許明春 洪麗 胡雋雋 姚其海

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心）

車內(nèi)空氣質(zhì)量一直是中國(guó)市場(chǎng)抱怨的主要問題，一方面是持續(xù)的空氣污染使得消費(fèi)者非常關(guān)注空氣質(zhì)量，無論是車內(nèi)還是車外；另一方面，由于裝修導(dǎo)致重病或者是健康問題的持續(xù)報(bào)道和新聞使得消費(fèi)者更加關(guān)注空氣質(zhì)量。隨著國(guó)內(nèi)汽車保有量逐年增加，車內(nèi)環(huán)境成了非常主流場(chǎng)景，越來越多地顧客在購(gòu)買新車時(shí)，將車內(nèi)空氣質(zhì)量作為重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)之一。目前我國(guó)已制定GB/T 27630—2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》[1]（強(qiáng)標(biāo)修訂中）進(jìn)行管控，各大汽車主機(jī)廠也在進(jìn)行車內(nèi)VOC提升相關(guān)技術(shù)研究。經(jīng)過多次的調(diào)研和相關(guān)驗(yàn)證，文章提出以下幾種VOC提升策略及凈化效果。

1 材料提升措施

內(nèi)飾零部件絕大多數(shù)均為非金屬有機(jī)材料組成，還會(huì)使用膠水等輔材[2]。不同內(nèi)飾材料的VOC散發(fā)不同,通過使用低VOC環(huán)保原材料可以快速提升零部件VOC品質(zhì)。以備胎蓋板為例，較早的車型采用PET針刺地毯+木纖維板材料，由于木纖維板是大量木屑及纖維成分通過脲醛膠熱壓而成，因此不可避免的會(huì)釋放出大量的醛類和其他物質(zhì)。針對(duì)木纖維板的醛類散發(fā)較高問題，尋求PP蜂窩板來替代。表1是某款車型采用2種不同板材的備胎蓋版VOC測(cè)試數(shù)據(jù)，從表中數(shù)據(jù)來看，材料的提升，可以有效達(dá)成零部件VOC性能。

表1 某車型備胎蓋板材料提升前后VOC散發(fā)對(duì)比 μg/m3

2 靜置通風(fēng)處理

通過近幾年的研究，表明VOC的散發(fā)是個(gè)持續(xù)的過程。因此零部件生產(chǎn)完成后不同的時(shí)間其殘留的VOC含量也不同。表2列舉了在高危部件儀表臺(tái)和座椅的VOC含量隨零部件下線時(shí)間的關(guān)系。從表中的結(jié)果來看，從下線1天到下線28天VOC散發(fā)總體呈下降趨勢(shì)，因此，零部件下線后，確保一定的儲(chǔ)藏及流傳周期對(duì)VOC的散發(fā)有較顯著的作用，且無需額外成本，汽車主機(jī)廠可依據(jù)生產(chǎn)情況，規(guī)定零部件企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)要求。

表2 儀表臺(tái)及座椅VOC隨時(shí)間變化情況 μg/m3

3 加熱通風(fēng)處理

零部件VOC的散發(fā)與溫度有極大的相關(guān)性，特別醛類物質(zhì)。有數(shù)據(jù)表明35℃時(shí)乙醛的散發(fā)速度是25℃時(shí)的6～12倍，因此對(duì)零部件進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳郎靥幚?，且保持通風(fēng)，可以促進(jìn)膠水等的固化，加速零部件VOC的散發(fā)，減少出廠時(shí)殘留。

“加熱通風(fēng)”處理適用于VOC高危部件[3]，如包覆件、植絨件等，表3是某車型有包覆的車門內(nèi)飾板凈化處理（65℃加熱+通風(fēng)）后的對(duì)比驗(yàn)證數(shù)據(jù)。由數(shù)據(jù)可知，因包覆過程中使用大量的膠水，導(dǎo)致車門內(nèi)飾板的甲苯、乙苯和二甲苯的檢測(cè)值較高。通過凈化處理（65℃加熱+通風(fēng)）后，可大幅降低苯系物的檢測(cè)值。

