VOC提升策略分析

許明春 洪麗 胡雋雋 姚其海

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心）

車內空氣質量一直是中國市場抱怨的主要問題，一方面是持續的空氣污染使得消費者非常關注空氣質量，無論是車內還是車外；另一方面，由于裝修導致重病或者是健康問題的持續報道和新聞使得消費者更加關注空氣質量。隨著國內汽車保有量逐年增加，車內環境成了非常主流場景，越來越多地顧客在購買新車時，將車內空氣質量作為重要的衡量標準之一。目前我國已制定GB/T 27630—2011《乘用車內空氣質量評價指南》[1]（強標修訂中）進行管控，各大汽車主機廠也在進行車內VOC提升相關技術研究。經過多次的調研和相關驗證，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

內飾零部件絕大多數均為非金屬有機材料組成，還會使用膠水等輔材[2]。不同內飾材料的VOC散發不同,通過使用低VOC環保原材料可以快速提升零部件VOC品質。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，因此不可避免的會釋放出大量的醛類和其他物質。針對木纖維板的醛類散發較高問題，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測試數據，從表中數據來看，材料的提升，可以有效達成零部件VOC性能。

表1 某車型備胎蓋板材料提升前后VOC散發對比 μg/m3

2 靜置通風處理

通過近幾年的研究，表明VOC的散發是個持續的過程。因此零部件生產完成后不同的時間其殘留的VOC含量也不同。表2列舉了在高危部件儀表臺和座椅的VOC含量隨零部件下線時間的關系。從表中的結果來看，從下線1天到下線28天VOC散發總體呈下降趨勢，因此，零部件下線后，確保一定的儲藏及流傳周期對VOC的散發有較顯著的作用，且無需額外成本，汽車主機廠可依據生產情況，規定零部件企業倉儲要求。

表2 儀表臺及座椅VOC隨時間變化情況 μg/m3

3 加熱通風處理

零部件VOC的散發與溫度有極大的相關性，特別醛類物質。有數據表明35℃時乙醛的散發速度是25℃時的6～12倍，因此對零部件進行適當的升溫處理，且保持通風，可以促進膠水等的固化，加速零部件VOC的散發，減少出廠時殘留。

“加熱通風”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飾板凈化處理（65℃加熱+通風）后的對比驗證數據。由數據可知，因包覆過程中使用大量的膠水，導致車門內飾板的甲苯、乙苯和二甲苯的檢測值較高。通過凈化處理（65℃加熱+通風）后，可大幅降低苯系物的檢測值。

表3 加熱通風對車門內飾板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活性的小分子化合物，主要針對含有羰基的VOC化合物，如甲醛、乙醛、丙酮等。因此對整車醛類風險具有較好的改進作用。VOC消除劑主要是通過化學反應的方法消除甲醛、乙醛等物質，主要適用于地毯、頂棚、前圍隔音墊、座椅等醛類物質散發較為嚴重的高危零部件反應原理如下：

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

表4 除醛劑對高危零部件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礦物對VOC的吸附作用來降低車內VOC，這些無機礦物大多為多孔結構。增加后吸附/凈化裝置，可有效降低零部件、整車的VOC含量，同時改善整車氣味性[4]。圖1為在車內加裝活性炭不織布，并按行標HJ/T 400—2007對加裝前后的整車進行試驗驗證的結果。

圖1 活性炭不織布對整車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，尤其對苯系物凈化性能較好，這是由于活性炭不織布經有機纖維碳化和活化，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

臭氧是一種強氧化劑，在常溫下具有不穩定性，通過活氧O3分子對病毒雜菌直接進行氧化反應，從而達到祛臭效果，同時O3還和空氣中的水分子反應后，生成氧化能力更強的OH羥基自由基，OH羥基自由基大大提高了O3的氧化反應能力。

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就是臭氧對整車后處理前后VOC祛除效果的驗證，從結果來看，臭氧對車內有毒有害物質都有明顯的祛除效果，對苯系物的凈化效果更加顯著，苯的凈化效率達到42%；對醛類的凈化效率略差，但對甲醛也有10%的祛除效率,可見臭氧對車內VOC的凈化和消除，有明顯的效果。

表5 臭氧對整車VOC的影響mg/m3

7 結論

工信部已在最新的國VI排放標準中將整車VOC納入，并適時啟動管控，整車VOC即將成為強制性法規，零部件及整車VOC控制及削減已經成為重中之重。6種VOC提升策略，其中材料提升、靜置通風、加熱通風及臭氧處理，對VOC所有揮發物質都有凈化效果，VOC消除劑對醛類削減最為有效，而后吸附/凈化裝置對苯系物削減最為有效。提升策略可以視具體情況單獨使用或幾種同時采用，在兼顧成本和生產效率的基礎上，降低零部件及整車的VOC散發，提升整車車內空氣質量。