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锦湖日丽:从车内空气污染看内饰发展趋势

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近年来国内有关车内空气质量的消费者维权事件接连发生,车主对危害自身健康的“隐形杀手”——车内空气污染的关注度持续升温。

盖世汽车网5月19日报道 近年来国内有关车内空气质量的消费者维权事件接连发生,车主对危害自身健康的“隐形杀手”——车内空气污染的关注度持续升温。据了解,车内空气污染主要来自于皮革、纺织品、塑料配件、胶合剂等内装饰材料,它们散发出的苯、甲醛、二甲苯等有毒气体,对人体肝、肾、呼吸系统、造血器官、免疫功能等会造成严重危害。可以这样说,只有大量的环保材料的应用才能从源头上改善车内空气质量。

基于此,5月14日晚8点30分,盖世汽车网特组建“盖世微课堂——从车内空气污染看内饰发展趋势”(以微信为主体的专业群交流模式),就车内空气质量现状、汽车内饰塑料现状、低VOC塑料核心技术等议题进行了探讨,邀请锦湖日丽汽车项目部高级经理开堂授课,来自一汽、上汽、宝马、上海大众比亚迪长安、江淮等整车厂;电装、江森自控、丰田纺织等零部件企业以及塞拉尼斯、拜耳等相关行业的共339位人士在群内展开热烈讨论。以下是课堂焦点内容速记汇总,与业内共飨!

车内空气质量现状:

从车内空气污染看内饰发展趋势

从车内空气污染看内饰发展趋势

从车内空气污染看内饰发展趋势

从车内空气污染看内饰发展趋势

这是盖世汽车网曾经发布的一份调查报告。第一个问题是:您认为当前车内空气质量不断的根源是?在2013年3月15日,央视315晚会曝光了豪车沥青阻尼片导致车内空气污染的问题,这是当时媒体报道的截图,这些问题的大量曝光从而引发了广大民众对于车内空气质量的广泛关注和担忧,那么消费者对于对于车内空气质量的认知、现状又是怎样的?我们来看一份调查问卷。

有超过71%的消费者认为缺乏法律法规的约束,这也说明了消费者在空气问题方面的取证难、投诉难,因此消费者亟需一份强制性的标准来约束和空气来控制车内空气质量,来解决这么一个污染问题。

第二个问卷调查说明有87%的消费者认为中国空气质量强制性标准的推行会推动企业改善空气质量。

最后一个调查是有超过半数的人认为改善空气质量的关键是要大量使用环保材料即低散发材料,所以说大家的眼镜是雪亮的,只有大量的环保材料的应用才能从源头上从根本上改善车内空气质量。

目前我国车内空气质量管控的现状

目前国内空气质量管控存在以下几个问题:

一是到目前为止法律法规还不够健全,无法可依。27630仅是一个推荐执行的标准。

二是车场车厂各自为政,其实许多零部件的检测条件和方法都不是统一的,相互之间没有一定的参考性和比较性,不过目前主机厂也正在对可能造成车内空气污染的零部件进行研究,同时也在完善并建立自己的企业标准。

第三个是相关监管措施不明确。

四是汽车产业链的责任也不明确。

最后一个是供应链利益驱动,也就是说成本压力也是导致劣质材料滥用的一个原因。总体上来说,随着强制标准的出台,主机厂的重视,各级供应商责任明确,管控也必然会越来越严格。

从车内空气污染看内饰发展趋势

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这是国家在2012年3月出台的法规,《乘用车内空气质量评价指南》,不过预计会在2017年成为强制标准。

挥发性有机化合物(VOC):

我们看到VOC统称挥发性有机化合物,27630当中管控了八大项物质,主要是苯类与醛类的有害物质,有苯、甲苯、乙苯、二甲苯、乙醛、甲醛、丙烯醛、苯乙烯,

这些有害物质会使人不知不觉的中毒,然后出现头痛、乏力等症状,严重的时候会出现皮炎哮喘,免疫力下降等,甚至是白细胞减少,严重地危害到驾乘员的身心健康,这些有害物质又是从哪里散发出来的呢?

车内主要污染源:

从车内空气污染看内饰发展趋势

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1、沥青阻尼板,由于太阳暴晒及发动机散热,紧贴钢板的沥青阻尼片因受热极易分解释放有毒的多环芳烃气体,而且这是一个长期缓慢的释放过程。奔驰、宝马、奥迪这些进口品牌车国产后,之所以采用沥青而不采用树脂等环保材料,一方面是因为目前我国没有关于汽车零部件和辅助材料的相关国家标准,另一方面,使用沥青可以降低企业的生产成本。以普通的三厢车为例,它在车里面的沥青阻尼片,如果以两毫米厚的话大概使用3个平方,大约在50元到70元左右,用环保材料的话可能在成本上,(每辆车)增加150块钱到200块钱左右。

