VOC提升策略分析

许明春 洪丽 胡隽隽 姚其海

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心）

车内空气质量一直是中国市场抱怨的主要问题，一方面是持续的空气污染使得消费者非常关注空气质量，无论是车内还是车外；另一方面，由于装修导致重病或者是健康问题的持续报道和新闻使得消费者更加关注空气质量。随着国内汽车保有量逐年增加，车内环境成了非常主流场景，越来越多地顾客在购买新车时，将车内空气质量作为重要的衡量标准之一。目前我国已制定GB/T 27630—2011《乘用车内空气质量评价指南》[1]（强标修订中）进行管控，各大汽车主机厂也在进行车内VOC提升相关技术研究。经过多次的调研和相关验证，文章提出以下几种VOC提升策略及净化效果。

1 材料提升措施

内饰零部件绝大多数均为非金属有机材料组成，还会使用胶水等辅材[2]。不同内饰材料的VOC散发不同,通过使用低VOC环保原材料可以快速提升零部件VOC品质。以备胎盖板为例，较早的车型采用PET针刺地毯+木纤维板材料，由于木纤维板是大量木屑及纤维成分通过脲醛胶热压而成，因此不可避免的会释放出大量的醛类和其他物质。针对木纤维板的醛类散发较高问题，寻求PP蜂窝板来替代。表1是某款车型采用2种不同板材的备胎盖版VOC测试数据，从表中数据来看，材料的提升，可以有效达成零部件VOC性能。

表1 某车型备胎盖板材料提升前后VOC散发对比 μg/m3

2 静置通风处理

通过近几年的研究，表明VOC的散发是个持续的过程。因此零部件生产完成后不同的时间其残留的VOC含量也不同。表2列举了在高危部件仪表台和座椅的VOC含量随零部件下线时间的关系。从表中的结果来看，从下线1天到下线28天VOC散发总体呈下降趋势，因此，零部件下线后，确保一定的储藏及流传周期对VOC的散发有较显著的作用，且无需额外成本，汽车主机厂可依据生产情况，规定零部件企业仓储要求。

表2 仪表台及座椅VOC随时间变化情况 μg/m3

3 加热通风处理

零部件VOC的散发与温度有极大的相关性，特别醛类物质。有数据表明35℃时乙醛的散发速度是25℃时的6～12倍，因此对零部件进行适当的升温处理，且保持通风，可以促进胶水等的固化，加速零部件VOC的散发，减少出厂时残留。

“加热通风”处理适用于VOC高危部件[3]，如包覆件、植绒件等，表3是某车型有包覆的车门内饰板净化处理（65℃加热+通风）后的对比验证数据。由数据可知，因包覆过程中使用大量的胶水，导致车门内饰板的甲苯、乙苯和二甲苯的检测值较高。通过净化处理（65℃加热+通风）后，可大幅降低苯系物的检测值。

表3 加热通风对车门内饰板VOC的影响 μg/m3

4 VOC消除剂

VOC消除剂，又叫除醛剂，是一类含有氨基的且具有较高反应活性的小分子化合物，主要针对含有羰基的VOC化合物，如甲醛、乙醛、丙酮等。因此对整车醛类风险具有较好的改进作用。VOC消除剂主要是通过化学反应的方法消除甲醛、乙醛等物质，主要适用于地毯、顶棚、前围隔音垫、座椅等醛类物质散发较为严重的高危零部件反应原理如下：

表4为除醛剂在内饰典型零部件中验证的结果。从结果来看，采用除醛剂处理过的PU发泡和地毯，VOC均有一定程度下降，特别是醛类物质，下降明显，其中甲醛仅为未处理前的10%左右。

表4 除醛剂对高危零部件VOC的影响 μg/m3

5 后吸附/净化装置

后吸附/净化装置主要是通过一些无机矿物对VOC的吸附作用来降低车内VOC，这些无机矿物大多为多孔结构。增加后吸附/净化装置，可有效降低零部件、整车的VOC含量，同时改善整车气味性[4]。图1为在车内加装活性炭不织布，并按行标HJ/T 400—2007对加装前后的整车进行试验验证的结果。

图1 活性炭不织布对整车VOC的净化效果

从图中可以看出，加装活性炭不织布的整车较未加装的整车，VOC有较明显的下降，尤其对苯系物净化性能较好，这是由于活性炭不织布经有机纤维碳化和活化，比表面积大、孔径小，具有较快的吸附效率和吸附容量。

6 臭氧后处理

臭氧是一种强氧化剂，在常温下具有不稳定性，通过活氧O3分子对病毒杂菌直接进行氧化反应，从而达到祛臭效果，同时O3还和空气中的水分子反应后，生成氧化能力更强的OH羟基自由基，OH羟基自由基大大提高了O3的氧化反应能力。

臭氧是利用其氧化性分解有害气体和异味分子的，它与物理吸附方式截然不同。由于是气体分子的作用，臭氧的杀毒灭菌和净化空气的效果显著。表5就是臭氧对整车后处理前后VOC祛除效果的验证，从结果来看，臭氧对车内有毒有害物质都有明显的祛除效果，对苯系物的净化效果更加显著，苯的净化效率达到42%；对醛类的净化效率略差，但对甲醛也有10%的祛除效率,可见臭氧对车内VOC的净化和消除，有明显的效果。

表5 臭氧对整车VOC的影响mg/m3

7 结论

工信部已在最新的国VI排放标准中将整车VOC纳入，并适时启动管控，整车VOC即将成为强制性法规，零部件及整车VOC控制及削减已经成为重中之重。6种VOC提升策略，其中材料提升、静置通风、加热通风及臭氧处理，对VOC所有挥发物质都有净化效果，VOC消除剂对醛类削减最为有效，而后吸附/净化装置对苯系物削减最为有效。提升策略可以视具体情况单独使用或几种同时采用，在兼顾成本和生产效率的基础上，降低零部件及整车的VOC散发，提升整车车内空气质量。