某小型SUV車內空氣品質檢測及案例分析

智 享 導 讀

摘要：通過對某款小型SUV車內空氣品質VOC進行檢測及分析，找到了從設計源頭提高車內空氣品質的方法。從TOP零組件的4M資訊入手，以門板VOC整改為例進行分析，識別門板各子零件的材料和工藝，查找VOC主要揮發源並進行逐級驗證，並形成組織記憶力，總結出零組件開發過程禁用材料清單，指導低VOC零組件的生產，以達到提升車內VOC品質的最終目標。

關鍵詞：車內空氣品質；揮發性有機物(VOC)；揮發源；4M資訊；組織記憶力

引言

為了滿足消費者對汽車舒適性和感官的要求，生產企業不斷提高汽車內飾的設計水準，使用了更多的新技術、新材料、新工藝。非金屬材料和黏結劑的大量應用會導致車內汙染物積聚，危害人體健康。研究發現，車內的空氣汙染程度有時會高於車外的10倍。

1、某款小型SUV整車空氣品質VOC檢測及分析

1.1檢測方案

(1)樣車準備

兩台下線30天小型SUV。

(2)采樣方法

按照HJ/T400-2007《車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法》的規定進行。

(3)采樣點設定

檢測車輛SUV為M1類車輛，在前排座椅頭枕連線的中點布置1個測量點，采樣點的高度與駕乘人員呼吸帶高度相一致。

1.2檢測結果

委託CTI第三方檢測機構對該SUV整車進行VOC檢測，按照GB/T27630-2011《乘用車車內空氣品質評價指南》對檢測結果進行判定，如表1所示。

通過與限值標準對比，可知兩台檢測樣車均是二甲苯超標，其他揮發有機物滿足標準要求。

1.3VOC檢測結果分析

針對二甲苯超標，分析苯系物的主要揮發源，並對車內主要零組件進行袋子法VOC檢測排查。圖1為車內VOC相關的主要零組件。

結合整車超標項，橫向對比各零組件揮發量，按照揮發量大小排序，找出對應TOP零組件，確認整改目標。TOP零組件排序如圖2所示。

橫向對比後，依據各零組件二甲苯限值要求，此次SUV二甲苯超標零組件有門板總成、立柱總成、前排座椅、後排座椅和頂棚，整車改進方向主要從TOP零組件的4M資訊入手，找出零組件VOC影響因素，制定整改措施，進而提升整車VOC品質。

2、VOC整改提升

2.1門板VOC整改案例

門板是車內重點零組件之一，包括四門、尾門(兩廂車)，總體佔車內較大體積。門板總成工藝複雜，包括注塑、包覆、噴塗、粘接等，多工藝複合導致產品散發性較差。此節以門板為例進行案例分析。將門板生產過程進行分解，從4M資訊逐步剖析，通過人、機、料、法各方面細化，逐一排查生產過程中重點影響源。

門板4M資訊中，人員操作、生產設備作為生產固定項，並非主要原因；可以有較大變動的材料、工藝方法則對產品最終狀態影響頗大。識別各子零組件的材料和工藝，如表3所示。

針對產品子零件的材料和工藝進行排查分析如下：

(1)PP原材料。原料本身易有苯系物殘余，加工過程容易造成分子鏈分解，釋放小分子。

(2)吸音棉(帶背膠)。吸音棉採用的廢舊發泡有較大揮發性，背膠易產生苯類殘留。

(3)表皮(PVC)。軟質PVC中加入大量增塑劑，易導致苯類物質散發較高。

(4)表皮用膠水。膠水使用溶劑中容易殘余苯系物質及醛類物質。

(5)ABS原料和母粒。ABS材料中可能有苯系物單體殘留。

(6)油漆。油漆需要溶劑稀釋，往往含有大量苯系物。

(7)EPS防撞塊。PS單體為苯乙烯，會有單體殘留造成揮發性高。

對門板中幾個疑似散發源部件進行單獨檢測，排查可能影響源，以門板本體為例進行整改分析。門板本體PP(聚丙烯)原材料本身合成過程中易含有揮發性有機物殘留，通過加入多孔吸附材料，可降低原材料中小分子含量。另外，加工工藝溫度過高、剪切速率過快，會造成高分子降解，揮發出小分子。通過控制工藝條件(注塑溫度不高於220℃)，適當改造螺杆(擠出雙螺杆設計)，可使得加工過程中散發降至最少。

根據分析結果，在PP原材料中增加多孔吸附材料，注塑溫控制在220℃，使用高長徑比的雙螺杆擠出機，熔體輸送段安裝多階真空抽裝置，並添加自製的小分子驅除劑，製備了低散髮型聚丙烯複合材料。採用改進後的原材料和工藝製件，對比改進前、後的門板本體VOC揮發值，其檢測結果如表4所示。

從檢測結果看到：通過原材料和工藝的整改，門板本體VOC散發得到較好控制。為了進一步提升門板總成的VOC品質，對其他子零組件進行同步整改，並將各整改子零組件組裝門板總成，再次對總成進行檢測、對比，結果見表5。

整改後，各項指標大幅降低，散發性有較明顯的改善，尤其是在苯系物的控制。

2.2整車VOC整改驗證及後續提升

零組件整改後，進行整車驗證，驗證採用第1.1檢測方案，其中樣車採用4台下線28天的新車，以驗證整改效果的一致性。檢測數據見表6。

從新一輪整車驗證數據可知，SUV整車VOC狀態良好，僅其中一台車輛二甲苯微量超標。因此，在正向提升的基礎上，如何再用物理或化學處理方法進一步提升車內空氣品質以及如何確保整車VOC品質的一致性將成為作者研究的另一個課題。同時，為了固化整改措施，確保生產出低VOC零組件，總結出零組件開發過程禁用材料清單，如表7所示。

3、結論

通過對某款小型SUV整車空氣品質VOC檢測及數據分析，找到了從設計源頭提高車內空氣品質的方法。對兩台下線30天小型SUV進行整車VOC檢測，針對二甲苯超標，分析苯系物的主要揮發源，並對車內識別的22種主要零組件進行袋子法VOC檢測排查。橫向對比各零組件的二甲苯揮發量，找出對應TOP零組件，確認整改目標。從零組件的4M資訊入手，以門板VOC整改案例進行分析，識別門板各子零件的材料和工藝，查找VOC主要揮發源並進行逐級驗證，並形成組織記憶力，總結出零組件開發過程禁用材料清單，指導低VOC零組件的生產，以達到提升車內VOC品質的最終目標。

來源：期刊—檢測與維修

作者：王添琪

(安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心)

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