汽車內(nèi)飾材料安全標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)及測試
隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展,,人們停留在車內(nèi)的時(shí)間越來越長,,車內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量將更大限度地影響著人們的健康,,也因此越來越受到關(guān)注。車內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的重要污染源是汽車內(nèi)飾材料,這主要是由紡織品,、皮革和塑料等汽車內(nèi)飾材料在生產(chǎn)加工時(shí)殘留的有機(jī)溶劑造成的,包括苯,、甲醛,、二甲苯等揮發(fā)性化合物,,這種原因引起的污染在剛購買的新車中尤其突出,。
一,、汽車內(nèi)飾材料安全性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
現(xiàn)有的汽車內(nèi)飾材料安全性能評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有霧化值阻燃性,、氣味,、甲醛含量、揮發(fā)性化合物散發(fā)氣體,。國內(nèi)由于沒有適用的車內(nèi)環(huán)境污染物控制標(biāo)準(zhǔn),,一些企業(yè)對(duì)車內(nèi)環(huán)境污染沒有引起足夠的重視并未采取相應(yīng)的措施。缺乏標(biāo)準(zhǔn)限值的污染物,,如多環(huán)芳烴等致癌物質(zhì)將很有可能造成污染物“黑洞”,。因此,加強(qiáng)對(duì)車內(nèi)環(huán)境的監(jiān)督和檢測,,增加車內(nèi)污染物的監(jiān)測項(xiàng)目,,制定車內(nèi)污染物限值,以客觀反映車內(nèi)空氣質(zhì)量狀況,,推動(dòng)車內(nèi)環(huán)境污染的防治,,保障消費(fèi)者的身心健康已迫在眉睫。
1.1車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)
(1)車內(nèi)空氣污染物的來源車內(nèi)污染物
一是來源于汽車主體材料中所含有害物質(zhì)的釋放,;
二是來源于車內(nèi)裝飾材料中所含有害物質(zhì)的釋放,;
三是來源于外界污染物的進(jìn)入;
四是來源于車內(nèi)駕乘人員的生活習(xí)慣,。
汽車主體用塑料,、橡膠和化學(xué)纖維等高分子物質(zhì)中未參加聚合的小分子物質(zhì)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(nèi)裝飾材料自身及其使用的各種膠粘劑中都會(huì)含有污染物并造成車內(nèi)空氣的二次污染,,污染物主要有甲醛、苯,、甲苯,、丙酮、二甲苯,、烯烴,、代烴和芳香烴等;
外界污染物主要有一氧化碳,、碳?xì)浠衔?、氫氧化物等,汽車尾氣及車?nèi)空調(diào)蒸發(fā)器長期使用后管道內(nèi)積累的污染物也會(huì)進(jìn)入車內(nèi),;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(nèi)空氣的二次污染源,,駕乘人員在車內(nèi)吸煙也會(huì)增加揮發(fā)性有害物質(zhì)和塵埃之類的空氣污染物水平,。
(2)車內(nèi)空氣污染的危害
汽車在行駛過程中,車內(nèi)是一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境,,駕乘人員長期處于受污染嚴(yán)重的車內(nèi)環(huán)境中,,會(huì)出現(xiàn)頭痛、乏力等癥狀,,嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)皮炎,、哮喘、免疫力低下,,甚至是白細(xì)胞減少,。因此,必須建立完善的測試標(biāo)準(zhǔn)以評(píng)價(jià)車內(nèi)環(huán)境的污染程度,。
1.2阻燃性能
汽車內(nèi)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(shí)間。發(fā)達(dá)國家對(duì)此制定了嚴(yán)格的法規(guī),如:美國聯(lián)邦法規(guī)FMVSS 571.302,、標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 3795以及歐洲會(huì)議理事會(huì)指令95/28/EC針對(duì)汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性均有規(guī)定,。
