车内非金属材料挥发性有机物及醛酮类物质测试方法和分级指标.docx

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车内非金属材料挥发性有机物及醛酮类物质测试方法和分级指标

 

《车内非金属材料挥发性有机物及醛酮类物质

测试方法及分级指标》编制说明

 

一、工作简况

 

(一)、立项的背景和意义

 

车内挥发性有害物质(VOCs)具有散发周期长、毒性大、易受环境影响等特点,处理不当会严重威胁驾乘人员身体健康。

随着大众环保意识逐步提高,该问题引起了政府及行业各界的广泛关注。

目前,我国已出台《HJ/T400-2007车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》和《GB/T27630-2011乘用车内空气质量评价指南》,明确规定了车内VOCs检测方法及限值标准。

在行业的推动下,整车VOCs限值要求标准正修订为强制性国家标准,修订后的强标预计将于2017年正式发布。

强标的发布将大大增强其对整车企业的约

束力,同时也为政府部门进一步强化监管提供依据。

零部件VOCs标准方面,2015年国标委下达了编制《车内非金属部件挥发性有机物和醛酮类物质检测方法》的通知,目前该标准已形成初稿,预计于2017年底发布实施。

车内VOCs散发源于材料,管控的根源也在于材料。

然而我国还没有统一的材料VOCs采样测试方法及评价指标,车内非金属材料VOCs性能良莠不齐,行业发展缓慢。

一方面,国内整车企业材料VOCs检测方法不统一,分散了企业研发精力及资金,抬高了行业成本;另

一方面,由于缺乏材料VOCs散发性能评价方法,部分材料以次充好,

 

严重扰乱了市场竞争环境。

制定车内非金属材料VOCs检测方法及分级指标,将填补国内汽

 

车非金属材料VOCs检测标准空白,对于完善车用材料标准体系,规范行业无序发展现状具有重要推动作用。

(二)、国内外研究现状与发展趋势

目前,材料级别VOCs检测方法基本成熟,国际上ISO、VDA、JASO对车内非金属材料VOCs检测都有相关规定,依据主要检测仪器不同,可以分为袋子法、舱式法、顶空法。

袋子法以日系及国内自主品牌应用为主,舱式法以德系品牌应用为主,顶空法在材料企业中应用较多。

袋子法因为操作流程简单,实验成本低,检测精度高、重复性好,在行业得到了广泛应用,成为车内非金属材料VOCs检测主要方法之一。

本标准编制以“袋子法”为主,同时也充分考虑了与企业标准以及国际标准相统一。

(三)、标准范围和主要内容

本标准适用于乘用车、商用车等车辆主要内饰非金属材料VOCs性能检测,其他车辆内饰非金属材料可参照执行。

本标准规定了车用塑料粒子、皮革、织物、橡胶、胶黏剂、胶带等非金属材料的样品寄送、制取、分析要求,明确材料中苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛八种挥发性有害物质浓度检测方法。

标准中依据VOCs散发浓度对材料进行分级评价,首批制定PP粒子、POM粒子、胶黏剂等材料的分级指标,随后将逐步完善皮革、织物等其他材料分级指标。

(四)、标准主要研制过程

在2016年1月车内VOCs控制管理制度研究课题工作会议上,60余位行业专家就中汽中心牵头建立统一的材料VOCs检测方法,开展汽车行业低VOCs材料评价达成共识。

 

图1车内VOCs控制管理制度研究课题组工作会议

 

1、标准编制第一次讨论会

2016年5月11日,来自中汽中心标准所、试验所、数据中心、

宁波检测中心以及一汽技术中心、吉利汽车、CTI、SGS和深圳北测

等企业的代表12人齐聚天津,召开了零部件及材料VOCs检测方法的

讨论会。

与会各方对建立材料VOCs检测方法进行了充分讨论,并对

 

后续工作进行了分工。

 

图2零部件及材料VOCs测试标准讨论会

会上,数据中心刘伟博士对袋式法检测内饰VOCs中,影响检测

 

结果的各种因素进行了介绍:

如样品下线时间,包装、运输、存储条

 

件,状态调节条件,空白值规定,配管长度,配管吹扫条件,采样袋

 