表3 加熱通風(fēng)對(duì)車門內(nèi)飾板VOC的影響 μg/m3

4 VOC消除劑

VOC消除劑，又叫除醛劑，是一類含有氨基的且具有較高反應(yīng)活性的小分子化合物，主要針對(duì)含有羰基的VOC化合物，如甲醛、乙醛、丙酮等。因此對(duì)整車醛類風(fēng)險(xiǎn)具有較好的改進(jìn)作用。VOC消除劑主要是通過化學(xué)反應(yīng)的方法消除甲醛、乙醛等物質(zhì)，主要適用于地毯、頂棚、前圍隔音墊、座椅等醛類物質(zhì)散發(fā)較為嚴(yán)重的高危零部件反應(yīng)原理如下：

表4為除醛劑在內(nèi)飾典型零部件中驗(yàn)證的結(jié)果。從結(jié)果來看，采用除醛劑處理過的PU發(fā)泡和地毯，VOC均有一定程度下降，特別是醛類物質(zhì)，下降明顯，其中甲醛僅為未處理前的10%左右。

表4 除醛劑對(duì)高危零部件VOC的影響 μg/m3

5 后吸附/凈化裝置

后吸附/凈化裝置主要是通過一些無機(jī)礦物對(duì)VOC的吸附作用來降低車內(nèi)VOC，這些無機(jī)礦物大多為多孔結(jié)構(gòu)。增加后吸附/凈化裝置，可有效降低零部件、整車的VOC含量，同時(shí)改善整車氣味性[4]。圖1為在車內(nèi)加裝活性炭不織布，并按行標(biāo)HJ/T 400—2007對(duì)加裝前后的整車進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果。

圖1 活性炭不織布對(duì)整車VOC的凈化效果

從圖中可以看出，加裝活性炭不織布的整車較未加裝的整車，VOC有較明顯的下降，尤其對(duì)苯系物凈化性能較好，這是由于活性炭不織布經(jīng)有機(jī)纖維碳化和活化，比表面積大、孔徑小，具有較快的吸附效率和吸附容量。

6 臭氧后處理

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，在常溫下具有不穩(wěn)定性，通過活氧O3分子對(duì)病毒雜菌直接進(jìn)行氧化反應(yīng)，從而達(dá)到祛臭效果，同時(shí)O3還和空氣中的水分子反應(yīng)后，生成氧化能力更強(qiáng)的OH羥基自由基，OH羥基自由基大大提高了O3的氧化反應(yīng)能力。

臭氧是利用其氧化性分解有害氣體和異味分子的，它與物理吸附方式截然不同。由于是氣體分子的作用，臭氧的殺毒滅菌和凈化空氣的效果顯著。表5就是臭氧對(duì)整車后處理前后VOC祛除效果的驗(yàn)證，從結(jié)果來看，臭氧對(duì)車內(nèi)有毒有害物質(zhì)都有明顯的祛除效果，對(duì)苯系物的凈化效果更加顯著，苯的凈化效率達(dá)到42%；對(duì)醛類的凈化效率略差，但對(duì)甲醛也有10%的祛除效率,可見臭氧對(duì)車內(nèi)VOC的凈化和消除，有明顯的效果。

表5 臭氧對(duì)整車VOC的影響mg/m3

7 結(jié)論

工信部已在最新的國(guó)VI排放標(biāo)準(zhǔn)中將整車VOC納入，并適時(shí)啟動(dòng)管控，整車VOC即將成為強(qiáng)制性法規(guī)，零部件及整車VOC控制及削減已經(jīng)成為重中之重。6種VOC提升策略，其中材料提升、靜置通風(fēng)、加熱通風(fēng)及臭氧處理，對(duì)VOC所有揮發(fā)物質(zhì)都有凈化效果，VOC消除劑對(duì)醛類削減最為有效，而后吸附/凈化裝置對(duì)苯系物削減最為有效。提升策略可以視具體情況單獨(dú)使用或幾種同時(shí)采用，在兼顧成本和生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，降低零部件及整車的VOC散發(fā)，提升整車車內(nèi)空氣質(zhì)量。