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1、VOC基础知识简介 背景 消费者迫切需求：绿色环保知识的普及和目前 车内空气状况的不协调 政府的强烈要求：人民群众的安全健康与整车 厂绿色品质升级的冲突 整车厂的迫切需求：舒适、舒心、安全、环保 的品质需要与内饰件高污染现状的撞击。 国内状况 目前国内对于汽车车内环境尚无明确的规定 主要存在如下障碍： 作为全球首个直接针对车内空气质量的法规，缺少国外先 进经验参考； 缺少对于直接影响空气质量的车内材料的挥发性控制标准 基础数据； 在控制物质种类和浓度限值的选择上，既要考虑以人为本， 保护消费者的健康，又要考虑汽车行业技术发展水平，两 者之间的协调统一较难把握； 目前控制污染主要依靠企业自律，以
2、及汽车消费者采取的 补救措施。 中国车内空气污染物检测大事记 2007年，HJ/T400-2007车内挥发性有机物和 醛酮类物质采样测定方法 2009年，GB24409-2009汽车涂料中有害物 质限制强制性标准出台 2009年，中国环境保护部发布车内空气中有 害物质浓度要求征求意见稿 车内空气挥发性有机物浓度要求 序号序号项目项目浓度要求（浓度要求（mg/m3） 1苯0.11 2甲苯1.10 3二甲苯1.50 4乙苯1.50 5苯乙烯0.26 6甲醛0.10 7乙醛0.05 8丙烯醛0.05 VOC定义 定义：VOC(volatile organic compounds)，即 挥发性有机化合
3、物，对人体健康有巨大影响。 危害：当voc超过一定浓度时，在短时间内人们 会感到头痛、恶心、呕吐、四肢乏力。如不及 时离开现场，会感到以上症状加剧，严重时会 抽搐、昏迷，导致记忆力减退。voc伤害人的肝 脏、肾脏、大脑和神经系统甚至会导致人体血 液出问题，患上白血病等其他严重的疾病。 VOC危害 例： 苯：属于剧毒溶剂，少量的吸入也会对人体造成长期的损害。 苯能在神经系统和骨髓内蓄积，使神经系统和造血组织受到损 害，引起血液中白血球、血小板数量减少，长期接触可引起白 血病。 现行控制手段现行控制手段 控制车内空气质量的关键是控制车内材料的有 害物质的释放 上海大众颁布的VW50180标准，该标
4、准规定了车辆内舱 构件排放性能的极限值。 特征 车内空间狭小，污染 程度大 车内密闭性强，不利 于有害物质扩散 汽车是流动性工具， 与外界气候密切相关， 温度等因素难于控制 车窗面积大，长时间 曝露在阳光下，高温 中有害物质易挥发 VOC分类 400 300 200 100 30 S-VOC VOC V-VOC 分类 沸点 甲醛 乙醛 二甲苯 甲苯 十六烷 VOC溯源 材料： 地毯 皮革 织物 胶黏剂 材料： 涂料 聚氨酯坐垫 塑料件 VOC来源 这类挥发性有机化合物主要是烷烃、烯烃、芳烃、乙醛或酮类的物质，这些物 质的沸点通常在50260的范围之内。当气温达到一定高度时，这些挥发性 物质就会
5、释放出来。 来源： 内饰部件中都含有一定量的挥发性有机化合物，它们应用于皮革、塑料件制造 的各个阶段。 如：皮革中大多数甲醛产生于鞣制和复鞣过程中。 纺织品为了防皱、防缩、阻燃并具有较好手感，均会加入甲醛类添加剂。 塑料中的分散剂、增韧剂、阻燃剂、消光剂等各种添加剂。 内饰 装饰条类材料 汽车内饰里经常用到一些装饰类的零件，特别是中高档车， 如银饰，木纹、金属拉丝等等，以往这些都需要由油漆或电镀 获得的效果，这些零件无论是在加工过程和零件使用过程都是 环保和散发不好的。近年来，这些零件上有以下工艺开始应用： IMD(即In-Mould-Decoration) INS(即Insert-Mould
