车内零部件VOC挥发情况及管控和改进建议

李进阳 邱婧

摘 要：本文通过对座椅零部件及其中材料的VOC散发数据的对比分析，以及目前企业对于VOC的管控现状，提出了VOC改进的建议。

关键词：VOC管控;座椅零部件;聚氨酯;真皮

1 前言

随着近些年来我国消费能力的提升，汽车作为一种代步工具，已经越来越普及，在人们的日常生活中也扮演着越来越重要的角色。消费者在购车时，除了关注车辆性能以外，对于车内空气质量也提出了更高的要求。近些年来，我们时常听到各类新闻报道车内污染物投诉的问题，车内空气质量的问题持续发酵，是各整车企业急需尽快应对的难题。

2012年3月1日，我国开始正式实施的国家标准GB/T27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》，对车内挥发性有机物提出了明确的限值要求。该标准的实施虽然该标准目前仍是推荐标准，但是对于引导我国汽车企业重视产品VOC控制发挥重要作用。车内空气中有机物浓度要求如表1所示[1]。

2 车内零部件VOC现状

本文主要收集并对比了某品牌车型的前后排座椅VOC的数据，选取了符合 ISO12219-2-2012 检测条件的检测数据。其中，前排座椅总成有效样本量14个，后排座椅总成有效样本量为17个[2]。对座椅实行整体取样，测试方法采用袋子法。

根据实验结果显示，前排座椅中甲醛含量为806μg/m?、甲苯含量为806μg/m?、乙醛含量为133.26μg/m?，这三种有害物质含量较高，后排座椅结果类似，其中甲醛含量尤其高，为4420.564μg/m?。究其原因可以主要归于座椅生产工艺和材质的问题。座椅制作过程中大量使用的发泡材料、织物、真皮及洗涤剂，从而导致VOC的引入。座椅是车内VOC高风险零部件之一，对于车内醛类物质贡献量较大，是企业需要重点进行VOC管控的部件。同时，甲醛的如此高的含量也可以看出企业对生产工序和原材料管控的缺乏。建立健全绿色供应链，积极完善企业内部有害物质管理体系，从原材料阶段就改善车内VOC的问题。

3 车用材料中VOC的散发情况

汽车座椅中，发泡材料和真皮为主要的VOC散发来源，同样本文摘选符合 ISO12219-2-2012检测条件，同时材料形状为100cm2（10cm×10cm），厚度为0.5cm的小样片材料的VOC散发数据，其中聚氨酯有效样本量6个，真皮为3个。

3.1 聚氨酯（PU）

根据样本测试结果可知：聚氨酯（PU）中乙醛、甲醛含量较高。聚氨酯的应用很广泛：坐垫、头枕、隔音、仪表盘、遮阳板、门板、顶棚衬里等内饰件以及保险杠、阻留板等外构件都会用到[3]。聚氨酯材料释放的VOC主要包括小分子醛类和苯类，由于在生产过程中加入了小分子费反应型阻燃剂、还有一些催化剂、稳定剂等[4]，都会导致醛类或苯类物质的引入。聚氨酯泡沫在车内应用主要集中于座垫、靠背、头枕等地方，这些地方也是人们在车内最直接接触的地方，因而对产品的环保性能要求也更加严格。目前车内大量使用的聚氨酯以溶剂型为主。建议在应用聚氨酯时要使用水基型溶劑进行溶解，在使用过程中尽量使用固体组分的聚氨酯，同时应扩大热塑性聚氨酯弹性体的应用范围，能尽量减少车内 VOC挥发量。

3.2 真皮

根据样本测试结果可知：真皮中乙醛含量非常高，甲苯、甲醛含量较高。皮革的整个生产流程主要包括固化→浸水→去毛→脱脂→酸浸→鞣制→复鞣→涂饰。在这个过程中使用的一些制剂，溶剂等，都会或多或少产生VOC，尤其在鞣制、复鞣和最后的涂饰过程，是大多数醛类物质产生的源头。由于皮革的优良质感，现在越来越多的汽车座椅都会使用皮革座套，因此，要进一步规范皮革的加工过程，了解供应商提供的化工材料性能，选取绿色材料和制剂，争取将皮革中的醛类物质控制在低位。植鞣剂是醛类物质含量很低的鞣剂，一般来讲，使用植物鞣剂不会对皮革中的醛类含量有显著的影响。

