、具体化，中国校车在标准方面已基本赶上美国，更重要的是在执行方面。

如果遭遇紧急情况，逃生原则和逃生演练指南将能够最大限度地避免伤亡，为校车安全教育以及紧急情况逃生，打下坚实有力的基础。

参考文献

[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次校车事故的回顾、分析与对策[OL]. http：//www.cnbuses.com/news/201111/45261.htm，2011-11-23.

[5]校车警钟长鸣[OL]. http：//china.findlaw. cn/jiaotong shigu/xcsg/1104990.htm l，2014-05-12.

[6]李怀仲，郭群英，陈军，等. 应急疏散及应急逃生[J]. 石油工业技术监督，2010，26（12）：22-24.

[7]朱永国. 美国校车制度[J]，教书育人，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