汽车内饰件VOC散发规律及控制

511434） （广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广州

VOC

摘要：以门饰板总成为目标进行分解研究，对总成及其子级件的 含量进行分析发现不同材料和工艺VOC PP PP对总成 的权重表现依次是 类、表皮包覆类零件、表面处理类零件。其中 作为用量最大的材料，直接

VOC表现；TPO关系到整个总成的 表皮、针织面料是目前相对环保的表皮类型；在一些非外观的骨架材料方

ABS ABS面，本体法 相比于乳液法 具有一定的优势；相比溶剂胶和热熔胶，水性胶是成本和性能综合优势明显的胶粘剂类型。

关键词：汽车内饰 VOC控制 PP材料 ABS材料 胶粘剂中图分类号：U465；U466 文献标识码：B 10.19710/J.cnki.1003-8817.20200186 DOI:

1 前言

随着消费者对于健康座舱要求不断提高，以及国家法规对于乘用车内空气质量的要求越来越严格，对于车企而言，汽车空气质量的改善也必将成为汽车行业新的竞争领域。由于汽车内饰件是

VOC

车内空气污染的重要来源，控制内饰件 对于

汽车内饰件开发将是急迫的挑战[1-2]。汽车内饰造

型分件多，制造工艺和材料选型多样，不同工艺及

VOC VOC

散发规律均有差异[3]，总成零件的

材料的受到多种因素的影响。以某车型的门饰板总成为3

例，从内饰零部件总成、子级件、材料选择 个维度

VOC

对零件 控制和改善进行分析和阐述，更加精

VOC

准地探究不同材料、工艺、子级件与总成零件

VOC

之间的关系，达到从源头上进行 设计和控制的目的。

2 试验部分2.1 试样原料

某车型门饰板总成（左前门），门饰板各子级

件包括门板本体、PVC（聚氯乙烯表皮）上装、嵌饰板、扶手饰板、地图袋、INS饰条等，以及内饰件常

用的PVC、PU（聚氨酯表皮）、TPO（热塑性聚烯烃

弹性体表皮）、针织面料等4种表皮材料为试验原

7 PE

料，所有零件及表皮均为下线 天内产品，全程薄膜+铝箔纸包装完好。

2.2 主要仪器设备

热脱附：Markes TD-100，英国Markes

公司；

气相色谱质谱（Gcms）：agilent 7890B/5977A，

安捷伦科技有限公司；

高效液相色谱仪：1260，安捷伦科技有限公司。

2.3 测试与表征

VOC QJ/GAC

测试按照广汽的企业标准

1550.002-2016《车内非金属材料及零件挥发性有

机物和醛酮类物质采样测定方法》进行测试。

3 结果与讨论

3.1 门饰板总成的VOC表现

门饰板系统作为内饰零件的典型代表，同时

VOC

具备多种工艺类型和材料应用，对其进行 研

1

究具有比较重要的意义。图 通过对多个门饰板

VOC

总成的 分析（醛类和苯类），发现甲苯、二甲苯、甲醛、乙醛分别是其门饰板系统主要的苯系物和醛系物，在实际的产品开发中需要重点关注。3.2 门饰板总成与其子级件的VOC关系

