汽车内饰材料有机污染物检测实验室的建设

廖文榕

汽车内饰材料有机污染物检测实验室的建设

廖文榕

福建奔驰汽车工业有限公司

随着车内环境以及排放国家标准的出台，车内空气污染控制、检测与汽车内饰环保材料应用，成为整个汽车行业迫切需要解决的问题。该文以当前国家标准和德国企业行业的技术规范及标准需求为导向，结合车内主要的有机污染物来源，探讨如何建立一个进行汽车内饰材料有机污染物检测的实验室。

汽车 内饰材料 有机污染物 检测标准 实验室建设

随着汽车工业的发展，与汽车息息相关的污染问题也日益突出，主要表现在两个方面，一是汽车排放的尾气污染物和噪声对车外环境的污染；二是车体材料释放的有害物质造成的车内环境污染。对于汽车排放污染和噪声污染，国家已经制定并颁布了相关法律和一系列汽车大气污染物、噪声排放标准，并实施了汽车型式核准、生产一致性检查和在用车排放检查制度，对控制汽车外部环境污染发挥了重要作用。对于车内环境污染，国家制定了检测车内空气污染的标准——HJ/T 400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》[1]，并从2008年3月1日起正式实施的。2011年，国家又出台了GB-T 27630-2011《乘用车内部空气质量空气指南》[2]，主要作为新车的车内环境评价标准，并于2012年3月1日开始实施。

要改善污染对环境的影响，必须从零部件及原材料着手，而零部件产品是否能满足设计要求，首先要通过检测来评定，因此，检验和测试是选择、控制及筛选材料的有效途径；通过检测可以将不符合材料功能要求的产品，重新优化设计，从而满足要求，可以将不符合环保要求的材料进行整改或重新选择，从而在源头上将污染控制。

1 车内污染物的主要来源

新车车内空气污染主要来源有：一是车内各种配件，如隔音垫、密封件、橡胶件、塑料件、坐椅等不环保化学配方设计；二是车内饰，如车内地板、门内护板、车顶棚衬里、窗帘等；三是生产中使用的油漆、稀释剂和黏合用的胶粘剂等。

2 主要检测产品

根据污染的主要来源，需要分别对非金属材料、零部件和整车进行有机污染物的检测。

在零部件供应商试生产阶段，对零部件和材料进行严格的首样放行，依据公司产品技术规范的标准要求，同时对以下零部件和材料进行污染物检测。

零部件：顶蓬，座椅总成，地毯，密封条、隔音隔热垫、线束、橡胶塞、门饰板，仪表盘，方向盘，遮阳板，行李箱盖板，空调，音响等内饰件。

材料：塑料、橡胶、发泡材料、地毯革、皮革、纺织品、薄膜、涂料、胶粘剂、附着力促进剂、脱模剂、清洗剂等[3]。

整车：在总装结束，成品车下线后，依据国家标准要求对整车室内空气污染物进行检测。

3 符合国标及欧标需求的主要检测标准及测试方法

车内挥发性有机物污染物（VOC）的测试，可以从广义和狭义上来进行分类。广义的VOC测试有三类：气味评价(odor)，主要靠人的感官嗅觉进行气体难闻等级评价(VDA270)[4]；雾化试验(Fogging)，包括重量法或光泽度法(如DIN75201B)[5]；定量分析VOC，包括气相顶空法，热脱附法，HPLC法等。狭义的VOC测试根据定量分析的检测物质概括为：醛酮类物质，如甲醛，乙醛，丙烯醛等；以及挥发性有机物，如苯，甲苯，二甲苯，乙苯，苯乙烯，TVOC等组分。

笔者所在的德系车企，对于汽车内饰材料所必须符合的国家标准及企业技术规范需求，将从整车到零部件再到材料的细分上，对车内有机污染物的检测标准和方法概括如下。

关于整车的测试方法及有机污染物限值要求，主要依据国家标准进行测试并评价，以符合国标需求：HJ/T 400-2007《车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》及GB-T 27630-2011《乘用车内部空气质量评价指南》[1,2]。

关于总成零部件的检测标准及测试方法，主要依据企业产品技术规范所要求的标准：VDA 276 用1立方米的试验箱测定汽车内部零件的有机物排放量（part 1 标准排放测试； part 2 用平衡浓度法测定内饰件中的甲醛、苯酚、氨）[6]。

关于零部件及材料的检测标准及测试方法，主要依据企业产品技术规范所要求的标准：VDA270 机动车内饰件的气味测试[4]；VDA275 用气瓶法检测内饰件中的甲醛[7]；VDA277 车内非金属材料的挥发性有机物检测[8]；VDA278车内非金属材料的总挥发性有机化合物检测[9]；以及DIN75201 汽车内饰材料的雾化性能测试[5]。

4 完成测试所需的主要仪器设备

满足HJ/T 400-2007、VDA277及VDA278中挥发性有机污染物的采样及检测需求所需配备的仪器设备有：完成采样需求所需的恒流采样泵、校准用皂膜流量计、捕集烃类物质的TENAX采样管等；解析及测试样品所需的全自动热脱附仪、老化仪、气相色谱质谱联用仪GC/MS等[1,8, 9]。

