【吉利經(jīng)驗】如何生產(chǎn)一款低VOC的汽車?
來源:peek板材供應(yīng)商-恒鑫實業(yè) 作者:PEEK板材加工
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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