汽车高危零件气味降低办法

邵方方 （上汽商用车技术中心，上海 200438）

0 引言

车内气味是一种乘驾人员的主观感受，近年来车内气味问题受到社会各界的广泛关注，汽车内饰非金属材料释放的VOC（挥发性有机化合物）、霉菌、外部有害气体或颗粒物进入车内，都有可能对车内气味造成影响。不同的人对同一辆车的气味类型感受可能不一样，气味类型包括但不限于：沥青味、鱼腥味、臭鸡蛋味、发霉味、酸臭味、焦糊味、橡胶味、汽油/机油/柴油味、溶剂味、香味、青草味、奶油味、真皮味、人造革味、辣味、发酵味、酒精味、汗液味等，其中沥青味、鱼腥味、臭鸡蛋味、发霉味、酸臭味、焦糊味为令人厌恶的气味。

引发气味的挥发性有机物种类有很多，一辆车内有气味的物质可能有几十种或者几百种，常见的有烷烃类、烯烃类、酯类、苯类、醇类、胺类、醚类、硅氧烷类、硅烷类等几大类，表1为车内常见的挥发性有机物种类及其对应的气味类型。

表1 车内常见的挥发性有机物种类和对应的气味类型Table 1 Types of volatile organic compounds commonly found in vehicles and corresponding odor types

1 汽车内饰气味高危零件种类和原因分析

车内气味主要来源于汽车内饰非金属零件，按照零件材料、尺寸和质量等综合评估，主要内饰零件对车内气味的贡献度如图1所示。

图1 主要内饰零件对车内气味的贡献度图示Figure 1 Graphical representation of the contribution of major interior components to interior odour

由图1的数据可知，座椅、地毯、内前围隔音垫、仪表板、侧围、门板等是车内气味的主要贡献零件。

内饰零件是由塑料、PU（polyurethane，聚氨酯）发泡、EVA（ethylene-vinyl acetate copolymer，乙烯-醋酸乙烯共聚物）、合成皮革、胶黏剂等材料加工而成，以下从材料方面分析引起零件气味的原因。

（1） 座椅，对车内气味贡献最大的零件，使用了大量的面料和PU发泡材料。座椅面料主要包括织物面料、真皮面料、PVC（polyvinyl chloride，聚氯乙烯）革、PU革等，面料类材料受原料配方、表面处理剂、鞣质剂、染料及助剂、酸洗、中和等多方面因素影响，极易造成气味问题。由于座椅面料面积大，且是直接暴露在车内环境中，对车内气味贡献极大。PU发泡材料中的A料、B料、催化剂、匀泡剂、引发剂等原料，若选择不当，极易引起气味和醛类物质的超标。

（2） 地毯、内前围等软饰件，采用较多的PU发泡、EVA材料等。地毯和内前围中PU发泡材料气味超标的原因同座椅中PU发泡材料类似，在此不再赘述。地毯和内前围中的EVA材料易受光照作用，氧化分解产生气味和乙醛问题，且很多EVA厂家在生产制造过程中使用大量回料，回料的添加和反复使用，造成零件气味超标。另外，地毯和内前围这类软饰件本身极易吸收气味分子，产生二次污染。

（3） 硬质塑料，如IP（instrument panel，仪表板）、门板等，使用较多的是PP类塑料。PP类塑料的原料基材、抗氧剂、润滑剂、光老化助剂、偶联剂、色母等选择不当易引起气味问题，零件加工时注塑过程控制不当也会产生气味问题。

引起车内气味的物质和零件种类非常多，原材料、加工工艺、后处理和仓储物流环境直接影响零件的气味。选择低散发的原材料、在零件成型时选择合适的加工温度和时间、零件成型后增加烘烤等后处理工艺、优化仓储物流环境等均对降低零件气味有促进作用。

本研究主要对座椅、EVA+PU发泡类的内前围、PET（polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯）+EVA+PU发泡类的地毯进行气味溯源，并提出相应的降低气味的手段，其他内饰高危零件的气味溯源和气味降低手段不在本研究范围之内。

本研究将气味分为6个等级，具体分级方法见表2。

表2 气味等级及描述Table 2 Odor grades and description

2 车内典型高危零件气味原因分析和优化办法

2.1 座椅的气味原因分析和优化办法

2.1.1 座椅的气味原因分析

对超纤PU+PVC皮革面料的座椅进行气味评估，评估结果如表3所示。

表3 座椅的气味评估结果Table 3 Seat odor assessment results

从表3中的数据可知，座椅总成表现为鱼腥味，酸味、溶剂味，气味强度达到4级。

采用热脱附-电子嗅辨仪-气质联用的方法对座椅和座椅各子零件进行气味溯源，结果如表4所示。

表4 座椅及其子零件的气味溯源分析结果Table 4 Results of odor traceability analysis of seat and its sub-parts

从表4的数据可知，引起座椅气味的物质很多，根据各物质的风险等级，锁定引起座椅气味超标的主要因素为甲苯、2-n-丁氧基乙醇、三乙烯二胺、二氯乙醚等4种物质。甲苯表现为芳香味、溶剂味，主要来源于超纤PU面料，超纤PU面料的“开纤”工艺需使用甲苯溶剂，虽然在超纤PU面料生产中会采用水洗工艺去除甲苯，但面料中依旧会有一部分甲苯残留。2-n-丁氧基乙醇主要表现为溶剂味，来源于坐垫/靠背/头枕海绵，是坐垫/靠背/头枕/扶手海绵硅油中的杂质。三乙烯二胺主要表现为鱼腥味、发泡味，具有刺激性，来源于坐垫/靠背/头枕/扶手海绵，是坐垫/靠背/头枕/扶手海绵的催化剂。二氯乙醚具有刺激性溶剂味，来源于座椅面套背衬海绵，是座椅面套背衬海绵的阻燃剂。