门饰板总成基本囊括了大部分主要的内饰工艺，包括硬塑成型、真空吸附、膜片装饰条、表皮包

覆、PU 2

发泡、电镀、喷涂等，图 是一典型的门饰板总成的图示。通常主机厂主要考察总成零件和整

VOC，而没有对子级件VOC VOC

车的 及其与总成

VOC

的关系进行探究。子级件的 表现影响总成

VOC

的最终状态，门饰板子级件根据材料类型可

PP（聚丙烯）类、ABS（丙烯腈/丁二烯/苯乙烯

分为

的三元共聚物）+表皮包覆类、PC（聚碳酸酯）+ABS类、POM（聚甲醛）类，所以分析门板子级件材料与

VOC

总成之间的 散发关系具有重要意义。1000L）

以某车型门饰板为例，分别利用袋子法（

VOC。通过表1 3

测试总成零件和各子级件的 和图

4

可发现，在甲苯、二甲苯、甲醛和乙醛等 种最主要

VOC PP

散发物方面，根据贡献大小排序为 类、

ABS+表皮包覆类、PP+表皮包覆类、ABS+喷涂/膜片/电镀。

注“：/”表示难以检测或者含量极少。

PP 60%～70%，其对

类材料占整个门板总成的

VOC PP

总成 的影响最大，所以 类材料是门饰板总

VOC管控的关键；其次是包覆类材料，PVC

成 等表皮材料（特别是表面处理层）含有较多的挥发性小

VOC含量上升；POM

分子导致 材料对于甲醛挥发

的影响不容忽视，POM

在不稳定的状态下，容易分解或者析出甲醛分子释放到空气中。

3.3 PP类材料VOC控制

VOC

根据上文分析可知，门饰板 最主要贡献

PP PP VOC

源是 类材料，有效控制 类材料的 散发，

VOC。对于PP

可以最大程度地改善内饰产品的

VOC PP

类材料的 管控，可从 原材料、生产工艺和

3 2。

生产环境 方面进行改进，具体措施详见表

3.4 ABS+包覆材料VOC控制

包覆产品一般由多层材料组成，包括基材、表皮层、发泡层以及胶粘剂等，包覆零件的层级构成

4，每层材料均具有不同的材料选型，导致包

见图

VOC

覆材料 的源头相对比较复杂。包覆材料作为

PP VOC

仅次于 类材料的 贡献源，有必要对每种材

VOC

质的 特性进行解析，以便更好的管控。（d）乙醛图3 门板总成与各子级件的VOC情况对比3.4.1 ABS VOC

类材料 控制

ABS

类材料具有优异的综合性能，因此广泛应

VOC · 49 ·

ABS

用于汽车内饰。目前主要的 生产工艺包括乳液法和本体法[6]。乳液法具有工艺成熟、易于大规

模生产、产品质量好、产品范围宽等特点，可生产各类专用料产品，可根据用户需求调整和设计产品的性能指标；本体法工艺投资低、产率高、能耗低、连续操作、环境污染少，但其生产品种比较窄、操作弹性小。2 3。由此可见，

