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汽车VOC介绍


汽车VOC介绍

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VOC定义
Organic Compounds:挥发性有机化合 物)是指在常温状态下容易挥发的有机化合物,较常见 的有:

苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、 甲醛、乙醇、十四碳烷、TVOC。 此外还有乙醇类和 酮类等多个种类。这些化学物质具有 易挥发(易干燥)和亲油(易于去除油污)等特点,被 广泛应用于涂料、粘合剂等溶剂以及洗涤剂等工业领域。
通常不同的标准对其定义有所有差别 常见的有: 美国ASTM D3960-98标准 美国联邦环保署(EPA) 国际标准ISO 4618/1-1998 德国DIN 55649-2000标准
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VOC(Volatile

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VOC分类
WHO对VOC的分类:

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汽车VOC概述

1991年美国哈佛大学对比各种不同的交通形式下车内污染物的暴露水平
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汽车VOC概述

定义 汽车散发出来的挥发性有机物

危害 当车中的VOC达到一定浓度时,短时间内人们会感到 头痛、恶心等,严重时会出现抽搐,并会伤害到人的肝 脏、肾脏、大脑和神经系统。

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汽车VOC特征

特征

1、车内空间狭小,污染程度大。 2、汽车的密闭性很强,在多数情况下门窗关闭,不利 于有害气体的扩散。 3、汽车是移动交通工具,与外界对流热交换量大,外 界气候条件变化大,对温度等条件的控制难度加大。 4、汽车玻璃门窗所占面积大,长时间暴露在阳光下, 车内温度变化幅度较大。在高温下,车内零部件 5、及装饰材料中的有害物质更易挥发出来。 6、车内人口密度大,加重了污染。

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第一部分

整车VOC研究

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国外汽车VOC研究现状
一、车辆状态对VOC的影响
2003年美国加州大学 Marion进行的不同工作 状态下车内TVOC对比实 验。

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国外汽车VOC研究现状
二、VOC的来源
1998年英国伯明翰大 学Leung对比静止状 态下车内外的污染物 浓度情况。 结果发现在静止状态 下,内饰材料及零部 件释放的车内污染物 浓度是惊人的,大大 超出了车外环境浓度

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国外汽车VOC研究现状
三、温度对汽车VOC的影响

2003年Marion实验表明, 车内温度从高温区(43-63 ℃) 降至中温区 (32-43 ℃), TVOC的浓度下降了4-8倍。
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国外汽车VOC研究现状
四、背景对汽车VOC的影响(1991年美国哈佛大学)

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国外汽车VOC研究现状
四、背景对汽车VOC的影响

1998年CARB测量的不同环境下车内甲苯浓度对比。
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国外汽车VOC研究现状
五、通风对汽车VOC的影响

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国外汽车VOC研究现状
六、其他因素对汽车VOC的影响 英国伯明翰大学的Leung对比研究了吸烟对车内VOC浓度的影响

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国外汽车VOC控制措施
目前国内及欧、美、日均没有汽车车内空气质量的国家标准、法规。但 有资料表明国外主要汽车公司对于车内空气质量的控制,主要通过对配套零 部件的管理来实现的。例如: 有的日本汽车生产厂就有企业内部规定,从原材料环节控制车内异味的 产生,在新车定型时还有专人针对“车内味道”进行感官评判。 欧盟制定了《有关化学品注册评估授权与限制制度》(67/548/EEC) 对汽车相关材料做了部分规定。 德国环保机构与汽车制造公司协调制定了车内环境空气污染控制的条 例,使得车内各种有害气体含量有了限制,如甲醛的浓度不得超过0.08ppm (中国汽车报:2003年12月09日第28版:车内空气质量在德国)。 奥迪汽车制造厂专门成立了车内气味评测小组,进行气味控制,甚至 将环保当作自己产品的新卖点。

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中国汽车VOC研究现状
2004年7月14日,由国家环境保护总局主持召开了国家标准《车内污染物限值 和测量方法》开题报告论证会。标志着国家标准《车内污染物浓度限值和测量 方法》的制定工作的正式启动。 2004年9月9日正式下达了车内污染物标准的计划(国标委计划函[2004]58号 “关于下达《车内空气污染物浓度限值及测量方法国家标准》修订项目计划的 通知” 2007年年底出台《车内空气污染物测量方法》 HJ/T-400-2007,世界首个汽车VOC标准。 2008年3月29日制订限值标准组启动

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《车内空气污染物测量方法》介绍
一、环境采样舱

环境温度: 25.0±1℃ 环境相对湿度: 50%±10% 环境气流速度 ≤0.3m/s 环境污染物背景浓 度值:目前暂按甲 苯 ≤0.02mg/m2、 甲醛≤0.02mg/m2 执行

