汽车四种非金属材料部件气味提升建议
作者有话说
消费者关于汽车车内空气质量的投诉越来越多，汽车车内空气质量的的改善已经成为各主机厂的重点项目。本文是针对四种车内非金属零部件总成气味展开的研究，找到气味超标原因并对其提出对应的改进提升建议。
1 原理及来源
1.1 气味原理
气=气+味，气即气体，易挥发性物质，通常都是小分子，容易气化。味是人的感官感知，人的嗅觉器官通过空气为介质对挥发在空气中的易挥发性物质得到的物理性嗅觉感知。产生气味的物质分子在空气中扩散，人体通过鼻腔收容后，与嗅神经相接处，神经传递将情报传送至大脑，最终产生了气味感。所以，气味不是一种物质，而是物质相互作用大脑产生反应的过程。
1.2 车内气味来源
车内气味主要是由车内各非金属类零部件散发的易挥发性有机物小分子组成。小分子弥散在车内空气，继而被人的嗅觉器官感知到。
金属部件其表面的油漆等涂料可能产生较大影响，但自身产生的气味影响较低，甚至无影响。车内所闻到的气味实际是车内各类非金属物件所散发的气味的混合，主要的非金属零部件总成如下图：
车内气味评价完全依靠专业人员的主观评价来感受，而车内非金属零部件较多，各零部件组成材料更为复杂繁琐，气味类型杂乱，单独嗅辨车内气味难以确认整车气味主要来源。故我们需把车内的各非金属零部件总成单独拆卸进行气味评价，确定各零部件总成的气味优劣。
2 原因分析及提升建议
2.1 存在风险的零部件
汽车内饰非金属零部件总成大致有：座椅、地毯、顶棚、仪表板、副仪表、门板、立柱侧围装饰板、空调、方向盘、遮阳板、衣帽架、行李舱地毯、行李舱左右侧、密封条、线束、阻尼板、隔音垫17种，对其主体材质分，可分为：毛毡类、塑料类、发泡类、橡胶类4类。毛毡类存在风险较大部件主要为为：地毯；塑料类风险较大部件主要为：门板装饰板、仪表板、副仪表板等；发泡类风险较大部件主要为：顶棚、座椅、前围隔音垫等；橡胶类风险较大部件主要为：密封条。本文经过检测，现主要对地毯、车门内饰板、顶棚、密封条4个部件进行重点研究。
目前国内主机厂较多，各主机厂都有各自相对应的供应商，供应商之间因工艺不同，相同位置的部件总成，其材料组分往往大不相同。因材料种类太多无法一一进行检测，本文仅针对目前市场上常见材料组成的部件进行检测分析。下文按照风险部件总成常见的材料组成进行分类介绍。
2.2 地毯
1）地毯材料组成
汽车内主地毯一般为针刺地毯，其生产工艺主要为热成型工序。车内主地毯一般为三层结构：表面的针刺面料层、中间含胶的涂层和最底下的衬垫层。表面的针刺面料层材质大多为PET；地毯涂层常内含针刺地毯热成型工艺中的热熔胶，涂层的主要材质为PE 或EVA；衬垫层具有减震、隔音等功能，常常使用PU 或废纤毡作为主要材料。
2）地毯气味超标原因
地毯的主要气味类型为焦糊味、刺激性气味、油性气味。地毯表面针刺层的涤纶主要材质（PET）为石油中提取物苯二甲酸乙二醇酯聚合而成，本身有一定的气味，且其生产过程中需添加润滑油是油味的主要来源。焦糊味是地毯在热成型过程中温度过高导致涂层物质分解，产生挥发性有机物。衬垫层一般使用的都是回收料（废纤维毡、废PU），如果用料太杂、太差会有刺激性气味撒饭。
3）地毯气味改进建议
①很多地毯PET毛毡是一些再生型的毛毡，气味较大。所以要求PET毛毡供应商使用高纯度的PET切片进行生产纤维材料。生产过程中添加的润滑油尽量用高纯度低挥发油剂。控制好背涂层涂覆物熔融温度，避免高温分解。
②地毯中间层PET+PE/EVA/EPDM胶板层，气味也是非常大，建议采用高纯度的PE粒子，控制压制温度。
③衬垫层使用的再生纤维毡尽量选择气味散发较小的回收料。
④加入烘温工艺：地毯成型后，需要采用烘烤工艺，烘温后加入气味确认的工艺。
2.3 车门内饰板
1）车门内饰板材料组成
车门内饰板材料组成。车门内饰板主要由塑料、隔音棉、中部装饰表皮、挡水膜组成。车门内饰板塑料饰件占总成的85%以上，这些塑料饰件用料繁多，材质较杂，一般有PP、PA、ABS等。而且车门内饰板的主要气味来源就由这些塑料饰件散发。
2）车门内饰板气味超标原因