4 企业VOC管控情况及改进建议

4.1 企业管控体系及投入

目前，绝大多数企业已建立了完善的标准体系及对供应商的汽车挥发性有害物质管控体系。此外，有一小部分企业有完备的检测标准体系或正在对相应能力进行建设。目前仅有 很小部分的企业尚未开始建设相关能力。不过，虽然绝大多数企业已经建立起了完善的VOC标准体系及供应商管控体系，但各企业产品在VOC检测方面依然差距巨大，根本原因在于执行力度不同。有些企业虽然管控标准体系完备，但产品的VOC问题却十分突出;相反有些企业虽然标准体系并不完备，但对供应商的要求及企业底蕴深厚，其产品的VOC情况反而较好。说明产品VOC问题的好坏不仅仅依靠完备的标准体系和对供应商的管控体系，切实有效的供应体系和高效的执行能力才是实现良好管控效果的关键。

在管控时间方面，大部分企业在5年前就开始着手进行产品VOC管控，这些企业基本在HJ/T400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》出台后开始着手开展产品VOC管控工作，还有部分企业在GB/T27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》出台后开始相应管控工作。企业对VOC管控时间有差距，但大部分企业具备了相当的产品管控经验。

在管控成本方面，有超一半的企业每年投入到VOC管控中的资金在50-100万，资金投入较多，多用于VOC大力度整改及VOC改进技术的研发，但是管控效果并不理想，管控形势依然严峻。

4.2 设计阶段管控

从整个汽车行业来看，管控效果较好的企业在设计阶段就开始对新车型的VOC进行全面的设计、考量。一般的设计流程为：产品立项→VOC纳入产品控制→收集各种零部件、材料→选择/更改零部件、材料→整车试制→整车VOC测试→整改→批量生产[5]。

企业在设计阶段即确定整车VOC挥发量目标值，根据此目标值选取相应的零部件及材料，或与零部件及材料供应商共同开发。一些制度较为完善的企业，会根据整车VOC挥发量目标值，同时配合企业自己的零部件VOC检测标准限值，确定各子零部件的 VOC挥发量目标值，根据零部件的目标值选取相应的材料，或者选择相应的供应商共同开发，从而实现产品VOC的逐级管控，以满足国标要求。个别企业还会根据实际零部件、材料的VOC检测值进行整车VOC挥发值的预估工作。基于设计阶段制成的样车做整车 VOC测试及所使用零部件、材料的VOC检测，收集相应的VOC检测数据，验证整车及零部件目标值及预估值的达成情况，找出标准或者预估体系需要完善之处。同时企业还会检测其他企业正在销售的整车VOC挥发值，进行横向对比工作。

4.3 量产后管控

由于部分企业生产一致性控制不严格，使量产阶段的整车VOC无法达到设计阶段技术要求，企业不得不对其进行相应的降低 VOC的整改工作。企业主要整改流程一般为：整车VOC抽检→批量抽检，进行验证→找出超标物质过高的零部件→要求零部件及材料供应商配合整改→整改后整车VOC测试→批量投产[5]。整车企业的质检部门会根据整车的抽检结果，及超标车比例决定是否进行逆向整改工作。整车企业会根据整车VOC不达标物质定位该物质不达企标或检测值较高的零部件，并与零部件企业共同找出该项物质不符合企业标准或者检测值较高的材料，要求零部件及材料企业通过调整生产工艺、生产设备、添加剂的使用、变更使用基材来降低产品VOC挥发性。通过相应的零部件材料企业的配合整改降低整车VOC挥发性能。若一个周期后仍未达到国标要求，部分企业会要求多次整改直至合规，这对企业管理成本及工作量来说是巨大的考验。

5 总结

文本通过对车内座椅零部件VOC散发的数据进行分析，根据以上数据分析可知：

1.除乙醛外，我国汽车行业VOC平均水平優于国家标准;

2.在调研的样品中，皮质内饰车辆 VOC含量较织物内饰车辆更易超标，这与皮革制品的生产工艺密不可分;

3.自主品牌车型与合资品牌车型平均水平无十分明显的差距，甚至某些企业做的比合资品牌企业更好;

4.汽车产品中VOC含量与价格并不存在反比关系，也就是说不一定价格越高的产品，VOC含量越低。

参考文献：

[1]GB/T 27630-2011《乘用车内空气质量评价指南》.

[2]车内空气质量控制管控体系研究.李向东.《北京工业大学硕士论文》-2016-09-01.

[3]刘雪峰.我国汽车产品VOC污染现状及管理政策建议.《环境与可持续发展》.2015年5期，P26—P29.

[4]吕国会.浅谈降低汽车内饰件用聚氨酯材料VOC的措施.化学推进剂与高分子材料.2018.16卷1期.P1-12.

[5]陆刚.车用聚氨酯材料述评.《化学工业》.2012年10期.P20—P24.

[6]车内空气质量控制管控体系研究-道客巴巴.http：//www.doc88.com/p-4012504212921.html.