6、-Decoration) 水转印（Water Transfer Printing） 地毯 粘结材料为酚醛树脂， 酚醛树脂的合成原料 为甲醛，如反应不完 全，产品中会残留甲 醛 措施：选用不含或少 含酚醛树脂的粘合剂 顶蓬 面 料 针织面料 无纺布 涤纶 PVC革 骨 架 酚醛树脂毡 PU玻纤板 麻纤维板 仪表板相关材料装饰类材料 以往常用的油漆、电镀等工艺已不能满足车内环保性要 求。近年来，新型装饰工艺如IMD、INS等逐渐在汽车内饰 上得到使用。水性漆的应用也可大大降低装饰件的VOC。 工艺VOC水平 IMD低VOC INS低VOC 油漆-水性漆低VOC 水转印表面罩光漆引入VOC 油漆-溶
7、剂型高VOC，不建议使用 电镀不环保，易产生重金属残留 仪表板相关材料表皮 材质VOC水平 PVC-搪塑低TVOC，气味性不佳 TPO / TPU新型环保材料 PU Spray新型环保材料 PVC/ABS高VOC，不建议使用 皮革 甲醛应用于皮革制造的各个阶段，大多数甲醛 等有机物产生于皮革鞣制和复鞣过程中 措施： 筛选合适的化工材料和配方 采购中控制原料 使用中使用有效的有机物 清除剂 加工过程中寻找替代产品 织物 为了使织物防皱、防缩、阻燃，或保持染色的 耐久性和手感，需要添加助剂。 措施： 筛选合适的化工材料和配方 采购中控制原料 使用中使用有效的有机物 清除剂 加工过程中寻找替代产品
8、塑料 塑料加工中带入的小分子 塑料助剂 助剂迁移到聚合物的表面。这主要取决于以下几个因素： 助剂与聚合物的相溶性、助剂的扩散速度，以及分子量和极性的影响等。 助剂在聚合物表面的挥发。这一般受到助剂分子蒸气压、氢键和表面能量 的影响。 聚合物老化降解所产生的短的碳链，它被氧化后会产生醛酮类的易挥发性 物质。 对于塑料件，注塑过程中使用的脱模剂、模具上防锈油等 塑料降解后的副产物和塑料中的小分子杂质等 研究表明，塑料件对车厢内的VOC贡献很小，车厢内高VOC主要来 源于其他材料，如泡沫、粘合剂、油漆、皮革、毡制品、胶水、清洁 剂等 胶黏剂 汽车内饰使用多种溶剂型胶黏剂，如地毯粘结 剂、塑料粘结剂等
9、。 措施： 开发水性胶黏剂 采用热熔胶 胶黏剂后处理 寻找毒性小的替代溶剂 水性油漆和胶水 零件上溶剂的残留，也是零件散发性能不好的因素， 推动水性粘合剂和无溶剂可以大大降低车内的VOC。 Organic solventWater Originorganic solvents are derivates from the petrochemistry water covers over 50 % of the earth Density50 46%46%TVOC50 PC/ABS一般一般 TVOC50 相关材料推荐ABS PC+ABS 拜耳材料 Bayer MaterialScience LL
10、C Gayblend T45 ABS 陶氏化学 Dow Plastics Magnum ABS3325MT/ABS344CC ABS 金发 Kingfa GAR123 ABS 普利特 Pret 4330A ABS是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。 分析一下这三种物质的性质： 丙烯腈：极毒！不仅蒸气有毒，而且经皮肤吸入也能中毒。 丁二烯：具有麻醉和刺激作用。 苯乙烯：对眼和上呼吸道粘膜有刺激和麻醉作用。 正常状态下，ABS经过聚合，无毒。但是那是在适宜温度的稳定状态下。如果加热，聚合 物就会分解扩散出来 相关材料推荐PA PA66 首诺-泛达 Ascend Performance Material