种工艺的主要性能差异见表在一些作为骨架材料或者免喷涂的零件上，可以ABS，更有利于VOC

倾向于选择本体法 的管控。3.4.2 VOC

表皮材料 控制表皮工艺在内饰领域应用非常丰富，有效提

PVC、PU、TPO

升内饰质感。内饰常见的表皮包括

VOC

等，不同表皮的 散发性存在差异，在前期设计和表皮定义时可以针对性的加以考虑。通常而

VOC

言，表皮 管控一般从原材料、表面处理剂及生

3

产工艺等 个方面进行入手。

PVC、

a.原材料方面，常见的表皮原材料包括

PU、TPO 5

、针织面料等，从图 分析发现，相比于

PVC PU，TPO TVOC

和 和针织面料的 含量明显较

TPO

低，属于相对环保的原材料，目前 表皮在内饰中的应用也越来越多。另外，从原材料本身而言，

VOC

其中的溶剂等小分子助剂等是表皮材料 散发的主要来源之一，目前一般禁止使用苯类溶剂，以其它相对环保的溶剂（酮类、酯类）代替。表皮材料一般还需要覆合发泡层，常见的发

PU PP TPO

泡层包括 发泡和 发泡。以 表皮总成为

6 7可以发现，PP VOC

例，从图 和图 发泡对于总成

的贡献较小，TPO VOC

表皮是其 的主要散发源。

另外，PP VOC PU

发泡的 相比于 发泡更小，一方面

是由于材料本身特性决定，PP VOC

的 散发小于

PU；另一方面是由于品质管控，PP

发泡技术壁垒较高，基本被几家外资企业垄断，质量控制较规

PU

范；而 发泡技术已经相当成熟，生产厂家多，标

VOC

准不尽统一，不利于 管控。b.一般为了调节表皮光泽度、耐磨性等，表皮

表面需要涂布处理剂。表面处理剂一般含有多种

VOC 8 9

溶剂，导致 极易超标。从图 和图 可以发

2 VOC

现，通过对 种不同的处理剂的 进行横向对比发现，以水性处理剂代替油性处理剂，表皮的甲苯、乙苯、二甲苯等苯系物含量可相对降低；另外，

TVOC（所

水性处理剂代替油性处理剂可明显降低

50～250 ℃

有可检出的有机物，沸点在 ）含量，

TVOC

含量与零件气味等级有着较强的关系，所以应用水性处理剂对于气味性也有明显改善。c.常规的表皮生产工艺包括涂布法和压延法，

10 2 PVC VOC

图 是 种工艺生产的 表皮的 对比，涂

VOC

布法的 散发值相对较小，推测可能是因为涂布法一般经过多层涂布，多次烘烤工序，最大限度

VOC

的使 提前挥发。另外，保持较高的加工温度

VOC PVC PU

可以有效降低 含量，例如当 和 的加工

150 ℃时，能够最大限度的使VOC

温度超过 提前

146 ℃），减少材料在使

挥发（五苯三醛的最高沸点

VOC

用阶段的 含量。

3.4.3 VOC

胶粘剂 控制

1 20 kg，

据统计，目前 台整车的胶粘剂用量大约包括内饰用胶粘剂、密封胶、结构胶等。胶粘剂的

VOC

散发是影响汽车乘员舱空气质量的主要原因之一，主要针对内饰用覆合胶粘剂进行分析，适用于汽车内饰零件的胶粘剂主要有溶剂胶、水性胶和热熔

3 4。

胶 大类，主要对比情况见表

VOC

水性胶相比溶剂胶，含量更低，环保型更好。但相比溶剂胶，水性胶的使用存在一些工艺

15～ 30℃

限制，如工艺温度有特殊要求，在 才能达

到激活温度；PP

基材一般需要火焰处理，提高极性；初始粘接力较弱；处理完的样件通常需要养生

24～ 48h

才能达到最佳粘接效果。

1

热熔胶是 种更加环保的胶粘剂，不含溶剂或者其他介质，现阶段受限于成本和设备要求，还未得到广泛应用，只有奔驰宝马等高端车型有少量应用，相信热熔胶在未来汽车内饰的应用会越来越广泛。

4 结论

以门饰板系统为例，对门饰板总成的VOC含量进行对比研究，发现门饰板系统的主要污染物为甲苯、二甲苯、甲醛、乙醛。通过对门饰板总成

及其子级件的VOC含量进行分析对比发现，PP类

材料、表皮材料、ABS类材料以及胶粘剂等各种材

料在VOC的表现方面均存在较大的差异，PP作为

用量最大的材料，直接关系到整个总成的VOC表

现；TPO表皮、针织面料是目前相对环保的表皮类

型；在一些非外观的骨架材料方面，本体法ABS相

比于乳液法ABS具有一定的优势；相比溶剂胶和热熔胶，水性胶是成本和性能综合优势明显的胶粘剂类型。在内饰前期设计阶段，通过选择相对环保的

VOC

材料能够达到更加精准控制整体内饰 的目的，而不是完全依赖于后期的整改，这样有利于内

VOC

饰 由始至终的全流程管控，提升乘员舱的空气质量水平，提高整个内饰的感知水平。

参考文献：

[1] 李俊贤, 杨静娜, 崔文兵,等.某车型车内空气质量的控制[J]. 汽车工艺与材料, 2011(12):29-32.

[2] 郭瑞华, 孙翰林, 胡玢,等.汽车内饰材料与车内空气污染[J]. 汽车零部件, 2018, 125(11):99-104.

[3] 汤品一, 刘树文, 黄小翰, 等. VOC

车用内饰零部件 及其衰减研究[J]. 汽车零部件, 2015(3):47-48.

[4] 黄险波, 李建军, 杨波, 等. TVOC

车用低 聚丙烯材料的制备[J]. 塑料工业, 2011(12):113-115.

[5] 李峰, 康鹏, 金滟. VOC

加工技术对聚丙烯中 含量的影响[J]. 合成树脂及塑料, 2013(3):55-57,65.

[6] , . ABS [J]. 煤炭与化工,牛晓旭 孙伟 生产技术进展

2011, 34(8):54-56.