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      技術資料

      汽車內飾材料安全標準評價、測試及解決方案

      隨著汽車工業的迅猛發展,人們停留在車內的時間越來越長,車內的環境質量將更大限度地影響著人們的健康,也因此越來越受到關注。車內環境質量的重要污染源是汽車內飾材料,這主要是由紡織品、皮革和塑料等汽車內飾材料在生產加工時殘留的有機溶劑造成的,包括苯、甲醛、二甲苯等揮發性有機物,這種原因引起的污染在剛購買的新車中尤其突出。

      本文針對汽車內飾材料的安全性能,從車內環境質量控制的幾個方面闡述了汽車內飾材料環保安全性能評價指標、相關標準和測試方法,以及車內污染物來源和應對措施。

      一、汽車內飾材料安全性能評價指標

      現有的汽車內飾材料安全性能評價指標主要有霧化值阻燃性、氣味、甲醛含量、揮發性有機物散發氣體。國內由于沒有適用的車內環境污染物控制標準,一些企業對車內環境污染沒有引起足夠的重視并未采取相應的措施。缺乏標準限值的污染物,如多環芳烴等致癌物質將很有可能造成污染物“黑洞”。因此,加強對車內環境的監督和檢測,增加車內污染物的監測項目,制定車內污染物限值,以客觀反映車內空氣質量狀況,推動車內環境污染的防治,保障消費者的身心健康已迫在眉睫。

      1.1車內空氣質量評價

      (1)車內空氣污染物的來源車內污染物

      一是來源于汽車主體材料中所含有害物質的釋放;

      二是來源于車內裝飾材料中所含有害物質的釋放;

      三是來源于外界污染物的進入;

      四是來源于車內駕乘人員的生活習慣。

      汽車主體用塑料、橡膠和化學纖維等高分子物質中未參加聚合的小分子物質如苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯、酚醛類及聚合度較小的分子的釋放;車內裝飾材料自身及其使用的各種膠粘劑中都會含有污染物并造成車內空氣的二次污染,污染物主要有甲醛、苯、甲苯、氯仿、丙酮、二甲苯、烯烴、氯代烴和芳香烴等;

      外界污染物主要有一氧化碳、碳氫化合物、氫氧化物等,汽車尾氣及車內空調蒸發器長期使用后管道內積累的污染物也會進入車內;駕乘人員為改善新車的氣味所噴的空氣清新劑、甲醛清除劑、車用香料等也是車內空氣的二次污染源,駕乘人員在車內吸煙也會增加揮發性有害物質和塵埃之類的空氣污染物水平。

      (2)車內空氣污染的危害

      汽車在行駛過程中,車內是一個相對封閉的環境,駕乘人員長期處于受污染嚴重的車內環境中,會出現頭痛、乏力等癥狀,嚴重時會出現皮炎、哮喘、免疫力低下,甚至是白細胞減少。因此,必須建立完善的測試標準以評價車內環境的污染程度。

      1.2阻燃性能

      汽車內飾材料必須要有很好的延燒和阻燃性能,為駕乘人員提供一定的生存和逃生時間。發達國家對此制定了嚴格的法規,如:美國聯邦法規FMVSS571.302、國際標準化組織ISO3795以及歐洲會議理事會指令95/28/EC針對汽車內飾材料的燃燒特性均有規定。

      我國于1987年也制定了相應的強制性標準GB8410—1987,經1994年和2006年先后兩次修訂,形成了GB8410—2006,該標準對應于FMVSS571.302。我國標準GB8410—2006對阻燃性能要求太低,不足以有效防止和延緩火災的發生,其中對所有汽車內飾材料的阻燃性能只有一個簡單要求,就是在相關測試條件下水平燃燒速度不大于100mm/min。這道門檻非常低,以至于大多數塑料,特別是熱塑性塑料幾乎不用經過任何阻燃處理就能滿足要求。這樣的內飾材料在發生火災時,實際上卻成了“助燃材料”。因此,可同時考慮加入汽車內飾材料的阻燃等級、氧指數和煙密度等指標。