满足HJ/T 400-2007中醛酮类物质的采样及检测需求所需配备的仪器设备有：采集样品所需的恒流采样泵、校准用皂膜流量计、捕集醛酮类物质的DNPH采样管；萃取测试样品所需的固相萃取仪、高效液相色谱仪HPLC等[1]。

满足DIN75201中汽车内饰材料的雾化性能测试所需的雾化测试仪[5]。

其他相关的辅助设备：切割普通塑料样品所需的切割机、漆膜样品切割所需的专用切割机、称量样品需要的准确度为0.1mg的天平、配置溶液及清洗器皿等所需水质为电阻率18.2兆欧的超纯水设备、加热烘烤样品所需烘箱、混匀溶液及清洗器皿所需超声波清洗机、保存样品及标准溶液所需的实验室冰箱等。

5 实验室基础设施建设

5.1 实验室布局及硬件需求。参照有机分析实验室分为样品前处理室、天平室、色谱仪器室等。样品前处理室主要选择环氧树脂台面，以适应有机室实验常用到的酸、碱、有机溶剂；仪器室、天平室宜采用平整性好的经抛光处理的大尺寸花岗石或大理石作台面，平稳及承重能力强；所有地面采用大理石或瓷砖材料，防尘且易清洁[10]。

5.2 不间断电源及恒温恒湿系统。仪器室里长时间运行的色谱、质谱仪等大型精密设备，需要稳定的电压保证正常工作，还需要防止断电产生的电流对设备的损坏，所以需要配备不间断电源。同时规划全室恒温恒湿系统（23±1℃，50±5Rh%），保证精密仪器设备的稳定工作环境。

5.3 通风橱与整体新风系统。为了降低试验对人体的危害，必须在样品前处理室布设通风橱，进行有毒有害操作。由于通风橱风机关闭后室内空气对流，导致实验室内部还是充斥着部分试剂、溶液、样品等挥发出的各种气味。所以有必要在整个实验室内部设立新风系统，确保在一定时间间隔内可以做到室内全部换气，以保证检测人员的身体健康。

5.4 压缩空气及高纯气体配备。实验室内部，有机前处理吹扫，色谱、质谱仪等设备都需要用到各种气体。一般使用到的气体有：普通压缩空气、高纯氮气、高纯氦气、高纯氢气、高纯氧气/空气等。其中压缩空气采用全室管道集体输送，各高纯气体集中安置于防爆通风安全柜内。

5.5 尾气处理。设置尾气收集装置，在不影响实验室内部排气效率的前提下，让废气集中后通过填充水洗塔，活性碳吸附塔，高分子滤材吸附设备，用水喷淋、吸附吸收、燃烧等方法，降低对环境的危害。

5.6 废液处理。在实验室总排污口，布设小型污水处理设施，通过吸附、中和、厌氧、曝氧，对污水进行前期处理，减轻后段污水处理厂的工作压力。

5.7 安全急救设施。实验室里，试验涉及部分有毒有害的有机溶剂及腐蚀性强的酸碱化学试剂的使用，遇到突发状况时，需要采取紧急救护措施，专门配备紧急喷淋装置及洗眼器、灭火器、医药箱等，以保证工作人员的安全[11]。

6 结语

笔者站在一个中德合资的车企立场，结合国家标准和德国企业标准需求，对检测产品、测试方法、仪器设备及实验室基础设施进行探讨，希望能够建立一个完善的、合理规划布局的汽车内饰材料有机污染物检测实验室，为汽车零部件及原材料的环保把关，将造成车内环境污染的元凶拒之门外。

[1] HJ/T 400—2007, 车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法[S].

[2] GB/T 27630—2011, 乘用车内空气质量评价指南[S].

[3] 张江萍. 乘用汽车内饰材料的发展趋势及选材方法[J]. 武汉理工大学学报•信息与管理工程版, 2009, 31(4): 606-609.

[4] VDA 270 Determination of the Odour Behaviour of Materials used in the Internal Fittings of Vehicles.

[5] DIN75201 Determination of the fogging characteristics of trim materials in the interior of automobiles.

[6] VDA 276 Determination of Organic Substances as Emitted from Automotive Interior Products Using a 1 m3 Test Chamber.

[7] VDA 275 Determination of Formaldehyde from Vehicle Interior with Modified Flask Method.

[8] VDA 277 Determination of Organic Emission of Non-metallic materials from vehicles Interior [9] VDA 278 Thermodesorption Analysis of Organic Emissions for the Characterization of Non-metallic Automobile Interior Materials.

[10] 刘玉玉. 有机化学实验室建设的探索与实践[J]. 科技信息, 2011,(15): 171.

[11] 钱初洪,等. 高校化学实验室的建设与设计方案[J]. 肇庆学院学报, 2011, 32(5):53-56.