我國于1987年也制定了相應(yīng)的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB 8410—1987,經(jīng)1994年和2006年先后兩次修訂,,形成了GB 8410—2006,,該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)于FMVSS 571.302。我國標(biāo)準(zhǔn)GB 8410—2006對(duì)阻燃性能要求太低,,不足以有效防止和延緩火災(zāi)的發(fā)生,,其中對(duì)所有汽車內(nèi)飾材料的阻燃性能只有一個(gè)簡單要求,就是在相關(guān)測試條件下水平燃燒速度不大于100 mm/min,。這道門檻非常低,,以至于大多數(shù)塑料,特別是熱塑性塑料幾乎不用經(jīng)過任何阻燃處理就能滿足要求,。這樣的內(nèi)飾材料在發(fā)生火災(zāi)時(shí),,實(shí)際上卻成了“助燃材料”。因此,,可同時(shí)考慮加入汽車內(nèi)飾材料的阻燃等級(jí),、氧指數(shù)和煙密度等指標(biāo)。
圖:阻燃劑的分類
1.3霧化性能
霧化性能是汽車內(nèi)飾材料至關(guān)重要的指標(biāo),。汽車內(nèi)飾材料如皮革,、塑料、紡織物以及粘結(jié)材料的膠粘劑等,,都含有一些揮發(fā)性物質(zhì),,在一定條件下會(huì)揮發(fā)出來在汽車窗戶或擋風(fēng)玻璃上凝結(jié),嚴(yán)重影響駕駛者的視線和行車安全,。目前國內(nèi)尚未有對(duì)霧化性能的統(tǒng)一要求,,國內(nèi)外部分汽車標(biāo)準(zhǔn)化組織和汽車品牌生產(chǎn)商對(duì)汽車內(nèi)飾用皮革的霧化值要求一般為≤2mg~5mg。
1.4其他指標(biāo)
1.4.1多環(huán)芳烴
近年來,,媒體多次報(bào)道國內(nèi)多款汽車被檢出強(qiáng)致癌物多環(huán)芳烴(PAHs),,由于PAHs的危害,多個(gè)國家和地區(qū)對(duì)其進(jìn)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<1 mg/kg或者8種多環(huán)芳烴(PAHs)的總含量<10mg/kg,,美國環(huán)境署則要求優(yōu)先評(píng)估的16種PAHs不得含有,德國GS認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)ZEK 01.4-08要求BaP限值為1 mg/kg或者18種PAHs總含量限值為10 mg/kg(第二類材料),。國內(nèi)對(duì)車內(nèi)空氣質(zhì)量有所限定的國標(biāo),,如GB/T 27630—2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》、GB/T17729—2009《長途客車內(nèi)空氣質(zhì)量要求》,,卻未涵蓋這項(xiàng)致癌物,。因此,,多環(huán)芳烴含量作為汽車內(nèi)裝飾材料安全評(píng)價(jià)的指標(biāo)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(jīng)達(dá)到10%左右,,特別是汽車塑料內(nèi)飾件一般都要求阻燃。阻燃性是汽車內(nèi)飾材料重要的安全特性,,利用阻燃劑進(jìn)行整理可以賦予一定的阻燃性能[3],,而現(xiàn)用阻燃劑中有些品種本身有毒,或燃燒時(shí)產(chǎn)生有毒物質(zhì),,部分阻燃劑具有生物累積性和致癌性,。因此,此類阻燃劑的*也應(yīng)成為評(píng)價(jià)汽車內(nèi)飾材料安全性能的指標(biāo)之一,。此外,,一些常規(guī)的指標(biāo)如偶氮染料、可萃取重金屬,、也應(yīng)列入汽車內(nèi)裝飾材料安全評(píng)價(jià)的范疇,。其測定可按照相應(yīng)材料的國標(biāo)檢測方法進(jìn)行,。
二,、指標(biāo)測試方法
2.1車內(nèi)空氣污染物含量測定
根據(jù)污染物來源,分別對(duì)非金屬材料,、零部件和整車進(jìn)行空氣污染物的檢測,。車內(nèi)空氣污染物的測試主要有三類:氣味評(píng)價(jià),主要靠人的感官嗅覺進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià)(VDA270),,也可采用電子鼻測定(SAE J351),;揮發(fā)性有機(jī)污染物(VOC)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/T 28370),。
目前,國內(nèi)對(duì)整車VOC的檢測已發(fā)布相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),,而對(duì)非金屬零部件的VOC檢測尚無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),,國內(nèi)對(duì)非金屬零部件的VOC檢測方法不統(tǒng)一。關(guān)于零部件及材料的檢測標(biāo)準(zhǔn)包括:ISO 12219,、VDA 270,、DIN 13130、DIN EN 13725,、VDA 275,、VDA277,、VDA 278、SAE J351等多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),。關(guān)于整車的測試方法及有機(jī)污染物限值要求,,主要依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)HJ/T 400—2007和GB/T 27630—2011進(jìn)行測試并評(píng)價(jià)。