11、s LLC. Vydyne 22HSP PA66 杜邦 DuPont Engineering Polymers Elastoblend PA66 IM 408 HS L PA6+GF15 舒尔曼 A.Schulman Inc. SCHULAMID 6 KF 15 SHI K1946 PA6-GF15 巴斯夫 BASF Ultramid 8231G HS 聚酰胺(PA，俗称尼龙)是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂， 主要由由二元胺和二元酸制取。 相关材料推荐POM POM 泰科纳 TICONA Hostaform c 9021 sw POM 杜邦 Dupont Delrin 100P
12、NC010 POM 日本宝理 Polyplastics Co.，Ltd. M90 聚甲醛学名聚氧化聚甲醛（简称POM） 又称赛钢。它是以甲醛等为原 料聚合所得。POM-H（聚甲醛均聚物），POM-K（聚甲醛共聚物）是高 密度、高结晶度的热塑性工程塑料。具有良好的物理、机械和化学性 能，尤其是有优异的耐摩擦性能。 塑料原材料改进建议-1 优化聚合后续加工过程 ABS粒料中的苯乙烯就是因为合成过程中未反应的 苯乙烯单体在后续溶剂闪蒸中脱除不干净而保留 在ABS粒料中。 注塑前预处理 在注塑加工前先对塑料粒子进行适当的高温预处 理，这样可以降低产品件的有机物散发量。 尽可能避免采用纯ABS、PP 在
13、确保材料的物化性能的前提下，尽可能避免采用 纯ABS、PP等这些有机物散发量较大的物质，而是将 它们与PE、EPDM、PC等有机物散发量较小的物质进 行共聚，或加入一些无机填充物以降低有机物散发 量。 塑料原材料改进建议-2 采用热稳定性较好的添加剂或加入热稳定剂 以减少在热加工过程中和加热老化过程中一些添加 剂的分解、氧化而使得分子量变小，使添加剂挥发 量加大的现象。 塑料原材料改进建议-3 相关材料推荐面料 材质材质供应商供应商备注备注 真皮柏德中高档 Howe中低高档 海宁森德 革加通 南亚 织物申达川岛中高档 旷达中低档 李尔春潮中低档 福基中低高档 甲醛释放 将特定质量的试样装在密封
14、的聚乙烯瓶中的去离子水之中，按规 定时间存放于规定温度状态下。然后，将瓶子冷却并确定去离子 水所吸收的甲醛量。 甲醛释放量比色法测定值 用水吸收试件释放于出的甲醛，利用甲醛与乙酸铵及乙酰丙酮的显色反应，通 过比色法测定吸收液中的甲醛含量(单位: mgHCHO/kg干燥试样) 雾翳 车用内饰件材料引发的雾性通常是多种因素共同作用的结果，包括：助剂迁移到聚合物表面 后出现“喷霜”现象，以及助剂挥发并凝结在玻璃上。 影响助剂迁移的因素包括：与高分子的相溶性、在高分子内部的扩散速度，以及分子量和温 度。 试样放在烧杯中，加带有已知重量铝箔的盖密封。将烧杯放入液体浴槽内，浴槽口由与自动恒温器相连 的冷凝
15、器覆盖。自动恒温器将温度保持在规定较高温度，达到规定的时间。然后，自动恒温器将温度保 持在规定较低温度，达到规定的时间后。取出烧杯盖上的铝箔，该铝箔放置在不透光的干燥器内保持规 定时间。最后，取出铝箔称重，通过计算铝箔重量差得到雾翳物含量。 总碳 总碳挥发量是指材料中总有机物挥发。 其测试方法如下：将样品放入顶空瓶内，保持规定温度，达到规定时间。将一个针头通过密封片插入 瓶中，氦气通过针头注入瓶中，这样就提高了瓶子上部空间(顶空)中散发有机物的气体压力。含有机 物的气体经过针头从瓶中压出，再与载气(氦气)一起经过定量管、转移管，从进样口进入毛细管分离 柱被分离开。然后，各组分随载气在不同的滞留时间先后进入氢火焰离子检测器，其将组分的浓度变 化转变为电信号。这些电信号由计算机记录下来。通过电信号算得有机物的含量。 气味 气味性是指零件在经过一定温度和气候时效处理后，可散发出带有可辨别气味 的挥发性成分的材料趋势。 测试方法如下：将织带放置在试验容器中，应密闭测试容器，并置于预加热干燥器中达到规定时间。 由三个经过培训检验员，取出容器并打开，用鼻子闻气味的强弱，评判气味的等级。 VW评判标准 Q&A 谢谢