车门内饰板气味主要来源于塑料饰件，塑料饰件的气味主要来源是原材料（回收料）或者其注塑过程中产生的小分子物质，以及注塑过程中添加的脱模剂等。
3）车门内饰板气味改进建议
①塑料：要求粒子加工过程中，采用低气味的粒子，造粒完成后，可添加粒子烘烤工艺。注塑前烘料，适温适时的烘烤有利于小分子的挥发，可以提高粒子纯度。研究表明烘烤温度越高，塑料分子键越容易断裂生成小分子化合物，气味结果越差，因此在不影响注塑条件下，降低注塑温度。注塑过程中适当降低注塑温度及剪切速率，并使用低挥发的脱膜剂（或不用）。塑料粒子的生产过程中应尽量避免塑料注塑回料的使用。
②隔音棉：选用单组份白棉，PVC表皮与骨架贴合使用水性胶进行贴合。
③中部装饰板表皮：在不影响其它使用性能基础之上，以高沸点低挥发的增塑剂替代现有的增塑剂增配方体系，以减少邻苯二甲酸二异癸酯/DIDP、癸二酸二异辛酯等VOC的挥发。提高表皮下层PU发泡的合成转化率，以达到控制异氰酸酯、一缩二丙二醇、二乙二醇等合成原料的残留散发；减少合成过程中胺类溶剂或助剂的使用量，尤其是N-乙基-2-吡咯烷酮/NEP等。同时对样件进行烘烤脱味工艺，以整体达到降低烃类VOC及脂肪族化合物散发的目的。
2.4 顶棚
1）顶棚材料组成
顶棚是汽车车内顶部最大的内饰件，除了装饰作用外，其主要功能是隔热、降低车内噪音。因其占车内面积较大，且材料组成复杂，对车内空气质量有较大影响。顶棚的结构主要为表层面料、成型胶、玻璃纤维毡、PU板、无纺布。
2）顶棚气味超标原因
顶棚的气味主要为胺味及溶剂味。顶棚的气味主要表现为胺味及溶剂味，胺味是由PU板生产过程中的胺类催化剂产生，溶剂味是由用料较差的粘合剂散发。发泡在制作过程需添加胺类的催化剂，气味很大；顶棚生产工序为复合工序，复合工序是将面料、PU板、玻纤等经过加热复合。复合过程中有胶粘剂加入，一般用热熔胶，如胶粘剂用料不好，有溶剂性气味散发，气味较大。
3）顶棚气味改进建议
①工艺方面，在生产工艺中添加加热烘烤与通风晾晒程序。
②顶棚夹层粘结的热熔胶产生较大气味，而且劣质的热熔胶遇高温会融化，融化后会产生难闻气味尽量少用劣质热熔胶。
③发泡生产工艺过程中可加入除味剂。对PU合成和加工过程中的有机胺类溶剂或助剂加以管控，如N,N-二甲基苄胺、苯甲腈、对氨基苯腈、对苯二腈等；同时减少PU合成原料的散发，如苯酚等。减少PU发泡材料中邻苯类增塑剂的使用量，并严格管控CMR毒性物质的添加量，如，苯酚、DBP、DIDP，总成样件成型后可放置架子上添加通风晾晒工序。
2.5 密封条
1）密封条材料组成
密封条主要用于车门周边密封，具有缓冲车门关闭时的碰撞、防止车外雨水渗透、提高车内气密性降低车外噪音等功能。密封条其材料是橡胶成分，在整车内暴露面积不小，所以对整车气味的影响也是不小的。
2）密封条气味超标原因
密封条主要材质为三元乙丙（EPDM）橡胶、发泡EPDM 橡胶，其自身气味较大。密封条的气味主要表现为硫磺味、焦臭味、胺味等刺激性的难闻气味。密封条中，影响气味的主要成分为硫化物、胺类物质和苯并噻唑等。这些化合物是EPDM生产过程中发泡剂、石蜡油和促进剂等物质在硫化反应过程中产生的副产物。
3）密封条气味改进建议
①生产过程中在不影响密封条其他性能的情况下尽量减少发泡剂使用量，能够改进气味。
②使用高闪点、低芳香烃含量的石蜡油的胶料。
③选择合适的硫化体系，良好的硫化体系采用不易分解的促进剂，减少硫化物的产生。
3 总结
整车气味优化需多方面协同，最重要的还是原材料的选择，尽可能的选择低气味散发的环保材料，但因成本等问题不可能所有材料都用环保材料，这就需要供应商自身从中选取平衡点。生产过程中合理使用添加剂，尽可能少使用溶剂；选用适当的生产工艺，增加适当的烘烤工序；仓储环境的通风状况尽可能的完善，储存过程中避免样品的交叉污染。随着管控越发完善，工艺技术越发精进，相信在不久的将来，车内气味问题一定能得到完善的解决。
作者：胡寅浩，王越，付佳永
单位：中国汽车技术研究中心宁波汽车零部件检测有限公司
简介：胡寅浩，男，从事整车及零部件产品VOC、ELV、气味相关检测服务工作。
引用本文：胡寅浩，王越，付佳永.汽车四种非金属零部件气味提升建议