2.1.2 座椅的气味优化方法

根据2.1.1的分析结果，针对超纤PU面料、坐垫/靠背/头枕/扶手海绵和座椅面套背衬海绵进行气味优化。

针对超纤PU面料的气味优化，可采用以下方法：在超纤PU面料生产工艺过程中，增加将面料加热至100 ℃，持续时间0.5 h的后处理工艺。同时在PU复合革的生产工艺过程中，延长PU复合革的烘烤时间，将烘烤时间由5 min提升到16 min。

针对坐垫/靠背/头枕海绵/扶手海绵的2-n-丁氧基乙醇气味优化，可采用以下方法：提升硅油的纯度，硅油成分中的STB PU-1254，VOC由75 mg/kg降低至30 mg/kg以下；STB PU-123，VOC由75～100 mg/kg降低至35～45 mg/kg。

针对坐垫/靠背/头枕海绵/扶手海绵的三乙烯二胺气味优化，可采用以下方法：将现有三乙烯二胺催化剂改为反应型凝胶催化剂，同时延长复合海绵的熟化时间，将熟化时间由48 h提升至72 h。

针对座椅面套背衬海绵的气味优化，可采用以下方法：将反应型阻燃剂改为小分子添加型阻燃剂。

采用上述方法对座椅气味进行整改，变更前后的座椅气味评估结果见表5，通过表5中的数据可知，整改后座椅气味等级得到有效提升。

2.2 地毯的气味原因分析和优化方法

2.2.1 地毯的气味原因分析

对PET+EVA+PU发泡材质的地毯进行气味评估，评估结果如表6所示。

从表6中的数据可知，地毯表现为鱼腥味、发泡味，气味强度达到4级。

采用热脱附-电子嗅辨仪-气质联用的方法对地毯及其各子零件进行气味溯源，结果如表7所示。由表7中的数据可知，引起地毯气味的物质很多，根据各物质的风险程度，锁定引起地毯气味超标的主要因素为C8～12烷烃/烯烃、三乙烯二胺、五甲基二乙烯三胺。C8～12烷烃/烯烃主要来源于EVA生产和加工过程的老化降解；三乙烯二胺、五甲基二乙烯三胺为地毯PU发泡材料中的常用催化剂。

表7 地毯及其子零件的气味溯源分析结果Table 7 Results of odor traceability analysis of carpet and its sub-parts

2.2.2 地毯的气味优化方法

根据2.2.1的分析结果，针对EVA生产和PU发泡进行气味优化。将现有地毯的催化剂换成反应型凝胶催化剂，并将零件的通风时间从48 h延长至72 h，变更前后地毯的气味评估结果见表8。通过表8中的数据可知，改变催化剂种类和延长通风时间可以降低地毯总成的气味。

表8 地毯气味优化前后的评估结果比对Table 8 Comparison of evaluation results before and after carpet odor optimization

2.3 内前围气味原因分析和优化方法

2.3.1 内前围的气味原因分析对内前围进行气味评估，评估结果如表9所示。

表9 内前围的气味评估结果Table 9 Odor assessment results of the inner front circumference

从表9中的数据可知，内前围表现为霉味、鱼腥味、发泡味，气味强度达到4.5级。

采用热脱附-电子嗅辨仪-气质联用的方法对内前围及其各子零件进行气味溯源，结果如表10所示。

由表10中的数据可知，引起内前围气味的物质很多，根据各物质的风险程度，锁定引起内前围气味超标的主要因素为1-辛烯、反-2-辛烯、C8～12烷烃/烯烃、2-乙基己醇、正丁醇、异丁醇、三乙烯二胺、五甲基二乙烯三胺、乙酸乙酯、丙烯酸丁酯。1-辛烯，反-2-辛烯，C8～12烷烃/烯烃、主要来源于EVA生产和加工过程的老化降解；2-乙基己醇、正丁醇、异丁醇来源于PU原料及发泡剂杂质；三乙烯二胺来源于PU发泡的催化剂。

表10 内前围及其子零件的气味溯源分析结果Table 10 Results of odor traceability analysis of inner front circumference and its sub-parts

2.3.2 内前围的气味优化方法

根据2.3.1的分析结果，针对EVA和PU发泡进行气味优化。

针对EVA的气味优化，可采用以下方法：更换内前围EVA，提高EVA偶联剂的耐热温度，EVA烘烤温度由240 ℃改为230 ℃，烘烤时间由130 s改为140 s。

针对PU发泡的气味优化，可采用以下方法：变更PU发泡材料AB料牌号，由普通牌号变更为低散发牌号，同时更改PU发泡催化剂的种类。变更前后内前围的气味评估结果见表11，通过表11中的数据可知，整改后内前围的气味等级得到有效提升。

表11 内前围气味优化前后评估结果比对Table 11 Comparison of evaluation results before and after inner front circumference odor optimization

3 结语

汽车非金属内饰零件气味优化工作是一项复杂的系统性工作，对影响车内气味的3类零件进行气味溯源，分析零件产生气味的根本原因，并有针对性的提出整改意见，大大提高了整改周期和效率。