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《车内空气污染物测量方法》介绍
二、车内采样点

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《车内空气污染物测量方法》介绍
三、采样流程

TENAX DNPH

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《车内空气污染物测量方法》介绍
四、仪器分析

烃类物质

醛酮物质

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中国汽车企业应对
丰田、大众、通用、日产、长安集团等参加了《车内空气 污染物测量方法》标准编制组。 大众、丰田、日产、长安、神龙、上汽等企业已经建立了 环境采样舱。 国内主机厂奇瑞、吉利、长城等企业已经全面启动车内污 染空气的调查。 目前大多企业都在进行整车环境舱采样以及对材料零部件 VOC开始管控。

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第二部分

零部件VOC研究

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VOC溯源

一级 。。。。。。 。。。。。。

。。。。。。

。。。。。。 。。。。。。
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VOC来源
来源 材料
地毯、毡制品 皮革制品 织物 胶粘剂 附着力促进剂

材料
涂料

汽车 汽车 Text

聚氨酯坐垫 脱模剂 清洗剂 ………

来源

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一、地毯、毡制品
来源: 车内使用的地毯、内饰毛毯和顶篷毡的VOC挥发量较高,这与 其制造过程中使用的粘结材料酚醛树脂直接相关,酚醛树脂胶粘剂 采用的合成原料为甲醛,若反应不完全,胶粘剂中会含有游离甲 醛,因此在使用过程中会放出甲醛。 措施: 选用环保型的胶粘剂,选用不含或选用含酚醛树脂含量低的地 毯、毛毯是减少车内VOC含量的一个重要途径,而且目前从技术上 也是可行的。 问题:成本问题。

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二、皮革制品
来源: 甲醛可应用于皮革制造的各个阶 段,但皮革中大多数甲醛产生于鞣 制和复鞣中。 措施: (1)筛选出适当的化工材料和配方。 (2)了解供应商提供的化工材料性 能,在采购原料时应要求供货方出 具产品中甲醛含量合格的证明。 (3)使用在实践中证明有效的甲醛 清除剂。 (4)加工过程中,应使用绿色环保 的甲醛替代产品,在操作工艺后期, 不使用甲醛含量高的产品。 问题:替代品少,成本高。
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三、织物/衬背
来源: 为了使汽车内纺织品能达到防皱、防缩、阻燃等效果,或者为了 保持印花、染色的耐久性以及改善手感,都需在纺织品生产助剂中添 加甲醛。当纺织品长时间的暴露在空气中时,由于甲醛具有挥发性, 就会不断释放而污染车内环境。 措施:同二 问题:同二

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四、胶粘剂
来源: 汽车内饰会使用多种溶剂型胶粘剂,如:壁纸胶粘剂、地毯胶粘剂、 密封胶粘剂、塑料胶粘剂等。胶粘剂使用过程中会释放甲醛、苯、甲 苯、二甲苯及其它挥发性有机物。 措施: (1)开发水性胶粘剂,它以水作为分散介质,无毒、无污染。 (2)采用热熔型胶粘剂,不含有机溶剂。 (3)胶粘剂使用后处理过程,尽量使VOC挥发完全。 (4)寻找毒性小的溶剂,作为替代品。 问题: (1)水性胶粘剂的初粘性、耐水性、稳定性、防冻性不如溶剂型胶粘 剂。 (2)成本问题。

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五、附着力促进剂
来源: 附着力促进剂可用于聚氨酯、环氧、腈类酚醛胶粘剂和密封材料。改 善填料和颜料在聚合物中润湿性和分散性并提高对玻璃、塑钢、铜、 铝、铁尼龙等金属及塑胶的附着力。使用时要用一些有机稀释剂,是 VOC的主要来源。 措施: (1)寻找毒性小的溶剂,作为替代品。 (2)后处理过程尽量使VOC挥发完全。 问题: 增大企业生产成本,后处理工序比较麻烦。

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六、涂料
来源: (1)涂料既起到装饰作用,又能够防风化、仿腐蚀,延长各种材料的 使用寿命,同时它还具有一些特殊功能。 (2)涂料中的成膜物质主要是合成树脂,为了完成涂装过程必须使用 溶剂,将成膜物质溶解或分散为液态,并在涂膜形成过程中挥发掉。 挥发的气体中最常见的有脂肪烃,芳香烃(甲苯、二甲苯)醇、酯 等,同时为了满足涂料生产、贮存、涂装和成膜不同阶段的性能要 求,必须使用涂料助剂,助剂也同样会释放挥发性有机物。 措施: (1)购买合格的涂料品种;严格按产品工艺要求;施工后及时通风。 (2)开发水性涂料。 (3)开发高固体涂料。。 问题:成本、性能和技术方面。