2、车内空调,车内空调污染问题是车内环境污染问题之一,空调本身的内外循环并不会给车内造成污染,空调的污染一是来自气口上,吸收和吹出了附着在其管道等上面的微生物病原体,另一方面是车内空气循环中的有害化学物质附着在空调上,形成二次污染。这个污染源也是需要大家去重视的

3、汽车内饰中会使用多种胶黏剂,如地毯胶粘剂、密封胶黏剂、塑料胶黏剂等,这几类胶黏剂使用过程中也会释放甲醛、苯、甲苯、二甲苯或其它挥发性有机物。车内使用的地毯、内饰毛毯和顶篷毡的有害物质挥发量较高,这与其制造过程中使用的黏结材料酚醛树脂直接相关,酚醛树脂胶黏剂采用的合成原料为甲醛,若反应不完全,胶黏剂中会含有游离甲醛,因此在使用过程中会放出甲醛

4、车内配件,如座椅、坐垫、皮革面料等

5、内饰塑料,常用内饰塑料有PC/ABS、ABS、PP、尼龙、聚甲醛等,塑料中会挥发出苯系物和醛系物,危害到消费者的身心健康,我们今天主要讲的是汽车内饰用低VOC塑料

汽车塑料用量情况分析

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这是塑料在汽车中使用的情况,其中内饰塑料占整车塑料总量的60-70%,也就是说,每辆车中内饰使用塑料达到80-90kg

汽车常用内饰塑料

ABS、合金、PP是汽车内饰用量最大的几种塑料,我们来看一下这几种塑料的常规应用。

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PP有PP 长玻纤、PP EPDM 20%MD、PP Talc等材料,应用的领域非常广:有内立柱饰板、仪表板骨架、手套箱盖板等等。

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ABS有不同耐热级别的,电镀级的、免喷涂低光泽,主要应用于门板扶手、杯托杯架、电镀饰条等等。

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PC/ABS主要也是分为不同耐热级的PC/ABS,有电镀、免喷涂的PC/ABS,主要应用于仪表板骨架、门板上装骨架、空调出风口面板等部件。

这些是几种汽车内饰常用塑料以及它们的应用。相信大家也看到塑料已经大范围地应用在汽车内饰当中。结合目前的车内空气质量问题来看,开发出低散发的内饰塑料必然是汽车内饰塑料发展的趋势之一。那么这些常用的内饰塑料的VOC散发的特性表现怎么样呢?

常用内饰塑料VOC现状

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这是PP、ABS、PC/ABS内饰塑料的VOC散发情况列表。

以TVOC总碳为测试项目,PP类的材料表现如下:Global公司1TVOC在44.21,Global公司2为53.16,本地知名企业为83.38。总体上来看,TVOC的散发比较高。ABS类平均在30-50,TVOC散发中等。PC/ABS在20-40之间,TVOC散发相对来说最好。当然目前市面上已经陆陆续续推出了多款低散发材料,我们来看一下。

内饰用低VOC塑料行业情况

如锦湖日丽率先推出了超低散发塑料塑可净®系列产品,包含了ABS和PC/ABS,塞拉尼斯的低散发POM,博禄的低VOCPP,金发推出的低散发汽车聚丙烯专用料等等。作为汽车内饰的原材料供应商,已经逐步开始从源头去优化和改进自身产品的散发特性,这是非常值得鼓励和提倡的。只有原材料从根本上去改进其VOC特性,辅以优化的后加工工艺,才能保证最终到达消费者手中的汽车有一个纯净健康的驾乘环境。

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这是一份博禄的测试数据。博禄开发的低散发PP根据VDA277和VDA270的方式进行了TVOC和气味的测试。从表格中可以看到,优化后的配方均比优化前的配方在散发特性上有大幅度的改进。TVOC从40-50之间降低到了10-20之间,气味也从平均4级降低到了3左右,散发性能改善是比较明显的。

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金发的低VOCPP,这是采用长城的零件测试标准进行的袋试法的TVOC测试,采用的是10L的袋子,单项有害物质的测试项目与27630的要求项目一致,比27630多了一项TVOC的项目测试。单从TVOC一项来看,从85.35降至17.82,总碳的散发改善也是非常的明显。

塑可净®低散发表现

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锦湖日丽最早针对汽车内饰的散发问题推出了超低散发塑料塑可净®,其TVOC散发小于10μgC/g。当然从包装上也做了不少的工夫,为了隔绝各种污染,内部采用了真空包装,尽可能保障用户在使用时候和出厂时候的散发品质是一致的。

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在采用了沃尔沃的VCS1027,2719这个标准进行VOC方面的测试,对比了塑可净®传统PC/ABS、ABS和传统PP的散发性能,以TVOC为例,PC/ABS这个品类中,市场上通用的材料TVOC在20-40左右,塑可净®是小于等于10这样一个水平。当然,话说回来,作为原材料供应商,怎样生产数低VOC的塑料来呢?核心的技术点有哪些?