清洗条件,袋中放入样品后充抽气次数,检测温度,袋子容积,充气体积等等。

标准文本将围绕这些影响因素,尽量统一相关规定,将不确定因素降低到最低,保证结果的准确性和重现性。

试验所李晶介绍了目前有关车内非金属部件VOCs方面的国际标准情况。

之后,全体代表对零部件及材料VOCs检测方法标准文本进行了详细讨论,并对尚未达成一致的内容进行分工研究。

 

2、标准编制第二次讨论会

 

数据中心充分听取了国内一汽、东风、上汽、吉利、长城等主

流车企专家的意见,在ISO12219-2Bagmethod的基础上,编制了

 

《非金属材料挥发性有机物和醛酮类物质检测方法(草案)》。

 

图3车用材料工作组第十五次工作会议

 

在2016年6月份数据资源中心组织召开的车用材料技术工作组第十五次会议上,来自全国各地的汽车、零部件、材料企业及检测机构的八十余名代表对该测试方法进行了讨论交流。

 

提出公司名称

1

企业意见及采纳情况企业意见

 

采纳情况

 

比亚迪汽车工业有限公司

 

芜湖凯翼汽车有限公司

 

SGS

 

(1)关于胶带的处理,建议将胶带粘贴

(1)部分采纳。

在铝箔上,这样与实际使用状态更为一关于使用铝箔还是

致。

另外,只需要规定胶带的覆盖面积钢丝网,需要进一步

就可以了,不需要规定钢丝网或铝箔的实验研究。

规定钢丝

 

面积;网面积是为了让实

(2)对于样品加热温度,要求将封装后验更加规范。

样品投入65度的烘箱内,由于仪表板和

(2)不采纳。

后搁物板为阳光直接照射部位,实车温行业通用为65℃。

度与其他位置温度存在差异,建议根据

样品位置确定温度。

(1)前处理样品面积太小;

(1)部分采纳。

(2)采样袋大小建议:

明确不同规格样品大小参考了行

尺寸采样袋的适用范围,以提升规范的业现状,100×100mm

可执行性;在行业应用较为广

(3)材料种类建议写成“PP类”比较合泛。

部分材料选用

适,因车内大面积使用的材料有150×100mm

PP+EPDM-T20,PP-T20,PP/PE等;

(2)采纳。

(4)大面积使用的塑料材料还有:

EVA、(3)采纳。

PA类、POM、ABS、PMMA、PC等(4)采纳,并已扩

(5)胶带和双面胶不建议用钢丝网,钢充。

丝网容易黏住采样袋,建议用铝箔,使(5)采纳。

用铝箔更具有代表性;

(1)橡胶取样方法。

截取200g,建议从

(1)进一步研究。

中间截取;

(2)需要进一步实

(2)胶带取样。

粘贴在10cm×10cm的钢验。

丝网上,不好操作且不能充分散发,建(3)需要进一步实

议将胶带放在样品保护架中;验。

(3)胶黏剂取样。

按照相关工艺要求涂于25cm×25cm的铝箔上,确保胶体表面的平整型和厚度均匀性。

按使用说明放置一定时间,取其中10cm×10cm涂抹均匀的铝箔,进行下一步试验。

记录样品使用量,涂层厚度,干燥时间。

不易确保胶体表面的平整性和厚度均匀性,同时也不好确定10cm×10cm的样品重量,涂层厚度。

建议取一定量直接涂于

 

10cm×10cm铝箔上。

上汽集团乘用

(1)目前行业内使用1立方VOC舱、袋

(1)暂不采纳。

车公司

式法以及直接进样法(如GMW15634)进

(2)不采纳。

草稿

行分析;

中检测方法是经过

(2)该标准草稿中的袋子大小、气体采

行业验证的,数据稳

集流速、气味采集时间和体积与目前行

定性较高,相关参数

业主流相差较大,10L袋子VOCs数据稳

不需要进一步调整。

定性差平行样差异大。

建议:

袋子100L、

采集时间均为15min,采集流速Tenax

200ml/min,DNPH管800ml/min。

重庆力帆乘用

(1)5.1

样板大小尺寸:

建议

10*20;

(1)不采纳。

车有限公司

(2)5.2

采样装置更新为3个阀门;

(2)需要进一步实

(3)6.3质量体积浓度建议与试验报告

验。

3

3

3

数据单位保持一致:

mg/m或者ug/m。

(3)使用mg/m。

 

3、标准编制第三次讨论会

2017年5月12日,组织召开“车内非金属材料挥发性有机物

及醛酮类物质测试方法及分级指标”讨论会,来自行业的30余位专

 

家对该检测方法进行了深入讨论。

 

图4“车内非金属材料挥发性有机物及醛酮类物质测试方法及分级指标”

讨论会

 

与会专家对材料VOCs测试方法及分级指标进行激烈讨论,相关

 

意见处理结论如下:

 

表3企业意见及采纳情况

序号

企业意见

采纳情况

部分采纳。

标准中补充了对于

标准样件相关工艺参数的说

明,参考GB/T17037《热塑

关于标准中规定的塑料产品注塑

性塑料材料注塑试样的制备》

1

工艺参数,企业能否依据产品牌号

标准,材料级别实验必须要求

的实际注塑工艺进行打板制样。

企业使用典型注塑工艺制样。

同时放宽了企业送样要求,除

寄送材料粒子外,企业可以自

行打板并寄送。

2

5.2.3中清洗采样袋时采用30%氮

采纳

气建议改为50%

3

计算结果建议取消换算成标

6.3.1

采纳

准状态的结果

4团标中对样品送达时间有规定(下线14天内),但是对样品的测试时

间没有做出要求,是否添加为“样采纳,检测时间确定为下线后

品下线14天内送达检测实验室,

4周内

检测实验室在收到样品后7天内完

成测试”

5材料分级评价方法过于复杂,建议

采纳

简化

(五)、参与标准制定单位

 

表3

参与标准制定单位

中国标准化协会汽车分会

东风日产

中国汽车技术研究中心

江铃汽车

上汽乘用车

东风小康

广汽乘用车

丰田纺织

一汽技术中心

丰田合成

上汽通用五菱

矢崎中国

上海大众

陶氏化学

一汽大众

锦湖日丽

长安汽车

博禄贸易

长安福特

拜耳材料

华晨汽车

沙伯基础材料

 

东风汽车

吉利汽车

江淮汽车

蓥石汽车

北京奔驰

蔚来汽车

广汽本田

长安福特

东风雷诺

 

通标检测

 

谱尼测试

广电计量

必维检测

华测检测

宁波检测中心

天津检测中心

 

三、相关实验开展情况

为保证材料级别VOCs检测方法的科学性和有效性,数据中心持

 

续开展了大量研究性实验。

主要试验如下:

 

(一)、材料粒子检测方案确定

为保证准确反映材料粒子VOCs散发性能,标准起草工作组重点

 

研究分析比较了“材料粒子”和“材料打板”两种检测方案的优劣,

研究发现,“粒子打板”方案能够更好的反映材料注塑成内饰件后VOCs

 

发散情况,检测数据的区分度也更高,由此确定了材料粒子打板后进

行VOCs测试。

 

(二)、材料粒子打板注塑参数及尺寸确定

 

标准起草工作组充分调研并开展多次试验,确定不同材料粒子注

 

塑关键工艺参数,相关注塑工艺参数如下:

4

材料典型注塑工艺参数

材料种类

 

PP类

 

PC/ABS类

 

烘干温度:

注塑温度:

保压压力:

烘干温度:

注塑温度:

保压压力:

典型工艺参数

90±10℃烘干时间:

220±10℃

50±10MPa

100±10℃烘干时间:

250±10℃

55±10MPa

 

3±0.1h

 

5±0.1h

 

PA类

 

POM类

 

烘干温度:

注塑温度:

保压压力:

烘干温度:

注塑温度:

保压压力:

 

80±10℃

 

265±10℃

40±10MPa

95±10℃

190±10℃

65±10MPa

 

烘干时间:

 

烘干时间:

 

6±0.1h

 

3±0.1h

 

对于材料粒子打板尺寸,标准起草工作组与各材料企业及检测机

构反复沟通,组织多轮试验,形成最终打板尺寸(150×100×2mm)。

 

