【吉利經(jīng)驗】如何生產(chǎn)一款低VOC的汽車？

2015年，柴靜的紀(jì)錄片《穹頂之下》讓環(huán)境問題重回公眾視線，而與之相關(guān)的車內(nèi)空氣問題也越來越引起行業(yè)內(nèi)外的關(guān)注。

日前，在寧波召開的2015先進(jìn)車用高分子材料應(yīng)用與工藝技術(shù)發(fā)展大論壇上，浙江吉利汽車股份有限公司NVH及環(huán)保性能開發(fā)部主任工程師王文濤，就“乘用車車內(nèi)環(huán)境品質(zhì)研究”做了專題發(fā)言。

王文濤介紹說，由于國家的持續(xù)重視，車內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)將在2016年升級為強制性標(biāo)準(zhǔn)。圍繞這一主題，王文濤從以下三個方面做了詳細(xì)闡述。

一、車內(nèi)空氣污染的由來

首先，車內(nèi)空氣污染是指由于汽車在生產(chǎn)制造過程中使用揮發(fā)有害物質(zhì)的材料和工藝，同時由于車內(nèi)無有效通風(fēng)凈化裝置，致使在使用中，車內(nèi)空氣中的有害物質(zhì)在數(shù)量和質(zhì)量上不斷增加，從而引起駕乘人員身體上的一系列不適癥狀。

其次，車用塑料和橡膠部件、織物、油漆涂料、保溫材料、粘合劑等材料中含有的有機溶劑、助劑、添加劑等揮發(fā)性成分，以及車內(nèi)裝飾材料中所含的有害物質(zhì)，在汽車使用過程中釋放到車內(nèi)環(huán)境，造成車內(nèi)空氣污染。這些污染物主要有苯、甲苯、甲醛、碳?xì)浠衔锏龋渲幸舶烁鞣N致癌物質(zhì)，甚至包括高級別的毒性氣體，可謂危及健康的車內(nèi)“隱形殺手”。

二、車內(nèi)空氣控制發(fā)展歷程

王文濤以德、美、俄、日、韓等國家對車內(nèi)空氣質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)制定和實施的各項舉措作為主要實例，并就中國在此方面開展的相關(guān)工作和舉措進(jìn)行了對比分析。盡管每個國家的限制要求不盡相同，但是都以保護(hù)消費者健康為標(biāo)準(zhǔn)。事實上，我國早在1999年就開始關(guān)注車內(nèi)空氣質(zhì)量問題。目前，我國對于車內(nèi)空氣質(zhì)量的要求與德國、美國等發(fā)達(dá)國家相比還有較大的差距，我國主要控制整車的部分污染物指標(biāo)，而對于汽車制造中的材料使用方面未作出明確規(guī)定。

但從近年來通過的各項控制條例來看，這一問題已引起有關(guān)部門的重視。

三、車內(nèi)環(huán)境品質(zhì)研究

如何提升車內(nèi)環(huán)境品質(zhì)，王文濤在會上提出應(yīng)從三方面著手：

1、 規(guī)范控制設(shè)計研發(fā)的流程體系，建立貫穿于研發(fā)、制造各環(huán)節(jié)的車內(nèi)環(huán)境控制規(guī)范；

2、掌握關(guān)鍵性和前瞻性技術(shù)研發(fā)并存，掌控車內(nèi)環(huán)境品質(zhì)關(guān)鍵性檢測技術(shù)，關(guān)注研究車內(nèi)環(huán)境品質(zhì)領(lǐng)域前沿技術(shù)；

3、從設(shè)計源頭降低污染物來源，從源頭開展污染控制工作。

發(fā)言中，王文濤還向在場人員分享了吉利在VOC（揮發(fā)性有機化合物）方面的技術(shù)研究經(jīng)驗。

一、車用材料對VOC的影響

他談到，中控臺、儀表板、方向盤、坐椅，這些部位是有害氣體主要來源地。如塑料織物、皮革、潤滑油、泡沫、地毯、聚合物橡膠等都是導(dǎo)致很多車甲醛和乙醛超標(biāo)的重要因素。吉利通過大量研究發(fā)現(xiàn)，不同零部件產(chǎn)生的污染物也不盡相同，例如：儀表板貢獻(xiàn)了相當(dāng)部分的甲醛和乙醛；而地毯、蓋板類則主要產(chǎn)生甲苯、甲醛和乙醛；另外，頂棚對甲苯、二甲苯和甲醛的“貢獻(xiàn)”很大。換言之，污染物來源主要是：乙醛來自地毯下面的EVA發(fā)泡板，甲醛來自膠粘劑；芳香烴氣味來自塑料等產(chǎn)品中。

基于這樣的背景，王文濤透露，包括吉利在內(nèi)的一些汽車廠商都在由傳統(tǒng)材料向低揮發(fā)性材料轉(zhuǎn)變的道路上做出了很大努力。他特別提到了吉利在使用的生物基工程材料之類的環(huán)保類型材料。他還以聚丙烯材料作為研究案例做了具體分析，強調(diào)了選材的重要性。

在傳統(tǒng)材料向低揮發(fā)材料的改進(jìn)方面，備胎蓋板從密封板/麻纖維板向到PP長玻纖或蜂窩蓋板轉(zhuǎn)變；部分部件也由再生PET等向其他環(huán)保材料發(fā)展；生物基工程材料應(yīng)用于通用的塑料部件；天然的生物基材料也被應(yīng)用于座椅、地毯等。

二、影響VOC的三大因素

吉利經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，影響材料VOC的三大因素：原材料、加工過程、成型過程。原材料：PP樹脂、添加劑、助劑；加工過程：熱氧化、剪切作用等；成型過程：注塑速度、壓力等。影響車內(nèi)空氣的因素很多，除此以外，在零部件儲存方式以及環(huán)境、最后VOC的檢測方法檢測條件和背景值等都會對最后結(jié)果產(chǎn)生影響。

“比如，問題可能不是出在生產(chǎn)過程中，而是產(chǎn)生于潤滑劑、脫模劑、色粉等，它們對VOC也有很大影響。”

另外，工藝對車內(nèi)空氣也有較大影響，從之前用膠水黏著的工藝等鏈接到現(xiàn)在用超生電焊／卡扣鏈接工藝轉(zhuǎn)換；噴漆工藝被免噴涂產(chǎn)品替代；優(yōu)化模具減少脫模劑、反射劑等的用量。在會上，王文濤分享了兩個工藝案例：

1. 成型過程中凝膠的冷卻時間對VOC的影響

2. 注塑過程對VOC的影響

三、吉利經(jīng)驗：如何控制VOC？

吉利的研究結(jié)果表明：

在工藝方面，原料注塑前干燥對笨類降低的影響較大；注塑溫度降低對醛類貢獻(xiàn)較大，但是溫度可調(diào)空間有限，需要平衡；選擇合適的螺桿組合進(jìn)行注塑工藝，能減輕物料成型中有機物的散發(fā)。

在選材方面，要選擇多孔材料吸附揮發(fā)性的有機物，減少散發(fā)。

在環(huán)境方面，設(shè)備定期清洗，環(huán)境通風(fēng)，物料保護(hù)，減少外界環(huán)境因素對原料的污染。

最后，王文濤綜合“吉利模式”，并結(jié)合“如何提升車內(nèi)環(huán)境空氣”主題做了以下總結(jié)：在車輛設(shè)計時要制定一個合理的車內(nèi)空氣目標(biāo)，在監(jiān)管過程中要有效地對目標(biāo)管控驗收，在制造環(huán)節(jié)要有嚴(yán)格的質(zhì)量把關(guān)。

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