汽车内饰用低VOC塑料的核心技术点

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1.原材料控制,在改性之前的聚合阶段就必须采取措施控制残单的残留,但是对于改性的塑料供应商来说,必须采用低VOC散发的材料进行改性这是第一步

2.加工工艺控制,减少生产过程中产生的新的VOC物质,同时还要排出在原材料当中存在的VOC物质,这个过程当中,是VOC散发在做减法

3.注塑加工控制,在后加工的过程当中,如果有优化的模具设计、结构设计和工艺控制,并减少脱模剂的使用,也会大大降低VOC物质的散发

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那么从原材料角度来说,有几个方面是需要考虑的?

第一是原材料本身的VOC含量,如果原材料本身VOC很多,是无法降低下来的,这是第一步。第二是原材料的热稳定性,如果原材料的热稳定性不好,在受热加工过程当中就会发生降解,高分子材料一旦发生降解就会产生很多小分子物质,在后期使用时长期散发出来,形成对人体有害的VOC物质。第三个是特殊相容剂的采用。在加热过程中发生了降解,形成比较短的分子链,这时候就需要带反应性光能团物质将这些短分子链重新连接或者修补起来,以减少小分子的产生,通过这些有效的措施和方法来控制原材料的VOC散发。

从车内空气污染看内饰发展趋势

第二块就是加工工艺控制,这是我们做的一个不同加工工艺的实验数据,基材是PC/ABS,以乙苯和苯乙烯为例,在工艺3的条件下,乙苯和苯乙烯的含量分别是0.21和0.87,在工艺4的条件下分别为2.33和5.64,,相差了将近7到10倍,可见双螺杆基础加工工艺对低VOC的贡献之巨大。

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第三块是适当的模具设计和工艺控制,避免结构造成的剪切过强和温度过高产生的材料降解,同时尽量减少脱模剂的使用,保证零部件有一个优秀的VOC的散发性能。

从车内空气污染看内饰发展趋势

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这张图也同时表明原材料在注塑剂当中停留的时间越长,VOC散发的量也是越多的。

从车内空气污染看内饰发展趋势

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我们将一个塑料零部件的制作过程分为三个阶段来解读,看在哪些阶段会产生VOC,哪些阶段会减少VOC?首先在聚合原材料生产阶段,原材料合成时残留的单体、乳化剂等小分子,这个过程是会产生VOC的环节,其次在改性材料生产阶段,因为热氧效应导致部分分解而产生小分子,这个过程也是会产生VOC的,但是在这个加工过程中可通过脱挥、捕捉等方法减少VOC。在第三个制品注塑成型阶段,脱模剂等的使用、注塑中间的热、注塑时的剪切均会造成VOC增加,而原料预处理过程、制品储藏过程中小分子挥发导致的VOC降低,退火等工艺同样会造成VOC的减少。

从车内空气污染看内饰发展趋势

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总结一下,可以这么说,所有原材料供应商都应遵循以下原则来制造更低VOC散发的材料,这个原则就是少带入、少产生、多排出。

从车内空气污染看内饰发展趋势

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低VOC塑料的应用领域将会非常的广泛,只有使用了环保、绿色、低散发的原材料才能给消费者一个健康绿色的驾乘环境,也需要通过我们整个汽车产业链,从上游到下游的共同的去改善车内的空气质量。最后呼吁大家一起携手共创健康绿色的驾乘环境,谢谢大家!

提问环节:

1.现在对于车内空气质量是否有定量的标准比如挥发性物质残留等?

目前国内车内空气质量标准就是我们常说的GB/T27630,里面对苯系物、醛酮类物质做了相应管控,但是目前也没有说是强制性的标准,不过预计在2017年会强制执行,对各种主机厂来说,零部件和材料中的挥发性有机化合物是具有相应的标准要求的,但是方法和要求均不尽相同,不过多数是大同小异,对主机厂管控零部件挥发性有机化合物还是很有效的。

2.目前,整车厂对于内饰产品的环保要求的发展方向是什么?

我觉得将来的内饰产品会朝着更加绿色环保的方向发展,如更多低VOC的材料,不光是低VOC塑料还有皮革、胶粘剂、水性漆等等一系列的环保材料的应用,包括现在已经有一些采用植物纤维增强的材料已经用到汽车内饰上了,如洋麻纤维增强的材料,在内饰材料越来越环保的道路上,不光主机厂会加大投入和开发,相信一些知名的tier1也会提供一些更加优化的方案去帮助我们改善这个车内空气质量。

3.低VOC材料是否意味着成本上涨?有无低成本措施?