2.2阻燃性測試
阻燃性測試就是被測物推遲火焰延續(xù),、蔓延,、擴(kuò)散等能力的試驗(yàn)方法。經(jīng)過多年的發(fā)展,,阻燃性測試已經(jīng)形成多種標(biāo)準(zhǔn),,成為相關(guān)業(yè)界非常重點(diǎn)的檢測項(xiàng)目。大多數(shù)的車用內(nèi)飾材料燃燒性能測試都要求在苛刻的試驗(yàn)環(huán)境下,,采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的火源,,對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行不同的火源撞擊,然后觀察和評(píng)價(jià)材料的燃燒現(xiàn)象,。如,,GB 8410—2006中規(guī)定了汽車內(nèi)飾材料燃燒特性的試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)。阻燃性測試還可參照下列標(biāo)準(zhǔn):DIN 75200,、ISO 3795,、ASTM D 5132、FMVSS 302,、JIS D1201,、UL 94等。
圖:塑料阻燃等級(jí)測試
2.3霧化性能
通過對(duì)汽車內(nèi)裝飾材料進(jìn)行霧化試驗(yàn),,實(shí)現(xiàn)對(duì)這些材料中可揮發(fā)性物質(zhì)的控制,,以有效地降低車內(nèi)環(huán)境污染,已經(jīng)成為汽車及汽車內(nèi)飾材料生產(chǎn)企業(yè)控制產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要手段,。
目前,,汽車內(nèi)飾材料的霧化試驗(yàn)方法,包括重量法,、光澤度法和霧度法,,其成霧原理相同,都是利用物質(zhì)的揮發(fā)—冷凝這一原理來實(shí)現(xiàn)成霧的過程,,區(qū)別在于測量的參數(shù)是冷凝組分,、成霧值還是霧度??蓞⒄盏臉?biāo)準(zhǔn)有德國標(biāo)準(zhǔn)DIN 75201,,美國標(biāo)準(zhǔn)SAE J1756、ASTM D5393,,英國標(biāo)準(zhǔn)BS EN 14288,,標(biāo)準(zhǔn)ISO 6452,。
2.4其他性能測定
2.4.1多環(huán)芳烴
多環(huán)芳烴測試原理為:將代表性樣品剪碎,用合適溶劑(如甲苯,、環(huán)己烷等)超聲或索氏萃取,,凈化后用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀或高效液相色譜進(jìn)行分析。德國GS認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)ZEK 01.4-08明確規(guī)定了多環(huán)芳烴的*和測試方法,,用該法測定的每種PAH的檢出限為0.2 mg/kg,。此外,可參照的標(biāo)準(zhǔn)還有:ISO/TC 45/SC 3,、EPA-TO-13A,、NF X43-404-12-2009、VDI 4300 Blatt 2等,。
2.4.2禁用阻燃劑
雖然阻燃劑能使易燃物質(zhì)燃燒減慢,、終止或難以燃燒,但因其對(duì)人體和環(huán)境都會(huì)造成危害,,部分阻燃劑(如含溴阻燃劑)已被列入禁用名單,,如歐盟76/769/EEC指令明確規(guī)定禁用溴系阻燃劑。禁用阻燃劑的測試過程一般為:樣品用溶劑超聲萃取,,過濾濃縮萃取液,,GC-MS/LCMS/GC-NPD檢測??蓞⒄誈B/T 30512—2014《汽車禁用物質(zhì)要求》中規(guī)定的方法進(jìn)行檢測,。
三、車內(nèi)污染物應(yīng)對(duì)措施
據(jù)調(diào)查,,車內(nèi)環(huán)境污染是車外的10倍以上,想要從根本上遏制它,,可通過源頭控制和末端處理兩種途徑進(jìn)行,。
3.1源頭控制
目前,國內(nèi)針對(duì)汽車內(nèi)飾材料環(huán)保安全的標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T 27630—2011《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》,、GB/T30512—2014《汽車禁用物質(zhì)要求》等,,標(biāo)準(zhǔn)中要求的指標(biāo)不全面,部分指標(biāo),,如阻燃性,,要求太低,國家或行業(yè)應(yīng)出臺(tái)更全面,、更嚴(yán)格的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),,避免污染物“黑洞的出現(xiàn)”。另外,,各生產(chǎn)廠家應(yīng)該執(zhí)行更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),,選用環(huán)保型材料,,從源頭上控制污染物的產(chǎn)生。
3.2末端處理
對(duì)車內(nèi)環(huán)境空氣污染物的末端處理,,建議如下:多開窗通風(fēng),;在車內(nèi)放置活性炭、竹炭等吸附性凈化材料,;安裝車載空氣凈化器,,如汽車氧吧、光觸媒車載空氣凈化器,、太陽能車載空氣凈化器等,;使用生物酶分解有害物質(zhì)。