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七、聚氨酯坐垫
来源: PU是一种重要的合成材料,坐垫、头枕、隔音、仪表盘、遮阳板、门 板、顶棚衬里等内饰件。目前大量被使用的聚氨酯仍以溶剂型为主。 措施: (1)水性聚氨酯,避免了有机溶剂的可燃性和有毒性,而且减少或消除 了聚氨酯固化过程中有机溶剂挥发带来的环境问题。同时,由于水性 聚氨酯以水为介质,具有不燃、气味小、不污染、节能、操作加工方 便等优点,越来越受关注。 (2)改变合成工艺,后处理工艺,减少VOC排放。 (3)寻找新的环保溶剂。 问题:成本、性能和技术方面。

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八、脱模剂
来源: 脱模剂是能使塑料制品易于脱模的物质。脱模剂既可加入模塑料中, 亦可覆于模具表面。前者称内脱模剂,后者称外脱模剂。脱模剂是为 使模塑制品易与模具分离而涂于模具成型面或加入模塑料中的物质。 脱模剂用于玻璃纤维增强塑料,聚氨酯泡沫和弹性体,注塑热塑性塑 料,真空发泡片材和挤压型材等各种模压操作中。脱模剂种类很多, 有聚氨酯自结皮脱模剂,聚氨酯硬泡、软跑脱模剂,聚氨酯弹性体脱 模剂,环氧树脂脱模剂,各种橡塑脱模剂,酚醛树脂脱模剂,不饱和 树脂脱模剂等。脱模剂稀释溶剂采用苯、甲苯、二甲苯等有机溶剂, 是VOC的主要来源。 措施:可选用水性脱模剂,用水稀释或直接使用,可减少VOC排放。

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九、清洗剂
来源: 汽车内饰清洗剂用于汽车内饰的日常清洁,用于清洁汽车内饰中的化 纤、木质、皮革、布艺、丝绒、工程塑料制品(如:顶棚、座椅、仪 表台、地毯等)。 (1)水性清洗剂 (2)有机清洗剂 对于水不溶性油污应采用有机清洁剂进行清洗,该清洗剂主要用于去 除车身表面的油脂类污垢。有机清洗剂的主要成分是有机溶剂,主要 有汽油、煤油、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等,是VOC的主 要来源。 (3)油脂清洗剂 措施:改用环保型溶剂。 问题:技术层面。

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第三部分

材料VOC检测方法

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各车厂应对情况
01.日系 采样袋法 管控VOC项目较为严格, 其中以日产标准最为完整。 各大车厂也都有属于 自己的标准。 欧美车系:大众、通 用 02.欧美 顶空法 目前的方法主要是 借鉴VDA方法进行 测试

VOC
日系:本田、丰田、 日产 国内车厂:长安集团 、东风集团、长城汽 车

03.国内 综合采用 国内车厂和合资厂采用方 法主要是借鉴以上两种方 法。

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采样袋法

丰田
均采用采样袋法 测VOC。 要求各不相同, 是目前测定部件 、材料VOC较完 善的方法。

日产

本田

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采样袋法流程

1 2 3

一 气体采样袋及配管前处理 二 样品存放及制取

三 放置样品与充气

4 5 6

四 恒温加热培养

五 采集气体 六 仪器分析

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一、采样袋及配管前处理

1 密封采样袋

2 填充氮气

4 迅速抽除袋内 气体,重复上述步 骤三次确保采样袋 内无VOC气体

3 采样袋与配管 进行加热

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二、样品存放与制取

1 样品若不能及时分析,用铝箔纸包裹,在23±2℃,相对湿度50±5%下保存

1 用铝箔纸包裹保存

2 制样前用酒精棉清洗制样工具

3 制取样品

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三、放置样品与充气
1 将预处理好的采样袋减去一角 2 放置样品 3 密封采样袋

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5 充入氮气,用真空泵抽除 4 用皂膜流量计校正个体气体采样器 We Assure Your Excellence

四、恒温加热培养
1预先将恒温箱加热。 2 将装有样品的采样袋放入恒温箱, 布置好配管(配管应先用氮气吹扫) ,恒温加热

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五、采集气体
1恒温加热结束,晃动 袋子使气体分布均匀 2采集气体前用皂膜流 量计校正恒流低流量采样器 3采集气体前先老化捕集 烃类物质的TENAX管

5 用DNPH管采集醛类物质 4 用TENAX管采集烃类物质
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六、仪器分析
1 TENAX管若不能及时分析, 则用铝箔纸包好,置于阴暗处保存 2 用ATD-GCMS分析烃类物质

3 DNPH管立即用乙腈洗脱 ,若溶液不能及时分析,则冷 藏保存

4 用HPLC分析醛类物质

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CTI
Jason Jiang
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