从原则上说低VOC材料的生产上肯定是在成本上有所上升。因为在生产各个环节都需要进行投入、管控,比如原材料加工设备的检测仪器、研发投入等等。但是从长远的趋势来看,这是原材料供应商必须要做的功课,产品优化升级。一旦低VOC材料大范围应用起来,形成了一定规模以后成本必然会持续下降,达到目前常用材料一样的成本。相信这个不是成为别人的低VOC材料广泛使用的一个制约因素。

4.目前国内有诸多材料企业也有低VOC材料的研发生产,请教下锦湖日丽的竞争优势是什么?

首先锦湖日丽生产的塑可净®PC/ABS以总碳为例,它是小于10μgC/g,是目前汽车内饰塑料中散发最低的。我们也主要还是依靠聚合原材料的设计、自主优化的生产工艺,还有特殊相容剂的技术,把塑料中的VOC散发控制到一个非常低的水平,这些是我们锦湖日丽的竞争优势。

5.低VOC和低气味的关系?是否有必然相关性?

VOC和气味之间是有一定的联系,但并不是一个线性的关系。

我们知道有些东西很多放到一起闻起来是没有味道的,比如一桶水。但是有些物质很少,味道却很大很臭,当我们在这桶水当中加入少量的漂白粉,也许整桶水的味道就变大了,这就是人的鼻子对不同的物质有不同的嗅觉阈值。

6.ABS的气味怎样才能降低到最低,通过80°烘烤仍然闻不到气味?

如果要降低ABS的气味就必须要找到这个味道比较大的物质,然后尽可能的把它的含量降到最低,最终把这种物质含量控制在低于人对于这种物质的最低嗅觉阈值,这样的话,人才可能闻不到这个味道,从根本上改善ABS的气味。

7.上面说到的ABS和PP,经过配方优化TVOC降低明显,气味只是从4.0降低到3.5,那么ABS气味这一块,如何稳定把气味讲到不超过3.0?另外颜色的ABS气味明显超过本色的料。

就目前的技术来讲,ABS的原材料的例子可能最低也就只能降低到3.0左右,打出的制件可能通过一道这个加工以后发生了少量的降解,气味可能会在3.5级左右。

所以说将ABS的气味控制在3.0以下是非常难的,我们现在正在做一些开发和研究的工作。

至于染色的ABS气味超过本色的料,一般情况下是这样子。我们在汽车内饰当中使用的ABS染色的话通常会使用到一些无机的颜料,而尽可能地少用一些有机染料,有机染料多数是一些小分子的化合物,特别容易产生VOC和气味的问题。

8.可否讲一下内饰的冷凝成分?

对于冷凝成分我们没有具体研究过,但是我们做过这样一个研究,在50-80摄氏度的时候测试其VOC散发的一个成分,发现挥发出来的VOC比较少,但是当测试温度升高到120度时,发现许多物质的风险性出来,如一些甲基丙酸、甲酯、四氯化碳、乙苯等等。所以同理,多数内饰中释放出来的冷凝成分是一些小分子物质,如聚合物的添加剂、乳化剂又或者是一些高分子中常见的低聚物之类的东西。

9.汽车内饰产品在阻燃和环保这块是怎么保证的?好多产品阻燃但不环保,有些环保但不阻燃了。

汽车内饰产品阻燃和环保这块确实是有一个相矛盾的地方,这个可能就需要我们的阻燃剂的供应商开发一些环保的阻燃剂。这样才能解决既环保又阻燃这么一个问题。

10.针对石化公司的基料,从做过试验来看,批次的TVOC差别能达到3倍,如何能更好地对基料做约束?

这个可能需要咱们的石化公司对这个整个聚合的工艺进行优化,改善他们的设备,加强除杂和除残单的能力,当然这个也是需要进行一系列的研发和设备上的投入的。

11.PPT里例举了四种低VOC塑料,有没有与非低VOC的价格比较?

像我之前所说的锦湖日丽的塑可净®产品在研发投入、设备改造等方面投入了非常大的资源,但是锦湖日丽塑可净®投放市场以后并没有在价格上高出我们目前市场上的传统的产品,所以说他们的价格目前来讲是一致的。

12.PP塑料盒ABS塑料哪种比较容易做到低VOC?

PP和ABS这两款材料材料各有各的优点,我们知道其实很多食品级的这个PP已经用到我们的日常生活当中,比如乐扣乐扣。按道理讲,PP是一个比较干净的材料,它的VOC散发是非常低的,但是在汽车内饰当中去使用的话它就存在它的问题。

因为纯的PP是不能够满足汽车实际使用要求的,它需要加入一些橡胶、矿物、玻纤进行填充,同时再增加一些小分子的添加剂来改善它的基本性能,所以说PP本身很纯净,但是经过改性以后,是比较难做到这么一个低散发的水平的,它可能比ABS、PCBS更加难做。

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