      1.3霧化性能

      霧化性能是汽車內飾材料至關重要的指標。汽車內飾材料如皮革、塑料、紡織物以及粘結材料的膠粘劑等,都含有一些揮發性物質,在一定條件下會揮發出來在汽車窗戶或擋風玻璃上凝結,嚴重影響駕駛者的視線和行車安全。目前國內尚未有對霧化性能的統一要求,國內外部分汽車標準化組織和汽車品牌生產商對汽車內飾用皮革的霧化值要求一般為≤2mg~5mg。

      1.4其他指標

      1.4.1多環芳烴近年來,媒體多次報道國內多款汽車被檢出強致癌物多環芳烴(PAHs),由于PAHs的危害,多個國家和地區對其進行了限制,如:歐盟指令2005/69/EC(76/769/EEC指令之第27次修訂版)要求添加油和輪胎中的苯并(a)芘(BaP)含量<1mg/kg或者8種多環芳烴(PAHs)的總含量<10mg/kg,美國環境署則要求優先評估的16種PAHs不得含有,德國GS認證標準ZEK01.4-08要求BaP限值為1mg/kg或者18種PAHs總含量限值為10mg/kg(第二類材料)。國內對車內空氣質量有所限定的國標,如GB/T27630—2011《乘用車內空氣質量評價指南》、GB/T17729—2009《長途客車內空氣質量要求》,卻未涵蓋這項致癌物。因此,多環芳烴含量作為汽車內裝飾材料安全評價的指標也是必要的。

      1.4.2禁用阻燃劑

      目前,我國汽車塑料配件在汽車總量份額中的比例已經達到10%左右,特別是汽車塑料內飾件一般都要求阻燃。阻燃性是汽車內飾材料最重要的安全特性,利用阻燃劑進行整理可以賦予一定的阻燃性能[3],而現用阻燃劑中有些品種本身有毒,或燃燒時產生有毒物質,部分阻燃劑具有生物累積性和致癌性。因此,此類阻燃劑的限量也應成為評價汽車內飾材料安全性能的指標之一。此外,一些常規的指標如偶氮染料、可萃取重金屬、五氯苯酚等也應列入汽車內裝飾材料安全評價的范疇。其測定可按照相應材料的國標檢測方法進行。

      二、指標測試方法

      2.1車內空氣污染物含量測定

      根據污染物來源,分別對非金屬材料、零部件和整車進行空氣污染物的檢測。車內空氣污染物的測試主要有三類:氣味評價,主要靠人的感官嗅覺進行等級評價(VDA270),也可采用電子鼻測定(SAEJ351);揮發性有機污染物(VOCs)定量分析,包括頂空氣相色譜法、熱脫附法、高效液相色譜法等;碳氮氧化物含量測定,可采用不分光紅外線氣體測定法(GB/T28370)。

      目前,國內對整車VOC的檢測已發布相關標準,而對非金屬零部件的VOC檢測尚無相關標準,國內對非金屬零部件的VOC檢測方法不統一。關于零部件及材料的檢測標準包括:ISO12219、VDA270、DIN13130、DINEN13725、VDA275、VDA277、VDA278、SAEJ351等多項標準。關于整車的測試方法及有機污染物限值要求,主要依據國家標準HJ/T400—2007和GB/T27630—2011進行測試并評價。

      2.2阻燃性測試

      阻燃性測試就是被測物推遲火焰延續、蔓延、擴散等能力的試驗方法。經過多年的發展,阻燃性測試已經形成多種標準,成為相關業界非常重點的檢測項目。大多數的車用內飾材料燃燒性能測試都要求在苛刻的試驗環境下,采用標準規定的火源,對試驗材料進行不同的火源撞擊,然后觀察和評價材料的燃燒現象。如,GB8410—2006中規定了汽車內飾材料燃燒特性的試驗方法和評價指標。阻燃性測試還可參照下列標準:DIN75200、ISO3795、ASTMD5132、FMVSS302、JISD1201、UL94等。

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