图4不同尺寸样板VOCs释放情况

 

(三)、胶黏剂检测方案确定

 

整车制造过程中使用多种胶黏剂产品,如总装胶、焊装胶、减震

 

胶等,不同种类胶黏剂产品的喷涂及烘干工艺各有差别。

标准起草工

 

作组规定了不同种类胶黏剂的涂抹方式,烘干工艺按照产品原有工艺

 

制样。

胶黏剂涂抹后如下图所示。

 

图5胶黏剂涂抹案例示意

(四)、胶带检测方案确定

 

整车装配过程中会用到单面胶带、双面薄胶带等材料,标准起草小组根据胶带车内实际使用情况,制定了将一定面积的胶带分别粘贴至铝箔以及铁丝网后进行VOCs测试的对比试验,测试结果显示,将铝箔作为支撑物能够有效满足VOCs检测的要求。

 

(五)、材料数据摸底及分级评价指标确定

 

为确定材料分级评价指标,团体标准编制组组织行业开展部分材

 

料VOCs检测试验,前期针对PP、PC/ABS、POM、胶黏剂等材料产品,联系行业中相关企业开展了大量检测工作,摸底企业既包含了外资企

 

业、合资企业,也包含了部分国产大型企业,具有广泛代表性。

表5典型企业列表

 

材料种类摸底企业

PP博禄贸易、上海普利特、聚石化学等

PC/ABS锦湖日丽、聚石化学、沙特基础材料等

POM塞拉尼斯、宝理塑料等

 

胶黏剂汉高、波士胶、中科力泰等

 

对于不同种类材料VOCs散发情况进行了试验研究,同种材料不

 

同牌号产品,挥发性有害物质散发分布情况如下图所示。

 

图6PP类材料八种有害物质散发示意图

通过对PP、PC/ABS、POM、胶黏剂等材料VOCs散发水平,车内

 

几种主要材料VOCs散发下四分位数如下:

表6材料VOCs基准指标

项目

基准值li(ug/m3)

甲苯

乙苯

二甲苯

苯乙烯

甲醛

乙醛

丙烯醛

塑料

聚丙烯类

10

1090

93

395

84

25

84

25

聚碳酸酯和丙

烯腈-丁二烯-苯

10

680

150

335

546

53

133

25

乙烯共聚物和

混合物类

聚甲醛类

10

450

65

281

33

9000

90

25

胶黏剂类

胶黏剂

30

350

15

65

30

34

93

25

为满足行业选材需求,后期标准编制工作组将不断增加材料种

 

类,开展相关实验,丰富评价材料种类。

 

为确定不同种类材料分级,团体标准建立分级评价方法基本思路

 

如下:

根据材料VOCs检测值与基准值的比值确定该种材料单项挥发

 

性有机物分级系数,将材料的八种挥发性有害物质分级系数相加确定

 

总的分级系数,并通过总的分级系数进行分级评价。

分级后,不同材

 

料分级比例如下表所示:

表7不同材料分级占比测算表

级别分数约占比例

 

A

B

C

D

无级别

 

mt≥6

 

6>mt≥5

5>mt≥4

4>mt≥3

3>mt

 

10%

10%

10%

10%

60%

 

四、采用国际标准的程度及水平的简要说明;

 

该标准主要参考的国际标准有ISO12219-2:

2012《道路车辆车内空气质量第2部分:

汽车内饰件及材料VOCs性能检测袋式法》(英文版)、ISO16000-3:

2001《室内空气第3部分甲醛及其他碳氢化合物采样方法主动采样法》(英文版)、ISO16000-6:

2011《室内空气第6部分挥发性有机组分测定方法热脱附/毛细管气相色谱/质谱联用法》(英文版),同时结合我国实际情况对本团体标准进行了补充和修改

 

五、重大分歧意见的处理经过和依据;

 

无。

 

六、贯彻标协标准的要求和措施建议

 

标准发布后,中国汽车技术研究中心将组织行业召开标准宣贯会,开展培训活动,促进该标准更好的贯彻实施。

七、其它应予说明的事项

 

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