车用内饰零部件VOC及其衰减研究

汤品一 ，刘树文，黄小翰，石海琳

(泛亚汽车技术中心有限公司，上海 201201)

车用内饰零部件VOC及其衰减研究

汤品一 ，刘树文，黄小翰，石海琳

(泛亚汽车技术中心有限公司，上海 201201)

采用2 000 L袋子法作为零部件散发水平的测试方法,发现不同类型的零件，其主要贡献的VOC种类因使用材料的不同而各有差异。同时，由于散发的边界扩散效应，零件VOC随时间的衰减速率与零件的VOC浓度有着直接的关系。

车用内饰；VOC；测试

0 引言

为满足美观、轻量化等要求，大量的合成有机材料被用于加工汽车内饰零部件，不可避免地会引起空气中的有机物污染物水平的提高。如何有效地对车内空气质量进行控制，提高客户满意度也成为横亘在各大整车制造厂商面前的难题。采用2 000 L袋子法作为控制零部件散发水平的测试方法,针对不同类型内饰零件进行零部件VOC的衰减实验，研究不同VOC类型对于时间的衰减规律。

1 试验部分

1.1 测试仪器

2 000 L采样袋； Marks ULTRA TD热脱附进样器； Agilent 7890A气相色谱仪； Agilent 5975C质谱检测器； Agilent 1200高效液相色谱；步入式高低温循环箱。

1.2 测试零件

仪表板总成; 前排驾驶侧座椅总成; 整车套座椅发泡。

1.3 试验方法

(1)实验方法

被测零部件是以整个零部件总成进行实验，采用暴露面朝上和尽量摊开的原则。统一采用2 000 L大小的袋子。将样品零件放入2 000 L袋子后使用封膜机将放有零件的采样袋封口。使用高纯氮气对气体采样袋进行气体置换，充入其体积50%左右高纯氮气，再将气体抽出，重复操作3次；再向采样袋中准确加入袋体积50%的高纯氮气，记录所充入气体的量；如图1所示将两个采样袋放入采样舱中，65 ℃加热2 h±10 min，确保受热均匀；加热2 h后使用TENAX采样管采集苯类物质，用DNPH采样管采集醛类物质，采样管采集条件见表1。

采样管TENEX管DNPH管采集流量/(mL·min-1)200800采集时间/min1515采集体积/L312

(2)零件衰减条件

将待测零件仪表板总成、 前排驾驶侧座椅总成、整车套座椅发泡安排同批次分别生产各5套。以零件下线时间为衰减计时起点，安排在0天/10天/20天/30天/40天5个时间段分别进行2 000 L袋子法测试，以研究内饰主要零件散发的不同VOC类型对于时间的衰减规律。要求零件的衰减环境为标准恒温恒湿环境，环境背景相对洁净不得同时存放其他外来污染物。

2 结果与讨论

使用热脱附-气相色谱质谱联用仪分析TENAX采样管采集的苯类物质，使用高效液相色谱仪分析DNPH管采集的醛酮类物质，得到不同零件在不同衰减周期下的VOC散发量。文中针对车内污染物中高关注的5类苯系物苯、甲苯、乙基苯、二甲苯、苯乙烯及3类醛酮类物质甲醛、乙醛、丙烯醛进行定性定量分析。表2、表3、表4分别为不同零件不同衰减周期下8类物质的数据表，可以看出：不同类型零件其主要VOC污染物各有不同，仪表盘的甲苯含量显著高于座椅类零件，这是因为仪表板中人造表皮与塑料骨架的粘接需要使用大量黏结剂，而溶剂型黏结剂是甲苯的主要贡献源。此外，单个座位总成的甲醛含量明显高于整车量的座椅发泡，这是由于座椅面套中使用的皮革面料类材料在鞣制、着色、防腐等工艺中往往会使用到醛类化学试剂。

表2仪表板总成VOC衰减μg·m-3

表3前排驾驶侧座椅总成VOC衰减μg·m-3

表4整车套座椅发泡VOC衰减μg·m-3

针对车内主要污染物甲苯及乙醛，研究其衰减曲线。通过图2、图3可以看到：在常温下零部件的VOC衰减与零部件的初始VOC浓度有着密切关系，针对苯系物，当初始浓度大于300×10-6时，VOC随放置时间的变化浓度衰减显著，40天后衰减至初始浓度的20%左右；当初始浓度低于100×10-6时，VOC随放置时间延长基本没有变化，曲线呈现平台；针对乙醛，当初始浓度大于200×10-6时，放置10天后浓度下降至初始值的30%左右；当初始浓度低于100×10-6时，其浓度衰减缓慢并趋于稳定。分析原因，这是由于VOC的散发浓度及速度主要取决于材料本身的VOC水平及在空气中的蒸发速度。根据材料的不同，VOC的产生率可能由上述一个或两个因素起决定作用。对于蒸发而言，VOC的产生率会受到空气中浓度的影响，因为靠着材料表面与边界层中浓度的差值，使 VOC传输到空气中。当浓度梯度越大时，其散发速率越快，因此随着材料本身浓度降低的同时，其散发速度也趋于缓慢。

3 结论

采用2 000 L袋子法作为零部件散发水平的测试方法,发现不同类型的零件，其主要贡献的VOC种类因使用材料的不同而各有差异。同时，由于散发的边界扩散效应，零件VOC随时间的衰减速率与零件的VOC浓度有着直接的关系。

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

汤品一(1981—)，男，硕士研究生，工程师，从事内饰材料应用及内饰零件VOC改善的研究。E-mail：pinyi_tang@patac.com.cn。